Шаровые мельницы

Введение

Шаровые мельницы применяются в самых разнообразных отраслях современной промышленности. Их можно встретить на горнорудных, цементных, угольных, строительных и иных предприятиях. Чаще всего, шары для таких мельниц изготавливают из стали или чугуна.

Также их производят (значительно реже) из керамических материалов. В этом случае они могут быть:

- корундовыми;

- фарфоровыми;

- альбитовыми;

- уралитовыми.

Керамические шары оптимальны для тех случаев, когда требуется получить максимально тонкий помол. Обычно они используются на фармацевтических, биохимических, горно-химических и горнорудных предприятиях. Причем допускается их эксплуатация и для осуществления сухого помола, и для выполнения коллоидного либо жидкого измельчения (выпуск лакокрасочных составов, стекла, изготовление цемента и так далее).

Мелющие тела из керамики обладают рядом достоинств (повышенная активность измельчения с гарантией малого загрязнения продукта, подвергаемого обработке, высокая износостойкость и др.), но при этом их стоимость по сравнению с шарами из чугуна либо стали очень высока. За счет этого они не получили широкого распространения.

Добавим, что в последнее время помольные тела стали изготавливать из так называемой оксидной керамики. В данном случае исходным сырьем для изделий служат следующие материалы:

- карбид кремния;

- оксид титана;

- оксид циркония;

- нитрид кремния;

- силикат циркония;

- оксид алюминия.

Часть 1 – «Организационно-документальная»

1.1.2.      Шары мелющие. Химический состав

Шары мелющие катаные и кованные по ГОСТ 7524-89, диаметром от 28мм и выше изготавливаются из стали ШХ-15 и имеют 4 гр. твердости (55 ед. HRC). Также в целях удешевления данные типы шаров изготавливают из стали Ш2; ШЗ соответствующие 2-3 гр. твердости (49-52 ед. HRС). 
Максимальный диаметр шаров составляет 120мм.

Шары помольные используются в шаровых мельницах - агрегатах, предназначенных для измельчения различных материалов. От дробилок шаровые мельницы отличаются более тонким помолом частиц - менее 0,1 мм. 
Мелющие тела являются основным видом материалов, которые используются при измельчении железной руды и руд цветных металлов, цементного клинкера, угля, строительных материалов. Доля мелющих тел от общих затрат на измельчение сырья достигает 30%.

Мелющие шары изготовлены из легированной рельсовой стали по ГОСТ 7524-89 с высоким содержанием углерода и кремния 3 и 4 группы (особо высокой твердости - не менее 55 HRC), что придает им высокую износостойкость.

Шары, получаемые горячей штамповкой в условиях всестороннего сжатия не раскалываются, как чугунные, имеют больший удельный вес по сравнению с литыми стальными шарами, за счет всестороннего сжатия имеют более равномерную структуру, не имеют пор.

Удельный расход одной тонны таких шаров на 10% ниже, чем у шаров, изготовленных из традиционных сталей, который зависит от твердости, абразивности, крупности исходного материала, тонкости помола, качества металла, технологии изготовления шаров.                                                                          
                

Таблица 1

Наименование Шара	Химический состав, %						Твердость, hrc
O30	C	Mn	Si	S	P	Cr	1	2	3
O40	0,76	0,86	0,36	0,031	0,015	0,05	56	45	40
O50	0,77	0,87	0,36	0,031	0,015	0,05	55	45	40
O60	0,73	0,82	0,35	0,029	0,019	0,06	57	45	40
O80	0,76	0,88	0,35	0,022	0,015	0,05	55	45	41
O100	0,68	1,15	0,28	0,023	0,017	0,06	52	40	32
O120	0,68	1,11	0,30	0,023	0,023	0,13	52	40	30
	0,64	0,86	0,21	0,015	0,012	0,10	51	40	39

1.1.3.      Основные требования к шарам для мельниц по ГОСТ 7524

ГОСТ 7524-89. Шары стальные мелющие для шаровых мельниц. Технические условия.

Настоящий стандарт распространяется на катаные, кованые, штампованные стальные мелющие шары, применяемые для размола руд, угля, клинкера и других материалов в шаровых мельницах.

По показателю твердости мелющие тела причисляются к одной из четырех групп:

-          общего назначения – повышенной твердости;

-          общего назначения – обычной твердости;

-          для помола цемента, руд цветных материалов, огнеупоров – очень высокой твердости;

-          для помола руд черных металлов – высокой твердости.

