Научная статья на тему 'ПОДСТУЖИВАНИЕ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ ПЕРЕД ЗАКАЛКОЙ. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ'

ПОДСТУЖИВАНИЕ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ ПЕРЕД ЗАКАЛКОЙ. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
28
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕЛЮЩИЙ ШАР / ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА / ЗОНА ПОДСТУЖИВАНИЯ / УСТРОЙСТВО ВЫРАВНИВАНИЯ ТЕМПЕРАТУР / МОДЕЛИРОВАНИЕ / ОХЛАЖДЕНИЕ / ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ / КРИТИЧЕСКИЕ ТОЧКИ СТАЛИ / ПРОКАЛИВАЕМОСТЬ / DEFORM-3D

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Шевченко О.И., Лановенко И.Э., Рубцов В.Ю., Опарин А.С.

Представлен анализ сходимости результатов аналитического расчета, моделирования и производственного эксперимента подстуживания мелющих шаров диаметром 120 мм из стали марки 70ХГС (в случае моделирования в Deform-3D был выбран аналог из библиотеки - марка AISI 1070) для дальнейшего проведения термической обработки в условиях шаропрокатного стана АО «ЕВРАЗ НТМК». Аналитический расчет проводился по известной методике с учетом критерия Био и числа Фурье, а моделирование производилось с использованием программного комплекса Deform-3D. Температура начала охлаждения задавалась эквивалентно температуре шаров после прокатки на стане и составила 1050 °С. Требуемая температура шаров перед закалкой была определена по критическим точкам стали и должна быть не менее 730 °С. Прокаливаемость шаров была рассчитана согласно методике ASTM A255 на основании химического состава стали. Дискретность по времени при замере и расчете температур при всех методах исследования составила 30 с. Характер кривых охлаждения реального шара и результатов моделирования в Deform-3D идентичен. Результаты моделирования шара в Deform-3D по значениям имеют большую сходимость с реальной температурой в центре шара, чем расчетные значения, и меньшую сходимость на поверхности шара. Результаты моделирования в Deform-3D показали усредненные значения между аналитическим расчетом и физическим экспериментом, при этом температуры с достаточно высокой достоверностью сошлись с результатами физического опыта как по поверхности, так и в центре шара, что указывает на возможность использования моделирования процесса подстуживания мелющих шаров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Шевченко О.И., Лановенко И.Э., Рубцов В.Ю., Опарин А.С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COOLING BEFORE HARDENING OF GRINDING BALLS. SIMULATION AND EXPERIMENT

This article presents convergence analysis of analytical calculation results, simulation and production experiment of grinding balls cooling with 120 mm diameter from steel grade 70KhGS (in modeling case in Deform-3D, analogue from library was chosen - grade AISI 1070), for further heat treatment under conditions ball rolling mill of EVRAZ NTMK JSC. The analytical calculation was carried out according to well-known method, taking into account the BIO criterion and the Fourier number, and modeling was carried out using the Deform-3D software package. Start cooling temperature was set to be equivalent to balls temperature after rolling on mill which amounted to 1050 °C. Required balls temperature before hardening was determined from steel critical points and must be at least 730 °C. Balls hardenability was calculated according to ASTM A255 based on steel chemical composition. Discretion time for measuring for calculating temperatures for all research methods was 30 seconds. Nature of real ball cooling curves and simulation results in Deform-3D are identical. Results of modeling ball in Deform-3D have a greater convergence with real temperature in the middle of ball center than calculated values and less convergence on ball surface. Simulation results in Deform-3D showed averaged values between analytical calculation and physical experiment, while temperatures agreed with results of physical experiment with a fairly high reliability both on ball surface and in the middle of ball center. This is indicates possibility of using simulation process of grinding balls cooling.

Текст научной работы на тему «ПОДСТУЖИВАНИЕ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ ПЕРЕД ЗАКАЛКОЙ. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ»

Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:

Подстуживание мелющих шаров перед закалкой. Моделирование и эксперимент / О.И. Шевченко, И.Э. Лановенко, В.Ю. Рубцов, А.С. Опарин // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2022. - Т. 24, № 4 - С. 35-40. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.4.04

Please cite this article in English as:

Shevchenko O.I., Lanovenko I.E., Rubcov V.Ju., Oparin A.S. Cooling before hardening of grinding balls. simulation and experiment. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2022, vol. 24, no. 4, pp. 35-40. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.4.04

ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение

Т. 24, № 4, 2022 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science

http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/

Научная статья

DOI: 10.15593/2224-9877/2022.4.04 УДК 621.785.01

О.И. Шевченко1, И.Э. Лановенко2, В.Ю. Рубцов2, А.С. Опарин2

1 Нижнетагильский технологический институт, Нижний Тагил, Россия 2ЕВРАЗ НТМК, Нижний Тагил, Россия

ПОДСТУЖИВАНИЕ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ ПЕРЕД ЗАКАЛКОЙ. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТ

Представлен анализ сходимости результатов аналитического расчета, моделирования и производственного эксперимента подстуживания мелющих шаров диаметром 120 мм из стали марки 70ХГС (в случае моделирования в Deform-3D был выбран аналог из библиотеки - марка AISI 1070) для дальнейшего проведения термической обработки в условиях шаропрокатного стана АО «ЕВРАЗ НТМК». Аналитический расчет проводился по известной методике с учетом критерия Био и числа Фурье, а моделирование производилось с использованием программного комплекса Deform-3D. Температура начала охлаждения задавалась эквивалентно температуре шаров после прокатки на стане и составила 1050 °С. Требуемая температура шаров перед закалкой была определена по критическим точкам стали и должна быть не менее 730 °С. Прокаливаемость шаров была рассчитана согласно методике ASTM A255 на основании химического состава стали. Дискретность по времени при замере и расчете температур при всех методах исследования составила 30 с. Характер кривых охлаждения реального шара и результатов моделирования в Deform-3D идентичен. Результаты моделирования шара в Deform-3D по значениям имеют большую сходимость с реальной температурой в центре шара, чем расчетные значения, и меньшую сходимость на поверхности шара. Результаты моделирования в Deform-3D показали усредненные значения между аналитическим расчетом и физическим экспериментом, при этом температуры с достаточно высокой достоверностью сошлись с результатами физического опыта как по поверхности, так и в центре шара, что указывает на возможность использования моделирования процесса подстуживания мелющих шаров.

Ключевые слова: мелющий шар, термическая обработка, зона подстуживания, устройство выравнивания температур, моделирование, охлаждение, легированная сталь, критические точки стали, прокаливаемость, Deform-3D.

1 2 2 2 O.I. Shevchenko , I.E. Lanovenko , V.Ju. Rubcov , A.S. Oparin

1Nizhniy Tagil Institute of Technology (branch), Nizhniy Tagil, Russian Federation 2JSC "EVRAZ Nizhniy Tagil Metallurgical Plant", Nizhniy Tagil, Russian Federation

COOLING BEFORE HARDENING OF GRINDING BALLS. SIMULATION AND EXPERIMENT

This article presents convergence analysis of analytical calculation results, simulation and production experiment of grinding balls cooling with 120 mm diameter from steel grade 70KhGS (in modeling case in Deform-3D, analogue from library was chosen - grade AISI 1070), for further heat treatment under conditions ball rolling mill of EVRAZ NTMK JSC. The analytical calculation was carried out according to well-known method, taking into account the BIO criterion and the Fourier number, and modeling was carried out using the Deform-3D software package. Start cooling temperature was set to be equivalent to balls temperature after rolling on mill which amounted to 1050 °C. Required balls temperature before hardening was determined from steel critical points and must be at least 730 °C. Balls hardenability was calculated according to ASTM A255 based on steel chemical composition. Discretion time for measuring for calculating temperatures for all research methods was 30 seconds. Nature of real ball cooling curves and simulation results in Deform-3D are identical. Results of modeling ball in Deform-3D have a greater convergence with real temperature in the middle of ball center than calculated values and less convergence on ball surface. Simulation results in Deform-3D showed averaged values between analytical calculation and physical experiment, while temperatures agreed with results of physical experiment with a fairly high reliability both on ball surface and in the middle of ball center. This is indicates possibility of using simulation process of grinding balls cooling.

Keywords: grinding ball, heat treatment, cooling zone, temperature equalization device, simulation, cooling, alloy steel, steel critical points, harden-ability, Deform-3D.

