Спосіб виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі

Реферат: Спосіб виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі включає збірку кокілю з установкою попередньо виготовленого кільцевого стержня, виплавку мідного розплаву, заливку його в формоутворювальну порожнину кокілю, охолодження металу до заданої температури, розбирання кокілю і витяг виливка. Додатково використовують центральний стержень, який як і кільцевий стержень виготовляють з стержневої суміші, що містить, мас. %: пісок кварцовий 4448, пісок положський 44-48, тирсу деревну 6-10, здійснюють їх сушіння в сушильній камері газоповітряним потоком і наносять на їх поверхню протипригарну фарбу. Установку стержнів здійснюють в прогрітий газовими пальниками кокіль і центрують щодо його осі, а виплавку мідного розплаву ведуть в індукційній тигельній печі. UA 87470 U (12) UA 87470 U UA 87470 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ливарного виробництва, зокрема до виготовлення порожнистих виливок, наприклад рильної частини повітряної фурми доменної печі. Відомий спосіб виливка гільзи кристалізатора, що включає підготовку розплаву, заливку його в формоутворювальну порожнину кокіль, утворену зовнішнім корпусом, внутрішнім корпусом і дном, через літник по каналах, виконаних у дні, розбирання кокілю, механічну обробку виливка гільзи кристалізатора, що має внутрішній корпус і дно, виточування на литві гільзи ущільнюючих канавок, зняття дна, нагрів виливка гільзи кристалізатора і зняття внутрішнього корпусу (RU, № 2456120 С1, кл. B22D 15/00, опубл. 20.07.2012 p.). Недоліком відомого способу є те, що в процесі розливання формується скоринка литої круглої заготовки, яка руйнує формотворчі концентричні ділянки з різною конусністю, погіршуючи якість виливка. Виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі відомим способом пов'язане зі значними труднощами після отримання виливка, оскільки вимагає первісної механічної обробки заготовки, дорнування на спеціальній установці і повторну механічну обробку. Відомий спосіб отримання виливок у кокілі, що включає підігрів кокілю до заданої температури, нанесення захисного покриття, збірку кокілю з установкою стержня, заливку металу в кокіль, охолодження кокілю і металу до заданої температури, розбирання кокілю і витяг виливок (Специальные способы литья: Справочник/ В.А. Ефимов, Г.А. Анисович, В.Н. Бабич и др. - М., Машиностроение, 1991. - 736 с. см. стр. 74-76). Реалізація відомого способу супроводжується нестабільністю процесу при багаторазових заливках металу в кокіль, що не забезпечує отримання дрібнозернистої структури виливка через можливість розігріву стержня до високих температур t = (0,6-0,8) tм, (де tм - температура металу, що заливається в кокіль). Найбільш близьким аналогом пропонованої корисної моделі є спосіб отримання виливок у кокілі, що включає збірку кокілю з установкою попередньо виготовленого кільцевого стержня, виконаного у вигляді теплової труби, виплавку металу, наприклад міді, заливку металу в формоутворювальну порожнину кокілю, охолодження стрижня водоповітряною сумішшю з вмістом води 2-5 % по масі при досягненні зоною охолодження стержня температури to=(0,9-2) tкип, де tкип - температура кипіння теплоносія в стержні, охолодження металу до заданої температури, розбирання кокілю і витяг виливка, при цьому за загальноприйнятою технологією для виготовлення стержня використовують стержневу суміш на основі піску олександрійського, його сушіння ведуть в сушильній камері з електричними нагрівачами і на його поверхню наносять фарбу ГС-1 (RU, № 2276628 С2, кл. B22D 15/00, опубл. 20.05.2006 p.). Відомий спосіб не забезпечує досягнення необхідного технічного результату з наступних причин. Використання для виготовлення стержнів суміші на основі піску олександрійського, який не має властивостей коагуляції, з подальшим нанесенням на нього фарби ГС-1, приводить до утворення на формі і стержнях після сушіння в сушильній камері з електричними нагрівачами, які не забезпечують рівномірний прогрів, не рівного і не міцного шару антипригарного покриття, що призводить до отримання неякісних виливок. Крім того, для нагріву стінок кокілю використовується складне устаткування, яке не дозволяє нагріти кокіль по всьому об'єму, що не забезпечує рівномірного розподілу центрів кристалізації по всьому об'єму виливка і швидкості його охолодження, що також не забезпечує отримання якісних виливок без зовнішніх дефектів і задовільною структурою. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі, в якому за рахунок рівномірного нагріву і охолодження виливка забезпечується рівномірний розподіл центрів кристалізації по всьому об'єму виливка, що призводить до отримання якісних виливок без зовнішніх дефектів і задовільною структурою. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі, який включає збірку кокілю з установкою попередньо виготовленого кільцевого стержня, виплавку мідного розплаву, заливку його в формоутворювальну порожнину кокілю, охолодження металу до заданої температури, розбирання кокілю і витяг виливка, згідно з корисною моделлю додатково використовують центральний стержень, який як і кільцевий стержень виготовляють з стержневої суміші, що містить, мас. %: пісок кварцовий 44-48, пісок положський 44-48, тирсу деревну 6-10, здійснюють їх сушіння в сушильній камері газоповітряним потоком і наносять на їх поверхню протипригарну фарбу, установку стержнів здійснюють в прогрітий газовими пальниками кокіль і центрують щодо його осі, а виплавку мідного розплаву ведуть в індукційній тигельній печі. Експериментально було доведено, що високі технічні результати у порівнянні з найближчим аналогом досягаються без застосування складної конструкції теплової труби і подачі водоповітряної суміші для охолодження виливок, за рахунок нагріву стінок кокілю до заданої 1 UA 87470 U 5 10 15 20 температури за допомогою 2-сторонніх півкільцевих газових пальників на всю висоту кокілю, що дозволяє нагріти кокіль по всьому об'єму; охолодження металу до заданої температури спочатку елементами конструкції кокілю і вогнетривкого матеріалу стержня, який знаходиться в кокілі, шляхом передачі їм тепла рідкого металу, а потім природним повітряним середовищем. Виконується подальше охолодження виливок поза кокілю у воді з великою швидкістю для отримання більш рівноважної структури металу у виливку. У заявлюваному способі відливки рильної частини повітряної фурми доменної печі істотним є використання в суміші кварцового і жирного піску пологівського родовища. Жирний пісок має властивості коагуляції, це дозволяє краще пов'язувати зерна кварцового піску, що забезпечує можливість одержання більш чистої і рівної поверхні стержнів. При застосуванні покриття протипригарного ДП-2 (В) пригар на кольорових виливках не спостерігається. Фарба після розчинення виходить однорідною, що дозволяє отримувати рівномірне покриття по поверхні форм і стержнів. На формі і стержнях після сушіння утворюється рівний і міцний шар антипригарного покриття. Підігрів кокільного оснащення здійснюють двома півкільцеподібними з багатьма відгалуженнями газовими пальниками, що дозволяє виробляти нагрів до 210 °C по всьому об'єму кокілю, що в свою чергу усуває термічний удар, що впливає на кокіль, і сприяє отриманню необхідної структури металу у виробі. Приклад. Для виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі використовували графітовий кокіль, механічно оброблений всередині, і два дерев'яних стержневих ящика, очищених від формувального матеріалу, пилу та оброблених графітом з гасом. З піску кварцового - 46 %, піску полозького -46 % і тирси деревної - 8 % виготовляли стержневу суміш у змішувачі шляхом перемішування її протягом 8-15 хв. Фізико-механічні властивості стержневої суміші наведені в таблиці. 