Условный диаметр готовых шаров может быть от 15 до 120 миллиметров (возможные отклонения – от 1 до 5 миллиметров в зависимости от сечения изделия), номинальный вес варьируется в пределах от 0,014 килограммов (шары диаметром 15 миллиметров) до 8,03 (120 миллиметров), номинальный (расчетный) объем – от 1,76 до 1023 кубических сантиметров. Вес и объем шара определяются по номинальному сечению изделия. При этом плотность материала принимается равной 7,85 грамма на кубический сантиметр.

Тела высокой твердости производят из стальных сплавов, описанных в Госстандарте 24182. Изделия общего назначения изготавливаются из легированной и углеродистой инструментальной стали, в которой содержание углерода находится в пределах 0,4–0,7 %. При производстве самых твердых шаров используют легированную конструкционную сталь по стандарту 5950 (типы – ХГС и Х).

Величины твердости готовых изделий таковы:

-          43–55 HRC для шаров сечением от 15 до 70 миллиметров;

-          40–52 HRC для шаров от 80 до 100 миллиметров;

-          35–50 HRC для шаров 110–120 миллиметров.

Разрешается использовать и другие стали по ГОСТ 5950, но только в том случае, если твердость полученных шаров соответствует указанным выше показателям.

1.1.4. Основные параметры и размеры

Шары подразделяют по твердости на группы:

1 - нормальной твердости общего назначения;

2 - повышенной твердости общего назначения;

3 - высокой твердости для измельчения руд черных металлов;

4 - особо высокой твердости для измельчения руд цветных металлов, цемента и огнеупоров. 

Размеры, предельные отклонения по ним, расчетные номинальные объемы и масса шаров должны соответствовать таблице 2.

Таблица 2

Размеры в мм

Условный  диаметр	Номинальный диаметр	Пред. откл. по номинальному диаметру	Расчетный номинальный объем, см	Расчетная номинальная масса, кг
15	15,0	±1,0	1,76	0,014
20	20,0		4,18	0,033
25	25,0		8,18	0,064
30	31,5	±2,0	16,4	0,128
40	41,5		37,4	0,294
50	52,0	±3,0	74	0,58
60	62,0		125	0,98
70	73,0		204	1,60
80	83,0		299	2,35
90	94,0	±4,0	435	3,41
100	104,0		589	4,62
110	114,0		776	6,09
120	125,0	±5,0	1023	8,03

Примечания:                                                                     
                                                                            1. Отклонения от геометрической формы шара не должны превышать предельных отклонений по номинальному диаметру.                                                                       
                        2. Объем и масса шара вычислены по номинальному диаметру при плотности стали 7,85 г/см                                                                              
                                                                                 
   3. По согласованию изготовителя с потребителем допускается нормировать верхний предел твердости шаров.

 

 

 

1.1.5.Технические требования

Шары изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

Характеристики

Шары групп 1 и 2 изготовляют из углеродистой, низколегированной и легированной конструкционной стали.

Массовая доля углерода в углеродистой стали должна быть не менее:

	0,40% -	для	шаров	условным	диаметром	15-60 мм;
		"	"	"	"	70-120 мм.

Углеродный эквивалент низколегированной и легированной конструкционной стали должен быть не менее:

	0,50% -	для	шаров	условным	диаметром	15-60 мм;
		"	"	"	"	70-120 мм.

Шары группы 3 изготовляют из стали марок по ГОСТ 24182*, группы 4 - из инструментальной легированной стали типов Х и ХГС по ГОСТ 5950. Допускается изготовление шаров из стали других марок по ГОСТ 5950 при условии обеспечения требуемой твердости.

На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51685-2000.

Твердость шаров должна соответствовать нормам, указанным в таблице 3.

Таблица 3

Условный диаметр шара, мм	Твердость  (НВ), не менее, для групп
	1	2	3	4
	на поверхности шара				на глубине 1/2 радиуса шара
15-70	43(401)	49(461)	55(534)	55(534)	45(415)
80-100	40(352)	42(375)	52(495)	-	-
110-120	35(302)	38(331)	50(477)

Примечания:

1. Шары группы 4 предназначены для измельчения руд цветных металлов, цемента и огнеупоров.

2. Норма твердости на глубине 1/2 радиуса шара является факультативной до 01.01.92.

На поверхности шаров не допускаются дефекты, выводящие размеры шаров за предельные отклонения.

Маркировка

Транспортная маркировка - по ГОСТ 14192.