Важной проблемой при производстве мелющих шаров является достижение сочетания заданной заказчиком группы твердости согласно ГОСТ 7524-2015 [1] и высокой ударной стойкости с целью исключения разрушения шаров при эксплуатации. Достижение данного баланса особенно актуально при производстве шаров 5-й (высшей) группы [2-10], характеризующихся высокой твердостью поверхности и нормированной объемной твердостью. Реализация этой технологии в условиях массового производства возможна при использовании сталей целевого назначения и точном соблюдении температурно-временных параметров режима термической обработки [11-13]. Гарантией высокого качества продукции является закалка из контролируемого узкого диапазона с регламентированной разницей температур между поверхностью и центром шара. Условия охлаждения шаров перед закалкой должны обеспечивать необходимую температуру по сечению шара [14-16]. В связи с этим моделирование условий охлаждения шаров перед их термической обработкой в сравнении с условиями охлаждения реальных изделий является актуальной научно-производственной задачей [17; 18].

Производственный эксперимент производился в условиях шаропрокатного стана 60-120 АО «ЕВ-РАЗ НТМК». В качестве объекта исследования были выбраны мелющие шары 120 мм из стали марки 70ХГС, обладающей необходимой прокаливаемо-стью для получения продукции 5-й группы твердости, т.е. объемной твердостью не менее 43 ИЯС и твердостью поверхности 56 ИЯС [19]. Состав стали представлен в табл. 1. Необходимое время подсту-живания шара перед закалкой регулируется на установке выравнивания температур. Это оборудование шаропрокатного стана позволяет производить выдержку шаров на спокойном воздухе при перемещении их в индивидуальных ячейках по трем последовательным транспортерам. Время охлаждения в ячейке транспортера должно быть минимально возможным, позволяющим достигать показателей качества. Увеличение длительности охлаждения может привести к снижению производительности стана [20] или переохлаждению шаров.

Первым этапом был произведен аналитический расчет основных параметров стали марки 70ХГС. Прокаливаемость шаров была рассчитана согласно методике Л8ТМ А255 [21] на основании химического состава. Оценим идеальный критический диаметр для стали указанного состава.

Б/ = 25,4(0,143 + 0,2С)-(1 + 3,3333Мп)х х(1 + 0,7Б1)-(1 + 0,363№)-(1 + 2,16Сг)-(1+3Мо)х (1) х(1 + 0,365Си)-(1 + 1,73У)-(1 + 2,52г)

При минимальном содержании углерода и легирующих элементов «идеальный» диаметр составит Б/т1П= 60,56 мм при максимальном Б/тах = 95,44 мм.

Расчет критических точек стали производился по известным методикам.

Точка начала превращения перлита в аусте-нит АС рассчитывалась по формуле (2) [22].

АС = 739 - 22,8С - 6,8Мп +18,25/ + +11,7Сг -15№ - 6,4Мо - 5¥ - 28Си,

(2)

где ЛС]т1п = 731,11 °С; ЛС^ = 722,28 °С.

Точка начала превращения феррита в аусте-нит ЛС3 по формуле (3) [22]:

ЛС3 = 937,3 - 224,5\/С-17Мп + 345/ --14№ + 21,6Мо + 41,8У - 20Си,

где ЛСэтт = 755,42 °С; ЛСэтах = 742,73 °С.

Точка начала превращения аустенита в феррит Лг3 рассчитывалась по формуле (4) [23]

Аг3 = 910 - 203л/С - 30Мп + 44,75/ --11Сг + 31,5Мо -15,2 №,

(4)

где Лгэтш = 738,73 °С; Л^ах = 730,10 °С.

Температура начала мартенситного превращения Мз рассчитывалась по формуле (5) [24]:

М = 764,2 - 302,6С - 30,6М -16,6М - 8,9Сг + +2,4Мо -11,3Си + 8,58Со + 7,4Ж -14,55/,

(5)

где М8тШ = 242,30 °С; М8тах = 215,62 °С.

Расчет охлаждения шара производился по известной методике [25] с переменными коэффициентами теплопроводности X и температуропроводности а, через каждый промежуток времени / = 30 с, находя конечную температуру Т, и, таким образом, производя расчет до температуры от начальной температуры Т0 - 1050 °С до того момента, пока она не опустится ниже 730 °С (согласно формуле (6)).

Т = Т - Б (Т - Т0 )х

В/ + 2 - ( г_ В/ I Я

ехр (-Б • ¥о),

(6)

где Тс - температура среды (в данном случае воздух 40 °С); Б - вспомогательный параметр, определяемый по формуле (7)

Б =■

21 (В/ + 5) В/ 2В/2 + 14В/ + 35'

(7)

где В/ - критерий Био В1 = аЯ/Х; В/ = -0,01; Б = -0,03; Я - радиус шара; г - радиус, на котором находится точка, где определяется температура (для упрощения расчет будет произведен для двух вариантов: поверхности шара, где г = Я, и для центра шара, где г = 0); Бо - число Фурье Бо = а!/Я2,

Таблица 1

Химический состав стали 70ХГС, мас. %

Марка стали Содержание элементов, мас. %

С Mn Si Al P S Cr Ni Cu N

70ХГС 0,70-0,75 0,85-0,95 0,60-0,70 0,01-0,04 < 0,03 < 0,03 0,25-0,35 < 0,20 < 0,25 < 0,01

Примечание: содержание водорода в плавке Н < 3 ррт; углеродный эквивалент по [1] Сэ > 0,75 %.

