14 Nov. 2020 (Saturday 20:13)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2020 № 11

УДК 622.684

ТЕХНОЛОГИЯПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ИПРЕДОТВРАЩЕНИЯПЫЛЕНИЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩ ГОКОВ ПУТЕМ ИХ ОБРАБОТКИ ВОДНЫМ РАСТВОРОМ ПРИРОДНОГО БИШОФИТА

А. А. ГУРИН1, профессор кафедры охраны труда и гражданской безопасности; В. А. ШАПОВАЛОВ1, доцент кафедры охраны труда и гражданской безопасности; В.И. ЛЯШЕНКО2, начальник научно-исследовательского отдела,vilyashenko2017@gmail.com ( 1 Криворожский национальный университет, Украина, г. Кривой Рог; 2 Украинский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт промышленной технологии, Украина, г. Желтые Воды)

Аннотация. При добыче руды открытым способом ее вывоз из карьеров, глубина которых часто превышает 200 м, осуществляется, как правило, самосвалами грузоподъемностью до 300 т. Обеспечение безопасности движения карьерного автотранспорта и бесперебойности работы карьеров, особенно в зимний период, является важной задачей. Приведены особенности эксплуатации карьерных автомобильных дорог.Рассмотрены существующие способы борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах, показаны их возможности и недостатки. Разработана технология предотвращения зимней скользкости и пыления карьерных автомобильных дорог реактивами водного раствора природного бишофита (РПБ)(MgCl2?6H2O).РПБ имеет плотность 1250 кг/м3, температуру замерзания -35 °С и относится к веществам 4 класса опасности. Установлена зависимость температуры замерзания горной массы от содержания в ней водного РПБ. Представлены результаты апробации промышленной технологии предупреждения зимней скользкости и пыления автодорог в карьерах Кривбасса, Украина,путем предварительной профилактической их обработки водным РПБ. Даны рекомендации по его концентрации, необходимой для обработки поверхности дорог при температуре воздуха на различной глубине карьера, и времени начала обработки после получения прогноза погоды. Рекомендовано обрабатывать карьерные автомобильные дороги реактивами водного РПБ на поверхности при температуре воздуха до -3 °С, на глубине более 100 м — ниже -3 °С, на глубине более 200 м — ниже -5 °С. Разработаны рекомендации по борьбе с пылью на автодорогах, отвалах и хвостохранилищах ГОКов с применением РПБ, позволяющего эффективно закреплять пылящие поверхности от сдувания пыли.

Ключевые слова:карьерные автомобильные дороги,зимняя скользкость, способы предотвращения скользкости, пыление отвалов и хвостохранилищ, закрепление пылящих поверхностей, водный раствор природного бишофита.

Ссылка для цитирования:Гурин А.А., Шаповалов В.А., Ляшенко В.И. Технология повышения безопасности эксплуатации карьерных автомобильных дорог и предотвращения пыления хвостохранилищ ГОКов путем их обработки водным раствором природного бишофита // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1089-1096.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1089-1096

 

TECHNOLOGY FORINCREASING SAFETY OF OPERATION OF PIT-RUN AND MOTOR ROADS AND PREVENTION OF DUSTING OF TAILINGS DUMPS BY TREATMENT THEM BY NATURAL BISCHOFITE WATER SOLUTIONS

А. А. GURIN1, Prof., Dpt. “Labor protection and civilian safety”; V. А. SHAPOVALOV1, Prof. Ass., Dpt. “Labor protection and civilian safety”; V. I. LYASHENKO2, Head of R&D Dpt., vilyashenko2017@gmail.com ( 1 Krivoy Rog National University, Ukraine, Krivoy Rog; 2 Ukrainian Research, Development, Designing and Surveying Institute of Industrial Technology, Ukraine, Zheltye Vody)

Abstract.The ore mined in open pits, the depth of which often exceeds 200 m, is taken out of them as a rule by dump trucks having capacity of up to 300 t. Provision of safety of pit-run motor transport and uninterrupted open pit operation, particularly in wintertime is an important task. Peculiarities of pit-run motor roads running presented. Existing methods of preventing winter slipperiness at motor roads considered, their possibilities and drawbacks highlighted. A technology elaborated to prevent the winter slipperiness and dusting of pit-run motor roads by treatment them by natural bischofite (MgCl2?6H2O) water solutions (RPB). The RPB has a density of 1250 kg/m3, freezing temperature -35 °Сand is attributed to the substance of 4th class of danger. Dependence of rocks mass freezing temperature on the content of water RPB in it determined. Testing results of industrial technology of prevention winter slipperiness and dusting of motor roads in the open pits of Krivbas, Ukraine presented. The technology includes preliminary preventive treatment of the roads by a water solution of natural bischofite. Recommendations on its concentration, necessary for roads surface treatment were given, depending on the air temperature at various open pit depth and time of treatment commencement after receiving weather forecast. It was recommended to treat the pit-run motor roads by reagent of water RPB on the surface at air temperature down to -3 °Сat the depth of more than 100 m -lower -3 °С, at the depth of more than 200 m -lower -5 °С. Recommendations elaborated to prevent dusting of motor roads, dumps and tailings dumps of mining and concentration plants by application natural bischofite water solutions, which effectively fasten the dusting surfaces preventing blowing-off the dust from them.

Key words:pit-run motor roads, winter slipperiness, methods to prevent slipperiness, dusting of dumps and tailings dumps, fastening of dusting surfaces, water solution of natural bischofite.