Упаковка

Шары диаметром до 30 мм включительно., а по требованию потребителя св. 30 мм, упаковывают в ящики или специализированные контейнеры.

Ящики формируют в транспортные пакеты.

Параметры пакетов - по ГОСТ 24597.

Средства скрепления - по ГОСТ 21650.

1.1.6. Методы контроля мелющих тел, транспортировка и их хранения

Размеры шаров проверяют штангенциркулем по ГОСТ 166 или другим инструментом, обеспечивающим необходимую точность.

Твердость шаров измеряют по методу Роквелла (ГОСТ 9013) или Бринелля (ГОСТ 9012).

Твердость на поверхности шара определяют на двух диаметрально противоположных площадках.

Твердость на глубине 1/2 радиуса шара определяют на одной площадке на плоской поверхности, подготовленной в соответствии с требованиями ГОСТ 9013 и ГОСТ 9012 путем удаления металла шара на необходимую глубину.

При определении твердости по Роквеллу на каждой площадке проводят четыре измерения.

Первые три измерения проводят в вершинах воображаемого равностороннего треугольника с длиной стороны 6-8 мм. Эти измерения являются пробными. Их результат не записывают в протокол испытаний.

Четвертое измерение проводят в центральной части указанного треугольника. Результат этого измерения записывают в протокол испытаний.

При определении твердости по Бринеллю на каждой площадке проводят одно измерение; результат записывают в протокол испытаний.

Твердость принимают по среднему значению измерений для всех контрольных шаров.

Углеродный эквивалент стали в процентах, вычисляют по формуле

,

где , , , , , ,  - массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия, %

Качество поверхности шаров проверяют визуально, без применения увеличительных приборов.

Допускается применение статистических и неразрушающих методов контроля качества шаров по методикам, утвержденным в установленном порядке.

Геометрические параметры изделий определяются по Государственному стандарту 166 при помощи штангенциркуля. Величина твердости устанавливается на двух точках (зонах), которые диаметрально противоположны друг другу, по технологии Бринелля либо Роквелла (ГОСТ 9012 и 9013 соответственно). Наличие дефектов на поверхности шаров определяется без использования увеличительных устройств.

По требованию потребителя завод-производитель может выполнять и ряд других проверок качества готовой продукции, используя неразрушающие и статистические методики контроля. Как правило, транспортировка описанных изделий осуществляется железнодорожным транспортом на открытых платформах или в закрытых вагонах. Впрочем, предприятие, решившее купить помольные шары, может заказать их доставку и автомобильным транспортом, но при условии, что он имеет кузов крытого типа.

Кроме того, важно обеспечить надежное крепление шаров в грузовых автомобилях. Добавим, что маркировка таких грузов производится по ГОСТ 14192. Причем, маркируются как транспортные пакеты, состоящие из нескольких ящиков, так и специальные контейнеры для перевозки мелющих изделий.

Шары перевозят транспортом всех видов в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида. Размещение и крепление грузов, перевозимых по железной дороге, должно соответствовать техническим условиям погрузки и крепления грузов, утвержденным Министерством путей сообщения.

Шары транспортируют на открытом подвижном составе. По требованию потребителя шары транспортируют в крытых вагонах и автомобилях с крытым кузовом.

Транспортирование по железной дороге проводится повагонными и мелкими отправками.

Упаковка, маркировка и транспортирование шаров в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности - по ГОСТ 15846.

1.1.7. Приемка

Шары принимают партиями. Партия должна состоять из шаров одного размера, одной группы и должна быть оформлена одним документом о качестве, содержащим:

- наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;

- номер партии;

- штамп отдела технического контроля;

- результаты испытаний на твердость;

- условное обозначение шаров.
Масса партии должна быть не более 150 т.
Для проверки размеров, качества и твердости поверхности шаров отбирают 10 шаров не менее чем из пяти разных мест партии.

При получении неудовлетворительных результатов контроля хотя бы по одному из показателей, по нему проводят повторный контроль на удвоенном количестве шаров, взятых от той же партии. 

Результаты повторного контроля распространяют на всю партию.
Для контроля твердости шаров группы 4 на глубине 1/2 радиуса отбирают три шара из трех различных мест каждой двадцатой партии.

При получении неудовлетворительных результатов хотя бы на одном шаре, проводят повторное испытание на удвоенном количестве шаров, взятых от той же партии.

