Мелющие тела 35ХГС: шары и цилиндры из хромомарганцевой стали
Мелющие тела 35ХГС — это помольные шары и цилиндры, изготовленные из конструкционной легированной стали марки 35ХГС (хром, марганец, кремний). Данная марка относится к группе хромомарганцевых сталей, склонных к наследственной мелкозернистости, и применяется для деталей, работающих при высоких динамических нагрузках и контактном износе. В контексте измельчения 35ХГС позиционируется как материал для мелющих тел среднего и крупного диаметра, эксплуатируемых в шаровых и стержневых мельницах горно-обогатительных комбинатов, цементных производств и тепловых электростанций.
Химический состав и механические свойства
Сталь 35ХГС содержит углерод в пределах 0,31–0,39 %, хром 0,80–1,10 %, марганец 0,80–1,10 %, кремний 0,80–1,20 %. Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 40–50 мм и устойчивость к ударно-абразивному воздействию. После закалки с 860–880 C и отпуска при 200–250 C достигается твёрдость 45–52 HRC при сохранении ударной вязкости KCU не ниже 25–35 Дж/см. Именно этот баланс критичен для мелющих тел: высокая твёрдость без охрупчивания предотвращает скалывание при падении в мельнице.
Технология изготовления мелющих тел
Шары 35ХГС производят методами горячей штамповки, винтовой прокатки или литья с последующей термической обработкой. Прокатанные шары отличаются равномерной структурой по сечению и минимальной пористостью. Литьё применяется для диаметров свыше 80 мм, где деформационные методы ограничены. Цилиндры (цильпебсы) изготавливают точением или продольной резкой проката с последующей объёмной закалкой. Обязательный этап — отпуск для снятия внутренних напряжений и стабилизации геометрии.
Типоразмеры и параметры
| Тип тела | Диаметр, мм | Твёрдость, HRC | Ударная вязкость, Дж/см | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Шар прокатанный | 40 | 48–52 | 30 | Цементные мельницы |
| Шар штампованный | 60 | 46–50 | 28 | Рудные мельницы |
| Шар литой | 100 | 44–48 | 25 | Мельницы мокрого помола |
| Цильпебс | 25 35 | 47–51 | 27 | Тонкое измельчение |
Области применения
- Шаровые мельницы МШР, МШЦ на обогатительных фабриках — измельчение железных и полиметаллических руд.
- Трубные цементные мельницы — помол клинкера и добавок при температуре до 120 C.
- Стержневые мельницы — предварительное дробление материала перед флотацией.
- Мельницы тепловых электростанций — размол угля в системах пылеприготовления.
- Горно-химическая промышленность — измельчение апатита, фосфорита, калийных солей.
Эксплуатационные характеристики
Расход мелющих тел 35ХГС в зависимости от условий составляет 0,4–1,2 кг на тонну перерабатываемого материала. Износ определяется абразивностью руды, скоростью вращения барабана и водородным показателем пульпы. В мельницах мокрого помола с pH 8–11 коррозионная составляющая износа минимальна благодаря хрому и кремнию в составе стали. Остаточная твёрдость по сечению после выработки 50 % диаметра сохраняется на уровне не ниже 40 HRC, что подтверждает сквозную прокаливаемость.
Приёмка и контроль качества
Мелющие тела 35ХГС поставляются партиями с сертификатом, включающим химический анализ плавки, результаты замеров твёрдости по Роквеллу и испытаний на удар. Контролируются отклонения от номинального диаметра — не более 2 мм для шаров до 80 мм и 3 мм для крупных. Проверяется отсутствие трещин, усадочных раковин и закатов. Для литых тел обязательна ультразвуковая дефектоскопия.
Вопросы и ответы
Чем 35ХГС отличается от стали 40Х для мелющих тел?
35ХГС содержит марганец и кремний, что повышает прокаливаемость и ударную вязкость при сопоставимой твёрдости. Это снижает риск скалывания шаров при ударных нагрузках в крупногабаритных мельницах.
Какой максимальный диаметр шара возможен из 35ХГС?
Литьём получают шары до 120–125 мм. Прокаткой и штамповкой — до 100 мм. При больших диаметрах применяют другие марки с повышенной прокаливаемостью.
Пригодны ли мелющие тела 35ХГС для мокрого измельчения?
Да. Хром и кремний обеспечивают стойкость к коррозионно-механическому износу в пульпах с нейтральной и слабощелочной средой. Для кислых пульп рекомендуется аустенитная нержавеющая сталь.
Как контролируется твёрдость шаров 35ХГС?
Замер проводится на поверхности и в центре разрезанного шара. Допустимый перепад — не более 5 HRC. Это гарантирует равномерный износ и отсутствие преждевременного раскалывания.
