устройство для удаления стружки

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для удаления пыли и стружки из зоны резания обрабатывающих станков с дальнейшим ее брикетированием. Устройство содержит пылестружкосъемник, воздуховоды, циклон и механизм выгрузки стружки в виде цилиндра с плунжером. Последний прессует стружку в брикеты и удаляет их через конический насадок, укрепленный на конце цилиндра. Конический насадок выполнен регулируемым и состоит из разрезных элементов, шарнирно опирающихся на торец цилиндра, пружин, установленных между торцем цилиндра и упомянутыми элементами, и двух гаек, одна из которых выполнена регулирующей, контактирует с выступами элементов и соединена резьбой с корпусом цилиндра, а вторая выполнена запирающей, соединена резьбой с первой гайкой и своим выступом контактирует с разрезными элементами конического насадка. Такое выполнение устройства позволяет повысить его эксплуатационные характеристики за счет обеспечения брикетирования стружки, причем брикеты можно выполнять разных размеров. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2139180

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для удаления пыли и стружки из зоны резания обрабатывающих станков с дальнейшим ее брикетированием.

Известны отсасывающие установки, как правило, они состоят из пылестружкоприемника, циклона, шибера, транспортной сети и вентилятора. Стружка и пыль улавливаются приемником, перемещаются воздушным потоком, создаваемым вентилятором, и по патрубкам поступают в циклон. Далее стружка поступает в стружкосборник или на транспортер, а пыль выбрасывается в воздух [1].

В таких установках стружка собирается в емкости (короба, вагонетки и т. д.), в которых она транспортируется из цеха. Большой объем стружки усложняет систему транспортировки и дальнейшую ее утилизацию, т.е. для этого необходимо иметь специальные установки для брикетирования.

Этот недостаток решается устройством для удаления стружки, содержащим пылестружкоприемник, воздуховоды, циклон и механизм выгрузки стружки, который выполнен в виде жестко связанного с циклоном горизонтально расположенного полого цилиндра, на торцевой поверхности которого установлен сменный полый насадок, и плунжера, установленного в полости цилиндра, связанного с силовым приводом, причем насадок выполнен расширяющимся в сторону цилиндра [2].

В зависимости от обрабатываемого материала и технологии обработки изделий, стружка будет иметь различный состав и механические характеристики. Поэтому для ее прессования в брикеты приходится подбирать съемные конусные насадки различных размеров. Это приводит к необходимости иметь набор насадков различных размеров и затрудняет процесс настройки всей системы под конкретную стружку.

Это и является недостатками данного устройства.

Задачей, решаемой изобретением, является исключение вышеуказанных недостатков, и тем самым повышение эксплуатационных характеристик устройства.

Согласно изобретению в устройстве, содержащем пылестружкоприемник, воздуховоды, циклон и механизм выгрузки в виде цилиндра с плунжером, прессующего стружку в брикеты и удаления их через насадок, укрепленный на конце цилиндра, насадок выполнен регулируемым и состоит из разрезных элементов, шарнирно опирающихся на торец цилиндра, пружин, установленных между торцем цилиндра и вышеупомянутыми элементами, и двух гаек, одна из которых — регулирующая — контактирует с выступами разрезных элементов и соединена резьбой с корпусом цилиндра, а вторая — запирающая — соединена резьбой с первой гайкой и своим выступом контактирует с разрезными элементами насадка.

За счет того, что насадок выполнен разрезным, из отдельных элементов, появляется возможность в зависимости от стружки регулировать выходной диаметр насадка (d) и исключает необходимость иметь набор сменных насадков, что упрощает процесс настройки устройства.

На фиг. 1 чертежа представлена схема устройства для удаления стружки, на фиг.2 представлен узел 1 фиг.1 с разрезным насадком (в разрезе).

Устройство для удаления стружки из зоны резания содержит пылестружкоприемник 1, соединенный посредством воздуховода 2 с циклоном 3, выход которого воздуховодом 4 соединен с вытяжным вентилятором 5. Циклон 3 соединен с механизмом выгрузки стружки, состоящим из полого цилиндра 6 с плунжером 7, связанным с силовым приводом 8; в торцевой части цилиндра 6 установлен конусный насадок 9, выполненный из отдельных разрезных элементов 10, шарнирно опирающихся на торец цилиндра 6 с помощью пружин 11, установленных между торцем цилиндра 6 и разрезными элементами 10.

Угол раскрытия разрезных элементов 10 регулируется с помощью гаек 12 — регулирующей и 13 — запирающей. Регулирующая гайка 12 контактирует с выступами разрезных элементов 10 и соединена резьбой с корпусом цилиндра 6, а запирающая гайка 13 соединена резьбой с регулирующей гайкой 12 и своим выступом контактирует с разрезными элементами 10.

Устройство работает следующим образом.

Отсасываемая стружка из стружкопылеприемника 1 попадает в циклон 3 и из его бункера попадает в полость цилиндра 6. Затем, с помощью плунжера 7 стружка прессуется в брикеты и через регулируемый конусный насадок 9 удаляется из устройства. Для того, чтобы получить качественные брикеты при различных стружках (материал, состав) требуется изменить выходной диаметр конусного насадка — «d», при этом изменяется угол конуса. При увеличении его увеличивается сила прессования и наоборот. Для предохранения подсоса воздуха внутрь всей системы (т.к. она находится под разрежением) через щели между разрезными элементами конусного насадка плунжер 7 при прессовании оставляет в цилиндре 6 некоторую зону «а», которая в этом случае является запирающим элементом для подсоса наружного воздуха. Зона «b» является элементом, создающим силовое сопротивление, позволяющее реализовать усилие прессования.

При необходимости изменить выходной диаметр «d» освобождается запирающая гайка 13. Регулирующей гайкой 12 устанавливается размер выходного диаметра. При ее заворачивании она своим упором, нажимая на выступы разрезных элементов 10, увеличивает диаметр, и наоборот. Затем закручивается запирающая гайка 13 до силового контакта с разрезными элементами 10. Устройство готово к работе.