Таблица 2

Расчетные параметры охлаждения шара

Параметр Обозн Ед. изм Значения

Время t с 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Коэф. теплопроводности 1 Вт/(м°С) 38 38 38 39 39 39 40 40 40 41 41

Коэф. темпера-туропроводно-сти а м2/с^10-4 -7,76 -8,07 -8,87 -10,02 -11,02 -12,12 -13,67 -15,04 -16,54 -18,65 -20,52

Число Фурье Fo - -0,019 -0,019 -0,021 -0,024 -0,026 -0,029 -0,033 -0,036 -0,040 -0,045 -0,049

Температура поверхности T 1 п. °С 1050 1031 1012 991 969 945 919 890 860 828 794

шара

Температура в центре шара T 1 ц °С 1050 993 943 903 869 843 821 802 786 774 765

Рис. 1. Распределение температур шара по объему при остывании поверхности шара: а - 0 с, 1050-1050 °С; б - 60 с, 1020-925 °С; в - 120 с; г - 180 с, 899-813 °С; д - 240 с, 851-774 °С; е - 300 с, 810-746 °С

С учетом того, что а= Х/с-р, где c - теплоемкость охлаждающей среды (в данном случае воздуха), а р - плотность охлаждающей среды, при условии, что данные величины являются практически постоянными при изменении температуры, единственной переменной, зависящей от изменения температуры, будет теплопроводность - Х.

В табл. 2 представлен расчет температуры шара на поверхности и в центре шара через каждые 30 с охлаждения на воздухе по формулам (6), (7).

Согласно аналитическому расчету по формулам (2)-(5) для марки стали 70ХГС данный

диапазон температур достаточен для проведения закалки шаров.

Следующим этапом было произведено моделирование охлаждения шара в программе БеЮгт-ЗБ. В качестве начальных условий был взят мелющий шар диаметром 120 мм при температуре 1050 °С, что эквивалентно температуре шара после прокатки на стане, аналогом марки стали из библиотеки была предложена марке А1Б1 1070, наиболее близкая по свойствам к промышленной марки 70ХГС. В качестве граничных условий было принято охлаждение на открытом спокойном воздухе, темпе-

ратура 40 °С. Время шага между прогнозируемым падением температуры было выбрано 30 с, расчетное время нахождения на транспортере - 5 мин, что является достаточным для поддержания плановой производительности стана в 22 т/ч при производстве шаров 120 мм.

Результаты моделирования представлены на рис. 1.

В качестве проверки сходимости аналитического расчета и результатов моделирования был произведен эксперимент с охлаждением шара 120 мм из марки стали 70ХГС после нагрева в индукционной печи до 1050 °С на воздухе при температуре 40 °С. Для определения температуры в центре шара предварительно в шаре было просверлено отверстие и в центр помещена термопара, данные с которой передавались на считываетель. Температура поверхности для чистоты эксперимента фиксировалась пирометром через каждые 30 с. Результаты изменения температуры поверхности и в центре шара по аналитическому расчету, по результатам моделирования, а также по опытному наблюдению при физическом эксперименте приведены на графиках (рис. 2)

Рис. 2. Изменение температур при охлаждении шара

При моделировании в БеЮгт-ЗБ температуры после 30 с между поверхностью и центром шара отличались на 80 °С, при последующем охлаждении интервал практически не изменялся. Характер кривых охлаждения реального шара и результатов моделирования схож. Результаты расчета в БеЮгт-ЗБ по значениям температуры имеют большую сходимость с экспериментальными данными в центре шара, чем расчетные значения, и меньшую сходимость на поверхности шара.

Результаты аналитического расчета имеют наибольшее отклонение от экспериментальных данных, однако и с такой погрешностью пригодны для проведения первичных оценочных расчетов. Результаты

моделирования в Deform-3D показали промежуточные значения между аналитическим расчетом и физическим экспериментом, при этом температуры с точностью совпали с результатами фактических измерений как на поверхности, так и в центре шара, что указывает на целесообразность использования моделирования процесса подстуживания на стадии корректирования технологии закалки.