25 Таблиця Найменування показника Вологість, % 2 Міцність на стиск, кг/см Газопроникність* 30 35 40 45 50 Значення не більше 6 0,20-0,25 90±5 Виготовляли центральний стержень, в центрі якого виконували газовідвідний отвір, обробляли і фарбували протипригарною фарбою ДП-2 (В). Протипригарна фарба: пастоподібний матеріал ДП-2 виробництва ТОВ "Калтоп" змішується з водою у співвідношенні 60:40. Протипригарна фарба призначена для застосування в ливарному виробництві при литві сталевих виливок, де температура виливка набагато вище, ніж при литві виливок з міді. Технологія нанесення протипригарного покриття включає два шари різної щільності. Спочатку 3 наноситься шар фарби щільністю (1,33-1,36) г/см , після висихання наноситься другий шар 3 щільністю (1,6-1,8) г/см . Виготовляли кільцевий стержень, на внутрішню поверхню якого наносили тонкий шар графіту з гасом, фарбували протипригарного фарбою ДП-2 (В).Сушіння центрального і кільцевого стержнів здійснювали в сушильній камері газоповітряним потоком по наступному режиму: нагрівання до температури 350 °C зі швидкістю 50 °C на годину, витримка при температурі 350 °C протягом 10 годин, охолодження разом з футерівкою печі при припиненні подачі палива на пальники. Потім здійснювали складання форми. Для цього графітові кокілі виставляли на заливальному майданчику за рівнем, після чого очищали від корольків металу, сміття і пилу. У підігрітий кокіль встановлювали центральний і кільцевий стержні з їх центруванням щодо осі кокілю. Для запобігання зсуву стержнів під час заливки їх обтяжнювали вантажами. Підготовляли розливний ківш, очищений від залишків металу і шлаку і при необхідності проводили ремонт його футерування, у разі використання нового ковша, то його виготовляли товщиною стін 25-30 мм, дна 40-50 мм. Для розливання міді використовували підготовлений ківш, температура футерівки ковша перед випуском плавки становила не нижче 800 °C. Здійснювали виплавку міді в індукційній тигельної печі ІПК 0,8 або ІПК-0, 25 на новому графітовому тиглі. Під час плавки контролювали температуру металу термопарою занурення ВР 5/20, яку підтримували в межах 1250-1260 °C. Випуск продуктів плавки здійснювали в ківш, при цьому на струмінь металу додатково вводили фосфористу мідь в кількості 250 г на 100 кг міді, після чого метал розливали по кокілях. Заливку кокілю металом здійснювали під шаром шлаку безперервним струменем протягом не більше 1 хв., при цьому при заповненні прибутку металом на 10 мм заливку переривали до появи перших ознак затвердіння, після чого продовжували подальше наповнення кокілю. Виливок витягували з кокілю за допомогою 2 UA 87470 U 5 10 кантування через 15-20 хв. після закінчення заливання, очищали від стержневого складу клепальним молотком ІП 4010, підвішували і вибивали порядкові номери. Одержані виливка піддавали візуальному огляду на наявність дефектів. Виливки, що мають наскрізні тріщини і раковини, а також дефекти діаметром більше 30 мм і глибиною більше 20 мм забраковували. Виливки задовільної якості передавали в механічний цех для подальшої термічної обробки, механічної обробки і збірки. Використання запропонованого способу виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі, в якому за рахунок рівномірного нагріву і охолодження виливок забезпечується рівномірний розподіл центрів кристалізації по всьому об'єму виливка, що призводить до отримання якісних виливок без зовнішніх дефектів і задовільною структурою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб виготовлення рильної частини повітряної фурми доменної печі, що включає збірку кокілю з установкою попередньо виготовленого кільцевого стержня, виплавку мідного розплаву, заливку його в формоутворювальну порожнину кокілю, охолодження металу до заданої температури, розбирання кокілю і витяг виливка, який відрізняється тим, що додатково використовують центральний стержень, який як і кільцевий стержень виготовляють з стержневої суміші, що містить, мас. %: пісок кварцовий 44-48, пісок положський 44-48, тирсу деревну 6-10, здійснюють їх сушіння в сушильній камері газоповітряним потоком і наносять на їх поверхню протипригарну фарбу, установку стержнів здійснюють в прогрітий газовими пальниками кокіль і центрують щодо його осі, а виплавку мідного розплаву ведуть в індукційній тигельній печі. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3