Способ получения дроби Советский патент 1988 года по МПК B22F9/10 

Изобретение откос .нтся к области порошковой металлургии, в частности к производству дроби из сплавов на основе железа.

Цель изобретения - снижение количества некондиционной дроби за счет уменьшения количества скрапа и частиц неправильной формы,

В предложенном способе расплавлен- ный металл подается из ковша в метал- лоприемник, из которого в виде струй вытекает на диспергирующее устройство. Диспергирующее устройство распыляет струи расплава на отдельные части- цы, которые центробежными силами отбрасываются водяным слоем, истекающим на вертикальные экраны.

Расплавленные частицы достигают охлаждающей воды, стекающей по поверх ности металлического экрана, В момент, когда капля жидкого тугоплавкого металла, например чугуна, имея значительную скорость движения (в рассматриваемых условиях до 10-15 м/с входит в соприкосновение с водой, стекающей по поверхности металлического, листа, которым экранируется дробели- тейный бассейн, развиваются несколько физических процессов: охлаждение лобовой части капли, торможение ее движения из-за гидродинамического сопротивления воды, бурное парообразование воды. Из-за ударного торможения задняя часть капли по инерции на- двигается на переднюю, как бы наплывает на нее, при этом капля теряет первоначальную, близкую к сферической, форму. Испарение воды перед продвигающейся каплей вызьюает дополнительное сопротивление ее движению, давление пара отталкивает каплю от приближающейся стенки бассейна, при этом величина давления пара.и, следовательно, сила его воздействия на каплю зависит от толщины слоя воды. Чем тоньше слой воды, тем сильнее отталкивающее действие пара,

Однако использование тонких слоев

воды возможно при условии сведения к минимуму величины коробления листа, экранирующего стены бассейна, Вели-- чина коробления не должна превышать толщины слоя воды,

в предложенном решении это достигается за счет экранирования стенки- бассейна, тонким (1-3 мм) листом из

.-

30

10 15-203550

40

материалов с коэффициентом температу- ропроводности не ниже 2,0-4,0 м/с.

Величина термического вспучивания плоской металлической стенки пропорциональна перепаду температур, а последний - температуропроводности материала. Поэтому, использование высо- котемпературопроводных материалов, например меди и ее сплавов, взамен стали для экранирования стенки дробе- литейного бассейна позволяет значительно уменьшить величину коробления и тем самым обеспечить отсутствие сухих (неорошаемых) участков на поверхности экрана при использовании тонкого слоя воды. Это позволяет предупредить расплющивание капель и приваривание их к экрану и, следовательно, приводит к уменьшению количества скрапа при производстве дррби, т.е, также повышает выход годного.

Использование для орошаемой стенки бассейна материала с температуропроводностью ниже 2, приводит к привариванию капель к материалу экрана и повьщ1ению количества скрапа, т,е. уменьшению выхода годного.

Повышение температуропроводности выше 4,0-10 при толщине слоя воды в предложенных пределах не приводит к дальнейшему росту выхода годного, так как количество скрапа при использовании медного листа находится на одном уровне по сравнению с латунным.

При уменьшении слоя воды ниже 0,5 мм величина коробления листа превышает толщину слоя воды. При этом на участках стенки, не орощаамых водой, наблюдается расплющивание капель и количества скрапа увеличивается.

Увеличение слоя воды вьш1е J,0 мм приводит к появлению частиц неправильной формы, В обоих случаях выход годного снижается.

Пример. Проводили испытания способа литья чугунной дроби в про- мьшшенных условиях Старооскольского механического завода. Чугун вьшлавля- ли в 20-тонных вагранках. Расплавленный металл при Т 1290-1320 С подавали по желобу в ковш с отверстиями, установленный над водоохлаждае- мым диспергатором, вращающимся в воде дробелитейного бассейна. Струи чугуна через отверстля в ковше попадали на смоченную водой поверхность

дисперт-атора н разделялись при ударе о нее на отдельные капли. Часть образующихся капель достигала слоя воды на стенке бассейна, другая часть па- дала в бассейн, не долетев до нее,

При испытаниях известного способа стенка бассейна была экранирована листом из углеродистой стали, у которой коэффициент температуропроводности о(3,910 м/с. На стенке бассейна создавали слой воды от О до 5 мм с помощью коллектора (переливом).