Заключение

Таким образом, результаты аналитического расчета и моделирования стадии подстуживания перед закалкой, а также экспериментальные данные показали, что через 5 мин охлаждения шаров на транспортере установки выравнивания температур поверхность и центр шара охлаждаются до температур, достаточных для проведения дальнейшей закалки шаров из стали марки 70ХГС с получением продукции 5-й группы твердости. Оборудование стана позволяет реализовать расчетное значение выдержки с сохранением плановой производительности стана в 22 т/ч при производстве шаров 120 мм. Производственный эксперимент в условиях шаропрокатного стана 60-120 АО «ЕВРАЗ НТМК» подтвердил получение продукции 5-ой группы твердости по ГОСТ 7524-2015 с объемной твердостью не менее 43 HRC и твердостью поверхности не менее 56 HRC.

Библиографический список

1. ГОСТ 7524-2015 Шары мелющие стальные для шаровых мельниц. - М.: Стандартинформ, 2016. - 8 с.

2. Production of Hard (Class V) Grinding Balls at PAO DMPZ / M.M. Lam, A.I. Serov, E.N. Smirnov [et al.] // Steel in Translation. - 2017. - Vol. 47, № 5. - P. 325-329.

3. Рубцов В.Ю., Шевченко О.И. Освоение производства мелющих шаров 5 группы твердости в условиях АО «ЕВРАЗ-НТМК» // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 76-й Междунар. науч.-техн. конф. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2018. -Т. 1. - С. 117-118.

4. Освоение производства мелющих шаров группы твердости V в ПАО «Донецкий металлопрокатный завод» / М.М. Лам, А.И. Серов, Е.Н. Смирнов, А.Н. Тер-навский, В.В. Михеев // Сталь. - 2017. - № 5. - С. 29-33.

5. Галимьянов И.К. Влияние температуры и структуры круглой заготовки на раскол мелющих шаров // Черные металлы. - 2019. - № 10. - С. 63-66.

6. Сталинский Д.В., Рудюк А.С., Соленый В.К. Выбор материала и технологии термической обработки мелющих шаров, работающих преимущественно в условиях абразивного износа // Сталь. - 2017. - № 6. - С. 64-69.

7. Способы испытания мелющих шаров на ударную стойкость / И.Э. Лановенко, В.Ю. Рубцов, К.Н. Шведов,

И.К. Галимьянов // Калибровочное бюро. - 2021. -№ 19. - С. 22-27.

8. Mineral Processing 25mm High hardness hot rolling steel balls 60Mn HRC 65-68 [Электронный ресурс]. -URL: http://www.grindingsteelballs.com/sale-7540172-mineral-processing-25mm high-hardness-hot-rolling-steel-balls-60mn-hrc-65-68.html (дата обращения: 06.07.2022).

9. Сталинский Д.В., Рудюк А.С., Соленый В.К. Освоение производства и оценка эффективности использования высококачественных мелющих шаров // Сталь. -2021. - № 11. - С. 36-39.

10. Новый шаропрокатный стан ЕВРАЗ НТМК -новые возможности для потребителей / К.А. Улегин, К.Н. Шведов, А.Н. Бородин, В.Ю. Рубцов // Черная металлургия. - 2020. - Т. 76, № 6. - С. 602-607.

11. Вавилкин Н.М., Челноков В.В. К выбору материала для производства мелющих шаров // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 1. - С. 41-46.

12. Основные принципы выбора материалов для изготовления мелющих тел, работающих в условиях ударно-абразивного, ударно-коррозионно-абразивного и ударно-усталостного износа / В.А. Игнатов, В.К. Соленый, В.Л. Жук, А.И. Туяхов // Металл и литье Украины. -2001. - № 10-11. - С. 31-34.

13. Термическая обработка мелющих шаров в условиях нового шаропрокатного стана / О.И. Шевченко, Г.Е. Трекин, В. Ю. Рубцов, В. В. Курочкин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение и материаловедение. - 2019. - Т. 21, № 3. - С. 110-117.

14. Повышение объемной твердости стальных мелющих шаров применением Q-n-P термической обработки / В.И. Зурнаджи, В.Г. Ефременко, Е.В. Дунаев, А. Лекату, Р.А. Кусса // Наука та прогрес транспорту. Вюник Дт-пропетровського национального ушверситету залiзничного транспорту. - 2018. - № 2(74). - С. 103-109.