Использование данного изобретения позволяет улучшить санитарную обстановку в производственных помещениях в связи с исключением загрязнения атмосферы, которое может возникнуть при уборке и транспортировке отходов обработки материалов.

Источники информации
1. Власов А. Ф. «Удаление пыли и стружки от режущих инструментов». М., Машиностроение, 1982, стр.181, 185, 188, рис.116, 120, 123, 124.

2. А.c. 1533163, B 23 Q 11/02.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для удаления стружки из зоны резания металлорежущего станка, содержащее пылестружкосъемник, воздуховоды, циклон и механизм выгрузки стружки в виде цилиндра с плунжером, расположенного с возможностью прессования стружки через конусный насадок, отличающееся тем, что конусный насадок выполнен регулируемым в виде разрезных элементов, пружин, а также регулирующей им запирающей гаек, при этом разрезные элементы выполнены с выступами и расположены с возможностью шарнирного опирания на торец цилиндра, пружины установлены между торцом цилиндра и разрезными элементами, регулирующая гайка расположена с возможностью контактирования с выступами указанных элементов и соединена резьбой с корпусом цилиндра, а запирающая гайка выполнена с выступом с возможностью контактирования им с разрезными элементами и соединена резьбой с регулирующей гайкой.

способ переработки стружки металлов подгруппы титана и их сплавов

Изобретение относится к переработке стружки металлов подгруппы титана и его сплавов. Способ включает обезжиривание стружки водным раствором моющего средства с использованием ультразвуковой ванны, промывку ее в горячей воде, сушку и измельчение. При этом перед обезжириванием стружку измельчают при одновременном орошении водным раствором моющего средства, а обезжиривание проводят в ультразвуковой ванне с концентрацией моющего средства 10-40 г/л при температуре раствора 50-65°С в течение 5-10 минут. После классификации и/или магнитной сепарации стружка может быть введена в состав слитков в качестве подшихтовочного материала. Способ позволяет повысить качество получаемого из стружки металла и снизить его себестоимость. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии металлов подгруппы титана и может быть использовано при переработке стружки металлов подгруппы титана и их сплавов.

В процессе изготовления изделий из металлов подгруппы титана и сплавов на их основе при сверлении заготовок образуется витая гофрированная стружка, загрязненная смазочно-охлаждающей жидкостью, которая используется при токарной обработке и в состав которой входит машинное масло. Такая стружка относится к оборотам 4 класса из-за содержания масла в ней на уровне

0,1 мас.%. При обработке слитков второго переплава также образуется витая стружка 4 класса, при получении которой смазочно-охлаждающая жидкость не используется и содержание масла в которой находится на уровне 0,05 мас.%. Стружку 4 класса обезжиривают в моечном агрегате, прессуют в брикеты и переплавляют в слитки методом вакуумно-дугового переплава. Из слитков нарезают стружку и перерабатывают ее методом йодидного рафинирования, а полученный йодидный металл используют в качестве составляющей шихты для выплавки слитков. Данная технология переработки стружки отличается высокими трудовыми и материальными затратами.

Известен способ переработки циркониевой стружки, включающий обезжиривание стружки, промывку в воде, сушку, прессование ее в брикет и переплав брикета в слиток (Металлургия циркония. Под ред. Г.А.Меерсона, М.: Издательство иностранной литературы, 1959, с.157).

Недостатком данного способа является высокое содержание масла на поверхности стружки после отмывки и, соответственно, высокое содержание углерода в слитке, выплавленном с использованием такой стружки (0,13 мас.%).

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является известный способ переработки стружки тугоплавких металлов подгруппы титана и их сплавов, включающий обезжиривание стружки водным раствором моющего средства в ультразвуковой ванне, промывку ее в горячей воде, сушку и измельчение (патент РФ № 2238171, опубл. 20.10.2004).

Недостатками данного известного способа являются:

— высокая стоимость переработки стружки из-за большого количества операций;

— невозможность непосредственного использования стружки для выплавки слитков из-за недостаточной степени очистки стружки от масла.

Заявляемое техническое решение направлено на снижение себестоимости металла, получаемого в процессе переработки стружки, и на повышение качества выплавляемого металла.

Технический результат достигается тем, что перед обезжириванием стружку измельчают при одновременном орошении водным раствором моющего средства, а обезжиривание проводят в ультразвуковой ванне с концентрацией моющего средства 10-40 г/л при температуре раствора 50-65°C в течение 5-10 минут.

Обезжиренная стружка может быть подвергнута дополнительной обработке, после чего ее вводят в состав слитков в качестве подшихтовочного материала.

В процессе дополнительной обработки стружка может подвергаться классификации и магнитной сепарации.

В процессе дополнительной обработки стружка может подвергаться магнитной сепарации.

Орошение стружки водным раствором моющего средства позволяет избежать возгорания стружки, т.к., например, циркониевая стружка является пирофорной и может загореться при искрении, и, кроме того, производится предварительная отмывка поверхности стружки от масла, что повышает качество очистки стружки при последующем обезжиривании в ультразвуковой установке.

Заявляемая технология позволяет перевести стружку из 4 класса в 3 класс и использовать в шихте при выплавке промышленных слитков за счет повышения качества ее очистки и, тем самым, исключить дорогостоящий процесс переработки стружки методом иодидного рафинирования.

Циркониевую стружку после сверления заготовок с содержанием масла

0,1 мас.%, дробили в стружкодробилке с одновременным орошением водным раствором моющего средства. После измельчения стружку обезжиривали в ультразвуковой ванне, при этом промывку и сушку стружки осуществляли в других ваннах этой же ультразвуковой установки. После обезжиривания стружку классифицировали (рассевали) на грохоте и проводили магнитную сепарацию с использованием постоянных магнитов. Из подготовленной стружки прессовали брикеты и переплавляли их методом вакуумно-дугового переплава в слиток, который затем перерабатывали в стружку. Полученную стружку вводили в состав слитков циркониевых сплавов в качестве подшихтовочного материала.

