×
29.03.2019
219.016.f528

СТАЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых для производства мелющих шаров диаметром 40-100 мм. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, алюминий, азот, хром, никель, кальций, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,65-0,80, марганец 0,70-0,90, кремний 0,20-0,40, алюминий 0,005-0,020, азот от более 0,01 до 0,025, хром 0,30-0,60, никель 0,01-0,30, кальций 0,0005-0,0040, железо и примеси остальное. В качестве примесей сталь содержит серу - не более 0,030%, фосфор не более 0,030% и медь - не более 0,30%. Повышается износостойкость и твердость на поверхности и по сечению шаров. 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к стали, используемой для производства мелющих шаров диаметром 40-100 мм.

Известна сталь [1], содержащая (в мас.%):

углерод 0,45-0,65
марганец 0,60-1,00
кремний 0,60-1,20
алюминий 0,01-0,06
бор 0,0025-0,0040
медь 0,06-0,36
титан 0,02-0,06
железо - остальное

Существенным недостатком данной стали является повышенная хрупкость шаров за счет образования в микроструктуре металла боридной эвтектики.

Известна также сталь [2], содержащая (в мас.%):

углерод 0,95-1,10
марганец 0,15-1,25
кремний 0,10-0,70
хром 1,30-1,65
железо - остальное

Существенным недостатком данной стали является высокая склонность шаров к трещинообразованию при закалке в воде.

Известна сталь [3],обладающая абразивной стойкостью, содержащая (в мас. %):

углерод 0,35-0,80
алюминий 0-2,00
марганец 0-2,50
никель 0-5,00
хром 0-5,00
молибден 0-0,50
вольфрам 0-1,00
бор 0-0,02
титан 0-2,00
цирконий 0-4,00
сера 0-0,15
азот менее 0,03

при необходимости медь 0-1,50

при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: ниобий, тантал и ванадий,

при условии: Nb/2+Ta/4+V≤0,5

при необходимости, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы: селен, теллур, кальций, висмут, свинец с содержанием, меньшим или равным 0,1%.

остальное железо и неизбежные примеси, при выполнении следующих условий:

0,35≤Si+Al≤2,00

0,1≤Mo+W/2≤0,5

0,05<Ti+Zr/2≤2,00

При соблюдении следующих соотношений:

0,1≤C-Ti/4-Zr/8+7×N/8≤0,55

Ti+Zr/2-7×N/2≥0,05;

1,05×Mn=0,5, если В≥0,0005 и К=0, если В<0,0005.

Существенными недостатками этой стали являются широкие концентрационные границы химических элементов, приводящие с одной стороны к низкой твердости и износостойкости шаров, с другой стороны способствующие повышению склонности их к раскалыванию при закалке в воде и эксплуатации.

Известна выбранная в качестве прототипа сталь [4], содержащая (в мас.%):

углерод 0,30-0,70
марганец 0,50-2,00
кремний 0,01-0,50
алюминий ≤0,07
азот ≤0,01
хром 0,05-0,50
никель ≤0,30
кальций 0,0005-0,0060
сера 0,003-0,05
фосфор ≤0,03
медь ≤0,50
железо - остальное

Недостатком этой стали являются неудовлетворительные эксплуатационные свойства шаров, обусловленные нестабильной твердостью на поверхности и по сечению шаров.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются: повышение износостойкости и твердости на поверхности и по сечению шаров.

Для достижения этого сталь для производства мелющих шаров диаметром 40-100 мм, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, азот, хром, никель, кальций, железо и примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении (в мас.%)

углерод 0,65-0,80
марганец 0,70-0,90
кремний 0,20-0,35
алюминий 0,005-0,020
азот от более 0,01 до 0,025
хром 0,30-0,60
никель 0,01-0,30
кальций 0,0005-0,0040
железо и примеси остальное,

при этом в качестве примесей она содержит серу - не более 0,030%, фосфор - не более 0,030% и медь - не более 0,30%.

Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок:

Содержание углерода в указанных пределах выбрано исходя из обеспечения высокой твердости на поверхности и на 1/2 радиуса шара диаметром 40-100 мм. При концентрации его в стали менее 0,65% твердость шаров снижается, а при увеличении концентрации углерода более 0,80% повышается склонность их к трещинообразованию.