15. Исследование влияния макро- и микроструктуры стальных помольных шаров на их ударную стойкость / А. А. Уманский, А. В. Головатенко, Т. Н. Осколкова, А.С. Симачев, А.Г. Щукин // Изв. высш. учеб. заведений. Черная металлургия. - 2019. - Т. 62, № 4. - С. 283-289.

16. Вплив параметрiв охолодження на власти-вост молольних куль iз сталi 65Г для кульових млин / А.П. Штихно, В.1. Ашмов, 1.О. Передерш, В.П. Ермаков // Научный вестник ДГМА. - 2013. - № 2 (12Е). - С. 37-43.

17. Компьютерное моделирование процесса термической обработки мелющих шаров / А.А. Сидоров, А. А. Семенов, И.Э. Лановенко, И.К. Галимьянов, Р.А. Ильиных, А.Ю. Беспамятных // Металлург. - 2021. - № 7. - С. 35-43.

18. Mitemeijer E.J. Steel heat treating fundamentals and processes // ASM Handbook A. - 2013. - Vol. 4. - 747 p.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

19. Шведов К.Н., Галимьянов И.К., Казаковцев М.А. Получение мелющих шаров с высокой поверхностной и нормированной объемной твердостью // Металлург. -2020. - № 6. - С. 15-21.

20. Курочкин В.В. Шевченко О.И. Освоение технологии термообработки шаров в условиях нового ша-ропрокатного стана АО «ЕВРАЗ НТМК» // Молодежь и наука: материалы междунар. науч.-практ. конф. (24 мая 2019 г.): в 2 т. / М-во образ. и науки РФ; УрФУ им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Нижнетагил. тех-нол. ин-т (филиал). - Нижний Тагил, 2019. - С. 24-27.

21. ASTM A255-20a Стандартные методы испытаний для определения прокаливаемости стали.

22. Modelling of CCT Diagrams for Enginering and Constructical Steels / J. Trzaska [et al.] // Journal of Materials Processing Technology. - 2007. - Vol. 192-193. - P. 504-510.

23. Kariya N. High Carbon Hot-Rolled Steel Sheet and Method for Production Thereof // European Patent Application EP 2.103.697.A1. - 2009. - 15 p.

24. Determination of Ms Temperature in Steels A Bayesian Neural Network Model / C. Capdevila [et al.] // ISIJ International - 2002. - Vol. 42 (8). - P. 894-902.

25. Теория тепломассопереноса в нефтегазовых и строительных технологиях: учебное пособие для вузов / А.Б. Шабаров [и др.]; под ред. А.Б. Шабарова, А.А. Кислицына. - М.: Юрайт, 2022.

References

1. GOST 7524-2015 Shary meliushchie stal'nye dlia sharovykh mel'nits. Moscow: Standartinform, 2016, 8 p.

2. Lam M.M., Serov A.I., Smirnov E.N. et al. Production of Hard (Class V) Grinding Balls at PAO DMPZ. Steel in Translation, 2017, vol. 47, no. 5, pp. 325-329.

3. Rubtsov V.Iu., Shevchenko O.I. Osvoenie proizvod-stva meliushchikh sharov 5 gruppy tverdosti v usloviiakh AO «EVRAZ-NTMK» [Mastering the production of grinding balls of hardness group 5 at EVRAZ-NTMK JSC]. Aktual'nye problemy sovremennoi nauki, tekhniki i obrazovaniia: tezisy dok-ladov 76-i Mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. Izdatel'stvo MGTU imeni G.I. Nosova, 2018, vol. 1, pp. 117-118.

4. Lam M.M., Serov A.I., Smirnov E.N., Ternavskii A.N., Mikheev V.V. Osvoenie proizvodstva meliushchikh sharov gruppy tverdosti V v PAO «Donetskii metalloprokatnyi zavod» [Production of grining balls of hardness group V at PJSC Donetsk Metal Rolling Plant]. Stal', 2017, no. 5, pp. 29-33.

5. Galim'ianov I.K. Vliianie temperatury i struktury krugloi zagotovki na raskol meliushchikh sharov [Influence of temperature and structure of a round workpiece on the splitting of grinding balls]. Chernye metally, 2019, no. 10, pp. 63-66.

