ПРОТИВОИЗНОСНАЯ ГИБКАЯ ФУТЕРОВКА Российский патент 2003 года по МПК B02C17/22 

Изобретение относится к футеровкам узлов и агрегатов горнообогатительного оборудования, а более конкретно к футеровкам, в которых в качестве материала для футеровочных плит используется резина в сочетании с магнитными элементами.

В системах подготовки и обогащения руд в число действующего оборудования входят рудоразмольные мельницы, бункера, течки, узлы перегрузки в конвейерных линиях и другие пересыпные устройства. В процессе эксплуатации рабочие поверхности этих узлов и агрегатов подвергаются интенсивному абразивному износу, для защиты от которого применяются футеровочные плиты. В последние годы износостойкость футеровок во многих случаях удалось повысить путем применения резины в качестве материала футеровочных плит (Томилов А.Б., Кярнер Х.П. Резиновая футеровка пересыпных устройств горнообогатительного оборудования. / Обзорная информация. - М., Институт "Цветметинформация", 1978). Преимущества резиновой футеровки перед металлической - это небольшая масса футеровочных элементов, эластичность, возможность подрезки их при монтаже без применения газорезательных работ, поглощение шума и вибрации, а также высокая износостойкость.

Известны способы и устройства, в которых используются магниты для притяжения частиц перерабатываемой руды к рабочей поверхности с целью создания противоизносного защитного слоя. Например, известно устройство для защиты от износа внутренней поверхности барабанов мельниц для измельчения руды, включающей ферромагнитные частицы. Устройство содержит облицовочные пластины из стойкой к износу резины и магнитные средства для создания защитного слоя на рабочей поверхности из ферромагнитных частиц руды. Магритные средства выполнены в виде брусков и расположены между разделительными элементами на расстоянии одно от другого с чередующейся полярностью, причем разделительные элементы и постоянные магниты расположены ступенчато на разных уровнях по высоте (Патент 1120918 СССР, МПК В 02 С 17/22, опубл. 23.10.1984, бюл.39).

Прототипом предлагаемого изобретения является магнитная футеровка, включающая резиновые плиты и средства крепления этих плит к корпусу барабана мельницы. Плиты выполнены двуслойными, нижний, прилегающий к корпусу слой которых выполнен из магнитотвердой резины и намагничен величиной магнитной энергии (ВН)_макс=5-10 кДж/м³, а верхний, рабочий, слой выполнен из сополимера с полярным мономером. Резиновая плита может иметь по углам и в центре завулканизованные керамические магниты. Рабочий сополимерный слой может иметь наполнение ферритовым порошком и намагниченность с величиной магнитной энергии (ВН)_макс=3-5 кДж/м³. Такое выполнение футеровочных плит обеспечивает повышение прочности крепления футеровки к корпусу с сохранением простоты монтажа-демонтажа, а также увеличение долговечности футеровочных плит (Патент 2045346 Россия, МПК В 02 С 17/22, опубл. 10.10.1995, бюл.28).

Целью настоящего изобретения является увеличение долговечности футеровки по сравнению с футеровкой-прототипом за счет повышения износостойкости, а также улучшение технологичности изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что противоизносная гибкая футеровка включает резиновые плиты и магнитные элементы для крепления этих плит к корпусу, при этом плиты выполнены двуслойными, нижний, прилегающий к корпусу слой выполнен из магнитотвердой резины, в центре и по углам имеет завулканизованные керамические магниты и намагничен с величиной магнитной энергии (ВН)_макс= 5-10 кДж/м³, а верхний, рабочий, слой выполнен из композиционного материала, состоящего из 20-30 об.% резины на основе изопренового каучука, 60-65 об. % порошка феррита бария и 10-15 об.% порошка самарий-кобальтового сплава, и намагничен арочным поверхностным намагничиванием с величиной магнитной энергии (ВН)_макс= 6,0-6,5 кДж/м³, причем толщина верхнего слоя больше или равна половине расстояния между осями магнитных силовых полос, задаваемых индуктором намагничивания.

Новым признаком предлагаемого изобретения, отличающим его от прототипа, является устройство верхнего слоя футеровочной плиты: он (верхний слой) выполнен из другого материала, имеет дополнительный компонент в виде порошка самарий-кобальтового сплава, арочное поверхностное намагничивание с величиной магнитной энергии на 40-45% больше, чем у прототипа, и определенное соотношение размеров толщины верхнего слоя и расстояния между магнитными силовыми полосами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 показан вид сбоку футеровочной плиты с изображением арочных магнитных силовых линий на рабочей поверхности;
- на фиг.2 показан вид сверху футеровочной плиты с изображением расположения магнитных силовых полос;
- на фиг.3 изображен фрагмент футеровочной плиты с изображением профиля и направления магнитных силовых линий при намагничивании;
- на фиг.4 показана схема расположения на футеровочной плите индуктора намагничивания;
- на фиг.5 показана петля гистерезиса для определения статических магнитных параметров образцов материалов.

Пример осуществления.