For citation:Gurin A.A., Shapovalov V.A., Lyashenko V.I. Technology for increasing safety of operation of pit-run and motor roads and prevention of dusting of tailings dumps by treatment them by natural bischofite water solutions. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1089-1096. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1089-1096


УДК 622.777/778

РАЗРАБОТКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЯ ПРОТОТИПА СВЕРХПРОВОДНИКОВОГО ВЫСОКОГРАДИЕНТНОГО МАГНИТНОГО СЕПАРАТОРА

Д. Н. ДИЕВ1, канд. техн. наук, старший научный сотрудник; В. А. ИЗМАЛКОВ2, канд. техн. наук, главный конструктор; С. Ю. КОПЫТОВА1, инженер-исследователь; В. М. ЛЕПЕХИН1, ведущий инженер; М. Н. МАКАРЕНКО1, заместитель начальника лаборатории, panina-marina@yandex.ru; А. В. НАУМОВ1, ведущий инженер; А. О. ОЛЕНЕВ1, инженер 1 категории; А. В. ПОЛЯКОВ1, научный сотрудник; М. И. СУРИН1, д-р техн. наук, заместитель начальника отдела; E. Я. ТАГУНОВ2, канд. техн. наук, директор по науке; А. В. ЧАНТУРИЯ3, руководитель проектов управления технической экспертизы проектов поддержания и модернизации производства Департамента горнорудного производства; Д. И. ШУТОВА1, канд. физ.-мат. наук; В. И. ЩЕРБАКОВ1, главный специалист ( 1 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”, Россия, г. Москва;  2 ООО “Магнетит”, Россия, г. Москва; 3 ООО УК “Металлоинвест”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Высокоградиентные магнитные сепараторы хорошо зарекомендовали себя при обогащении слабомагнитных руд. Однако существующие промышленные установки имеют большие габариты при низкой удельной производительности и высоких энергетических затратах. В НИЦ “Курчатовский институт” разработан и испытан лабораторный прототип высокоградиентного магнитного сепаратора со сверхпроводниковой магнитной системой. Устройство предназначено для обогащения слабомагнитного сырья, в первую очередь окисленных железистых кварцитов. Разработка направлена на создание нового поколения сепараторов, оперирующих полями высокой индукции, и развитие прикладной сверхпроводимости для промышленного применения. Дано краткое описание поставленных задач, процесса разработки, изготовления и испытания сверхпроводниковой магнитной системы. Рассмотрены общая конструкция прототипа и конструкция осадительных кассет, оптимизированных для работы в магнитном поле с высокой индукцией. Описан процесс испытаний лабораторного прототипа высокоградиентного магнитного сепаратора со сверхпроводниковой магнитной системой по обогащению сырья, предоставленного горно-обогатительным комбинатом. Приведены данные о содержании железа общего до и после прохождения сепарации на прототипе, его основные рабочие характеристики. Результаты, полученные в ходе выполнения проекта, могут быть применены в горнодобывающей и металлургической промышленности для создания сверхпроводниковых магнитных сепараторов нового поколения, которые будут иметь по сравнению с традиционными сепараторами (с резистивными обмотками) меньшую потребляемую мощность и массу установки, более высокую индукцию магнитного поля в рабочем зазоре, возможность использования матриц с коэффициентом заполнения ферромагнитными осадительными элементами на уровне 6–8 % с большими зазорами для прохода пульпы, более высокие удельные показатели за счет увеличения плотности тока по обмотке до 50–100 А/мм2. Осуществление дальнейших работ по развитию тематики и созданию опытно-промышленного сверхпроводникового сепаратора позволит продвинуться вперед не только в области магнитного обогащения, но и откроет общепромышленные области применения прикладной сверхпроводимости.

Ключевые слова:горнодобывающая промышленность, обогащение слабомагнитного сырья, высокоградиентный магнитный сепаратор, сверхпроводниковый сепаратор, сверхпроводниковая криомагнитная система.

Ссылка для цитирования:Диев Д.Н., Измалков В.А., Копытова С.Ю., Лепехин В.М., Макаренко М.Н., Наумов А.В., Оленев А.О., Поляков А.В., Сурин М.И., Тагунов Е.Я., Чантурия А.В., Шутова Д.И., Щербаков В.И. Разработка, изготовление и испытания прототипа сверхпроводникового высокоградиентного магнитного сепаратора // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1097-1106.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1097-1106

 

DEVELOPMENT, MANUFACTURING AND TESTS OF SUPERCONDUCTING HIGH-GRADIENT MAGNETIC SEPARATOR PROTOTYPE

D. N. DIEV1, PhD (Tech.), Sen. researcher; V. A. IZMALKOV2, PhD (Tech.), Principal designer; S. YU. KOPYTOVA1, Engineer-researcher; V. M. LEPEKHIN1, Leading engineer; M. N. MAKARENKO1, Deputy head of laboratory, panina-marina@yandex.ru; A. V. NAUMOV1, Leading engineer; A. O. OLENEV1, Engineer first class; A. V. POLYAKOV1, Researcher; M. I. SURIN1, HD (Tech.), Deputy head of Department; E. YA. TAGUNOV2, PhD (Tech.), Director of science; A. V.CHANTURIYA3, project Manager, management of technical expertise of maintenance projects and production modernization of the mining Department; D. I. SHUTOVA1, PhD (Phys.-Math.); V. I. SHCHERBAKOV1, Leading specialist ( 1 National Research Center “Kurchatov Institute”, Russia, Moscow; 2 PLC “Magnetite”, Russia, Moscow; 3 PLC TC “Metalloinvest”, Russia, Moscow)