6. Stalinskii D.V., Rudiuk A.S., Solenyi V.K. Vybor materiala i tekhnologii termicheskoi obrabotki meliushchikh sharov, rabotaiushchikh preimushchestvenno v usloviiakh abrazivnogo iznosa [Selection of material and heat treatment technology for grinding balls operating primarily under abrasive wear conditions]. Stal', 2017, no. 6, pp. 64-69.

7. Lanovenko I.E., Rubtsov V.Iu., Shvedov K.N., Galim'ianov I.K. Sposoby ispytaniia meliushchikh sharov na udarnuiu stoikost' [Methods of testing grinding balls for impact resistance]. Kalbrovochnoe biuro, 2021, no. 19, pp. 22-27.

8. Mineral Processing 25mm High hardness hot rolling steel balls 60Mn HRC 65-68 [Elektronnyi resurs]. URL: http://www.grindingsteelballs.com/sale-7540172-mineral-processing-25mm high-hardness-hot-rolling-steel-balls-60mn-hrc-65-68.html (data avalable 06 Jule 2022).

9. Stalinskii D.V., Rudiuk A.S., Solenyi V.K. Osvoenie proizvodstva i otsenka effektivnosti ispol'zovaniia vysokokachestvennykh meliushchikh sharov [Mastering the production and evaluation of the efficiency of high-quality grinding balls]. Stal', 2021, no. 11, pp. 36-39.

10. Ulegin K.A., Shvedov K.N., Borodin A.N., Rubtsov V.Iu. Novyi sharoprokatnyi stan EVRAZ NTMK -

novye vozmozhnosti dlia potrebitelei [New ball rolling mill at EVRAZ NTMK - new opportunities for customers]. Chernaia metallurgiia, 2020, vol. 76, no. 6, pp. 602-607.

11. Vavilkin N.M., Chelnokov V.V. K vyboru materiala dlia proizvodstva meliushchikh sharov [To the choice of material for the production of grinding balls]. Izvestiia vuzov. Chernaia metallurgiia, 2002, no. 1, pp. 41-46.

12. Ignatov V.A., Solenyi V.K., Zhuk V.L., Tuiakhov A.I. Osnovnye printsipy vybora materialov dlia izgotovleniia meliushchikh tel, rabotaiushchikh v usloviiakh udarno-abrazivnogo, udarno-korrozionno-abrazivnogo i udarno-ustalostnogo iznosa [The basic principles of selecting materials for the manufacture of grinding bodies operating in conditions of shock-abrasive, shock-corrosive-abrasive and shock-fatigue wear]. Metall i lit'e Ukrainy, 2001, no. 10-11, pp. 31-34.

13. Shevchenko O.I., Trekin G.E., Rubtsov V.Iu., Ku-rochkin V.V. Termicheskaia obrabotka meliushchikh sharov v usloviiakh novogo sharoprokatnogo stana [Thermal treatment of grinding balls in the new ball rolling mill]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhni-cheskogo universiteta. Mashinostroenie i materialovedenie, 2019, vol. 21, no. 3, pp. 110-117.

14. Zurnadzhi V.I., Efremenko V.G., Dunaev E.V., Lekatu A., Kussa R.A. Povyshenie ob"emnoi tverdosti stal'nykh meliushchikh sharov primeneniem Q-n-P termicheskoi obra-botki [Increasing the bulk hardness of steel grinding balls using Q-n-P heat treatment]. Nauka ta progres transportu. Visnik Dnipropetrovs'kogo natsional'nogo universitetu zaliznichnogo transport, 2018, no. 2(74), pp. 103-109.

15. Umanskii A.A., Golovatenko A.V., Oskolkova T.N., Simachev A.S., Shchukin A.G. Issledovanie vliianiia makro-i mikrostruktury stal'nykh pomol'nykh sharov na ikh udar-nuiu stoikost' [Investigation of the influence of macro- and microstructure of steel grinding balls on their impact resistance]. Izvestiia vysshego uchebnogo zavedeniia. Chernaia metallurgiia, 2019, vol. 62, no. 4, pp. 283-289.

16. Vpliv parametriv okholodzhennia na vlasti-vosti molol'nikh kul' iz stali 65G dlia kul'ovikh mlin / A.P. Shtikhno, V.I. Alimov, I.O. Perederii, V.P. Grmakov. Nauchnyi vestnik DGMA, 2013, no. 2 (12E), pp. 37-43.

17. Sidorov A.A., Semenov A.A., Lanovenko I.E., Ga-lim'ianov I.K., Il'inykh R.A., Bespamiatnykh A.Iu. Komp'iuter-noe modelirovanie protsessa termicheskoi obrabotki meliu-shchikh sharov [Computer simulation of the heat treatment process of grinding balls]. Metallurg, 2021, no. 7, pp. 35-43.