При получении неудовлетворительных результатов повторных периодических испытаний испытания переводят в приемосдаточные до получения удовлетворительных результатов на двух партиях подряд.
Допускается не более 10% шаров из отобранных для контроля, не соответствующих требованиям настоящего стандарта по размерам и качеству поверхности.

1.1.8. Оборудование по производству мелющих шаров

Закалочная печь с подвижным подом

Закалочная печь с подвижным подом имеет функцию регулирования температуры и скорости нагрева стали круглого сечения, что позволяет поддерживать разницу температур между круглой стальной головкой, средней частью и хвостовой частью в пределах 10 ℃, а разницу температур между центром и поверхностью – в пределах 5 ℃

Сталепрокатный стан

Сталепрокатный стан оснащается автоматической системой управления, что обеспечивает стабильное и эффективное производство, а также высокую точность стальных мелющих шаров.

Оборудование для закалки

Данное оборудование для закалки позволяет придать мелющим телам надлежащую физическую структуру и твердость.

Печи для отжига

Для удовлетворения различных требований касательно твердости мелющих тел, используют печи для отжига. Это современное оборудование позволяет достичь выравнивания температуры, что тем самым обеспечивает более высокую твердость.

Автоматическое упаковочное оборудование

Это линия для производства мелющих тел оснащается автоматическим упаковочным оборудованием, что позволяет значительно снизить трудовые затраты.

Часть 2 – «Технологически – экономическая»

2.1.2.  Определение удельной нормы расхода материала

По данным расчета материального баланса плавки стали ШХ-15, получаются следующие результаты, приведенные в таблице 1 и 1.1.

Таблица 1 - Материальный баланс выплавки стали
Израсходовано		Получено
Наименование материалов	Количество (тонн)	Наименование материалов	Количество (тонн)
Железный лом	0,5	Металл	1
Жидкий чугун	0,5	Шлака 1 периода	0,0138
Ферромарганца              (FeMn90C05)	0,002	Газов	0,0127
Ферросилиция        (ФМн0,5 92)	0,003	Потери от брака:
Алюминия	0,003	ЛПЦ-1	0,0036
Электродов	0,0007	СПЦ	0,0031
Кокса	0,0021	ЛПЦ-2	0,0026
Извести	0,0071	Металл	1
Известняк	0,0058
Доломит обожженный	0,0258
Окатыши	0,004
Шлакообразуешая смесь	0,005
Гран-шлак	0,002
Плавикового шпата	0,004
Песка	0,003
Железной руды	0,001
Магнезита	0,0015
Магнезитохромитз	0,0002
Шамотного боя	0,0021
Газообразного кислорода	0,0018
Воздуха	0,0095
Всего	1,084	Всего	3,4188

 Таблица 1.1. – Потери, отходы и брак при выплавке

Наименование	Количество (т)	Цена (руб./т)	Сумма (руб.)	50 тыс. тонн
Потери
Шлак 1 периода	0,0078
Шлак 2 периода	0,0018
Улет железа	0,030
Улет газов	0,0065
Невязка	0,0003
Всего:	0,0188
Расход по переделу
Отход
Угар	0,1155	0	0
Обрезь	0,0097	600	5,82
Окалина	0,006	105,5	0,633
Слябы для охлаждения на АДС	0,0011	1020	1,122
Шлак 1 периода	0,1323	1200	7,575
Шлак 2 периода	0,0138	1200	15,15
Улет газов	0,0065	1000	48,327
Невязка	0,0003	500	95,532
Всего	0,2876		198,639	2 979 585,00
Брак
Брак по химическому составу	0,004	6400	25,6	384000
Всего			224,24	11099830,5

Для получения одной тонны жидкой стали необходимо расходовать сырья и материалов с учетом расходного коэффициента: Расходный коэффициент = 1,076.

Для определения нормы расхода всех видов сырья и материалов на одну тонну годной разлитой стали: Поправочный коэффициент = 0,993.

Норма расхода после поправочного коэффициента представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Норма расхода после поправочного коэффициента
Наименование	Расход на 1 тыс. т	Расход на 50 тыс. т
Железный лом	0,497	7 448,851
Жидкий чугун	0,497	7 448,851
Ферромарганца                (FeMn90C05)	0,002	29,795
Ферросилиция           (ФМн0,592)	0,003	44,693
Алюминия	0,003	44,693
Электродов	0,001	10,428
Кокса	0,002	31,285
Извести	0,007	105,774
Известняк	0,006	86,407
Доломит обожженный	0,026	384,361
Окатыши	0,004	59,591
Шлакообразуешая смесь	0,005	74,489
Гран-шлак	0,002	29,795
Плавикового шпата	0,004	59,591
Песка	0,003	44,693
Железной руды	0,001	14,898
Магнезита	0,001	22,347
Магнезитохромитз	0,000	2,980
Шамотного боя	0,002	31,285
Газообразного кислорода	0,002	26,816
Воздуха	0,009	141,528
Всего	1,076	53272,395

Коэффициент годной стали равен 93%.