Abstract. High-gradient magnetic separator made a good showing at enrichment of low-magnetic ores. However, existing industrial facilities have large dimensions, low specific productivity and high energy costs. Laboratory prototype of high-gradient magnetic separator equipped with superconductor magnet system was developed, manufactured and tested at NRC “Kurchatov Institute”. The device is designed for enrichment of low-magnetic mineral resources, mostly oxidized ferruginous quartzites. The goal of development was both creation of next-generation of separators operating with high-power magnetic fields as well as further progress in applied superconductivity for industrial applications. This paper gives a brief description of the problem, as well as of the process of development, manufacturing and testing the superconducting magnet system. Overall design of the prototype is described, as well as design of collector matrices designed specifically for high-power magnetic field. Next is description of testing process with mineral raw materials obtained from a real industrial enrichment facility. Data on total iron percentage before and after the separation process at the prototype presented, as well as its basic performance characteristics. The results obtained in the course of the project fulfilment can be used in mining industry and metallurgy for manufacturing superconducting magnetic separators of new generation. Such separators will have many advantages comparing with regular separators (with resistive windings) as following: lower energy consumption and less weight, higher induction of the magnetic field in the working gap, possibility to use matrices with coefficient of filling by ferromagnetic precipitating elements at the level of 6–8% with large gaps for pulp passing, higher specific indices due to increased current density in the winding up to 50–100 A/mm2.

Key words:mining industry, enrichment of low-magnetic raw materials, high-gradient magnetic separator, superconducting separator, superconducting cryomagnetic system.

For citation:Diev D.N., Izmalkov V.A., Kopytova S.Yu., Lepekhin V.M., Makarenko M.N., Naumov A.V., Olenev A.O., Polyakov A.V., Surin M.I., Tagunov E.Ya., Chanturiya A.V., Shutova D.I., Shcherbakov V.I. Development, manufacturing and tests of superconducting high-gradient magnetic separator prototype. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1097-1106. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1097-1106


УДК 622.788

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ В ПРОЦЕССЕ ОБЖИГА

А. С. ТИМОФЕЕВА, канд. техн. наук, профессор кафедры металлургии и металловедения, uked@yandex.ru; А. А. КОЖУХОВ, д-р техн. наук, доцент кафедры металлургии и металловедения; Т. В. НИКИТЧЕНКО, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии и металловедения (Старооскольский технологический институт (филиал) национального исследовательского технологического университета “МИСиС”, Россия, Белгородская обл., г. Старый Оскол)

Аннотация. Одной из важных характеристик обожженных железорудных окатышей, в значительной мере определяющей их качество, являются их прочностные свойства. Представлен обзор научных работ по механизму упрочнения окатышей в процессе обжига и влиянию различных факторов на их упрочнение. Показано, что упрочнение железорудных окатышей происходит в результате спекания частиц и образования жидкой фазы. Процесс спекания, являясь диффузионным, зависит от времени, а образование жидкой фазы определяется составом шихты. Приведены результаты исследования спекания и образования жидкой фазы в железорудных окатышах при различных технологических факторах, выполненных на кафедре металлургии и металловедения СТИ НИТУ “МИСиС”. Условия образования жидкой фазы при упрочнении окатышей исследовали при использовании в качестве компонентов шихты бентонита, известняка, доломита и брусита. Установлено, что при использовании бентонита жидкая фаза образуется при температуре 1200 °С. При использовании известняка для образования жидкой фазы потребовалось увеличить температуру обжига до 1250 °С. При добавке доломита переход смеси в жидкую фазу был достигнут при температуре нагрева 1280 °С. Смесь брусита с концентратом не образовала жидкой фазы даже при температуре 1280 °С. Исследования влияния времени выдержки окатышей в высокотемпературной зоне на формирование их прочностных свойств показали, что зависимость имеет экстремальный характер. Исследованиями на металлографическом микроскопе определена пористость полученных окатышей в центре и в поверхностной зоне. Установлено, что с увеличением времени выдержки количество пор в окатыше уменьшается как на поверхности, так и в центре. За счет выхода пор на поверхность окатыши уплотняются. Результаты представленных исследований могут быть использованы для изменений качественных характеристик окатышей путем регулирования температурно-временного режима их обжига.

Ключевые слова:железорудные окатыши, прочностные свойства окатышей, механизм упрочнения окатышей,жидкофазное спекание, время выдержки окатышей, пористость обожженных окатышей, бентонит, флюс.

Ссылка для цитирования:Тимофеева А.С., Кожухов А.А., Никитченко Т.В. Исследование механизмов упрочнения железорудных окатышей в процессе обжига // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1107-1112.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1107-1112

 

STUDY OF IRON ORE PELLETS HARDENING MECHANISMS IN THE PROCESS OF BURNING

A. S. TIMOFEEVA, PhD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and metal science”, uked@yandex.ru; А. А. КОZHUKHOV, HD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and metal science”; T. V. NIKITCHENKO, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and metal science” (Stary Oskol Technological Institute (branch) of National Research Technological University “MISiS”, Russia, Belgorod rgn., Stary Oskol)