Стружку после токарной обработки слитков второго переплава с содержанием масла

0,05 мас.%, измельчали в стружкодробилке с одновременным орошением водным раствором моющего средства и обезжиривали в ультразвуковой ванне, при этом промывку и сушку стружки осуществляли в других ваннах этой же ультразвуковой установки. После обезжиривания стружку подвергали магнитной сепарации и подготовленную по данной технологии стружку вводили в состав промышленных слитков циркониевых сплавов в качестве подшихтовочного материала.

Смотрите так же:  Объект оценки право требования

При проведении работ в обоих примерах в процессе обезжиривания стружки в ультразвуковой ванне варьировали следующие параметры:

— концентрация моющего средства — 5; 10; 20; 30; 40; 45 г/л;

— температура раствора — 45; 50; 60; 65; 70°C;

— время обезжиривания в ультразвуковой ванне — 3; 5; 10; 15 минут. Результаты приведены в таблице.

Как следует из таблицы, оптимальными параметрами при обезжиривании стружки циркониевых сплавов в ультразвуковой ванне являются следующие (опыты № № 15, 16, 17, 20-22, 29, 30, 32-34, 37-41, 45, 46, 48-50):

— концентрация моющего средства в водном растворе — 10-40 г/л;

— температура раствора в ванне — 50-65°C;

— время обезжиривания в ультразвуковой ванне — 5-10 мин.

При концентрации моющего средства в растворе менее 10 г/л не достигается необходимый уровень очистки поверхности стружки от масла ( 0,01 мас.%), что не позволяет использовать ее для подшихтовки в слитки. Такую стружку перерабатывают только методом иодидного рафинирования, что приводит к значительному увеличению себестоимости готовой продукции, т.е. слитков (опыты № № 2-9).

При концентрации моющего средства в растворе более 40 г/л качество очистки стружки не повышается, себестоимость готовой продукции возрастает за счет увеличения расхода моющего средства на 1 т готовой продукции (опыты № № 53, 54).

При времени обработки стружки в ультразвуковой ванне менее 5 минут не достигается необходимый уровень очистки поверхности стружки от масла ( 0,1 мас.%) и стружку перерабатывают только методом иодидного рафинирования (опыты № № 10-13, 28, 44).

При времени обработки стружки в ультразвуковой ванне более 10 минут уровень очистки поверхности стружки не повышается, но резко снижается производительность ультразвуковой установки, т.к. одна загрузка стружки в корзине проходит последовательно четыре ванны, в которых производится ультразвуковая очистка стружки, отмывка ее от моющего средства и сушка (опыты № № 25-27, 35-36, 42, 43, 51, 52).

При температуре раствора моющего средства в ультразвуковой ванне менее 50°C его эффективность снижается, и не достигается необходимый уровень очистки поверхности стружки от масла ( 0,01 мас.%). Такую стружку перерабатывают только методом иодидного рафинирования (опыты № № 10, 14, 19, 24,31,47).

При температуре раствора моющего средства в ультразвуковой ванне более 65°C степень очистки поверхности стружки не повышается, возрастает расход электроэнергии на подогрев воды в ванне и поддержание ее заданной температуры (опыты № № 18, 23, 27).

Аналогичные опыты проводили при переработке стружки титана и титановых сплавов с получением идентичных результатов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ переработки стружки металлов подгруппы титана и их сплавов, включающий обезжиривание стружки водным раствором моющего средства с использованием ультразвуковой ванны, промывку ее в горячей воде, сушку и измельчение, отличающийся тем, что перед обезжириванием стружку измельчают при одновременном орошении водным раствором моющего средства, а обезжиривание проводят в ультразвуковой ванне с концентрацией моющего средства 10-40 г/л при температуре раствора 50-65°С в течение 5-10 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после дополнительной обработки обезжиренную стружку вводят в состав слитков в качестве подшихтовочного материала.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе дополнительной обработки стружку подвергают классификации и магнитной сепарации.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в процессе дополнительной обработки стружку подвергают магнитной сепарации.

Способ брикетирования стальной стружки

Владельцы патента RU 2354723:

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки металлической стружки, и может быть использовано при подготовке стружковых отходов металлообработки к металлургическому переплаву. Стальную стружку дробят до размера не более 12 мм, перемешивают, осуществляют очистку от влаги и органических примесей, нагрев, горячее прессование в пресс-форме. Перемешивание, очистку и нагрев осуществляют одновременно во вращающемся наклонном барабане путем воздействия электромагнитного поля высокой частоты на движущийся поток стружки в течение 3-8 мин. Причем соотношение высоты и длины нагреваемой зоны движущегося потока стружки составляет 1:(10-12). Изобретение позволит повысить качество брикетов, увеличить плотность брикетов и повысить производительность. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки металлической стружки, и может быть использовано при подготовке стружковых отходов металлообработки к металлургическому переплаву.

Известен способ так называемого холодного брикетирования металлической стружки (1), включающий ее дробление, очистку, нагрев, добавление шлама, связующих материалов, перемешивание и уплотнение, в котором в качестве связующего материала используется водно-цементная паста в количестве 4-7% от массы брикета.

Недостатком известного способа является то, что добавление связующих компонентов в брикеты требует дополнительных материальных затрат на стадии изготовления и энергетических на стадии последующей плавки. Кроме того, получение брикетов с помощью связующих является длительным процессом, связанным с необходимостью затвердевания связующего наполнителя на основе цемента и загрязнением брикетов, используемых в качестве шихтового материала при плавке.

Известен способ брикетирования металлической стружки, в частности изготовления брикетов из стружки титана и его сплавов (2), включающий дробление стружки до получения двух фракций, смешивание, мойку, сушку и уплотнение в пресс-форме.