18. Mitemeijer E.J. Steel heat treating fundamentals and processes. ASM Handbook A., 2013, vol. 4, 747 p.

19. Shvedov K.N., Galim'ianov I.K., Kazakovtsev M.A. Poluchenie meliushchikh sharov s vysokoi poverkhnostnoi i normirovannoi ob"emnoi tverdost'iu [Producing grinding balls with high surface and normalized bulk hardness]. Metallurg, 2020, no. 6, pp. 15-21.

20. Kurochkin V.V. Shevchenko O.I. Osvoenie tekh-nologii termoobrabotki sharov v usloviiakh novogo sharoprokatnogo stana AO «EVRAZ NTMK» [Mastering of ball heat treatment technology at the new ball rolling mill of EVRAZ NTMK JSC]. Molodezh' i nauka: materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Nizhnii Tagil, 2019, pp. 24-27.

21. ASTM A255-20a Standartnye metody ispy-tanii dlia opredeleniia prokalivaemosti stali [Standard test methods for determining the hardenability of steel].

22. J. Trzaska et al. Modelling of CCT Diagrams for Enginering and Constructical Steels. Journal of Materials Processing Technology, 2007, vol. 192-193, pp. 504-510.

23. Kariya N. High Carbon Hot-Rolled Steel Sheet and Method for Production Thereof. European Patent Application EP 2.103.697.A1, 2009, 15 p.

24. C. Capdevila et al. Determination of Ms Temperature in Steels A Bayesian Neural Network Model. ISIJ International, 2002, vol. 42 (8), pp. 894-902.

25. A.B. Shabarov et al. Teoriia teplomassoperenosa v neftegazovykh i stroitel'nykh tekhnologiiakh: uchebnoe posobie dlia vuzov [The theory of heat and mass transfer in oil and gas and construction technologies]. Ed. A.B. Shabarova, A.A. Kislitsyna. Moscow: Iurait, 2022.

Поступила: 05.10.2022

Одобрена: 01.11.2022

Принята к публикации: 01.12.2022

Об авторах

Шевченко Олег Игоревич (Нижний Тагил, Россия) -доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой металлургических технологий НТИ (филиал) УрФУ (Россия, 622000, г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59, e-mail: shevchenko_oleg@mail.ru).

Лановенко Иван Эдуардович (Нижний Тагил, Россия) - ведущий инженер-технолог АО «ЕВРАЗ НТМК» (Россия, 622000, г. Нижний Тагил, ул. Металлургов 1, e-mail: Ivan.Lanovenko@evraz.com).

Рубцов Виталий Юрьевич (Нижний Тагил, Россия) -кандидат технических наук, главный специалист по производству рельсов АО «ЕВРАЗ НТМК» (Россия, 622000, г. Нижний Тагил, ул. Металлургов 1, e-mail: Uriylot@mail.ru).

Опарин Александр Сергеевич (Нижний Тагил, Россия) - ведущий инженер-технолог АО «ЕВРАЗ НТМК» (Россия, 622000, г. Нижний Тагил, ул. Металлургов 1, e-mail: Aleksandr.Oparin@evraz .com).

About the authors

Oleg I Shevchenko (Nizhny Tagil, Russian Federation) -Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department at Metallurgical Technologies, NTI (branch) UrFU (59, Krasnogvardeyskaya str., Nizhny Tagil, 622000, Russian Federation, e-mail: shevchenko_oleg@mail.ru).

Ivan E. Lanovenko (Nizhny Tagil, Russian Federation) - Leading Process Engineer, JSC "EVRAZ NTMK" (1, Metallurgov str., Nizhny Tagil, 622000, Russian Federation, e-mail: Ivan.Lanovenko@evraz.com).

Vitalij Ju. Rubcov (Nizhny Tagil, Russian Federation) - Major Specialist in Railway Rail Production at JSC EVRAZ NTMK, PhD (1, Metallurgov str., Nizhny Tagil, 622000, Russian Federation, e-mail: Uriylot@mail.ru).

Aleksandr S. Oparin (Nizhny Tagil, Russian Federation) - Leading Process Engineer, JSC "EVRAZ NTMK" (1, Metallurgov str., Nizhny Tagil, 622000, Russian Federation, e-mail: Aleksandr.Oparin@evraz.com).

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад всех авторов равноценен.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.