Abstract.One of the important characteristics of burnt iron ore pellets, which largely determines their quality, is their strength properties. A review of scientific papers on the mechanism of pellets hardening during firing and the influence of various factors on their hardening presented. It was shown that the hardening of iron ore pellets occurs as a result of sintering of particles and the formation of a liquid phase. The sintering process, being a diffusive one, depends on time, and the formation of the liquid phase is determined by the composition of the charge. The results of the study of sintering and formation of the liquid phase in iron ore pellets under various technological factors presented, the study being performed at the Department of metallurgy and metal science of STI NRTU “MISiS” are presented. Conditions for the formation of the liquid phase during the hardening of pellets were studied using bentonite, limestone, dolomite and brucite as components of the charge. It was established that at using bentonite, the liquid phase is formed at a temperature of 1200°C. When using limestone to form the liquid phase, it was necessary to increase the firing temperature to 1250°C. With the addition of dolomite, the transition of the mixture to the liquid phase was achieved at a heating temperature of 1280°C. The brucite mixture with concentrate did not form the liquid phase even at a temperature of 1280°C. Studies of the influence of the exposure time of pellets in the high-temperature zone on the formation of their strength properties have shown that the dependence is an extreme one. Studies on a metallographic microscope determined the porosity of the obtained pellets in the center and in the surface zone. It was found that with increasing exposure time, the number of pores in the pellet both on the surface and in the center decreases. Due to the exit of the pores onto the surface, the pellets were compacted. The results of the presented studies can be used to change the quality characteristics of pellets by regulating the temperature and time regime of their firing.

Key words: iron ore pellets, strength properties of pellets, mechanism of pellets hardening, liquid phase sintering, exposure time of pellets, porosity of burnt pellets, bentonite, flux.

For citation:Timofeeva A.S., Kozhukhov A.A., Nikitchenko T.V. Study of iron ore pellets hardening mechanisms in the process of burning. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1107-1112. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1107-1112


УДК 621.771.65:662.735

РОССИЙСКИЙ ОПЫТ В СОЗДАНИИ ШАРОПРОКАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛЮЩИХ ТЕЛ МАЛОГО ДИАМЕТРА

В. И. КОТЕНОК1, д-р техн. наук, заместитель генерального директора, shps140@mail.ru; С. И. ПОДОБЕДОВ2, главный технолог; П. Н. ТУГУШЕВ2, заведующий конструкторским отделом; С. А. БЕРЕСТНЕВ2, ведущий конструктор ( 1 АО АХК “ВНИИМЕТМАШ”, Россия, г. Москва; 2 ООО фирма “ШПС”, Россия, г. Москва)

Аннотация. В связи со значительным вовлечением в промышленную переработку руд с пониженным содержанием извлекаемых элементов возникла необходимость в больших объемах их тонкого помола для эффективного обогащения. Поскольку тонкий помол достигается только за счет уменьшения диаметра мелющих тел (шаров и цильпебсов), резко возрос спрос на мелющие тела малого диаметра (менее 40 мм). Однако он оказался неудовлетворенным ввиду отсутствия необходимого оборудования. Для решения этой задачи Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. академика Целикова и ООО фирма “ШПС” спроектировали, изготовили и поставили российским и казахским заказчикам семь шаропрокатных комплексов для производства мелющих тел диаметром от 16 до 40 мм с твердостью не менее 56-61 HRС. Общий выпуск мелющих тел на этом оборудовании превысил 120 тыс. т/год. Представлено описание шаропрокатного оборудования. Приведены его основные технические характеристики. Показано, что созданные комплексы реализуют непрерывную технологию производства мелющих тел в едином технологическом потоке, включающем загрузку заготовки в нагревательную печь, нагрев заготовки, горячую винтовую прокатку в двухвалковой рабочей клети, подстуживание шаров до температуры закалки в подстуживающем барабане, прерванную закалку на воду в закалочном барабане и самоотпуск шаров в контейнерах. Модели шаропрокатных станов для производства мелющих шаров диам. 20-60 мм могут быть исполненными с индукционной или газовой нагревательной печью. Создано пять базовых моделей, отличающихся производительностью, сортаментом мелющих тел и мощностью нагревательного оборудования, что позволяет снизить капитальные затраты на приобретение оборудования. Комплексы могут работать в ручном и автоматическом циклах.

Ключевые слова:тонкий помол руды, мелющие тела малого диаметра, шаропрокатный комплекс, шаропрокатный стан, винтовая прокатка.

Ссылка для цитирования:Котенок В.И., Подобедов С.И., Тугушев П.Н., Берестнев С.А. Российский опыт в создании шаропрокатных комплексов для производства мелющих тел малого диаметра // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1113-1118.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1113-1118

 

CREATION OF BALL ROLLING COMPLEXES FOR PRODUCTION OF SMALL DIAMETER GRINDING BODIES

V. I. KOTENOK1, HD (Tech.), Deputy General director, shps140@mail.ru ; S. I. PODOBEDOV2, Chief technologist; P. N. TUGUSHEV2, Head of Designing Dpt.; S. A. BERESTNEV2, Leading designer ( 1 JSC AKHk “VNIIMETMASH”, Russia, Moscow; 2 OJSC firm “ShPS”, Russia, Moscow)

Abstract.Increasing volume of industrial processing of ores with decreased content of extracted elements resulted in a necessity of large volumes of their fine grinding for effective enrichment. Since the fine grinding can be provided only by application of small diameter grinding bodies (balls and cylpebs), a demand sharply arose for grinding bodies of small diameter (less 40 mm). However, the demand turned out to be unsatisfied because of absence of necessary equipment. To solve the problem, the All-Russian research, development and designing Institute of metallurgical machine building after academician Tselikov and OJSC “ShPS” have designed, manufactured and supplied to Russian and Kazakh customers seven ball rolling complexes for production grinding bodies of diameter from 16 to 40 mm and hardness 56-61 HRC at least. Total production of the grinding bodies exceeded 120 thousand t/year. Description of the ball rolling equipment presented as well as its basic technical characteristics. It was shown, that created complexes realize a continuous technology of grinding bodies production in the united technological flow, including work piece charging into reheating furnace, the work piece heating, hot screw rolling in the two-high working stand, balls chilling down to hardening temperature in the chilling drum, interrupted hardening by water in the chilling drum and balls self-tempering in containers. Other modifications of the ball rolling complexes for production balls of 20-60 mmdiameter can have induction furnace or gas reheating furnace. There were five base modifications created differing in productivity, assortment of the grinding bodies and power of the heating equipment, which enables to decrease the capital outlays for the equipment acquisition. The complexes can operate in both manual and automatic cycles.

