СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ И ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ КОНВЕРТЕРНЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛЮЩИХ ШАРОВ

Проведены исследования процессов и механизмов формирования металлургического качества мелющих шаров и их эксплуатационных характеристик в зависимости от параметров производства специализированных сталей в условиях кислородно-конвертерного производства АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат». Основными причинами неудовлетворительной ударной стойкости мелющих шаров из стали марок Ш2.1 и Ш2.3 является наличие дефектов сталеплавильного происхождения (флокены, скопления неметаллических включений, внутренние несплошности (поры) и развитая химическая неоднородность). Определено, что большое влияние на повышение ударостойкости мелющих шаров оказывает снижение содержаний кислорода в металле на выпуске в ковш, уменьшение содержания серы и водорода в стали после ковшевой обработки, а также повышение длительности продувки стали инертным газом в процессе внепечной обработки на агрегате ковш-печь. Суммарная относительная степень влияния рассмотренных на отбраковку мелющих шаров при испытаниях на ударную стойкость составляет 73 %. На основании полученных закономерностей для условий рассматриваемого предприятия разработаны рекомендации по совершенствованию технологических режимов выплавки и внепечной обработки сталей для производства мелющих шаров, использование которых на практике подтвердило их эффективность. Зафиксировано снижение отбраковки мелющих шаров из стали марок Ш2.1 и Ш2.3 при копровых испытаниях в среднем на 3 % за счет снижения дефектообразования в исходных непрерывнолитых заготовка.

1. Крутилин А.Н., Бестужев Н.И., Бесту- жев А.Н., Каленкович Д.Н. Мелющие тела. Проблемы. Перспективы. Литье и метал-лургия. 2009;4 (53):26–33. EDN: UYGFVX; https://doi.org/10.21122/1683-6065-2009-4-26-33

2. Umansky A.A., Prudnikov A.N., Golovatenko A.V. Analysis of the main trends in the de-velopment of the production of grinding balls in Russia and abroad. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;866:012032. EDN: SVCJAB; https://doi.org/10.1088/1757-899X/866/1/012032

3. Сычков А.Б. Стеблов А.Б., Березов С.Н. О выборе материала и режимов термической обработки стальных мелющих шаров, отве-чающих требованиям современного мирово-го рынка. Литье и металлургия. 2013;3(71):30–32. EDN: SWKLVR.

4. Баранов Н.А., Тулупов О.Н. Производство мелющих шаров из рельсовой стали. Акту-альные проблемы современной науки, тех-ники и образования. 2017;1:96–99. EDN: ZEYVJL.

5. Pater Z., Tomczak J., Bulzak T., Cyganek Z., Andrietti S., Barbelet M. An innovative method for producing balls from scrap rail heads. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018;97(1-4):893–901. https://doi.org/10.1007/s00170-018-2007-9

6. Tomczak J., Pater Z., Bulzak T. The flat wedge rolling mill for forming balls from heads of scrap railway rails. Archives of Metal-lurgy and Materials. 2018;63(1):5–12.

7. http://dx.doi.org/10.24425/118901

8. Pater Z., Tomczak J., Bulzak T. A cross wedge rolling process for forming 70 mm diameter balls from heads of scrap railway rails. In: 27th International Conference on Flexible Automa-tion and Intelligent Manufacturing, Faim2017. 2017;11:466–473. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.137

9. Song Zh., Pu Y., Liu Zh., Wang B. Analysis of Failure of Grinding Balls During Service. Metal Science and Heat Treatment. 2022;64(12):127–133. EDN: MRJHRG; https://doi.org/10.1007/s11041-022-00772-3

10. Артес А.Э., Третьюхин В.В. Проблема со-вершенствования производства мелющих шаров. Качество и инновации. Компетент-ность. 2014;3(114):50–53. EDN: SBZHQH.

