Introduction of Material Performance of gear ring of kiln and cooler

1. Common materials for gear ring

Due to the particularity of low-speed and heavy-load working conditions, the upper gears of rotary kiln and cooler do not have high requirements for precision, high contact stress and poor operating environment. Common materials include carbon steel and low alloy steel. The representative carbon steel are 45, ZG310-570, ZG340-640, etc. The representative of low alloy steel are 35Simn, 35crmo, 40Cr, ZG42GrMo, etc. Refer to the design regulations of HGT20566-2011 Chemical rotary kiln.

2. Performance comparison of two types of materials

2.1 differences in chemical composition

In the process of engineering application, higher requirements are put forward for the performance of materials. Low alloy steel adds a small amount of alloy elements such as Si, Mn, Cr, Mo on the basis of ordinary carbon steel, and further improves the indexes such as yield strength, tensile strength, hardness and so on of steel by means of solid solution strengthening of steel, improving the hardenability of steel and tempering stability of martensite, refining crystal grains and so on.

2.2 Differences in mechanical properties

Compared with ordinary carbon steel materials, the tensile strength, yield strength and surface hardness of low alloy steel can be greatly improved by adding alloy elements and cooperating with heat treatment processes such as tempering and surface quenching. According to the use experience, the damage form of gear and gear ring used in kiln and cooler equipment is mainly manifested as wear, and the improvement of surface hardness can effectively reduce the occurrence of wear. The increase of tensile strength can relatively reduce the probability of Tooth breaking accidents caused by high peak load. In addition, the yield ratio of ordinary carbon steel (the ratio of material yield strength to tensile strength) is below 0.6, and the yield ratio of low alloy steel is generally between 0.65 and 0.75. Generally speaking, materials with low yield ratio have high reliability. When the stress exceeds the yield strength, plastic hardening will improve the strength without immediate fracture. The notch sensitivity is low, the crack propagation is slow, and the impact on fatigue strength is small. Alloy elements are added to low alloy steel, because the temperature range and operation time interval are relatively narrow, and the requirements in smelting process and heat treatment operation process are very strict. If the heat treatment process is not standardized or impurities exist in the smelting process, the notch sensitivity will be greatly affected, but the fatigue strength will be weakened.

2.3 differences in economic costs

Because the hardenability of carbon steel gear is relatively poor, when the gear size is relatively large, the effect of normalizing and tempering is similar, while the normalizing cost is low, so the tempering is generally not required. In order to improve the performance of low alloy steel, adding alloy elements and the difference of smelting process, the low material cost of alloy steel is higher than that of ordinary carbon steel. Take ZG310-570 as an example, the market price of ordinary carbon steel is about 3000 yuan/ton. The low alloy steel takes 35crmo as an example, and the market price is about 6000 yuan/ton. Steel equipment manufacturers are also directly outsourcing. Generally, the delivery status of low alloy steel is well tuned. Due to the relatively large size of gear rings of kiln and cooler, internal defects cannot be found through Metallographic Examination. In addition, the price difference between the two materials may lead to the risk of shoddy.

3. Selection of materials

Of course, which kind of materials to choose, should be combined with specific use conditions, targeted selection. Based on the comparison of the above factors, it is a good choice to use suitable materials in suitable occasions.