Соотношение марганца выбрано, исходя из того, что при содержании марганца до 0,90% обеспечивается повышение твердости, прокаливаемости и сопротивляемости к трещинообразованию. Нижний предел выбран, исходя из того, что марганец при содержании менее 0,70% не оказывает влияние на прокаливаемость.

Кремний в заявляемых пределах исключает раскол шаров при ударных нагрузках. При концентрации кремния менее 0,20% значительно увеличивается склонность шаров к раскалыванию при ударных нагрузках. При изготовлении шаров из стали выше верхнего заявляемого предела содержания кремния более 0,40% увеличивается склонность шаров к трещинообразованию при закалке.

При увеличении содержания хрома до 0,60% повышается твердость и прокаливаемость стали, что в свою очередь приводит к увеличению износостойкости мелющих шаров. При содержании хрома менее 0,30% наблюдается уменьшение прокаливаемости стали, и, следовательно, твердости и износостойкости шаров.

Установленный предел концентрации никеля от 0,01 до 0,30% положительно влияет на снижение склонности шаров к раскалыванию при ударных нагрузках и увеличивает прокаливаемость стали. При содержании никеля менее установленного предела не обеспечивается требуемая прокаливаемость стали. Содержание никеля более 0, 30% экономически нецелесообразно.

Содержание алюминия от 0,005 до 0,020% и кальция от 0,0005-0,0040% выбрано исходя, с одной стороны, получения мелкого действительного зерна, с другой - получения благоприятной формы неметаллических включений, а также исключения недопустимых глиноземистых неметаллических включений, увеличивающих склонность шаров к раскалыванию при ударных нагрузках.

Концентрация азота менее 0,01% не приводит к образованию нитридов, обеспечивающих измельчение действительного зерна, и как следствие, снижению склонности шаров к раскалыванию при ударных нагрузках. При повышении азота более 0,025% возможны случаи возникновения пятнистой ликвации и образованию пузырей в стали в результате «азотного кипения».

Ограничение содержания серы, фосфора и меди выбрано, исходя из качества поверхности готовых мелющих шаров.

Серия опытных плавок с заявляемым химическим составом была выплавлена в дуговых печах ДСП-100Н 10. Химический состав приведен в таблице 1. После разливки стали на МНЛЗ, осуществляли прокатку и термообработку шаров с прокатного нагрева по технологии двухстадийного охлаждения с самоотпуском. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Таким образом, заявляемый химический состав обеспечивает повышение трещиностойкости и твердости шаров.

Источники информации

1. А.с СССР №1446189 С22С 38/16.

2. ГОСТ 7524-89 «Шары стальные мелющие для шаровых мельниц».

3. RU 2327802 С2, С22С 38/54, 27.06.2008.

4. JP 08-337843 F, C22C 38/18, 24/12/1996.

Таблица 1
Химический состав стали
Состав С Si Mn Cr AI Ca N Ni S P Cu Fe
1 0,65 0,20 0,70 0,30 0,005 0,0005 0,005 0,01 0,008 0,019 0,09 ост.
2 0,70 0,28 0,82 0,40 0,009 0,0010 0,008 0,03 0,009 0,020 0,06 ост.
3 0,80 0,24 0,75 0,42 0,018 0,0030 0,010 0,10 0,012 0,029 0,07 ост.
4 0,68 0,33 0,79 0,45 0,016 0,0037 0,013 0,28 0,005 0,028 0,14 ост.
5 0,70 0,26 0,79 0,60 0,020 0,0040 0,022 0,25 0,020 0,023 0,25 ост.
6 0,75 0,35 0,80 0,50 0,025 0,0020 0,025 0,30 0,030 0,030 0,30
прототип 0,95-1,10 0,10-0,70 0,15-1,25 1,30-1,65 - - - - - - 0,06-0,36 ост.

Таблица 2
Механические свойства стали
Состав Твердость, МПа Износ, г Количество шаров с трещинами
После термообработки После 10 - кратного падения
1 490 0,44 0 0
2 575 0,31 1,6 4,0
3 595 0,19 2,1 4,8
4 517 0,37 2,9 4,3
5 524 0,33 2,0 3,9
6 575 0,30 1,5 4,6
прототип 440-560 0,31-0,45 3,2-7,0 5,8-10,0

Сталь для производства мелющих шаров диаметром 40-100 мм, содержащая углерод, марганец, кремний, алюминий, азот, хром, никель, кальций, железо и примеси, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: при этом в качестве примесей она содержит серу - не более 0,030%, фосфор не более 0,030% и медь - не более 0,30%.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-4 of 4 items.
20.02.2019
№219.016.c00f