Гибкая футеровочная плита (фиг. 1, 2) имеет два привулканизованных один к другому слоя. Нижний слой 2 толщиной 10 мм размером 250х250 мм выполнен из магнитотвердой резины, которую получают путем наполнения сырой резиновой смеси на основе какого-либо каучука, например бутилкаучука, ферритовым порошком с содержанием последнего в резиновой смеси 70-90 мас.%. В центре и по углам нижнего слоя установлены в резину магниты 3. Верхний слой 4 толщиной δ = 5 мм размером 250х250 мм выполнен из композиционного материала, состоящего из 25 об. % резины на основе изопренового каучука, 60 об.% порошка феррита бария и 15 об.% порошка самарий-кобальтового сплава формулы SmСо₅ (МЭБСК). После формования и вулканизации в прессе совместно нижнего и верхнего слоя получена двуслойная гибкая плита размером 250х250х15 мм с завулканизованными в нижний слой керамическими магнитами 3 (см. на фиг. 4). Сформованная и свулканизованная плита намагничена в мощных импульсных магнитных полях: нижний слой - до получения магнитной энергии (ВН)_макс=5-10 кДж/м³, а верхний слой - арочным поверхностным намагничиванием 5 (фиг. 1,3) с помощью индуктора намагничивания 6 (фиг. 4) с величиной магнитной энергии (ВН)макс⁼6,5 кДж/м³ (cм. книгу: А:Г. Алексеев, А.Е. Корнев. Магнитные эластомеры. М.: Химия, 1987, с. 147-149 и др.). Величина полученной магнитной энергии, выраженная пропорциональным ей энергетическим произведением (ВН)макс, где В - остаточная магнитная индукция, Н - коэрцитивная сила, определяется с помощью петли гистерезиса 7 (фиг. 5). Магнитные силовые полосы 5 (фиг. 1, 2, 3) расположены линейно (фиг. 2) по поверхности верхнего слоя 4 футеровочной плиты 1 вдоль осевых линий 8, образуя магнитные полюса N (9) и S (10). Расстояние α (например 10 мм) между осями 8 магнитных силовых полос 5 задается индуктором намагничивания 6. Количество магнитных полос 5 на поверхности верхнего слоя определяет плотность магнитного поля и зависящую от этого удельную силу магнитного притяжения. Однако минимально возможная величина α между проводами индуктора ограничена 4-5 мм из-за необходимости иметь толстую изоляцию проводов во избежание пробоя. При намагничивании по индуктору пропускается импульсный электрический ток J большой силы. Профиль и направление магнитных силовых линий, полученных при этом в верхнем слое футеровочной плиты, показаны на фиг. 3. Для получения магнитных силовых полос 5 на всей площади футеровочной плиты (фиг. 4) индуктор 6 перемещают несколько раз. Образованное на поверхности верхнего слоя плиты магнитное поле притягивает ферромагнитные частицы перерабатываемой руды.

В таблице приведены характеристики верхнего слоя толщиной 5 мм футеровочной плиты при четырех вариантах состава композиционного материала верхнего слоя.

Обозначения в графе состава верхнего слоя:
А - резина на основе изопренового каучука СКИ-3;
В - порошок феррита бария Т;
С - порошок самарий-кобальтового сплава SmCo₅ (МЭБСК).

Как видно из таблицы, введение в состав верхнего слоя дополнительно к порошку феррита бария порошка самарий-кобальтового сплава в количестве 15 об. % позволило на 40% увеличить мощность магнитного поля по сравнению с прототипом и тем самым увеличить силу притяжения ферромагнитных частиц перерабатываемой руды, создавая более прочный защитный слой. Оптимальная толщина верхнего слоя равна половине расстояния между осями магнитных полос.

Использование для изготовления верхнего слоя резины на основе изопренового каучука вместо сополимера с полярным мономером у прототипа позволило улучшить технологию изготовления футеровочных пластин вследствие лучшей совместимости материалов.

Предлагаемая противоизносная гибкая футеровка, обеспечивающая простоту и надежность крепления к корпусу узла (агрегата) и высокую стойкость к истиранию, может быть использована для защиты рабочих поверхностей мельниц, течек, лотков, бункеров.

Изобретение предназначено для футеровки узлов и агрегатов горнообогатительного оборудования. Противоизносная гибкая футеровка включает резиновые плиты и магнитные элементы для крепления этих плит к корпусу, при этом плиты выполнены двуслойными, нижний, прилегающий к корпусу слой выполнен из магнитотвердой резины, имеет в центре и по углам завулканизованные керамические магниты и намагничен с величиной магнитной энергии (ВН)_макс = 5-10 кДж/м³, а верхний, рабочий, слой выполнен из композиционного материала, состоящего из 20-30 об.% резины на основе изопренового каучука, 60-65 об.% порошка феррита бария и 10-15 об.% порошка самарий-кобальтового сплава, и намагничен арочным поверхностным намагничиванием с величиной магнитной энергии (ВН)_макс=6,0-6,5 кДж/м³, причем толщина верхнего слоя больше или равна половине расстояния между осями магнитных силовых полос, задаваемых индуктором намагничивания. Изобретение позволяет повысить износостойкость и долговечность футеровки. 5 ил., 1 табл.

Противоизносная гибкая футеровка, включающая резиновые плиты и магнитные элементы для крепления этих плит к корпусу, при этом плиты выполнены двуслойными, нижний, прилегающий к корпусу слой которых выполнен из магнитотвердой резины, имеет в центре и по углам завулканизованные керамические магниты и намагничен с величиной магнитной энергии (ВН)_макс = 5 - 10 кДж/м³, отличающаяся тем, что верхний слой выполнен из композиционного материала, состоящего из 20 - 30 об.% резины на основе изопренового каучука, 60 - 65 об.% порошка феррита бария и 10 - 15 об.% порошка самарий-кобальтового сплава, и намагничен арочным поверхностным намагничиванием с величиной магнитной энергии (ВН)_макс = 6,0 - 6,5 кДж/м³, причем толщина верхнего слоя больше или равна половине расстояния между осями магнитных силовых полос, задаваемых индуктором намагничивания.