Недостатками данного способа являются сложность и длительность процесса получения брикетов, заключающаяся в наличии двух операций раздельного измельчения стружки, последующего их смешивания и наличии двух операций очистки — мойки и сушки. Кроме того, наличие двух стадий очистки (мойки и сушки) требует двух отдельных систем нейтрализации удаляемых при этом остатков СОЖ — для жидких остатков, образующихся при мойке, и для газообразных, образующихся при сушке. Кроме того, из-за разницы длин фракций элементы стружки не могут равномерно прогреться, следовательно, имеют разную механическую прочность, а также весовое соотношение не обеспечивает их хорошую сцепляемость, поэтому металлические брикеты имеют нестабильное качество.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ брикетирования металлической стружки (3 — прототип), включающий ее дробление, механическое отжатие смазочно-охлаждающей жидкости, нагрев и прессование, стружку с плотностью засыпки 700-1000 кг/м 3 нагревают со скоростью 7-9°С в атмосфере пиролиза масел в замкнутом пространстве при соотношении высоты и ширины нагреваемого слоя (5-8):1 до температуры 670-690°С и далее, перед горячим брикетированием, в нагретую стружку добавляют холодный металлический шлам в количестве 5-25% стружки с содержанием смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) 2-5%.

Недостатками прототипа являются сложность технологии изготовления, связанная с дополнительным перемешиванием нагретой и подаваемой холодной стружки, длительность процесса очистки, связанная с малыми скоростями нагрева и ограничениями по плотности и площадям насыпки стружки при ее нагреве. Подача холодной стружки, содержащей СОЖ, в ранее нагретую стружку приводит к испарению и выгоранию СОЖ, находящейся в холодной стружке, что требует дополнительного устройства по удалению и нейтрализации продуктов выгорания СОЖ.

Задачей предлагаемого способа брикетирования стальной стружки является повышение качества брикетов путем улучшения качества очистки, увеличение плотности брикетов и повышение производительности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является полное удаление остатков органических примесей и влаги из стальной стружки, устранение угара легирующих элементов и обезуглероживания стружки при очистке, уменьшение потерь стружки в процессе переработки и транспортирования, а также снижение затрат электроэнергии, материалов и трудовых ресурсов при получении брикетов и последующей плавке металла из них.

Поставленная задача достигается тем, что в способе брикетирования стальной стружки, включающем ее дробление, перемешивание, очистку от влаги и органических примесей, нагрев и горячее прессование в пресс-форме, дробление производят до размера не более 12 мм, а очистку, перемешивание и нагрев осуществляют одновременно во вращающемся наклонном барабане путем воздействия электромагнитного поля высокой частоты на движущийся поток стружки в течение 3-8 мин, причем соотношение высоты и длины нагреваемого потока стружки составляет 1:(10-12).

Повышение производительности и улучшение качества очистки стальной стружки достигается за счет применения комплексного нагрева с помощью электромагнитного поля высокой частоты, что обеспечивает интенсификацию процессов испарения влаги, пиролиза и выгорания органических примесей.

При воздействии электромагнитного поля высокой частоты на металлический барабан из ферромагнитного материала происходит его интенсивный нагрев. Кроме того, электромагнитное поле формируется в потоке стружки, движущемся и перемешивающемся в наклонном барабане, нагревая его. В результате комплексный нагрев потока стружки для очистки происходит по следующим направлениям:

— теплопроводностью при контакте холодной стружки с нагретой поверхностью барабана, между нагретой и холодной стружкой при интенсивном их перемешивании;

— путем конвективного теплообмена между нагретой поверхностью барабана и холодным движущимся потоком стружки;

— электромагнитным полем высокой частоты, находящимся внутри нагретого барабана, воздействующим на поток стружки, являющейся ферромагнитным материалом.

В процессе комплексного нагрева потока стружки в барабане происходит интенсивное испарение влаги, пиролиз и выгорание остатков органических примесей по всему сечению потока стружки, а перемешивание потока стружки в процессе его перемещения вдоль барабана обеспечивает интенсивный и полный отвод газообразных продуктов. При этом интенсивный нагрев потока стружки в парах пиролиза органических примесей и малое время нахождения ее в интервале высоких температур исключает выгорание стружки или обезуглероживание ее поверхностного слоя.

Увеличение плотности брикетов достигается за счет снижения твердости стружки, получаемой при нагреве в процессе очистки, что позволяет при одном и том же усилии сжатия на операции прессования получать брикеты более высокой плотности. Стружка, образующаяся при механической обработке, и в первую очередь стальная витая стружка, подвергается наклепу, что приводит к повышению ее твердости и снижению пластичности. В процессе нагрева происходит снижение твердости за счет снятия напряжений структуры металла в состоянии наклепа. Это повышает пластичность стальной стружки и, как следствие, плотность брикетов при прессовании.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена последовательность осуществления предлагаемого способа брикетирования стальной стружки;

на фиг.2 — сечение А-А фиг.1, показана высота нагреваемого слоя стружки;

на фиг 3 — график зависимости процентного содержания влаги и органических примесей в брикетах после очистки стружки при определенной температуре (1 — температура трубы — 180°С, 2 — 300°С, 3 — 500°С, 4 — 700°С).

Способ брикетирования стальной стружки осуществляется следующим образом. Стружка 1 после предварительного рассева и удаления посторонних предметов подается в бункер 2, далее валками дробилки 3 осуществляется измельчение ее до максимального размера не более 12 мм. Измельченная стружка по подающему лотку 4 подается во вращающийся гладкостенный барабан 5, предварительно нагретый до температуры 500-750°С электромагнитным полем высокой частоты индуктора 6. При этом параметры потока стружки в барабане (высота h на фиг.2 и длина L зоны воздействия индуктора на фиг.1) находятся в соотношении 1:(10-12). Регламентированный таким образом поток стружки 7, непрерывно перемешиваясь, нагревается до заданной температуры и одновременно перемещается вдоль нагретого гладкостенного барабана в сторону выгрузки. Продукты испарения и пиролиза удаляются в устройство нейтрализации 8. В зависимости от угла наклона барабана, скорости его вращения и количества подаваемой стружки температура ее нагрева на выходе может быть в интервале от 180 до 750°С.

Далее стружка после очистки в барабане 5 через приемный лоток 9 попадает в рабочую камеру пресс-формы 10, где осуществляется брикетирование стальной стружки при различной ее температуре. Готовые брикеты 12 поступают в тару 11.