11. Aldrich C. Consumption of steel grinding me-dia in mills. Minerals Engineering. 2013;49:77–91. http://dx.doi.org/10.1016/j.mineng.2013.04.023

12. Umucu Y., Deniz V. The effect of ball type in fine particles grinding on kinetic breakage pa-rameters. Inzynieria Mineralna. 2015;16(1):197–203.

13. Чжаоян С., Исун П., Чжисинь Л, Баоци В. Анализ причин растрескивания мелющих шаров при эксплуатации. Металловедение и термическая обработка металлов. 2022;2(800):59–65. https://doi.org/10.30906/mitom.2022.2.59-65

14. Смирнов Е.Н., Смирнов А.Н., Михеев В.В., Скляр В.А., Белевитин В.А., Верзилов А.П., Орлов Г.А. Оценка применимости непре-рывнолитой стали марки 55 при производ-стве мелющих шаров диаметром 40 мм групп твердости IV и V. Сталь. 2020;4:44–49. EDN: VXGXNJ.

15. Лам М.М., Серов А.И., Смирнов Е.Н., Тер-навский А.А., Базарова Г.С. Промышлен-ные испытания мелющих шаров IV группы твердости производства ПАО «Донецкий металлопрокатный завод». Металлург. 2016;9:63–67. EDN:WYDMPN.

16. Быков П.О., Касимгазинов А.Д. Исследова-ние и апробация технологии получения ка-таных помольных шаров 5 группы твердо-сти в условиях ПФ ТОО «Кастинг». Наука и техника Казахстана. 2018;1:31–40. EDN: XZDEKD.

17. Найзабеков А.Б., Мухаметкалиев Б.С., Ар-буз А.С., Лежнев С.Н. Снижение расхода стальных мелющих шаров путем улучшения технологии их производства. Вести высших учебных заведений Черноземья. 2016;4 (46):78–86. EDN: XIBQUB.

18. Сталинский Д.В., Рудюк А.С., Соле- ный В.К. Освоение производства и оценка эффективности использования высококаче-ственных мелющих шаров. Сообщение 1. Освоение производства шаров из хромомо-либденовой стали. Сталь. 2021;11:36–39. EDN: XBFNUB.

19. Сталинский Д.В., Рудюк А.С., Соле- ный В.К. Выбор материала и технологии термической обработки мелющих шаров, работающих преимущественно в условиях абразивного износа. Сталь. 2017;6:64–69. EDN: YUNGPB.

20. Bai X., Jin Y. Heat treatment of wear resistant steel ball for large ball mill. Jinshu Rechuli / Heat Treatment of Metals. 2017;42(5):193–196. http://dx.doi.org/10.13251/j.issn.0254-6051.2017.05.040

21. Айсат С., Садэддин А., Брадай М.А., Юнус Р., Билек А., Бенаббас А. Влияние термиче-ской обработки на твердость и износ мелю-щих шаров. Металловедение и термическая обработка металлов. 2017;5(743):34–38.

22. Кузьмин С.О. Влияние режима термоупроч-нения на объемную износостойкость мелю-щих шаров из низколегированных марок стали. Вестник Приазовского государствен-ного технического университета. Серия: Технические науки. 2011;23:117–126. EDN: TTGPTV.

23. Самойлович Ю.А. Возможности повышения эксплуатационного ресурса крупных мелю-щих шаров из высокохромистой стали при использовании термоциклической обработ-ки. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2017;6(1410):73–80. EDN: ZCSUQD.

24. Ефременко В.Г. Металлографический ана-лиз причин разрушения стальных катаных тел для барабанных мельниц. Вестник При-азовского государственного технического университета. 2000;9:89–91.

25. Ефременко В.Г. Влияние макроструктурно-го состояния шаровой заготовки на качество стального проката для помольного оборудо-вания. Металл и литье Украины. 2002;9–10:40–42.

26. Галимьянов И.К. Влияние температуры и структуры круглой заготовки на раскол ме-лющих шаров. Черные металлы. 2019;10:63–66. EDN: RLVBST.