Способ изготовления молотка для шредерной установки

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению молотка для шредерной установки, и может быть использовано преимущественно в технологических процессах для измельчения металлолома марок 3АН и 5АТ. Для повышения стойкости молотка, увеличения производительности, а также уменьшения вытяжки посадочного отверстия молотка первоначально из непрерывнолитого сляба при температуре не менее 400°C вырезают заготовку молотка прямоугольной формы. Заготовку нагревают до 1100-1300°C, подвергают её ковке на прессе, нагревают в печи до 820-840°C со скоростью не более 80°C/ч, выдерживают в течение 3÷4 ч и охлаждают с печью до температуры 300-400°C, затем из первоначальной заготовки вырезают на газорезательной машине молоток необходимого размера, подвергают механической обработке посадочное отверстие молотка и осуществляют термическую обработку молотка путем его нагрева до Ас3+30÷50°C со скоростью не более 80°C/ч с выдержкой при указанной температуре в течение 3÷4 ч, охлаждения рабочей части молотка в ванне с водой и последующего его охлаждения на воздухе, нагрева молотка до 150-250°C с выдержкой в течение 4÷6 ч и последующего охлаждением на воздухе, при этом сляб выполнен из стали 40ХС2Н2М. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к дроблению, измельчению твердых материалов в черной и цветной металлургии и может быть использовано для изготовления износостойких ударных изделий, например молотков шредерной установки для измельчения металлолома.

Известен способ изготовления молотка для шредерной установки путем литья в песчаные формы (http://ru.made-in-china.com/co_shanghaiwuchuan/product_Manganese-Shredder-Hammer-Metal-Crusher-Parts_hourgnygg.html) из стали с высоким содержанием марганца: Mn13Cr, Mn13CrМо.

Недостаток способа в том, что молотки для шредерной установки, изготовленные методом литья в формы, имеют низкую стойкость при измельчении высоколегированного металлолома марок 3АН и 5АТ.

Известен также способ изготовления износостойких ударных изделий путем установки в литейную форму основы изделия из углеродистой стали, нагрева формы до 500-800°C, формирования износостойкого слоя заливкой в форму высокомарганцовистой стали с заданной температурой начала и окончания заливки, покрытие формы теплоизолирующим материалом и выдержкой под ним в течение 5-8 ч с последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды (Патент РФ №2141885, ΜΠΚ B22D 19/06, опубл. 27.11.1999 г.).

Недостаток способа заключается в том, что технология получения молотков методом литья приводит к получению крупнозернистой структуры металла и, как следствие, к недостаточной пластичности литых молотков, что является основной причиной их недостаточной стойкости и поломок в процессе работы.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления пластинчатого молотка, включающий вырубку пластины с двумя отверстиями, одностороннее упрочнение концов пластины наплавкой твердым сплавом, при котором перед упрочнением по периметру одного или обоих концов одной из сторон пластины на определенном расстоянии от ее краев выполняют отверстия или пазы на глубину 1/2-1/3 толщины упрочняемого молотка (Патент РФ №2563696, МПК В02С 13/28, опубл. 20.09.2015 г.).

Недостаток способа заключается в том, что полученный таким способом молоток пригоден для измельчения только мягких материалов, т.к. твердый наплавляемый сплав наносится не на всю поверхность молотка, изнашиваемые поверхности ограничены в размере. При измельчении металлолома практически вся поверхность молотка соприкасается с металлом, слой наплавленного сплава быстро изнашивается, особенно при измельчении высоколегированного металлолома, срок эксплуатации молотка снижается, что приводит к снижению производительности шредера.

