Методы измерения объёмной твердости мелющих шаров

Существует несколько методов измерения объёмной твердости мелющих шаров. За основу всех методов взят метод определения прокаливаемости, а именно метод торцевой закалки с интервалом измерения твердости от 1,5мм до 3мм (ГОСТ 5657-69).

Прокаливаемость – это способность стали закаливаться на определённую глубину от поверхности к центру.

В данной статье мы рассмотрим 4 наиболее распространенных метода измерения объемной твердости помольных шаров:

1. Метод определения объёмной твердости, предложенный в ДСТУ 3499-97/ ДСТУ 8538:2015.

Данный метод заключается в измерении твердости на всех частях радиуса мелющего шара, усреднении значений и определении твердости по формуле:

ОТ= 0,289 Т_пов+ 0,436 Т_0,25 + 0,203Т_0,5 + 0,063Т_0,75 + 0,009 Т_ц
Где:
Т_пов  — значение твердости на поверхности помольного шара;
Т_0,25 – значение твердости на глубине 0,25 радиуса помольного шара;
Т_0,5 —  значение твердости на глубине ½ радиуса помольного шара;
Т_0,75 – значение твердости на глубине 0,75 радиуса помольного шара;
Т_ц – значение твердости в центре шара;

Схема измерения твердости

2. Второй метод измерения объёмной твердости применяют в Болгарии.

Измерение и расчёт происходит по зонам (4 зоны соответствуют частям радиуса как и по ДСТУ 3499-97/ ДСТУ 8538:2015, но измерения проводят по центру зон).

Определение объёмной  твердости по формуле:

ОТ= (48,8 *Т_1зоны+29,6*Т_2зоны+15,2*Т3_зоны+5,6*Т_4зоны+0,8*Т_центр)/100

Схема измерения твердости

Этот метод имеет небольшой недостаток, так как здесь не учитывается поверхностная твердость мелющих шаров.

3. Третий метод, который используют в Турции.

Данный метод заключается в измерение твердости  от поверхности к центру с шагом R/12 (пример: для шара Ø60мм радіус R равен 30мм,  делим R на 12 измерений и  получаем шаг 2,5мм).

Определение твердости  вычисляется по формуле:

ОТ= 22,97%*Т_1зоны+19,16% Т_2зоны +15,68% Т_3зоны +12,56% Т_4зоны +9,78% Т_5зоны +7,35% Т_6зоны +5,27% Т_7зоны +3,53% Т_8зоны +2,14% Т_9зоны +1,1% Т_10зоны +0,41% Т_11зоны +0,06% Т_12зоны
Где: Т_{1÷12 зоны} — значение твердости каждой зоны помольного шара от поверхности к центру, измеренной на одном радиусе.

Схема измерения твердости

Данный метод также имеет недостатки, так как измерения проводят на одном радиусе и не исключают наличие пятнистой твердости.

4. Четвертый метод измерения объёмной твердости применяется в Чехии.

Данный метод схож с предыдущим : измерение и расчёт происходит по зонам (10 зон с разбивкой от поверхности А к центру J,  радиус принят за 1).

Определение твердости по формуле:

ОТ==0,271*А+0,217*В+0,169*С+0,127*D +0,091*Е+0,061*F +0,037*G +0,019*Н+0,007*I +0,001*J

Схема измерения твердости

В подведении итогов можно сказать, что все методы схожи и ведут к одной цели — определению глубины закалённого слоя от поверхности к центу помольного шара.

Стальные  мелющие шары, которые имеют сквозную прокаливаемость (т.е. высокую объемную твердость), имеют одинаковую структуру и, как результат, одинаковые свойства (предел текучести, относительное сужение и ударная вязкость) по всему сечению, что обеспечивает высокие эксплуатационные свойства: способность сопротивляться износу при работе в мельнице и уменьшение расхода шаров на тонну сырья.