Шихта для получения металлургического кокса

Изобретение относится к приготовлению шихтовых материалов и может быть использовано в производстве металлургического кокса. Шихта для получения металлургического кокса, содержащая газово-жирные, жирные, коксовые спекающиеся, отощенно-спекающиеся угли, отличается тем, что в состав шихты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002334779
Дата охранного документа: 27.09.2008
20.02.2019
№219.016.c140

Рельсовая сталь

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали для железнодорожных рельсов. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, ванадий, хром, никель, медь, кальций, алюминий, ниобий, азот, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,75-0,90,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410462
Дата охранного документа: 27.01.2011
29.03.2019
№219.016.f525

Сталь

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам сталей, используемых для производства мелющих шаров. Сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, ванадий, алюминий, ниобий, азот, кальций, железо и примеси при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод от более 0,60 до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002425168
Дата охранного документа: 27.07.2011
10.07.2019
№219.017.ad7d

Шлакообразующая смесь для промежуточного ковша

Изобретение может быть использовано для защиты поверхности металла в промежуточном ковше машины непрерывной разливки стали. Шлакообразующая смесь содержит (мас.%): микрокремнезем 36-40, пылевидные отходы производства алюминия 19-23, пылевидные отходы производства извести 39-43. Химический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002356687
Дата охранного документа: 27.05.2009
Showing 1-10 of 51 items.
10.07.2013
№216.012.5447

Способ термической обработки рельсов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам термической обработки железнодорожных рельсов. Для обеспечения сбалансированного комплекса механических свойств рельсов из углеродистой и низколегированной стали, уменьшения кривизны рельсов в вертикальной плоскости,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487178
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.06.2014
№216.012.cc28

Порошковая проволока

Изобретение может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°C, например прокатных валков черновых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518035
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.ccd8

Порошковая проволока

Изобретение может быть использовано при наплавке под флюсом для восстановления изношенных деталей и получения износостойкого защитного покрытия на деталях металлургического оборудования, работающих в условиях сжатия и абразивного износа при температурах 600°C. Порошковая проволока содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518211
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.10.2015
№216.013.81b4

Флюс-добавка

Изобретение относится к электродуговой сварке сталей под флюсом, в частности к флюсам. Флюс-добавка, предназначенный для примешивания к сварочным флюсам, на основе жидкого стекла содержит пыль электрофильтров алюминиевого производства и натриевого жидкого стекла при соотношении компонентов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564801
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.10.2015
№216.013.8741

Теплоизолирующая шлакообразующая смесь

Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 50-65 и органическую добавку 35-50. В качестве шлакообразующего материала используют микрокремнезем, а в качестве органической добавки используют смесь, содержащую, мас.%: шелуху зерновых культур 40-60 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566228
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8742

Теплоизолирующая шлакообразующая смесь

Изобретение относится к черной металлургии. Смесь содержит, мас.%: шлакообразующий материал 55-65 и органическую добавку 35-45. Шлакообразующий материал содержит, мас.%: микрокремнезем 37, пыль газоочистки производства алюминия 21 и пыль известкового производства 42. В качестве органической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566229
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8748

Флюс для сварки и наплавки

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0, пылевидные отходы производства алюминия 5,0-30,0, жидкое стекло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566235
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.10.2015
№216.013.8749

Флюс для сварки и наплавки

Изобретение может быть использовано при электродуговой сварке и наплавке легированных сталей под флюсом. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: пылевидный ковшевой шлак производства рельсовой стали 30,0-50,0 и жидкое стекло 50,0-70,0. Ковшевой шлак производства рельсовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566236
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.01.2016
№216.013.a043

Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали

Изобретение относится к черной металлургии. Шлакообразующая смесь содержит, мас.%: аморфный графит 10-20, известь 20-30, микрокремнезем 30-40 и пылевидные отходы производства алюминия 20-30. Смесь обеспечивает снижение брака по поверхностным дефектам, уменьшение неметаллических включений и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572669
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.03.2016
№216.014.bee6

Флюс для сварки

Флюс может быть использован для сварки низко- и среднелегированных сталей. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: шлак производства силикомарганца 88,0-98,0, пылевидные отходы производства алюминия 1,0-6,0, жидкое стекло 1,0-6,0. Шлак производства силикомарганца содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576717
Дата охранного документа: 10.03.2016
+ добавить свой РИД