Технический результат изобретения - повышение стойкости молотка для шредерной установки, увеличение ее производительности, а также уменьшение вытяжки посадочного отверстия молотка на оси ротора.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления молотка для шредерной установки, включающем получение заготовки молотка, ее термическую обработку, механическую обработку посадочного отверстия на ось ротора, заготовку молотка получают из непрерывнолитого сляба путем вырезки из него первоначально прямоугольной заготовки при температуре не менее 400°C, нагрева ее до температуры ковки 1100-1300°C, последующей ковки на прессе, нагрева до температуры 820-840°C со скоростью не более 80°C/ч и выдержки в течении 3÷4 ч и охлаждения с печью до температуры 300-400°С, последующей вырезки из первоначальной заготовки молотка на газорезательной машине, механической обработки посадочного отверстия на ось ротора и термической обработки путем нагрева молотка до температуры аустенизации Ас3+30÷50°С со скоростью не более 80°С/ч и выдержки при указанной температуре в течение 3÷4 ч, охлаждения рабочей части молотка в ванне с водой с последующим охлаждением молотка до температуры окружающей среды на воздухе, нагревом молотка до температуры 150-250°C, выдержкой при этой температуре в течение 4÷6 ч и последующим охлаждением на воздухе, при этом непрерывнолитой сляб изготавливают из стали марки типа 40ХС2Н2М.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Из непрерывнолитого сляба при температуре не менее 400°C первоначально вырезают прямоугольную заготовку молотка для шредерной установки заданного размера. Вырезают заготовку с использованием газокислородной резки. При температуре вырезки менее 400°C вследствие перепада температур по месту газокислородной резки образуются трещины. Полученную прямоугольную заготовку нагревают до температуры ковки 1100-1300°C с последующей ковкой на прессе. При температуре менее 1100°C резко возрастает сопротивление деформации, что затрудняет процесс ковки и увеличивает энергозатраты. При температуре более 1300°C происходит укрупнение зерна структуры металла, избыточное образование окалины, все это приводит к образованию внутренних и поверхностных дефектов при ковке. После окончания ковки заготовку вновь нагревают до температуры 820-840°C со скоростью не более 80°C/ч и выдерживают при данной температуре в течение 3÷4 ч, затем охлаждают вместе с печью до температуры 300-400°С. При температуре менее 820°С не происходит полного снятия внутренних напряжений в металле после ковки. При температуре более 840°C происходит избыточное образование окалины и увеличиваются энергозатраты. При скорости нагрева более 80°C/ч вырастает неравномерность температуры по сечению заготовки, что приводит к образованию термических трещин, не происходит выравнивания температуры по сечению заготовки. При выдержке менее 3 ч не происходит выравнивания температуры по объему заготовки, а при выдержке более 4 ч происходит избыточное образование окалины и увеличиваются энергозатраты. Охлаждение заготовки до температуры 300-400°C обеспечивает качественный процесс последующей вырезки молотка и посадочного отверстия на ось ротора из первоначальной кованой заготовки на газорезательной машине.

После получения окончательной формы молотка для шредерной установки производят механическую обработку посадочного отверстия на ось ротора и термическую обработку молотка до температуры аустенизации Ас3+30÷50°C со скоростью не более 80°C/ч и выдержку при указанной температуре в течение 3÷4 ч. При нагреве со скоростью более 80°C/ч возникают чрезмерные внутренние напряжения в металле вследствие неравномерности температуры по объему изделия, что приводит к образованию дефектов в виде трещин. При выдержке менее 3 ч не происходит выравнивания температуры по объему изделия. При выдержке более 4 ч происходит избыточное образование окалины и увеличиваются энергозатраты. После нагрева и выдержки производят охлаждение рабочей части молотка в ванне с водой с последующим охлаждением молотка до температуры окружающей среды на воздухе, затем производят нагрев молотка до температуры 150-250°C, выдержку при этой температуре в течение 4÷6 ч и последующее охлаждение на воздухе. Нагрев до температуры аустенизации необходим для осуществления полной объемной закалки. При нагреве молотка до температуры менее 150°C не происходит полного устранения закалочных напряжений, а при нагреве свыше 250°C происходит снижение твердости молотка, что снижает его износостойкость. При выдержке менее 4 ч происходит неполное снятие напряжений в молотке, а при выдержке свыше 6 ч снижается твердость молотка. Непрерывнолитой сляб изготавливают из стали марки типа 40ХС2Н2М.