Сущность предлагаемого способа подтверждается следующими примерами. На Минском автомобильном заводе авторами проведены работы по брикетированию опытных партий стальной углеродистой и стальной легированной стружки по заявляемому способу. Стальную стружку, изготовленную из углеродистой стали, подавали в наклонный барабан диаметром 220 мм с толщиной стенки 8 мм, где осуществляли ее интенсивный индукционный нагрев с помощью многовиткового индуктора ТВЧ, охватывающего нагреваемый барабан снаружи. При этом опытные работы проводили на двух типах индукторов: один индуктор длиной 630-650 мм и второй индуктор длиной 1200-1300 мм. Затраченная мощность тока высокой частоты на нагрев составляла 70-85 кВт при частоте 8000 Гц. Угол наклона гладкостенного барабана составлял от 2° до 5°. Количество подаваемой стружки в барабан составляло от 0,7 до 1,1 т/ч, что соответствовало степени заполнения 35-45% поперечного сечения барабана. Результаты проведенных испытаний представлены в таблицах №1 и №2.

Смотрите так же:  Лицензия компас 15

Пример 1. Соотношение максимальной высоты h потока стружки в барабане к длине L составляла 1:7 (длина индуктора 630-650 мм).

(21), (22) Заявка: 2003120346/02, 02.07.2003

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
02.07.2003

(43) Дата публикации заявки: 20.01.2005

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2146719 C1, 20.03.2000. RU 2156813 С2, 27.09.2000. US 2837773 А, 10.06.1958.

Адрес для переписки:
624760, Свердловская обл., г. Верхняя Салда, ул. Парковая, 1, ОАО ВСМПО, Патентный отдел

(72) Автор(ы):
Альтман П.С. (RU),
Карсаков В.В. (RU)

(73) Патентообладатель(и):
ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) (RU)

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БРИКЕТОВ

Изобретение относится к переработке стружки титановых сплавов металлургических и металлообрабатывающих производств. Способ включает измельчение, очистку и прессование стружки. Прессование центральной части брикета величиной от 0,15 до 0,5 и периферийной зоны величиной от 0,02 до 0,04 от его наружного диаметра выполняют со степенью деформации на 5-15 % больше остального объема брикета. Давление прессования определяют из соотношения: Р=0,83 Тlg( ОТН/1- ОТН)), P — давление прессования; т — предел текучести материала; ОТН — коэффициент относительной плотности брикета 0,65 от плотности прессуемого материла. Изобретение позволит повысить прочность получаемых брикетов. 2 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам переработки стружки титановых сплавов металлургических и металлообрабатывающих производств.

Одной из проблем в данной области является получение брикетов плотности, позволяющей осуществлять их транспортировку и дальнейшую переработку с обеспечением свойств основного металла. Этому требованию отвечают брикеты с плотностью не менее половины плотности основного металла. Если учесть, что плотность стружки в два раза меньше желаемой плотности брикета, а сама титановая стружка имеет большую твёрдость и упругость, низкие антифрикционные свойства и в связи с этим плохо поддаётся брикетированию, то становятся очевидными те трудности, которые необходимо преодолеть при разработке способа брикетирования.

Ранее были предложены способы брикетирования металлической стружки, заключающиеся в её дроблении, очистке, просушивании, добавлении связующего материала, перемешивании и уплотнении смеси в пресс-форме.

Известен способ переработки стружки титановых сплавов, включающий измельчение, очистку и прессование совместно с титановой губкой и легирующими элементами. Этот способ позволяет использовать стружку только в шихту и ограничивает содержание стружки в брикете (электроде) не более 35% (Плавка и литьё титановых сплавов / Андреев А.Л., Аношкин Н.Ф., Бочвар Г.А. и др. — М.: Металлургия, 1994 г., стр.141).

Известны способы получения брикетов из титановой стружки с применением связующих материалов (Авторское свидетельство СССР № 653135, Патент США № 3414408 и др.). Недостаток — загрязнение титана материалом связки, исключающее применение таких брикетов в металлургии титана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки титановой стружки, включающий её измельчение, очистку и прессование на глухой матрице — прототип (Оборудование для переработки легковесного стального лома /Морозов С.И. — М.: Металлургия 1983 г. стр. 143-147).

Недостаток известного способа заключается в неравномерной плотности получаемого брикета как по сечению, так и по высоте и, как следствие, низкой прочности брикета. Это затрудняет дальнейшее использование таких брикетов.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение прочности получаемых брикетов.

Решение данной задачи достигается тем, что в способе изготовления брикетов, включающем измельчение, очистку и прессование стружки, согласно изобретению прессование центральной части брикета величиной от 0,15 до 0,5 и периферийной зоны величиной от 0,02 до 0,04 от его наружного диаметра выполняют со степенью деформации на 5 — 15 % больше остального объема брикета, при этом давление прессования определяют из соотношения:

Р — давление прессования;

Т — предел текучести материала;

ОТН — коэффициент относительной плотности брикета 0,65 от плотности прессуемого материла,

0,83 — коэффициент, определенный экспериментальным путем.

Известно, что относительная плотность брикета зависит от давления прессования, а величина давления прессования пропорциональна физическим характеристикам материала стружки. Экспериментально установлено, что брикет с относительной плотностью не менее 0,65 обладают необходимой для дальнейшего применения прочностью, а для получения заданной плотности брикета давление прессования определяют из соотношения:

Р — давление прессования;

Т — предел текучести материала;

ОТН — коэффициент относительной плотности брикета 0,65 от плотности прессуемого материла.

Повышенная деформация центральной и периферийной зон приводит к выравниванию плотности брикета, а значит, повышает равнопрочность отдельных частей брикета.

Увеличение деформации указанных зон более чем на 15 % не приводит к улучшению свойств брикета, а при увеличении размеров центральной и периферийной зон более 0,5 диаметра брикета и 0,04 наружного диаметра брикета соответственно увеличивает нагрузку на пресс и усложняет конструкцию инструмента. Если деформация центральной и периферийной зон превышает общую деформацию менее чем на 5%, то не обеспечивается достижение равнопрочности брикета по высоте и сечению.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Стружку сплавов Вт1-0, Вт3-1 и От4-1 после операций дробления, обезжиривания, гравитационной и магнитной сепарации подвергали прессованию на брикетировочном прессе Б-6238, причем форма пуансона и матрицы обеспечивали деформацию центральной части диаметром 0,35 диаметра брикета и периферийной зоны шириной 0,03 диаметра брикета, на 10 % превышающей деформацию средней части брикета. Примеры 1, 3, 5.

