ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», Новокузнецк, Россия:

А. А. Уманский, директор Центра коллективного пользования «Материаловедение», доцент, канд. техн. наук, эл. почта: umanskii@bk.ru
А. С. Симачев, заместитель директора Центра коллективного пользования «Материаловедение», канд. техн. наук, эл. почта: simachev_as@mail.ru
Л. В. Думова, старший преподаватель кафедры менеджмента и отраслевой экономики, эл. почта: doumova@bk.ru

Проведены экспериментальные исследования влияния химического состава рельсовых сталей и температурных режимов их прокатки на качество структуры и ударную стойкость шаров с целью разработки оптимальных режимов производства мелющих шаров на станах винтовой прокатки из отбраковки заготовок рельсовых сталей, ранее не используемых для производства данного вида продукции. На основании лабораторных исследований определено, что легирование хромом и никелем, а также повышение содержания углерода приводят к ухудшению микроструктуры получаемых шаров, не повышая их твердость. Оптимальным является производство мелющих шаров из сталей марок 76ХФ и 76Ф. В ходе проведенных в лабораторных и промышленных условиях экспериментальных исследований определена оптимальная температура прокатки шаров, обеспечивающая снижение трещинообразования и повышение эксплуатационных характеристик мелющих тел. Показано, что увеличение температуры нагрева заготовок рельсовых сталей под прокатку и температуры начала прокатки шаров от 980 до 1030 °C обуславливает повышение качества структуры шаров и увеличение их ударной стойкости при сохранении высокой поверхностной твердости.

Работа выполнена с использованием оборудования ЦКП «Материаловедение» СибГИУ.

1. Головатенко А. В., Волков К. В., Александров И. В., Кузнецов Е. П., Дорофеев В. В., Сапелкин О. И. Ввод в эксплуатацию универсального рельсобалочного стана и освоение технологии производства рельсов на современном оборудовании в рельсобалочном цехе ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2014. № 6(1374). С. 32–38.
2. Shaburov D. V., Popov A. E., Zagumennov O. V. Rail production on a universal mill // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 7. P. 503–504.
3. Полевой Е. В., Юнин Г. Н., Головатенко А. В., Темлянцев М. В. Новейшие разработки рельсовой продукции в АО «ЕВРАЗ ЗСМК» // Сталь. 2019. № 7. С. 55–58.
4. Сметанин С. В., Перетятько В. Н., Юрьев А. Б., Дорофеев В. В., Филиппова М. В. Ресурсосберегающая технология прокатки железнодорожных рельсов виньоля на универсальном рельсобалочном стане // Производство проката. 2019. № 7. С. 21–27.
5. Головатенко А. В., Волков К. В., Дорофеев В. В., Степанов С. В., Добрянский А. В. Развитие технологии прокатки и процессов калибровки железнодорожных рельсов // Производство проката. 2014. № 2. С. 25–39.
6. Козырев Н. А., Уманский А. А., Бойков Д. В. Разработка технологии внепечной обработки рельсовой электростали, обеспечивающей повышение эксплуатационной стойкости рельсов // Черные металлы. 2015. № 4. С. 29–33.
7. Полевой Е. В., Юнин Г. Н., Темлянцев М. В. Разработка и промышленное освоение технологии дифференцированной термической обработки железнодорожных рельсов с использованием тепла прокатного нагрева // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 10. С. 704–714.
8. Дементьев В. П., Фейлер С. В., Бойков Д. В., Козырев Н. А., Полевой Е. В. Результаты эксплуатации рельсов импортного производства на Восточно-Сибирской железной дороге // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 6. С. 402–408.
9. Баранов Н. А., Тулупов О. Н. Производство мелющих шаров из рельсовой стали // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2017. Т. 1. С. 96–99.
10. Pater Z., Tomczak J., Bulzak T., Andrietti S., Barbelet M. An innovative method for producing balls from scrap rail heads // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 97, Iss. 1-4. P. 893–901.
11. Tomczak J., Pater Z., Bulzak T. The flat wedge rolling mill for forming balls from heads of scrap railway rails // Archives of Metallurgy and Materials. 2018. Vol. 63. No. 1. P. 5–12.
12. Черняк С. С., Бройдо В. Л., Тужилина Л. В. Разработка состава и технологии изготовления износостойких рельсов из заэвтектоидных сталей // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 4 (56). С. 197–206.
13. Уманский А. А., Головатенко А. В., Темлянцев М. В., Дорофеев В. В. Экспериментальные исследования пластичности и сопротивления деформации хромистых рельсовых // Черные металлы. 2019. № 6. С. 24–28.
14. Крутилин А. Н., Бестужев Н. И., Бестужев А. Н., Каленкович Д. Н. Мелющие тела. Проблемы. Перспективы // Литье и металлургия. 2009. № 4(53). С. 26–33.
15. Вдовин К. Н., Феоктистов Н. А., Абенова М. Б., Куликов В. Д., Кондратьев И. С. Качество мелющих шаров, изготовленных различными методами // Теория и технология металлургического производства. 2015. № 1 (16). С. 78–81.
16. Aldrich C. Consumption of steel grinding media in mills // Minerals Engineering. 2013. Vol. 49. P. 77–91.
17. Umucu Y., Deniz V. The effect of ball type in fine particles grinding on kinetic breakage parameters // Inzynieria Mineralna. 2015. Vol. 16, Iss. 1. P. 197–203.
18. Рахутин М. Г., Бойко П. Ф. Пути совершенствования методов оценки основных характеристик мелющих шаров // Уголь. 2017. № 12. С. 49–51.
19. ГОСТ 51685–2013. Рельсы железнодорожные. – Введ. 01.07.2014.
20. Касаткин О. Г., Винокур Б. Б., Тимошенко В. Л. Расчетные модели для определения критических точек стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. № 1. С. 20–22.
21. ГОСТ 5639–82. Стали и сплавы. – Введ. 01.01.1983.