При испытаниях предлагаемого .спомеди, при толщине слоя воды 0,5 - 1,0 показал, что в ней практически отсутствует скрап. Это означает, что повьшение температуропроводности до 4,0 10 исчерпывает возможности повышения вьсхода годного При использовании оптимального слоя воды 0,5 - 1,0 Мм,

Уменьшение толщины слоя воды ниже 0,5 мм при использовании материалов с высокой температуропроводностью приводит к тому, что величина коробления листа выходит за пределы толщины слоя

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству дроби из сплавов на основе железа. Цель изобретения - снижение количества некондиционной дроби. Во время работы расплавленный металл подается в металлоприемник, из которого в виде струй вытекает на диспергирующее устройство. Диспергирующее устройство распыляет расплав на частицы, которые центробежными силами отбрасьшаются в бассейне к охлаждающей водяной завесе, толщина которой составляет 0,5-1 мм. Водяная завеса истекает по металлическому листу с определенной температуропроводностью. 1 табл. СЛ

соба стенку бассейна экранировали ла- 15 воды. Это приводит к расплющиванию

тунным (а 2,0-10 м/с) или медным (а 4,0- 10 ) листом толщиной 2,0 мм. Слой воды на листе создавали также от О до 5 мм.

Количество некондиционной дроби оп-20 мм приводит к увеличению проценределяли по видам: скрап, дробь неправильной формы в зависимости от материала, используемого для экранирования стенки бассейна, и от толщины слоя воды на поверхности экрана. Ре- 25 зультаты испытаний приведены в таблице (в числителе приведено количество скрапа, в знаменателе - частиц неправильной формы; количество некондиционной дроби равно сумме скрапа и 30 частиц неправильной формы), Как видно из таблицы, количество скрапа с увеличением температуропроводности материала экрана уменьщается при всех испытанных толщинах слоев 35 воды, а на меди и ее сплавах при слое воды 0,5-1,0 мм составляет 0,35-0,8%, Зависимость количества частиц неправильной формы от толщины слоя воды

та частиц неправильной формы. Таким образом, при выходе толщины слоя воды за предложенные пределы снижается выход годного.

Использование для экранирования стенки бассейна материала с низкой температуропроводностью (углеродистой стали) дает монотонное слабое уменьшение количества некондиции с увеличением толщины слоя воды, которое даже при толщине слоя воды 1 мм остается на 3% выше (т.е, выход годного на 3% ниже), чем в предложенном способе.

Таким образом, экранирование стенки дробелитейного бассейна металлом с температуропроводностью 2,0 - 4,0 и создание на его поносит более сложный характер: в диапа-40 верхности слоя воды толщиной 0,5 - зоне толщины воды О - 1,0 мм неконди- позволяет более чем на 3% по- ция этого вида возрастает слабо, при выход годной дроби, т,е, почти в 3 раза уменьшить количество некондиции, по сравнению с известными ращениями, в которых используются нё- поливаемые экраны из материалов с низкой температуропроводностью или создаются слои воды, толщина которых превыщает 1,0 мм.

переходе от слоя воды 1,0 к 1,5 мм количество отходов по неправильной форме резко возрастает, после чего на блюдаётся очень слабый их рост. Переход от материалов с низкой температуропроводностью (углеродистая сталь) к латуни сопровождается резким уменьшением скрапа: при толщине слоя воды 0,5 мм - на 3,9%, а при 1,О мм - на 3,1%, Дальнейшее повьш1ение температуропроводности (переход от латуни к чистой меди) характеризовался незначительным уменьшением количества ре- кондиционной дроби.

Анализ состана дроби, полученной при использовании экрана из чистой

капель о поверхность экрана и свариванию их, поэтому количество скрапа нарастает.

Увеличение толщины слоя воды выще

та частиц неправильной формы. Таким образом, при выходе толщины слоя воды за предложенные пределы снижается выход годного.

Использование для экранирования стенки бассейна материала с низкой температуропроводностью (углеродистой стали) дает монотонное слабое уменьшение количества некондиции с увеличением толщины слоя воды, которое даже при толщине слоя воды 1 мм остается на 3% выше (т.е, выход годного на 3% ниже), чем в предложенном способе.

Таким образом, экранирование стенки дробелитейного бассейна металлом с температуропроводностью 2,0 - 4,0 и создание на его поверхности слоя воды толщиной 0,5 - позволяет более чем на 3% по- выход годной дроби, т,е, почти в 3 раза уменьшить количество некондиции, по сравнению с известными ращениями, в которых используются нё поливаемые экраны из материалов с низкой температуропроводностью или создаются слои воды, толщина которых превыщает 1,0 мм.

Формула изобретения

Способ получения дроби, включающий диспергирование струи металла на gg капли, полет и охлаждение их в газовой среде, соударение капель с ме- таллической стенкой дробелитейного бассейна через слой воды, отличающийся тем, что, с целью

снижения количества некондиционной дроби за счет уменьшения количества скрапа и частиц неправильной формы, соударение капель осуществляют со

стенкой из металла с температуропроводностью 2,0 4,0 и через слой воды толщиной 0,5 - g 1,О мм.