Размеры брикетов выбираем исходя из усилия пресса и удельного давления прессования, определяемого для каждой марки сплава по предлагаемой зависимости.

Школьный учитель из сибирского села мастерит фигуры зверей и птиц из кедровой стружки

Новый вид прикладного искусства изобрел школьный учитель из сибирского села. Он мастерит фигуры зверей и птиц из кедровой стружки. Скульптор уже получил патент на свое ноу-хау, а слава о его работах успела облететь мир. Фотографии животных, выполненных в натуральную величину, публикуют ведущие информационные агентства.

Новым видом творчества школьный учитель Сергей Бобков занялся 8 лет назад. В один из свободных дней под рукой совершенно случайно оказались столярный клей и древесные отходы.

Сейчас технология отработана до мельчайших деталей. Как и в любом искусстве — сначала эскиз. Начинается все с изготовления образа в натуральную величину, например – из пластилина. Затем — деревянный каркас, который позже покроется мехом, если это зверь, или перьями, если птица. Подготовка материала — целый ритуал. Даже выбор дерева для стружки может занять не одну неделю.

Верстаки, инструменты, заготовки – все, как и в обычной мастерской, но вот запах здесь совершенно невообразимый. Работать мастер предпочитает исключительно с сибирским кедром. Причем используются лучшие экземпляры. По срезу хорошо видно: обхватить дерево не смогли бы, пожалуй, даже 2 человека.

«Снять стружку можно только с сырой древесины, поэтому дерево должно хорошо пропитаться, это дня 3-4», — рассказывает скульптор Сергей Бобков.

Сырая стружка ложится в книжку. В мастерской тут и там — старые школьные учебники. Оказалось — удобно. В «Химии», например, сушатся будущие перья совы, а в «Английском языке» — шерстинки сурка. А может быть, когти орла.

Пока создавалась коллекция, Сергей Бобков успел изучить животный мир Сибири не хуже профессионального биолога. Каждая его работа максимально приближена к естественному прообразу, что уже давно оценили коллекционеры. За одного только орла мастеру предлагали 3 миллиона рублей. Отказался. Пока все эти фигуры зверей и птиц хранятся в кабинете изобразительного искусства школы села Кожаны. Для вдохновения.

Уроки труда для кожановских школьников в последнее время стали одними из самых любимых. Первым учеником мастера стал его собственный сын. Сейчас они работают вместе. Сделать что-то подобное уже пытаются десятки других ребят. За последние несколько лет поделок набралось на небольшой школьный музей.

Здесь же дипломы за участие в выставках и победы на различных конкурсах. Самый главный документ – патент на изобретение. Способ изготовления художественных изделий их древесной стружки изобретен именно здесь, в селе Кожаны.

По изготовлению простейших изделий из стружки, тех же елочек, мастер напечатал подробные инструкции. Ими уже заинтересовались в других школах края. Для развития полезно, а главное — детям нравится.

«У нас есть такие ученики, которые уже взрослые, они уже вышли из стен школы, но это увлечение у них осталось. Когда приезжают, обязательно заходят к Сергею Васильевичу, чтобы посмотреть что-то новое», — рассказывает учитель кожановской средней школы Нина Назарова.

В ближайшее время одно из ведущих мировых информагентств планирует опубликовать пошаговый мастер-класс нового вида рукоделия. Мечта самого мастера — чтобы его изобретение получило статус народного промысла. Пожалуй, единственного, придуманного в XXI веке.

способ переработки стружки металлов подгруппы титана и их сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу переработки стружки металлов подгруппы титана и их сплавов. Способ включает обезжиривание стружки в водном растворе моющего средства, промывку в горячей воде, сушку и йодидное рафинирование с получением прутка чистого металла. При этом перед обезжириванием исходную стружку измельчают. После сушки ее рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм. Йодидному рафинированию подвергают фракцию более 2-5 мм, а оставшуюся после йодидного рафинирования стружку очищают промывкой в горячей воде или растворе моющего средства. Затем ее сушат, рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм. Фракцию более 2-5 мм вместе с исходной стружкой фракции более 2-5 мм подвергают йодидному рафинированию. Техническим результатом является снижение трудоемкости и повышение выхода годного металла в процессе переработки стружки за счет уменьшения количества трудоемких операций и снижения себестоимости конечного продукта — йодидного металла. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии металлов подгруппы титана и их сплавов и может быть использовано при переработке стружки методом йодидного рафинирования.

В процессе изготовления изделий из металлов подгруппы титана и их сплавов образуется большое количество крупной витой стружки шириной до 10 мм и длиной до 1000 мм, содержание масла в такой стружке составляет 0,05-0,20% мас. Данная стружка относится к отходам производства и в настоящее время из-за отсутствия технологии ее переработки складируется.

Известен способ переработки стружки циркония (патент РФ № 2238171, опубл. 20.10.2004), включающий обезжиривание стружки в водном растворе моющего средства, промывку в горячей воде, обезжиривание в ультразвуковой ванне в водном растворе моющего средства, промывку в воде, сушку, измельчение стружки, прессование ее в брикет, переплав брикета в слиток, переработку слитка в стружку, которую подвергают йодидному рафинированию.

Недостатками известного способа являются:

1. Невозможность обезжиривания крупной витой стружки, т.к. из-за большого объема стружки ее нельзя загрузить в существующее оборудование для обезжиривания и в аппарат йодидного рафинирования.

2. Высокая себестоимость переработки стружки из-за необходимости дорогостоящей операции переплава ее в слиток и нарезки стружки перед процессом йодидного рафинирования.

Предлагаемым изобретением решается задача переработки крупной витой стружки — повышение выхода годного металла на процессе ее переработки и снижение себестоимости конечного продукта — прутков йодидного металла.

