Технология вертикальной безопочной формовки: Производство высокохромистых мелющих тел на линиях компании DISA

Несмотря на то, что импортные мелющие тела дороже российских аналогов, они пользуются спросом, так как в отличие от российских мелющих тел, производимых устаревшими методами проката или литьем в кокиль, высокохромистые мелющие тела, изготовленные по современной технологии, дают более низкую норму расхода: на сухом помоле норма расхода снижается на 600-800%, на мокром помоле - на 150-250%.

Сегодня мы готовы поделиться с читателями журнала «Литье Украины» основами технологии производства высокохромистых мелющих тел. За рубежом лидером в данной отрасли является датская фирма DISAIndustriesA/S. К сожалению, данная технология пока не применяется на заводах России.

Описание производства литых высокохромистых шаров:

Мелющие шары малых размеров (Ø20-Ø30) для цементных заводов и шары большого размера (Ø60-Ø100) для переработки руды (медных руд) могут быть изготовлены на вертикальной безопочной формовочной линии DISA. Оптимальными размерами кома для этой номенклатуры отливок могут быть как 400х500х100-315мм (DISAMATIC 2110) так и 480х600х150-395мм (DISA 131 и DISA 231)

Используется два типа формовочной смеси:

- без угольной пыли (для шаров размером до Ø40)

- с угольной пылью максимальное количество 2% от общего состава (для шаров до Ø100)

Угольная пыль присутствует в небольших количествах во избежание графитизации поверхности.

Кварцевый песок содержит 98% SiO2 (точка спекания мин. 1450C)   крупностью: прибл. 0,20 мм. В качестве связующего используется бентонит.

Для замешивания смеси используется турбинный смеситель DISATM-190 с производительностью 36-30 т/ч для DISAMATIC 2110 или ТМ-240 с производительностью 50-42 т/ч - для DISA 131. Добавки дозируются по объему.

Формовка:

• Соотношение формовочная Смесь/металл

Для шара Ø12 – Ø90мм: 5 кг формовочной смеси на 1 кг металла

Для шара Ø100мм: 4 кг формовочной смеси на 1 кг металла

• Изготовление шаров на линиях DISAc вертикальный разъем обеспечивает более плотную структуру шара, которая обеспечивается большим гидростатическим напором

При использовании  безопочной формовочной линии DISA-131A, с производительностью 350 ф/ч (Около 13000 тонн/год годного литья).  

Тип машины DISA  130A

Высота формы                              480 мм

Ширина формы                             600 мм

Длина конвейера                          45 м

Длина зоны охлаждения             41 м

ДАННЫЕ ДЛЯ ОТЛИВОК

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ

При использовании  безопочной формовочной линии DISAMATIC-2110, с производительностью 300 ф/ч (Около 6000 т/год годного литья). 

Тип машины DISAMATIC                2110 MK3          

Высота формы                              400 мм

Ширина формы                             500 мм

Длина конвейера                          50 м

Длина зоны охлаждения             47 м

ДАННЫЕ ДЛЯ ОТЛИВОК

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ДАННЫЕ

Литниковая система:

• Для предотвращения пористости при литье мелющего шара необходимо использовать прибыль и указанные размеры шейки прибыли.

                Шар                                   Шейка прибыли - Диаметр

                90 мм                                31/32 мм

                80 мм                                27/28 мм

                70 мм                                23/24 мм

                60 мм                                21/22 мм

                50 мм                                18/19 мм

                40 мм                                14/15 мм

                30 мм                                10/11 мм

                20 мм                                  7/ 8 мм

• Размер шейки в месте контакта с прибылью на 1 мм больше чем размер шейки в месте контакта с отливкой. Это обеспечивает более эффективное отделение литниковой системы.

Плавка:

Шары производятся из легированного чугуна, выплавленного в среднечастотных индукционных печах.

Потребность в металле для DISA 131/ DISAMATIC 2110

Температура заливки 1540 - 1580 ^oC, в зависимости от размера шаров.

Среднее время заливки 18 сек., по причине длительного времени цикла.

Выход годного с формы 65 - 66% для шаров до Æ70 мм и на комбинированной модельной плите (с моделями шаров разных размеров), и 50% для шаров от Ø75 мм до Ø100 мм.

Химсостав металла (min.) для шаров диаметром 50 мм и 70 мм:

Охлаждение отливок в форме:

Температура выбивки

• Рекомендуемая температура выбивки

Для шаров Ø12-Ø50мм: 750ºC

Для шаров Ø60-Ø90мм: 700ºC

Для шаров Ø100мм: 650ºC

• Так же температура выбивки будет зависит от последующей термообработки. Большинство заводов выбивают отливку «шар» при высоких температурах

При температуре выбивки выше  850 градусов есть риск растрескивания поверхности шаров.

После выбивки на виброконвейере далее отливки следуют в охладительный барабан DISACOOL. Вода в охладительный барабан DISACOOL добавляется путем распыления специальными соплами.

На выходе из охладительного барабана DISACOOL температура приблизительно 200^oC. После DISACOOL, шары транспортируются в стальные короба, где хранятся или подаются для последующей обработки.

Галтовка:

Стальные бункера автоматически выгружаются на пластинчатый конвейер, с которого кусты отливок падают в быстро вращающийся полигональный барабан. В барабане кусты отливок галтуются в течение 25-30 минут, при этом отбиваются литниковые системы и стояки и пары шаров разделяются по одному.

Разделение пар шаров:

Пары шаров с литником между ними транспортируются при помощи виброконвейера к пневматической гильотине, где они разрубаются на отдельные шары, оставаясь почти без остатков литников. Затем шары  отправляются на термическую обработку.

Термическая обработка:

Обработка может быть разделена на две части:

1. Закалка для получения аустенитной/цементитной структуры (классическая закалка),
2. Снятие напряжений отжигом.

a:

При наличии на заводе печей для непрерывной термической обработки,  шары в стальных коробах нагреваются приблизительно до 1000 ^oC, далее автоматически закаляются в масле и охлаждаются паром. После погружаются в моющую ванну, чтобы смыть масло перед отжигом.

b:

Отжиг проводиться в другой автоматической печи при температуре около 400^oC. Это снимает с шаров напряжение, предотвращая возникновение трещин в процессе эксплуатации.

Нет необходимости в обрубке и зачистке отливок благодаря разработанной технологами компании DISAсистеме литников между шарами и очень точной системе обрубки.

Шары транспортируются в высокие бункера, под которые подъезжают грузовики и наполняться гравитационным методом.

Качество:

Качество главным образом зависит от твердости и упругости. Почти невозможно получить высокую твердость с разумным модулем упругости.

Данные контролируются и записываются следующим образом:

Твердость по всему шару:                                                     мин. 62 HRC± 2 HRC

Упругость проверяется ударом 2600 раз за 24часа:      нет трещин                 

Отклонение от формы:                                                          ок. 0.015 %

20 шаров из каждой партии отбирается для проверки на трещины и твердость. 10 шаров в день проверяются на упругость.

Использование технологии DISAMATIC при производстве мелющих шаров из легированного хромом чугуна, гарантирует:

• геометрическую точность
• минимальную овальность
• стабильность всех качественных показателей
• равномерное распределение твердости по всему сечению шара
• оптимальный баланс твердости и ударостойкости
• низкую норму расхода продукта на тонну измельчаемого материала
• минимальный процент раскола

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №04 (152) 2013 г.