Калькуляция себестоимости необходимого сырья для производства 1 и 50 тысяч тонн стали 40Х представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Калькуляция себестоимости одной тонны стали
Наименование	Количество (т)	Цена (руб. т)	Сумма (руб.)	Сумма (50 тыс. т) руб.	Количество (50 тыс. т)
Железный лом	0,497	9800	4 866,58	36 250 451,13	7 448,85
Жидкий чугун	0,497	8500	4 221,02	31 441 717,81	7 448,85
Ферромарганца	0,002	68000	135,07	4 024,54	29,80
Ферросилиция	0,003	46000	137,06	6 125,59	44,69
Алюминия	0,003	46000	137,06	6 125,59	44,69
Электродов	0,001	155000	107,76	1 123,76	10,43
Кокса	0,002	12640	26,36	824,77	31,29
Извести	0,007	6000	42,31	4 475,23	105,77
Известняк	0,006	4500	25,92	2 239,83	86,41
Доломит обожженный	0,026	4800	123,00	47 274,61	384,36
Окатыши	0,004	3500	13,90	828,58	59,59
Шлакообразуешая смесь	0,005	9200	45,69	3 403,10	74,49
Гран-шлак	0,002	1500	2,98	88,78	29,80
Плавикового шпата	0,004	20000	79,45	4 734,75	59,59
Песка	0,003	2100	6,26	279,65	44,69
Железной руды	0,001	2900	2,88	42,91	14,90
Магнезита	0,001	10850	16,16	361,21	22,35
Магнезитохромитз	0,000	6500	1,29	3,85	2,98
Шамотного боя	0,002	6100	12,72	398,03	31,29
Газообразного кислорода	0,002	625	1,12	29,96	26,82
Воздуха	0,009	625	5,90	834,59	141,53
Всего			10010,493	67 775 388,27	16 143,15
Отходы
Шлак 1 периода	0,0078				117,00
Шлак 2 периода	0,0018				27,00
Улет железа	0,03				450,00
Улет газов	0,0065				97,50
Невязка	0,0003				4,50
Расход по переделу					696,00
Текущий ремонт и содержание О.С.
В том числе огнеупоры:	0,0198	7505,6	148,61		297,00
Кирпич алюмосиликатный	0,009	2200	19,80		135,00
Кирпич магнезиальный	0,0023	5720	13,16		34,50
Кирпич шпинелидный	0,0049	19700	96,53		73,50
Порошки и массы	0,003	4250	12,75		45,00
Прочие огнеупоры	0,003	21220	63,66		45,00
Всего			354,51	5 317 603,20	630,00
Амортизация О.С.			70,90	1 063 520,64
Итого			13 235,90	119 520 097,1

Так же необходимо подсчитать энергетические затраты, расчеты представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Энергетические затраты
Наименование	Количество	Цена (руб)	Сумма (руб)	Цена (15 тыс. т)	Количество (50 тыс. т)
Электроэнергия, тыс. кВт*час	0,83	1200	996	12 450,00	12450
Пар, Гкал	0,007	100	0,7	105,00	105
Вода деаэрированная, т	0,1891	45	8,5095	2 836,50	2836,5
Вода промышленная, т/м3	0,0013	200	0,26	19,50	19,5
Сжатый воздух, т/м3	0,0361	100	3,61	541,50	541,5
Кислород, т/м3	0,0592	950	56,24	888,00	888
Аргон, м3	0,0005	3100	1,55	7,50	7,5
Азот чистый, м3	0,0247	570	14,079	370,50	370,5
Итог:			1080,948	16 214 227,5
Итого:			14 765,3	135734 324,6	57648,195

2.1.3. Расчет производительности на печном участке

Для расчета производительности печного участка необходимо рассчитать периодичность и продолжительность ремонта печи, таблица 5.