Предложенный способ производства заготовки для молотка из непрерывнолитого сляба из высокопрочной стали и последующей технологией ее обработки и обработки молотка позволяет получить более мелкую по сравнению с литьем структуру металла, что ведет к увеличению стойкости молотка при эксплуатации.

Пример осуществления способа

В электросталеплавильном цехе выплавили высокопрочную сталь следующего химического состава: 0,39% углерода, 0,50% марганца, 1,47% кремния, 0,006% фосфора, 0,003% серы, 1,04% хрома, 1,25% никеля, 0,11% меди, 0,010% азота, 0,30% молибдена, 0,002% кальция, 0,011% алюминия, железо и неизбежные примеси - остальное (возможно использование стали марок 40ХС2Н2М, 42ХСНМА, 43 ХСНМА, 45ХНМФА, 45Х2НМФБА, 50ХГФА, 30ХГСА, 35ХГСА). Данную сталь разлили на машине непрерывного литья в сляб размером 193×1300×6640 мм с последующей горячей прокаткой на размер 125×1300×10000 мм и порезкой на 18 заготовок прямоугольного сечения при температуре 500°C. Полученные заготовки отгрузили в кузнечно-прессовый цех, где их поместили в камерную печь и нагрели до температуры ковки 1200°C, проковали на прессе, затем снова поместили в печь и нагрели до температуры 820°C со скоростью 60°C/ч, выдержали при этой температуре в течение 3 ч и охладили вместе с печью до температуры 350°C. При этой температуре заготовки уложили в термос и перевезли в котельно-монтажный цех, где на газорезательной машине «Комета» из каждой первоначальной заготовки вырезали заготовку молотка необходимого размера, включая вырезку посадочного отверстия на ось ротора диаметром 200 мм и отверстия для транспортировки.

После вырезки молотки отгрузили в ремонтно-механический цех, в котором на карусельном станке произвели механическую обработку посадочного отверстия на ось ротора, а для снятия термических напряжений по месту огневого реза произвели термическую обработку путем нагрева молотка до температуры 950°C (аустенизации Ас3+30÷50°C) со скоростью 80°C/ч и выдержки при указанной температуре в течение 3 ч.

Корзину с нагретыми молотками опустили краном в бак с водой до полного погружения, при охлаждении в ванне производили барботаж воды сжатым воздухом, охлаждение производили не менее 10 минут, полное охлаждение молотков до температуры окружающей среды производили на воздухе.

Затем молотки перевезли в фасонно-литейный цех, где произвели термообработку (отпуск) молотков путем нагрева их в печи до температуры 220°C, выдержки при этой температуре в течение 5 ч и последующего охлаждения на воздухе. После охлаждения произвели замер твердости каждого молотка переносным прибором по точкам на рабочей поверхности и возле посадочного отверстия, которая должна соответствовать 331-461 НВ. Готовые молотки отправили в копровый цех ПАО «Северсталь», где их установили на шредерную установку с целью последующей эксплуатации.

Предлагаемая технология изготовления молотка для шредерной установки из стали марки типа 40ХС2Н2М позволила увеличить стойкость молотка с 17000 тн (молотка, полученного методом литья из марки стали 110Г13Л) до 27000 тн (молотка, полученного предлагаемой технологией) перерабатываемого металлолома. При этом отсутствовал износ на посадочном отверстии на ось ротора, максимальная вытяжка посадочного отверстия составила 13 мм по сравнению с 35 мм для литых молотков. Возросла производительность установки на 30% за счет сокращения времени на остановку шредера по причине замены изношенных молотков.