Key words:fine ore grinding, grinding bodies of small diameter, ball rolling complex, ball rolling mill, screw rolling.

For citation:Kotenok V.I., Podobedov S.I., Tugushev P.N., Berestnev S.A. Creation of ball rolling complexes for production of small diameter grinding bodies. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1113-1118. (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1113-1118.


УДК621.771

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВ МЕЛКОСОРТНО-ПРОВОЛОЧНОГО СТАНА 370/150 ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПРОФИЛЯ ПРОКАТА

И. А. ПАНКОВЕЦ1, инженер-технолог 1 категории прокатного отдела технического управления, ivanpankovec@gmail.com;М. В. ОБОРОВ1, начальник бюро трубопрокатного производства управления проектирования и реконструкции; Н. А. ХОДОСОВСКАЯ1, инженер исследовательского центра; М. Н. ВЕРЕЩАГИН2, д-р техн. наук, профессор, kaf_pressure@gstu.by( 1 ОАО “БМЗ – управляющая компания холдинга “БМК”, Беларусь, г. Жлобин;  2 УО “Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого”, Беларусь, г. Гомель)

Аннотация.Рассмотрена актуальная проблема получения сортового проката в прутках с геометрией повышенной точности на действующем производстве стана 370/150 ОАО “БМЗ -управляющая компания холдинга “БМК”. В качестве объекта исследования выбран редукционно-калибровочный блок, состоящий из трех чистовых клетей. Предметом исследования является процесс прокатки в чистовых клетях для получения высокоточной геометрии готового профиля. В работе на основе эмпирических данных произведена оценка эффективности действующих схем калибровки статистическим методом для получения профиля обычной точности и высокоточного профиля. Методом конечных элементов смоделированы процессы прокатки, приближенные к реальным условиям посредством численного моделирования. Эмпирические и теоретические данные выявили недостатки действующих схем калибровок, а также позволили определить дальнейшее направление исследования. Аналитическое описание ключевых факторов процесса прокатки, влияющих на формирование профиля, позволило сделать выводы, что основы получения геометрических размеров поперечного профиля зависят от давления металла на валки и межклетевого натяжения, на основании чего была разработана новая схема калибровки. На основе новой схемы калибровки смоделированы процессы прокатки при различных частотах вращения валков. Процесс математического моделирования максимально приближен к реальным условиям прокатки, благодаря чему удалось получить достоверные результаты исследования, позволяющие получать высокоточную геометрию поперечного профиля. Полученные результаты исследования являются основой для проведения дальнейшего изучения межклетевой деформации с последующим экспериментальным прокатом на стане 370/150.

Ключевые слова: прокатный стан, калибровка профиля валков, воспроизводимость процесса, математическое моделирование, гистограммы Гаусса, межклетевое натяжение, высокоточная геометрия сортового проката.

Ссылка для цитирования:Панковец И.А., Оборов М.В., Ходосовская Н.А., Верещагин М.Н. Совершенствование калибровки валков мелкосортно-проволочного стана 370/150 для обеспечения точности профиля проката // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1119-1127.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1119-1127

 

PERFECTION OF ROLLS SIZING IN BAR & WIRE ROD MILL 370/150 TO ENSURE ACCURACY IN ROLLED PRODUCT PROFILE

I. A. PANKOVETS1, engineer-technologist of 1st category, Rolling dpt. of Technical Dir.,ivanpankovec@gmail.com;М. V. OBOROV1, Head of bureau of pipe-rolling, Dir. of designing and reconstruction; N. A. KHОDOSOVSKAYA1, engineer, Res. Center; M. N. VERESHCHAGIN2, HD (Tech.), Prof., kaf_pressure@gstu.by( 1 OJSC “BMZ – managing company of Holding “BMC”, Belarus’, Znlobin;  2 UO “Gomel State Technical University after P.O. Sukhoy”, Belarus’, Gomel’)

Abstract.An actual problem of production bars with increased geometry accuracy at existing mill 370/150 atOJSC “BMZ -management company of Holding“BMC” has been reviewed. The object of research was reducing-sizing mill, composed of three finishing stands. The subject of research was rolling process in finishing stands aiming at achieving highly accurate geometry in the finished profile. In the work, based on empirical data, efficiency of existing methods of sizing by statistical method to produce a profile of regular accuracy and highly accurate profile was assessed. By the method of finite elements the rolling processes were simulated, approximated to real conditions by means of numerical modeling. Empiric and theoretic data revealed drawbacks of existing systems of sizing, as well as let determine further direction of research. Analytical description of key factors of rolling affecting creation of profile enabled to come to conclusion that the basis for achieving geometry sizes of transversal profile depends on pressure of steel on to rolls and the inter-stand tension. On this basis the new method of sizing has been developed. On the basis of the new method of sizing, rolling processes at different frequencies of rolls rotation were simulated. The process of mathematical simulation to the maximum approximated to real conditions of rolling. Thanks to this it became possible to obtain reliable results of research, enabling to achieve highly accurate geometry of transversal profile. Obtained results of research are the basis for further study of inter-stand deformation to be followed by experimental rolling at mill 370/150.