Таблица 5 - Периодичность и продолжительность ремонтов печи
Емкость печи (т)	Т1	Т2	К	Структура ремонтных циклов
100	30/16		1,5/240	17Т1+К

Где, Т₁ - первый текущий ремонт проводится через 30 суток, продолжительностью 16 часов; Т₂- второй текущий ремонт не проводится; К - капитальный ремонт проводится через 1.5 года, продолжительность 240 часов       .

Расчет календарного графика ремонта печи, представлен в таблице 6.

Таблица 6 - Календарный график ремонта печи
Емкость печи	Месяцы / часы												Итого ремонтов (сутки)	Номинальное время (сутки)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
100	240	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	17,3	347,7

Продолжительность горячих простоев применяется в размере 3,5% от номинального времени работы печи. Горячий простой 12,17 суток. Исходя из этого фактическое время работы печи 335,50 суток.            

Производительность печи в сутки рассчитывается исходя из длительности плавки, умноженной на емкость печи и коэффициент выхода годной стали. Также годовая производительность печного участка и время простоя, представлены в таблице 7.                                 

Таблица 7    - Таблица производительности печного участка

         В таблице 8 представлены показатели годовой выплавки печного участка, а также время и количество плавок.

Таблица 8 - Показатели годовой выплавки стали
Показатели работы печи	Величина
Номинальная емкость печи. т	100
Баланс времени в сутках:
Календарное время работы печи	365
Номинальное время работы печи	347,7
Фактическое время работы печи	335.53
Холодные простои (суток)	17,30
Горячие простои (суток)	12,17
Длительность плавки, ч	0,82 (50 минут)
Количество плавок в сутки, шг	28
Производительность печи в сутки т.	2868,3
Годовой выпуск стали, т	1 202 884,268
Простой в % к календарному времени. %	8,1
Холодные простои. %	4,7
Горячие простои. %	3,3

По итогам расчета печного участка, время одной плавки составило 50 минут, с производительностью печи в 2 868,3 тонны в день. С учетом этого, для выплавки 15 тонн стали 40Х, необходимо 57648,195 т сырья, время выплавки составит ~ 146,2 часов, количество плавок 175.

2.1.4. Приемка продукции после выплавки

При контрольной проверке качества поверхности рулонного (бунтового) проката, листового проката с непрерывных станов, порезанного на листы, гнутых профилей партию считают соответствующей требованиям стандарта ГОСТ 7566-94, если масса участков, не удовлетворяющих требованиям стандарта к качеству поверхности, не превышает 2% массы партии.
         При обнаружении дефектных участков поверхности проката у потребителя и их предъявлении изготовителю изготовитель должен компенсировать потребителю такое же количество качественного проката.

При получении неудовлетворительных результатов по какому-либо показателю, по нему проводят повторные испытания.
     Повторные испытания проводят:      

·               для металлопродукции, подвергаемой выборочному контролю, - на удвоенном количестве заготовок, блюмов, слябов, прутков, мотков, листов, полос или рулонов;

·                для металлопродукции, подвергаемой сплошному (поштучному) контролю, - на удвоенном количестве образцов, отобранных от заготовки, блюма, сляба, прутка, мотка, листа, полосы или рулона, не выдержавших испытания.

Каждая партия сопровождается документом, содержащим:

·               наименование и (или) товарный знак предприятия-изготовителя;

·               наименование потребителя

·               номер заказа

·               дату оформления документа о качестве

·               марку стали, группу или класс прочности

·               номер плавки и номер партии, если плавка делится на партии.
            Результаты всех испытаний, в том числе факультативные показатели по требованию потребителя. Допускается вместо результатов всех испытаний указывать: "Металлопродукция соответствует НД или сертификату". Сертификат отгрузки представлен в Приложение 1.

2.1.5. Итоговые результаты расхода материала

По результатам калькуляции в таблице 8, необходимых материалов для выплавки 50 тонн стали 40Х, нужно 57648,195 т сырьяна сумму 139 909 909,6 рублей. В данных цифрах и объемах материала, отражен расход: на передел, огнеупоры, амортизационного отчисления и энергетических затрат, брак, потери. Себестоимость одной тонны стали составило 14 765,3 тысяч рублей.