1. Способ изготовления молотка для шредерной установки, включающий получение заготовки молотка, ее термическую обработку, механическую обработку посадочного отверстия на ось ротора, отличающийся тем, что первоначально получают заготовку молотка прямоугольной формы путем вырезки её из непрерывнолитого сляба при температуре не менее 400°С, осуществляют её нагрев до температуры ковки 1100-1300°С, ковку на прессе, нагрев заготовки в печи до температуры 820-840°С со скоростью не более 80°С/ч с выдержкой в течение 3÷4 ч и охлаждение с печью до температуры 300-400°С, последующую вырезку из первоначальной заготовки на газорезательной машине молотка необходимого размера, механическую обработку посадочного отверстия на ось ротора и термическую обработку путем нагрева молотка до температуры аустенизации Ас3 + 30÷50°С со скоростью не более 80°С/ч с выдержкой при указанной температуре в течение 3÷4 ч, охлаждения рабочей части молотка в ванне с водой с последующим охлаждением молотка до температуры окружающей среды на воздухе, нагрева молотка до температуры 150-250°С с выдержкой при этой температуре в течение 4÷6 ч и последующего охлаждения на воздухе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что непрерывнолитой сляб получают из стали 40ХС2Н2М.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к самозакаливаемому стальному сплаву, используемому для изготовления элементов защиты от действия ударной волны.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения высокопрочного проката аустенитной нержавеющей стали с нанокристаллической структурой, который может быть использован в качестве конструкционного материала.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, для изготовления изделий и конструкций для химической промышленности, в энергетике и т.д.

Изобретение относится к областям машиностроения. Для повышения конструкционной прочности стали способ включает ультразвуковую безабразивную обработку поверхности стали и финишное пластическое деформирование поверхности.

Изобретение относится к области спортивного оружия и может быть использовано при изготовлении клинков фехтовального оружия, в частности клинков рапир, сабель и шпаг, для повышения прочностных свойств ручки клинка и сварного шва при одновременной экономии используемой дорогостоящей стали и увеличении жесткости клинка.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, например, для изготовления высоконагруженных деталей в машиностроении. Для получения субмикрокристаллической структуры в стали способ включает нагрев листа из стали 08Х18Н10Т до температуры 1100°С, выдержку 1 час, охлаждение в воде, обработку холодом в жидком азоте, прокатку в несколько проходов с общей логарифмической степенью деформации e=0,1-0,2 с охлаждением в жидком азоте между проходами для формирования мартенсита деформации с объемной долей 55-75%, затем теплую деформацию при 400-700°С за один, или несколько проходов со степенью логарифмической деформации е≤0,5 и отжигу, длительностью от 200 с до 1 ч в интервале температур 600-800°С с обеспечением формирования субмикрокристаллической структуры, содержащей аустенит до 95%.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу жаропрочной хромистой стали мартенситного класса, применяемой для изготовления элементов, в том числе котлов, труб паропроводов электростанций.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к обработке высокопрочных изделий, работающих при воздействии значительных динамических и циклических нагрузок.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к регулированию химического состава стали для получения непрерывнолитой заготовки с ограничением относительного сужения.
Изобретение относится к области металлургии и может быть применено при обработке металлов давлением. Для снижения сопротивления металла деформированию и усиления релаксационных процессов на движущуюся проволочную или полосовую заготовку в области зоны деформации одновременно воздействуют СВЧ-излучением и импульсным током в продольном направлении вдоль заготовки, вызывающего электропластический эффект в металле при амплитудной плотности тока Jm примерно 103 А/мм2, длительности импульсов τ примерно 10-4 сек и частоте следования импульсов в несколько сот Гц в зависимости от скорости движения заготовки.

Изобретение относится к производству пищевой обезжиренной льняной муки из льняного жмыха и может быть использовано в масложировой и мукомольной промышленности. Предварительно измельчают льняной жмых с остаточным содержанием жира не более 20% на машинах ударного действия.

Изобретение относится к средствам измельчения различных материалов, в частности к роторной мельнице, которая может быть использована в лабораторных условиях. Мельница содержит ротор 18, соединенный с приводным двигателем, кольцевое сито, охватывающее измельчительную камеру 25 ротора 18, контейнер 26 для измельченного материала, окружающий внешнюю часть кольцевого сита по всей его длине.

