ФУТЕРОВКА Российский патент 2001 года по МПК B02C17/22 C22C37/10 

Изобретение относится к технике дробления или перемещения различных материалов, а именно к внутренней облицовке (футеровке) устройств, подверженных абразивному износу.

Известна принятая в качестве ближайшего аналога футеровка, содержащая плиты прямоугольной формы из прочного пластичного материала со вставками из износостойкого материала на рабочей поверхности, которые выполнены на всю ширину плиты, расположены под углом (40-60)^o к продольной оси плиты и занимают (35-60)% рабочей поверхности плиты. Поперечное сечение вставок имеет форму трапеции, большее основание которой заглублено в тело плиты, а плиты имеют выемки по периметру (SU, 1327961 A1, 07.08.87, B 02 C 17/22). Изобретение предназначено для увеличения срока службы и повышения технологичности плиты. Согласно описанию изобретения износостойкие вставки изготавливаются из высокохромистого чугуна.

Изобретение согласно материалам заявки позволяет повысить срок службы стенки бункера в несколько раз. Однако известные износостойкие материалы, в том числе и высокохромистый чугун, требует для своего изготовления большого расхода хрома, молибдена и других дефицитных и дорогостоящих легирующих добавок, что резко удорожает футеровку. Так, например, в упомянутой футеровке использован износостойкий чугун ИЧ300Х18Г3, содержащий 18% хрома. Повышение износостойкости, например, в способе по патенту РФ N 2080961 C1, 10.06.97, B 22 D 27/20, обеспечивается при использовании в чугуне хрома в количестве 20,1%.

Предложенное изобретение предназначено для повышения срока службы футеровки при одновременном повышении экономичности ее использования за счет снижения в материале износостойких вставок легирующих добавок.

Технический результат достигается за счет того, что футеровка содержит плиты из прочного пластичного материала со вставками из износостойкого материала на рабочей поверхности плиты, размещенными по всей ширине каждой плиты, поперечное сечение вставок имеет форму трапеции, большое основание которой заглублено в тело плиты. Вставки занимают (30-75)% рабочей поверхности плиты, а в качестве износостойкого материала используют износостойкий чугун, модифицированный ультрадисперсной керамикой, имеющий следующий состав, мас.%:
C 3,20-3,30, Si 0,70-1,10, Mn 0,55-0,75, Cr 0,25-0,35, Cu 0,15-0,25, Mg 0,003-0,005, Al 0,35-0,55, Ti 0,01-0,08, Ce 0,02-0,04, S 0,043-0,058, P 0,14-0,16, остальное - железо.

Плиты преимущественно имеют прямоугольную форму и при закреплении на защищаемой поверхности размещены продольной осью поперек направления потока измельчаемой или транспортируемой массы.

Вставки целесообразно размещать под углом (40-60)^o к продольной оси плиты либо в шахматном порядке поперек потока абразивной массы.

Изобретение поясняется чертежами, на котором изображены:
- на фиг. 1 - футеровочная плита, вид сверху;
- на фиг. 2 - сечение А-А, фиг. 1.

Футеровка имеет плиты 1 преимущественно прямоугольной формы. Плиты могут быть и другой формы при условии образования при их совмещении единой неразрывной формы поверхности футеровки. Плиты выполнены из прочного пластичного материала, например из углеродистой стали. В них закреплены износостойкие вставки 2, отлитые из материала вышеприведенного состава. Вставки целесообразно размещать под углом (40-60)^o к продольной оси плиты, которая в свою очередь должна размещаться поперек направления 4 потока горной или другой измельчаемой или транспортируемой массы. Плиты 1 могут иметь отверстия 3 для их соединения электросваркой с защищаемой поверхностью. Преимущественно сварка производится по периметру плит. Нижнее основание 5 вставки 2 шире верхнего основания 6, являющегося рабочей поверхностью вставки. Площадь рабочих поверхностей вставок составляет (30-75)% рабочей поверхности плиты.

