Essai de fabrication et application de billes de coulée en alliage à faible teneur en chrome brutes (1)

Chen Mulin. Développement et application de billes en alliage à faible teneur en chrome moulées. 

Le développement et l'application de billes en alliage à faible teneur en chrome brutes ont été introduits. Des expériences ont permis de déterminer la composition chimique et les paramètres de la technologie de coulée appropriés pour produire des billes coulées sans traitement thermique, utilisables dans les concasseurs à boulets industriels de grande et moyenne taille. Résistantes à l'usure et aux fissures, elles constituent une alternative économique et efficace aux autres billes.

Mots-clés : billes de coulée en alliage à faible teneur en chrome brutes, coulée en moule métallique, alimentateur isolé

Actuellement, dans les secteurs de la métallurgie, des mines, des matériaux de construction, de l'industrie chimique et de l'énergie électrique, la consommation annuelle totale de boulets de broyage utilisés dans les broyeurs à boulets est d'environ 1 million de tonnes, dont plus de 300 000 tonnes dans les mines de fer, ce qui constitue un indice de coût important pour la production minière. Par le passé, le groupe Daye Iron and Steel (Wuhan Iron and Steel) utilisait des boulets de broyage en acier forgé ordinaire, consommant près de 4 000 tonnes par an, pour une valeur de plus de 17 millions de yuans. Afin de réduire la consommation de boulets, au milieu des années 1990, les boulets moulés en alliage à faible teneur en chrome ont été progressivement développés. À cette époque, la plupart des boulets moulés devaient subir un traitement thermique avant d'être mis en service. De ce fait, le cycle de production était long et nécessitait des équipements et installations spécifiques. La question de savoir si les boulets moulés en alliage à faible teneur en chrome peuvent être utilisés directement sans traitement thermique, et notamment s'ils peuvent être utilisés normalement dans les broyeurs à boulets de grande et moyenne taille, est une question qui mérite d'être étudiée et mise en pratique. C'est pourquoi, après plus de deux ans d'exploration, la mine a mené une série de tests et d'essais pour trouver une meilleure solution à ce problème. Après un broyage à long terme de minerai de fer, de cuivre et de phosphate, les résultats montrent que la boule coulée présente d'excellentes performances et un avantage économique évident.

1. Détermination du schéma d'essai – production de la balle coulée

1.1 État de fonctionnement des billes de coulée

  • Caractéristiques du minerai : La mine de fer Daye de Wisco est un vaste gisement de magnétite cuprifère métasomatique de contact. Le minerai se divise en minerai primaire et minerai mixte. Sa dureté F = 12 à 18, atteignant F = 22 en faible quantité, est élevée.
  • Technologie de meulage : PROCESSUS DE BROYAGE EN CIRCUIT FERMÉ À DEUX ÉTAGES, meulage en une étape, le diamètre de la bille de la machine est de 125 mm, le diamètre de la bille de la rectifieuse à deuxième étape est de 60 mm, les rectifieuses à deux étapes sont de type grille humide avec un diamètre de 3200 mm × 3100 mm et la vitesse de rotation est de 18 tr/min.

1.2 L'indice de performance de la balle de lancer est mis en avant

Comparées aux billes d'acier forgées, les billes coulées en alliage à faible teneur en chrome présentent une excellente différence de dureté et de ténacité. Elles présentent une bonne ténacité, peu de billes cassées, mais une faible dureté, une faible résistance à l'usure et une consommation de billes élevée. Les billes coulées en alliage à faible teneur en chrome présentent une dureté élevée, une bonne résistance à l'usure et une faible consommation de billes, mais une faible ténacité et une facilité de rupture. En particulier, lorsque la composition chimique et la conception du procédé de coulée sont incorrectes, les billes coulées en alliage à faible teneur en chrome se brisent rapidement en grand nombre, ce qui entraîne une augmentation de la consommation de billes. En tenant compte des conditions de coulée et de travail des billes, les propriétés mécaniques et l'indice énergétique suivants sont proposés pour les billes coulées en alliage à faible teneur en chrome :

l DURETÉ : 45 ~ 56HRC

l ténacité aux chocs αk ≥7j/cm2 (20 mm × 20 mm sans entaille, échantillon)

l Balle moulée standard (< 100 mm)3. Test de chute de bille de 5 M, fatigue par impact, durée de vie ≥ 8000 FOIS

billes de coulée en alliage à faible teneur en chrome brutes