Смотрите так же:  Образец заявления на приобретение оружия ограниченного поражения

Технический результат достигается тем, что в способе переработки стружки металлов подгруппы титана и их сплавов, включающем обезжиривание стружки в водном растворе моющего средства, промывку в горячей воде, сушку и йодидное рафинирование с получением прутка чистого металла, перед обезжириванием исходную стружку измельчают, а после сушки рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм, йодидному рафинированию подвергают фракцию более 2-5 мм, а оставшуюся после йодидного рафинирования стружку очищают промывкой в горячей воде или растворе моющего средства, сушат, рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм, фракцию более 2-5 мм вместе с исходной стружкой фракции более 2-5 мм вновь подвергают йодидному рафинированию.

Предпочтительно обезжиривание исходной стружки проводить раствором моющего средства с концентрацией 0,005-0,015 кг/л при температуре раствора 50-65°С в течение не менее 8 минут.

Перед йодидным рафинированием исходная стружка фракции более 2-5 мм может быть смешена с оставшейся после процесса йодидного рафинирования стружкой фракции более 2-5 мм в соотношении 1:(1-2).

Для дополнительного увеличения выхода в годное за счет переработки отходов стружка фракции менее 2-5 мм может быть спрессована в брикеты, которые затем сваривают в электрод и переплавляют в слиток, из которого нарезают стружку, очищают ее промывкой в горячей воде или растворе моющего средства, сушат и рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм, и подвергают ее йодидному рафинированию.

Измельчение крупной витой стружки перед ее обезжириванием в сочетании с рассевом и йодидным рафинированием фракции 2-5 мм позволяет перерабатывать ее методом йодидного рафинирования без использования дорогостоящих операций выплавки слитка и нарезки стружки из него, что существенно снижает затраты по переработке стружки и соответственно себестоимость конечного продукта.

Использование для процесса йодидного рафинирования фракции более 2-5 мм позволяет повысить выход годного металла на процессе йодидного рафинирования, т.к. стружка мелкой фракции при проведении процесса просыпается через сетку, удерживающую стружку в аппарате йодидного рафинирования, и попадает на пруток металла. В процессе разбраковки готовой продукции — прутков йодидного металла, металл со стружкой характеризуется как брак по включениям, вырубается и уходит в отходы.

В процессе йодидного рафинирования стружка, загруженная в аппарат, вырабатывается не полностью, 60-62% стружки остается после процесса, а поверхность ее загрязнена темным налетом, исследования которого показали, что он состоит из гидроокиси металла. Наличие данного налета на стружке не позволяет перерабатывать ее методом йодидного рафинирования. Использование в заявляемом техническом решении операции очистки оставшейся стружки в горячей воде или моющем средстве, рассев на сетке с размером ячейки 2-5 мм и повторное йодидное рафинирование стружки фракции более 2-5 мм также способствует повышению выхода в годное.

Масляную стружку необходимо обезжиривать перед тем как подвергнуть ее йодидному рафинированию, т.к. высокое содержание масла приводит к снижению качества йодидного металла за счет повышенного содержания углерода. Содержание масла в крупной витой стружке небольшое — 0,05-0,20% мас., что позволяет обезжиривать ее в растворе моющего средства по следующим режимам: концентрация моющего средства в растворе 0,005-0,020 кг/л при температуре раствора 50-65°С, время обезжиривания — не менее 8 минут. Данный режим обезжиривания позволяет снизить расход моющего средства и вместо пара для подогрева раствора использовать горячую воду, что существенно снижает затраты на операцию обезжиривания стружки без снижения качества готовой продукции. Ультразвуковое обезжиривание для очистки данной стружки не требуется.

Для проверки заявляемого технического решения была проведена следующая работа.

Проводили переработку стружки титанового сплава ВТ-1-0, образованной на различных операциях изготовления труб, прутков, заготовок и др. изделий прокатного производства. Данную стружку невозможно обезжирить, как предложено по наиболее близкому способу, т.к. она очень объемная, длиной до 1000 мм, и не входит в загрузочное устройство существующего оборудования. Поэтому стружку измельчали в стружкодробилке и загружали в агрегат мойки стружки. Стружку обезжиривали в водном растворе моющего средства СМ-37 по ТУ 6-52265324-99. Возможно использование других моющих средств с аналогичной обезжиривающей способностью, например «Лабомид-102» по ТУ 6-002004843-29-95. Затем стружку сушили и рассеивали на грохоте с различным размером ячейки сетки. Стружку, оставшуюся на сетке при рассеве (исходную), загружали в аппарат Ц-40 и подвергали йодидному рафинированию.

Выгруженную после процесса йодидного рафинирования непрореагировавшую стружку очищали во вращающемся барабане в горячей воде или растворе моющего средства, где за счет трения частиц стружки друг о друга происходила очистка поверхности стружки, загрязненной налетом гидроокиси. Затем данную стружку сушили и рассеивали на грохоте с различным размером ячейки 2-5 мм, а затем стружку, оставшуюся на сетке, загружали в аппарат йодидного рафинирования, при этом сырье для йодидного рафинирования представляло смесь исходной стружки и стружки после процесса йодидного рафинирования.

По одному из вариантов стружку мелкой фракции, просыпавшуюся через сетку, прессовали в брикеты, брикеты сваривали в электрод и выплавляли слиток вакуумно-дуговым переплавом. Из полученного слитка нарезали стружку, которую обезжиривали, сушили, рассеивали на грохоте и стружку, оставшуюся после рассева, перерабатывали йодидным рафинированием.

В процессе проведения данной работы варьировались следующие параметры.

1. При обезжиривании стружки

— концентрация моющего средства в воде 0,004; 0,005; 0,009; 0,011; 0,013; 0,015; 0,016 кг/л;

— температура 45, 50, 55, 60, 65, 70°С;

— продолжительность обезжиривания 6, 7, 8, 10 минут.

2. При рассеве стружки на грохоте

— размер ячейки сетки 1, 2, 3, 5, 6 мм.

3. При проведении процесса йодидного рафинирования стружки

— соотношение при загрузке в аппарат Ц-40 исходной стружки к оставшейся после йодидного рафинирования непрореагировавшей стружке 1:0,9; 1:1; 1:1,6; 1:2,0; 1:2,1.