Изготавливают футеровку следующим образом. Предварительно выплавляют износостойкий чугун указанного выше состава, модифицируют расплав ультрадисперсной керамикой, в качестве которой могут использоваться оксид алюминия, другие оксиды, карбиды, бориды и пр. с размером частиц в расплаве порядка нескольких сотых или тысячных долей микрона, после чего отливают вставки трапецеидальной формы поперечного сечения. Вставки располагают под соответствующим углом и на требуемом расстоянии друг от друга в полости литейной формы, которую заполняют расплавом стали. Благодаря трапецеидальной форме вставок при охлаждении стали образуется монолитная конструкция плиты с закрепленными в ней вставками. Затем плиты приваривают к защищаемой поверхности устройств, взаимодействующей с перемещаемой абразивной массой.

Предложенная футеровка работает следующем образом.

При перемещении абразивной массы по направлению 4 (фиг. 1) она взаимодействует с поверхностью износостойких вставок 2. При этом поверхность плиты разрушается только после того, как происходит разрушение износостойких вставок.

Предложенное изобретение имеет ряд преимуществ, главным из которых является то, что вставки из указанного материала, специально разработанного заявителем для получения высокой износостойкости, сопоставимой, согласно проведенным исследованиям, с износостойкостью лучших известных заявителю высокохромистых чугунов и высоколегированных сталей, содержат чрезвычайно малые количества легирующих материалов, что определяет их относительно низкую стоимость. Кроме того, этот материала имеет температуру плавления около 1140^oC, существенно ниже температуры плавления (порядка 1220^oC) углеродистой стали, в связи с чем при заливке сталью формы плиты происходит подплавление наружной поверхности вставок и более прочное их закрепление в плите футеровки. Это дает возможность отказаться от выступов на вставках и от выемок по периметру плит, предусмотренных в авторском свидетельстве N 1327961. Отсутствие выступов на вставках дает возможность разместить их значительно ближе друг к другу, чем в известной футеровке. Экономичность использования предложенного износостойкого материала дает возможность занимать износостойкими вставками до 75% от общей площади футеровки и тем самым резко повысить ее долговечность.

Изобретение относится к конструктивным элементам устройств для дробления, измельчения или транспортировки минерального сырья или другого абразивного материала, а именно футеровкам. Футеровка выполнена в виде плиты из прочного пластичного материала со вставками из износостойкого чугуна, модифицированного ультрадисперсной керамикой, имеющего следующий состав, мас.%: С 3,20 - 3,30, Si 0,70 - 1,10, Mn 0,55 - 0,75, Cr 0,25 - 0,35, Cu 0,15 - 0,25, Mg 0,003 - 0,005, Al 0,35 - 0,55, Ti 0,01 - 0,03, Ce 0,02 - 0,04, S 0,043 - 0,053, P 0,14 - 0,16, остальное - железо. Вставки занимают 30 - 75% рабочей поверхности плиты. Использование изобретения повышает срок службы устройств, подверженных абразивному воздействию при резком снижении затрат на создание футеровки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Футеровка, содержащая плиты из прочного пластичного материала со вставками из износостойкого материала на рабочей поверхности плиты, размещенными по всей ширине каждой плиты, поперечное сечение вставок имеет форму трапеции, большое основание которой заглублено в тело плиты, отличающаяся тем, что вставки занимают 30 - 75% рабочей поверхности плиты, а в качестве износостойкого материала используют износостойкий чугун, модифицированный ультрадисперсной керамикой, имеющий следующий состав, мас.%:
С - 3,20 - 3,30
Si - 0,70 - 1,10
Мn - 0,55 - 0,75
Cr - 0,25 - 0,35
Cu - 0,15 - 0,25
Mg - 0,003 - 0,005
Al - 0,35 - 0,55
Ti - 0,01 - 0,03
Ce - 0,02 - 0,04
S - 0,043 - 0,053
P - 0,14 - 0,16
Остальное - Железо
2. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве прочного пластичного материала используют углеродистую сталь. 3. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что плиты имеют прямоугольную форму и при закреплении на защищаемой поверхности размещены продольной осью поперек направления потока перемещаемой массы. 4. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что вставки размещены под углом 40 - 60° к продольной оси плиты. 5. Футеровка по п.1, отличающаяся тем, что вставки размещены в шахматном порядке поперек направления потока перемещаемой массы.