Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4167
.pdf
К этой поверхности прикреплена болтами горизонтально выступающая, расширяющаяся опорная пластина
138 в виде широкой, но вытянутой заготовки.
Внутренний конец этой пластины симметрично раздвоен относительно поперечной плоскости симметрии
машины, в которой лежат продольная центральная линия пластины и кронштейна 136. Над этой пластиной,
также закрепленной на кронштейне 136, находится упругий рычаг 139, параллельный длине пластины 6,
немного выше корпуса. На внешнем конце этого рычага расположен центрирующий штифт с ручкой 141, с
помощью которой его можно захватить и поднять вместе с штифтом. При отпускании пружина рычага 139
перемещает штифт 140 70 в сторону пластины 138. Штифт 140 расположен практически в одной оси с опорой
вилки 1381. Вместе с выемкой вилки штифт 140 образует средство центрирования заготовки,
устанавливающее положение подачи заготовки под углом 75° для заготовки, покоящейся на широкой
поверхности пластины 138.
Канавка 129 в направляющей кронштейна 126 расширена по нескольким направлениям. Его верхняя часть,
обозначенная цифрой 80, расположена практически горизонтально и находится немного ниже верхней части
опорной заготовки B, так что когда рама 132 поддерживается внутри него, рама располагается практически
горизонтально. 85 Кронштейн 136 и пластина 138 выступают над заготовкой, удерживаемой пластиной, под
углом к горизонтали. На своем внутреннем конце эта канавка опускается под прямым углом к более низкому
уровню, как показано на отметке 142, и там 90 соединяется с обратной ветвью канавки 129.
Относительный угол наклона пластины 138 и рамы 132 таков, что при таком падении пластина 138 опускается
не только в горизонтальное положение, как показано на фиг. 3 и 5, но и в горизонтальную плоскость верхней
поверхности заготовки опоры B. Нижняя ветвь канавки 129 на некотором расстоянии от внутреннего конца
направляющей наклонена вверх и снова соединяется с основной ветвью через переключатель 143, который
закрыт для входа из верхней канавки и может быть использован только из нижней канавки 129. На своем
внешнем конце канавка 129 105 поворачивает вниз и внутрь по дугообразной траектории, заключенной в
сегменте 144, проходящем от нижнего края каждого рельса.
Радиус этого сегмента равен расстоянию между расположенными на некотором расстоянии друг от друга
опорными стойками 110 134 рамы 132.
Когда подающий механизм 130 выдвигается наружу рамой I32, внутренний ролик 135 проходит через
переключатель 143, и рама полностью поддерживается от 11S верхней ветви канавки 129 в практически
горизонтальном положении. Опорная пластина 138 находится снаружи станка. Теперь заготовку можно
поместить на пластину 138 и просунуть под опорный штифт 140, либо вставив его край между острием
штифта и выемкой пластины, либо взявшись за ручку 141 и слегка приподняв штифт 140.
В любом случае, при отпускании ручки 141 штифт входит в отверстие, пробитое в центре заготовки, и
центрирует ее относительно держателя, определяя таким образом положение подачи. Затем был разработан
механизм подхода и разделения A 13io g9 250 521.
Завинг осуществляет операцию по отделению опоры заготовки B от рабочих валков R' и R1; рама 132
захватывается и выдвигается вперед вдоль ограниченной прямолинейной траектории, обеспечиваемой
направляющими 126, а заготовка выдвигается в пространство между верхней частью опущенного держателя
заготовки B и рабочими валками R1I и R2, которые находятся в обратном движении. В момент, когда самые
внутренние ролики 135 достигают углубления 142 в канавке 129, центрирующий штифт достигает положения
совпадения с центром опоры заготовки непосредственно над верхней частью заготовки центрирующего
штифта 46, верхний конец которого, как будет показано далее, имеет коническую форму. Внутренний конец
рамки 132 автоматически проходит через ответвление 142 канавки направляющей, и держатель заготовки 138
вместе с заготовкой падает вместе с ним. В тот же момент центрирующий штифт 140 зацепляется своим
нижним концом с верхним концом центрирующего штифта 46, освобождая заготовку из паза и
центрированного зацепления с подающим механизмом 130, и позволяя ей упасть на конический верхний
конец центрирующего штифта 46 в центрированное зацепление с держателем заготовки B. После этого рама
132 отводится назад, при этом наружные ролики 135 скользят в верхней ветви канавки 129, а внутренние
ролики — в нижней канавке 129, а пластина 138 отводится в горизонтальной плоскости изнутри под
подаваемую заготовку до тех пор, пока ее внутренний раздвоенный конец 138' не выйдет за край заготовки.