Для проведения работы отбирали самую загрязненную стружку с содержанием масла 0,20% мас. В процессе данной работы определяли содержание углерода в йодидном металле для оценки качества обезжиривания стружки и рассчитывали выход годного металла всего цикла переработки стружки до получения йодидного металла и себестоимость готового продукта — йодидного металла. При этом выход годного металла и себестоимость металла по техническому решению, взятому за прототип, принимали за 100%.

Анализ результатов, приведенных в таблице, показывает, что заявляемый способ переработки стружки тугоплавких металлов и сплавов подгруппы титана отличается от прототипа более высоким выходом годного металла, получаемого в процессе переработки стружки. Так, выход годного металла по заявляемому способу составляет 145,2-154,1%, а себестоимость готового металла составляет 72,6-73,4% вместо 100% у прототипа.

Оптимальными параметрами переработки стружки заявляемого технического решения являются следующие:

— концентрация моющего средства в водном растворе 0,005-0,015% мас. (оп. № 17, 18, 21, 22, 25-28, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41, 42, 44, 46-48);

— температура раствора 50-65°С (оп. № 17, 18, 21, 22, 25, 26, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41, 42, 44, 46-48, 55-65);

— время обезжиривания — не менее 8 минут (оп. № 17, 18, 21, 22, 25, 26, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 41-46, 48, 50, 52, 54, 55-65);

— рассев стружки на сетке с размером ячейки 2-5 мм (оп. № 56, 58, 60-66);

— использование для йодидного рафинирования стружки смеси исходной стружки фракции более 2-5 мм и стружки после йодидного рафинирования фракции более 2-5 мм в соотношении 1:(1-2) (оп. № 61, 62, 63, 65-68).

Уменьшение концентрации моющего средства в водном растворе (оп. № 2-10) приводит к неполному обезжириванию стружки и повышенному содержанию углерода в конечной продукции.

Увеличение концентрации моющего средства в водном растворе более 0,015% мас. (оп. № 49-54) практически не приводит к повышению степени обезжиривания стружки, но вызывает рост себестоимости переработки стружки из-за роста затрат на моющее средство.

Уменьшение температуры обезжиривающего раствора ниже 50°С (оп. № 2-5, 11-14, 29) приводит к неполному обезжириванию стружки и загрязнению готовой продукции углеродом.

Увеличение температуры обезжиривающего раствора выше 65°С (оп. № 27, 28, 47, 48, 53, 54) практически не приводит к повышению степени обезжиривания стружки, но вызывает рост себестоимости переработки стружки из-за увеличения энергозатрат на подогрев воды.

Уменьшение продолжительности обезжиривания менее 8 мин приводит к неполному обезжириванию стружки и загрязнению готового металла углеродом (оп. № 15, 16, 19, 20, 23, 24, 30, 31, 34, 37, 40, 45).

Рассев стружки на сетке менее 2 мм приводит к повышению количества забракованного металла, что снижает выход годного металла (оп. № 55).

Рассев стружки на сетке с ячейкой более 5 мм значительно увеличивает количество отсевов, которые требуют дополнительной переработки, что увеличивает себестоимость конечной продукции (оп. № 59).

Использование для йодидного рафинирования стружки смеси исходной стружки фракции более 2-5 мм и оставшейся после йодидного рафинирования непрореагировавшей стружки фракции более 2-5 мм в соотношении меньшем, чем 1:1, приводит к увеличению времени процесса йодидного рафинирования, т.к очищенная стружка легче подвергается йодидному рафинированию, что увеличивает расход электроэнергии и приводит к увеличению себестоимости конечного продукта (оп. № 60).

Использование для йодидного рафинирования смеси исходной стружки фракции более 2-5 мм и оставшейся после йодидного рафинирования стружки фракции более 2-5 мм в соотношении большем, чем 1:2, приводит к увеличению количества циклов переработки исходной стружки и в конечном итоге к увеличению трудоемкости процесса и удорожанию конечной продукции (оп. № 64).

Заявляемый способ опробован с положительными результатами в производственных условиях и позволил переработать стружку титанового сплава ВТ-1-0, образующуюся в прокатном производстве при изготовлении изделий из данного сплава, и до настоящего времени хранящуюся на складе. По данному способу было переработано 780 кг стружки титанового сплава.

Заявляемый способ по той же методике с идентичными положительными результатами опробован при переработке стружки циркониевых сплавов Э110 и Э125, образующихся в производстве при изготовлении изделий из данных сплавов, а также гафния марки КТГ (кальциетермический гафний) с целью получения более чистого металла марки ГФИ (гафний йодидный). Было переработано по 1500 кг стружки каждого циркониевого сплава и 450 кг стружки гафния.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ переработки стружки металлов подгруппы титана и их сплавов, включающий обезжиривание стружки в водном растворе моющего средства, промывку в горячей воде, сушку и йодидное рафинирование с получением прутка чистого металла, отличающийся тем, что перед обезжириванием исходную стружку измельчают, а после сушки ее рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм, йодидному рафинированию подвергают фракцию более 2-5 мм, а оставшуюся после йодидного рафинирования стружку очищают промывкой в горячей воде или растворе моющего средства, сушат, рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм, и фракцию более 2-5 мм вместе с исходной стружкой фракции более 2-5 мм подвергают йодидному рафинированию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обезжиривание исходной стружки проводят раствором моющего средства с концентрацией 0,005-0,015 кг/л при температуре раствора 50-65°С в течение не менее 8 мин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед йодидным рафинированием исходную стружку фракции более 2-5 мм смешивают с оставшейся после процесса йодидного рафинирования стружкой фракции более 2-5 мм в соотношении 1:(1-2).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную после рассева исходную стружку фракции менее 2-5 мм прессуют в брикеты, брикеты сваривают в электрод и переплавляют в слиток, из которого нарезают стружку, очищают ее промывкой в горячей воде или растворе моющего средства, сушат, рассеивают на сетке с размером ячейки 2-5 мм, и стружку фракции более 2-5 мм подвергают йодидному рафинированию.