Таблица 8 – Сводная таблица для выплавки 50 тыс. т стали ШХ-15
Наименование	Количество (тыс. т)	Цена (тыс. рублей)
Основные материалы	16143,15035	67 775 388,27
Потери, отходы, брак	696	3 363 585,00
Огнеупоры	630	5 317 603,20
Энергетические затраты		16 214 227,50
Передел		42 000 000,00
Амортизация О.С.		1 063 520,64
Итого	17469,15035	447923269

Часть 3 – «Описать технологию производства стальных мелющих тел и контроль качества»

3.1.2.      Обзор технологий производства

Стальные шары должны быть ударостойкими и износостойкими с большой твердостью 60…65 HRC, технология их производства разработана во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте металлургического машиностроения имени академика А.И. Целикова (ВНИИМЕТМАШ). Шаропрокатные станы, созданные учеными и разработчиками этого института, получили широкое распространение и в нашей стране, и за рубежом.

Сегодня 66 % всех стальных шаров в мировой практике производят на шаропрокатных станах методом поперечно-винтовой прокатки. Оставшуюся долю делят мелющие стержни диаметром 20–30 мм (цильбепсы) — 13 %, чугунные шары и цильбепсы — 16 %, прочее — 5 %. В России основным производителем стальных шаров до 200 тысяч тонн в год из марганцовистой стали является Гурьевский металлургический завод.

Стальные шары изготавливаются не только на шаропрокатных станах, но и на автоматических линиях горячей штамповки конструкции ОАО «Тяж-прессмаш» на подшипниковых заводах в Курске и Вологде. На этих заводах шары диаметром до 90 мм изготавливают из стали ШХ15 для цементных заводов и горно-обогатительных комбинатов (ГОК).

Литые шары делятся на два класса. Первый класс представляют высококачественные шары из высоколегированного чугуна с содержанием хрома 13– 23 % и со сквозной твердостью 62–64 HRC. Мировой лидер в производстве шаров данного класса — Бельгийская компания Magottenux, выпускающая около 320 тыс. тонн таких шаров в год на шестнадцати заводах. Стоимость этой продукции превышает 1100 евро за одну тонну.

3.1.3. Производство стальных мелющих шаров и их достоинства

Как было сказано, наиболее распространенными являются стальные шары для мельниц. Они характеризуются высокой прочностью, разумной себестоимостью их производства, а также далее указанными свойствами:

Отличная сбалансированность. Шаровая мельница, оснащенная стальными шарами, имеет длительный срок эксплуатации за счет того, что она не испытывает существенных биений и вибраций, способных привести к поломке агрегата.

Равномерный по площади поверхности изделия износ, который гарантирует уменьшение расходов предприятия, обусловленное увеличением максимальной выработки шара.

Сравнительно небольшой вес одного мелющего тела. Шары без проблем монтируются в крупные мельницы, легко перевозятся и разгружаются.

Все описанные достоинства стальных изделий позволяют применять их в самых разных технологических процессах. Они незаменимы для помола сыпучих строительных материалов, которым требуется придать какие-либо конкретные физические параметры. При использовании стальных мелющих тел в готовой продукции отсутствуют крупные твердые фракции, при этом обеспечивается ее однородность.

Процесс производства описываемых изделий для помола, а также их конечные характеристики описаны в Государственном стандарте 7524–89. Существует несколько способов изготовления мелющих тел – литье, ковка, традиционная штамповка, винтовой прокат. Самой целесообразной с экономической точки зрения признается методика прокатки заготовки круглой формы на специальном стане. Она обеспечивает малую себестоимость готовых шаров, высокую скорость выполнения работ и качественные характеристики получаемых изделий для помола.                                    

Суть такой производственной технологии следующая:

Круглые заготовки из низко- и высоколегированной стали прогревают до температуры от 900 до 1220 градусов Цельсия в индукционных (электрических либо газовых печах). Конкретная температура нагрева зависит от марки стали, из которой сделана заготовка. На этом этапе важно добиться равномерного нагрева заготовки по всему ее объему.

Сталь требуемой температуры подается на валки прокатного стана. На нем осуществляется разделение на части заготовки и формовка изделий. Указанный метод называют прессованием мелющих тел без использования облоя.

После этого изделия отправляются на динамическую закалку в специальный барабан, где шары получают требуемые показатели прочности и твердости. Процедура длится недолго, ее продолжительность определяется температурой стали и скоростью, с которой движется барабан. Закалка шаров выполняется в обязательном порядке, так как в противном случае невозможно гарантировать необходимые характеристики готовых изделий.

3.1.4. Качество стальных кованных мелющих шаров. Метод контроля качества

Процесс производства мелющих шаров методом прокатки.                                                                     

Тщательный осмотр заготовки – Нагревание в индукционной плавильной печи средней частоты – Формирование шаров винтовым блоком – Закалка – Отпуск ­ Осмотр качества готового продукта – Упаковка

Процесс производства мелющих шаров методом ковки.