Key words:rolling mill, sizing of rolls profile, reproducibility of the process, mathematical simulation,Gaussian histograms, inter-stand tension, highly accurate geometry of bars.

For citation:Pankovets I.A., Oborov M.V., Khodosovskaya N.A., Vereshchagin M.N. Perfection of rolls sizing in bar & wire rod mill 370/50 to ensure accuracy in rolled product profile. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1119-1127. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1119-1127


УДК 621.744.35

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРАЦИОННОЙ ПРОШИВКИ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ НА ПРЕССЕ

С. Р. РАХМАНОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры прикладной механики, npfvostokplus@gmail.com(Национальная металлургическая академия Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. В ряде случаев процессы прошивки или экспандирования трубных заготовок предусматривают применение высокочастотных активных вибраций. Однако, в силу недостаточной изученности, эти процессы не находят широкого применения в практике производства бесшовных труб. В частности, задачи по повышению эффективности процессов прошивки или экспандирования трубной заготовки на прошивном прессе с применением высокочастотных вибраций решаются без должного исследования и, как правило, экспериментально.Разработка современных технологических процессов производства бесшовных труб с применением высокочастотных вибраций непосредственно связана с выбором рациональных режимов деформации металла и прогнозированием показателей стойкости технологического инструмента и надежности функционирования оборудования. Создание математической модели процесса вибрационной прошивки (экспандирования) осесимметричной трубной заготовки на прошивном прессе трубопрессовой установки является актуальным. Разработана расчетная схема процесса прошивки трубной заготовки. Получена зависимость, характеризующая скорость распространения фронта пластической деформации от скорости внедрения вибрируемой осесимметричной оправки в прошиваемую трубную заготовку.Определены динамические характеристики возникновения волновых явлений в прошиваемом металле в условиях воздействия со стороны вибрируемого инструмента, что существенно дополняет ранее известные представления о напряженно-деформированном состоянии металла в очаге деформации.Установлены поля деформаций в зонах возмущенной области очага деформации с учетом высокочастотных колебаний технологического инструмента. Установлено, что выбором рациональных параметров (амплитудно-частотной характеристики) процесса вибрационной прошивки трубной заготовки достигается значительное повышение эффективности процесса, стойкости технологического инструмента и качества прошиваемых заготовок.

Ключевые слова:производство бесшовных труб, вибрационная прошивка,вибрируемая осесимметричная оправка, волновые явления в прошиваемом металле, зоны очага деформации, выбор рациональных параметров прошивки, стойкость технологического инструмента.

Ссылка для цитирования:Рахманов С.Р. Моделирование вибрационной прошивки трубной заготовки на прессе // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1128-1138.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1128-1138

 

SIMULATION OF VIBRATION PIERCING OF PIPE BLANK AT PRESS

S.R. RAKHMANOV, PhD(Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Applied mechanics”, npfvostokplus@gmail.com  (NationalMetallurgicalAcademyofUkraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract.In some cases, the processes of piercing or expanding pipe blanks involve the use of high-frequency active vibrations. However, due to insufficient knowledge, these processes are not widely used in the practice of seamless pipes production. In particular, the problems of increasing the efficiency of the processes of piercing or expanding a pipe blank at a piercing press using high-frequency vibrations are being solved without proper research and, as a rule, by experiments. The elaboration of modern technological processes for the production of seamless pipes using high-frequency vibrations is directly related to the choice of rational modes of metal deformation and the prediction resistance indicators of technological tools and the reliability of equipment operation. The creation of a mathematical model of the process of vibrating piercing (expansion) of an axisymmetric pipe blank at a piercing press of a pipe press facility is an actual task. A calculation scheme for the process of piercing a pipe plank has been elaborated. A dependence was obtained characterizing the speed of front of plastic deformation propagation on the speed of penetration of a vibrated axisymmetric mandrel into the pipe workpiece being pierced. The dynamic characteristics of the occurrence of wave phenomena in the metal being pierced under the influence of a vibrated tool have been determined, which significantly complements the previously known ideas about the stress-strain state of the metal in the deformation zone. The deformation fields in the zones of the disturbed region of the deformation zone were established, taking into account the high-frequency vibrations of the technological tool. It has been established that the choice of rational parameters (amplitude-frequency characteristics) of the vibration piercing process of a pipe blank results in significant increase in the efficiency of the process, the durability of the technological tool and the quality of the pierced blanks.

Key words:production of seamless pipes, vibration piercing, vibrating axisymmetric mandrel, wave phenomena in the metal being pierced, deformation zone areas, selection of rational piercing parameters, durability of technological tools.

For citation:Rakhmanov S.R. Simulation of vibration piercing of pipe blank at press. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1128-1138. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1128-1138


УДК 621.77

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ СТАЛЬНОГО АРМАТУРНОГО ПРОКАТА МЕТОДАМИ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

А. Г. КОРЧУНОВ, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой проектирования и эксплуатации  металлургических машин и оборудования; Е. М. МЕДВЕДЕВА, аспирант, fekla_med@mail.ru; Э. М. ГОЛУБЧИК, д-р техн. наук, доцент кафедры технологий обработки материалов (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, г. Магнитогорск)