Изобретение относится к устройствам для измельчения сыпучего материала, главным образом зерна и зернопродуктов, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве при приготовлении кормов.

Группа изобретений относится к устройствам для измельчения зерна и способам измельчения на таких устройствах. Устройство и способ измельчения могут быть использованы в пищевой промышленности и кормоприготовительных цехах.

Изобретение относится к устройствам для измельчения малоабразивных материалов и может быть использовано как при производстве строительных материалов, так и в других отраслях промышленности.
Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к производству муки из гороха. Горох пропускают по пяти системам размольного процесса.

Изобретение относится к устройствам для дробления сыпучих материалов, в частности зерна, и может быть использовано в сельском хозяйстве, в комбикормовой промышленности.

Устройство для производства мелкозернистого топлива из твердого или пастообразного энергетического сырья при помощи высушивания, содержащее ударный реактор с ротором и ударными элементами, причем указанный ударный реактор является термостойким вплоть до 350°С, устройство подачи горячего высушивающего газа в нижней части ударного реактора, устройство подачи твердого или пастообразного энергического сырья в верхней части реактора, по меньшей мере одно устройство для выпуска газового потока, содержащего дробленые, высушенные частицы энергического сырья, и устройство для разделения и выгрузки дробленых, высушенных частиц энергетического сырья из газового потока, выпущенного из ударного реактора, при этом высушивающий газ введен в ударный реактор возле лабиринтного уплотнения и/или через лабиринтное уплотнение, расположенное возле вала ротора ударного реактора.

Изобретение относится к устройствам для тонкого измельчения материалов, предназначенным для использования в лабораторных условиях. Мельница содержит вертикально ориентированную помольную камеру в виде стакана 1 с конусной внутренней поверхностью.

Вихревая мельница предназначена для измельчения различных материалов в строительной, химической, горной и других отраслях промышленности. Мельница содержит ротор (9), статор (8) и мелющие элементы.

Изобретение предназначено для измельчения кормов и может быть использовано в сельском хозяйстве для дробления зерновых материалов. Молотковая дробилка содержит загрузочную 1 и выгрузную 2 горловины, дробильную камеру 3 с молотковым ротором 4, деками 5 и решетом 6, охватывающим молотковый ротор 4. Деки 5 выполнены в виде колец, установленных в межмолотковом пространстве дробильной камеры 3. Решето и деки образуют кольцевые каналы. Внутренние и торцевые поверхности дек выполнены рифлеными, при этом ребра рифлей торцевых поверхностей дек расположены под острым углом к радиальному направлению или радиусу. Изобретение позволяет повысить эффективность процесса измельчения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению молотка для шредерной установки, и может быть использовано преимущественно в технологических процессах для измельчения металлолома марок 3АН и 5АТ. Для повышения стойкости молотка, увеличения производительности, а также уменьшения вытяжки посадочного отверстия молотка первоначально из непрерывнолитого сляба при температуре не менее 400°C вырезают заготовку молотка прямоугольной формы. Заготовку нагревают до 1100-1300°C, подвергают её ковке на прессе, нагревают в печи до 820-840°C со скоростью не более 80°Cч, выдерживают в течение 3÷4 ч и охлаждают с печью до температуры 300-400°C, затем из первоначальной заготовки вырезают на газорезательной машине молоток необходимого размера, подвергают механической обработке посадочное отверстие молотка и осуществляют термическую обработку молотка путем его нагрева до Ас3+30÷50°C со скоростью не более 80°Cч с выдержкой при указанной температуре в течение 3÷4 ч, охлаждения рабочей части молотка в ванне с водой и последующего его охлаждения на воздухе, нагрева молотка до 150-250°C с выдержкой в течение 4÷6 ч и последующего охлаждением на воздухе, при этом сляб выполнен из стали 40ХС2Н2М. 1 з.п. ф-лы.

Наверх