Изготовление мелющих шаров методом ковки позволяет устранить появление дефектов и микротрещин на поверхности готового продукта, в процессе нагревания заготовки, а также регулировать структуру продукта. Для изготовления высококачественных мелющих шаров используются уникальные износоустойчивые материалы, которые обеспечивают устойчивость к истиранию и повышают срок эксплуатации продукта. Таким материалом служат сплавы высокоуглеродистой стали или сплавы с повышенной износоустойчивостью, отвечающие национальным стандартам и индивидуально разработанные в компаниях производителях мелющих тел.

Тщательный осмотр заготовки – Раскрой – Нагревание в индукционной плавильной печи средней частоты –­ Формирование шаров (ковкой) –­ Закалка –­ Отпуск –­ Осмотр качества готового продукта – Упаковка

3.1.5. Контроль качества стальных мелющих шаров

Стандартная методика контроля качества продукции

На поверхности кованых стальных мелющих шаров не допускается наличие каких ­либо видимых сколов или микротрещин, шлаковых включений, следов нагревания и деформации. Не допускается и наличие внутренних разрушений или пустот. Если на поверхности шара обнаружены характерные неровности и следы нагревания, занимаемые 5% от площади всего шара, об этом необходимо доложить главному специалисту, осуществляющий контроль качества.

На поверхности стального шара допускается наличие локальных углублений до 3мм. Размер дефектов не должен превышать предельное отклонение по номинальному диаметру, а длина не должна превышать порог 30% номинального диаметра шара.

На поверхности металлических шаров, используемые в качестве декоративных предметов, не допускается наличие различного рода дефектов: микротрещин, изломов, углублений, выпуклостей и тогда ли.

Список используемых источников

1. Принципы технологического «конструирования» структуры и свойств мелющих тел / А.Н. Поддубный, Н.И. Бестужев, С.П. Королев и др. // Литейное производство. 2000.-№ 5. - С. 22.

2. Улитенко П.И., Щербина H.A. // Литейное производство. 1970. -№7.-С. 32.

3. Изготовление литых чугунных мелющих шаров / А.Н. Поддубный, H.H. Александров, И.К. Кульбовский и др. // Литейное производство. 1994. -№8.-С. 8-10.

4. ГОСТ 7524 89. Шары стальные мелющие для шаровых мельниц. Технические условия. - М. Изд-во стандартов, 1989. - 6 с.

5. Поддубный А.Н. Мелющие шары из чугуна, изготовленные кокильным литьем // Литейное производство. 1998. - № 1. - С. 8-11.

6. Тененбаум М.М. Износостойкость деталей и долговечность горных машин. -М.: Госгортехиздат, 1960. -246 с.

7. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки. М.: Металлургия, 1986. - 423 с.

8. Бестужев Н.И., Королев С.П. // Литейное производство. 1999. - № 3. -С. 20-21.

9. Несвижский O.A. Производство мелющих тел для шаровых мельниц. -М.: Машгиз, 1961. 149 с.

10. Поддубный А.Н., Романов Л.М. Износостойкие отливки из белых чугу-нов для металлургии и машиностроения. Брянск: Придесенье, 1999. - 120 с.

11. Производство чугунных мелющих шаров литьем в кокиль и горячей пластической деформацией / A.B. Дюков, И.К. Кульбовский, H.H. Александров, и др. // Литейное производство. 1998. - № 11. - С. 32 - 34.

12. Клейс И.Р., Ууэмыйс X X. Износостойкость элементов измельчителей ударного действия. М.: Машиностроение, 1986. - 157 с.

13. Литые мелющие шары из чугуна / A.A. Владимирова, Э.А. Косогонова, В.И. Удовиков и др. // Литейное производство. 1988. - № 11. - С. 27 - 28.

14. Технология литья чугунных заготовок для мелющих цилиндров / А.И. Богданов, Э.Б. Беседина, И.А. Якунин и др. // Литейное производство. -1985.-№9.-С. 29.

15. Повышение качества литых мелющих шаров из нелегированного чугуна / В.И. Удовиков, A.A. Владимирова, Э.А. Косогонова и др. // Литейное производство. 1987. - № 2. - С. 32.

16. Износостойкий чугун для отливок мелющих цилиндров / В.М. Щербакова, В.И. Удовиков, Н.И. Бутко и др. // Литейное производство. 1981. -№ 4. - С. 24.