Аннотация.В современном строительстве широко применяются железобетонные конструкции, в которых используют высокопрочные арматурные канаты. Основными параметрами, определяющими уровень их прочности и релаксационной стойкости, являются микроструктура стали и внутренние напряжения. Цель работы — компьютерное исследование поэтапного формирования внутренних напряжений при производстве арматурного каната конструкции 1×7(1+6) диам. 12,5 мм класса прочности 1770 МПа из перлитной стали и влияния различных режимов механотермической обработки (МТО) на их распределение. Для исследования влияния каждой операции производства каната на внутренние напряжения его проволок разработаны три модели: свивки и обжатия семипроволочной пряди, рихтовки свитой пряди, свивки и МТО семипроволочной пряди. Показано, что абсолютные значения остаточных напряжений и их распределение в проволоке, используемой для производства канатов указанной конструкции, имеют существенное влияние на эксплуатационные характеристики канатов. Применение процесса МТО позволяет в широком диапазоне управлять перераспределением остаточных напряжений в металле, полученных при волочении и создающихся в процессе свивки каната. Установлено, что в процессе волочения до степени 80 % в центральных слоях проволоки генерируются сжимающие остаточные напряжения уровня 1100-1200 МПа. На поверхности проволоки остаточные напряжения составляют 450-500 МПа и носят растягивающий характер. Сочетание натяжения в диапазоне от 70 до 82 кН с диапазоном температур 360-380 °С позволяет достичь двукратного снижения остаточных напряжений как в центральных, так и в поверхностных слоях проволоки. При повышении температуры до 400 °С и сохранении уровня натяжения становится возможным максимальное уравновешивание остаточных напряжений. Свивочные напряжения, высокие значения которых приводят к нарушению шага свивки и геометрии исследуемой пряди, в полной мере устраняются исключительно при натяжении 82 кН и температуре 400 °С. В остальных случаях свивочные напряжения приводят к распушению каната.

Ключевые слова: высокопрочные арматурные канаты, формирование внутренних напряжений, свивочные напряжения, остаточные напряжения, механотермическая обработка.

Ссылка для цитирования:Корчунов А.Г., Медведева Е.М., Голубчик Э.М. Теоретическое исследование напряженности стального арматурного проката методами компьютерного моделирования // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1139-1148.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-111-1139-1148

 

THEORETICAL STUDY OF THE PRESTRESSING STRAND’S STRESS BY COMPUTER MODELING METHODS

A. G. KORCHUNOV, HD (Tech.), Head of Dpt. “Designing and operation of metallurgical machines and equipment”; E. M. MEDVEDEVA, postgraduate, fekla_med@mail.ru; E. M. GOLUBCHIK, HD (Tech.), Prof. Ass.of Dpt. of materials processing technology (Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Magnitogorsk)

Abstract.The modern construction industry widely uses reinforced concrete structures, where high-strength prestressing strands are used. Key parameters determining strength and relaxation resistance are a steel microstructure and internal stresses. The aim of the work was a computer research of a stage-by-stage formation of internal stresses during production of prestressing strands of structure 1×7(1+6), 12.5 mm diameter, 1770 MPa strength grade, made of pearlitic steel, as well as study of various modes of mechanical and thermal treatment (MTT) influence on their distribution. To study the effect of every strand manufacturing operation on internal stresses of its wires, the authors developed three models: stranding and reducing a 7-wire strand; straightening of a laid strand, stranding and MTT of a 7-wire strand. It was shown that absolute values of residual stresses and their distribution in a wire used for strands of a specified structure significantly influence performance properties of strands. The use of MTT makes it possible to control in a wide range a redistribution of residual stresses in steel resulting from drawing and strand laying processes. It was established that during drawing of up to 80% degree, compressive stresses of 1100-1200 MPa degree are generated in the central layers of wire. The residual stresses on the wire surface accounted for 450-500 MPa and were tension in nature. The tension within a range of 70 kN to 82 kN combined with a temperature range of 360-380°Сcontributes to a two-fold decrease in residual stresses both in the central and surface layers of wire. When increasing temperature up to 400°Сand maintaining the tension, it is possible to achieve maximum balance of residual stresses. Stranding stresses, whose high values entail failure of lay length and geometry of the studied strand may be fully eliminated only at tension of 82 kN and temperature of 400°С. Otherwise, stranding stresses result in opening of strands.

Key words:high-strength prestressing strands, forming of internal stresses, stranding stresses, residual stresses, mechanical and thermal treatment.

For citation:Korchunov A.G., Medvedeva E.M., Golubchik E.M.Theoretical study of the prestressing strand’s stress by computer modeling methods. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1139-1148. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1139-1148


УДК 628.345.1

СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ НЕЙТРАЛИЗАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ АГРЕССИВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Н. С. ЦАРЕВ, канд. техн. наук, доцент кафедры водного хозяйства и технологии воды, nstzar@mail.ru; В. И. АКСЕНОВ, канд. техн. наук, профессор кафедры водного хозяйства и технологии воды; И. И. НИЧКОВА, канд. хим. наук, доцент кафедры водного хозяйства и технологии воды (Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Для нейтрализации отработанных травильных растворов и промывных вод, образующихся при очистке поверхности металлических изделий от ржавчины растворами кислот, применяется известь. При своей дешевизне этот метод нейтрализации сточных вод обладает значительными недостатками. Наиболее существенными из них являются образование в технологических коммуникациях прочных гипсовых отложений и низкая удельная производительность оборудования для обезвоживания осадка. Приведена характеристика агрессивных производственных сточных вод, образующихся при травлении черных металлов. Рассмотрены способы устранения недостатков нейтрализации производственных сточных вод известью, включая стабилизацию нейтрализуемых производственных сточных вод и регулирование свойств образующегося осадка. Отмечено, что стабильность оборотной воды может быть обеспечена ускорением кристаллизации образующихся гипсовых осадков при введении в нее высокодисперсных затравок и нагреве нейтрализуемой воды до 65-70 °С и последующим термоумягчением части оборотной воды, удаляемой из оборотной системы. Показано, что нагрев воды и происходящие при этом изменения состава и свойств осадка в 2-3 раза снижают его сопротивление фильтрованию, в 3-4 раза повышают скорость осаждения и в 1,5-2 раза сокращают объем осадка по сравнению с нейтрализацией известью в холодной воде. Расчетные дозы извести при нагреве принимаются такими же, как при режиме нейтрализации известью. Снятие перенасыщения оборотной воды двуводным гипсом может быть достигнуто также добавкой в воду пульпы порошкообразного гипса — затравки для микрокристаллов последнего, с последующей аэрацией продолжительностью 30-40 мин. Этот метод прошел проверку в производственных условиях. Технологические свойства образующегося осадка могут быть улучшены путем обработки осадка флокулянтами и предварительным нагревом нейтрализуемой воды до 65-70 °С. Регулирование технологических свойств осадка осуществляется добавкой флокулянта и нагревом нейтрализуемой воды. Приведены рекомендации по улучшению работы нейтрализационных сооружений с указанием конкретных технологических параметров работы оборудования для обработки сточных вод и осадка.

Ключевые слова:травление металлических изделий, нейтрализация отработанных травильных растворов, стабилизация оборотной воды, кристаллизация гипсовых осадков, обработка осадка флокулянтами, обезвоживание осадка.

Ссылка для цитирования:Царев Н.С., Аксенов В.И., Ничкова И.И. Способы интенсификации работы нейтрализационных сооружений агрессивных производственных сточных вод // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 11. С. 1149-1153.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1149-1153

 

OPERATION INTENSIFICATION METHODS OF AGGRESSIVE INDUSTRIAL SEWAGE NEUTRALIZATION FACILITIES

N. S. TSAREV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Water sector and technology of water”, nstzar@mail.ru; V. I. AKSENOV, PhD (Tech.), Prof., Dpt. “Water sector and technology of water”; I. I. NICHKOVA, PhD (Chem.), Prof. Ass., Dpt. “Water sector and technology of water” (Ural Federal University after the First President of Russia B.N. El’tsin, Russia, Ekaterinburg)

Abstract.To neutralize the waste pickling solutions and rinsing water, resulting from cleaning metal products s surface of rust by acids solutions, lime is used. Being cheap, this method of sewage neutralization has considerable drawbacks. Forming in the technological pipes strong gypsum depositions and low specific productivity of the equipment for sediment dewatering are most significant of them. Characteristic of aggressive industrial sewage, formed at pickling of ferrous metals presented. Methods of elimination of drawbacks of industrial sewage neutralization by lime considered, including stabilization of neutralized industrial sewage and control of properties of the sediment formed. It was noted, that stability of the circulating water can be provided by accelerating of crystallization of the forming gypsum sediments by introducing in it fine priming powder and heating the neutralized water up to 65-70 °Сfollowed by thermal softening of a part of circulating water, removed out of the circulating system. It was shown, that the heating of the water and the ongoing changes of the composition and properties of the sediment result in decrease of filtration resistance 2-3 folds, increase of deposition speed 3-4 folds and decrease the sediment volume 1.5-2 folds comparing with lime neutralization in cold water. Calculated dozes of lime at the heating were taken the same as at the regular lime neutralization. Elimination of the circulating water oversaturation by bi-water gypsum can be reached also by addition into the water of powder-like gypsum pulp -priming powder for microcrystals of the gypsum, followed by aeration during 30-40 min. This method was tested under industrial conditions. Technological properties of the forming sediment can be improved by sediment treatment by flocculants and preliminary heating of the neutralized water up to 65-70 °С. Control of technological properties of the sediment is done by addition of flocculants and heating of the neutralized water. Recommendations for improving operation of the neutralization facilities presented with indicating particular technological parameters of the equipment operation for sewage and sediment treatment.

Key words:pickling of metal products, neutralization of waste pickling solutions, stabilization of circulating water, crystallization of gypsum sediments, treatment of sediment by flocculants, sediment dewatering.

For citation:Tsarev N.S., Aksenov V.I., Nichkova I.I. Operation intensification methods of aggressive industrial sewage neutralization facilities. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 11, pp. 1149-1153. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-11-1149-1153


УДК 669.1

КОРИФЕИ-МЕТАЛЛУРГИ МИСиС - РОДИНЕ!

А. М. БЕЛЕНЬКИЙ1, д-р техн. наук, профессор кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий, выпускник МИС 1961 г., belenky.bam@yandeх.ru; А. Н. БУРСИН2, инженер-технолог, выпускник МИСиС 2004 г. ( 1 Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Россия, г. Москва; 2 ООО “Обнинская термоэлектрическая компания”, Россия, Калужская обл., г. Обнинск)

“Что приносит человеку наивысшее удовлетворение и моральное наслаждение, что наполняет его гордостью? Это открытие нового, сознание того, что он идет по неизведанному еще пути, видит то, что еще не видел никогда никакой другой глаз, что мысль и действие его рождают новые идеи, что в материальной или интеллектуальной областях найден новый, ценный, не замеченный предыдущими поколениями, самородок!”

И.П. Бардин

   


Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» включен в перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ


Подписка на наши издания
ведется постоянно

Вышел из печати журнал "Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия" " № 11/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Вышел из печати журнал "Новости черной металлургии за рубежом" № 6/2017

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"