Сразу после этого внутренние ролики входят в зацепление с переключателем 143 и проходят в верхнюю ветвь
канавки 129, после чего восстанавливается нормальное горизонтальное положение рамы 132, а вместе с ним
и нормальное положение удерживаемых ею деталей. Затем вторую заготовку можно вставить в положение
подачи, определяемое осью центрирующего штифта 140.
Механизм удаления холостых заготовок в пункте 131 по своим основным аспектам аналогичен механизму
подачи холостых заготовок в пункте 130. Аналогичные детали имеют аналогичную нумерацию. Однако, вместо
упругого рычага 139, несущего центрирующий штифт 140, на опорной пластине 138 установлен жесткий рычаг
145, на конце которого расположен несколько удлиненный трубчатый штифт 146, выступающий вниз. Этот
рычаг установлен на горизонтальном шарнире 147, расположенном над опорной пластиной 138, и податливо
смещается в сторону пластины 138 с помощью спиральной пружины 148, зацепляющейся под его удлиненным
внешним концом. Как поворотное крепление, так и его удлиненный внешний конец выполнены в виде
кронштейна 149, при этом основная часть рычага имеет трубчатую форму. На нижней стороне этого
кронштейна имеется фиксатор на 150. Фиксатор, когда рычаг поднят, приводится в действие спусковым
крючком или защелкой 151, имеющей скошенный верхний конец 152, который подпружинивается в положение
зацепления спиральной пружиной 153 70, установленной на кронштейне 136, и поворачивается в точке 154 на
кронштейне 136.
В люльке 28 механизма позиционирования заготовки 1P установлен регулируемый фиксатор 155, который
входит в зацепление с удлиненным нижним концом спускового крючка 151 75 для осуществления его спуска.
Как будет ясно видно на рисунке 6, центрирующий штифт 146 имеет трубчатую форму и регулируется по углу.
Более длинная часть канавки 129, в случае данного механизма удаления 131, представляет собой нижнюю
часть. Короткая ветвь, вместо того чтобы быть внутренней и нижней частью, является верхней и внешней
частью, при этом капля 142 расположена посередине 85 концов более длинной нижней ветви. Изменено и
расположение переключателя 143: нижняя и верхняя ветви канавок 129 соединяются на внешнем конце, а не
посередине более длинной канавки 90.
Угловые соотношения деталей таковы, что когда рама 131 извлекается из станка, держатель заготовки 138
наклоняется вверх под углом, и детали 95 занимают примерно такое положение, как показано на рис. 3. Здесь
спусковой крючок 151 отпущен, и центрирующий штифт 146 удерживает заготовку на опоре 138. Взяв в руки
выдвигающуюся назад рукоятку управления 156, рычаг и центрирующий штифт 146 можно поднять в
положение, показанное на рис. 6, до тех пор, пока спусковой крючок 151 снова не зацепится за фиксатор 150 и
не удержит рычаг 145 в поднятом положении. Затем извлеченную заготовку 105 можно извлечь из держателя
заготовок, и устройство для извлечения 131 готово к использованию для извлечения следующей заготовки.
Заготовка, первоначально поданная в станок после прокатки, 110, и до того, как механизм подхода и
разделения отделит держатель заготовки B и заготовку от валков R1 и Rs, рама 132 оттягивается назад на
небольшое расстояние, пока внешние 115 валки 135 не пройдут через переключатель 143 в верхнюю
короткую ветвь канавки 129.
Это изменяет плоскость держателя заготовки 138 на плоскость верхней поверхности держателя заготовки B.
Затем рама 132 120, перемещаясь вперед с внешними роликами в верхнем пазу и нижними роликами в
нижнем пазу, вставляет внутренний конец держателя заготовки 138 под вогнутый край заготовки 125,
обрабатываемой на вращающемся держателе заготовки B, и слегка выступает под него, ровно настолько,
чтобы войти в него, готовый к проталкиванию. В момент завершения операции прокатки, его вдавливают до
тех пор, пока 130 /[0 250,521 11 промежность вилки не заденет штифт 46.
В этот момент трубчатый центрирующий штифт 146 располагается над верхним коническим центрирующим
штифтом 46, S держателя заготовки, и в тот же момент нижний конец спускового крючка 151 входит в
зацепление с фиксатором на люльке 28 в ее опущенном положении, спусковой крючок нажимается, и рычаг
146 выдвигается в сторону держателя заготовки 138 и спиральной пружины 148. Это позволяет трубчатому
штифту 146 выступать над верхним концом центрирующего штифта 46. Соотношение длин верхней и нижней
ветвей канавок 129, а также диаметра отвода таково, что в данный момент промежуточные ролики 135
находятся в положении, позволяющем войти в отвод 142. Затем оператор нажимает на задний конец рамы
132, поднимая обработанную заготовку с центрального штифта 46 держателя заготовки и перемещая ее в
положение для извлечения, установленное центрирующим штифтом 146 в держателе заготовки 138
механизма извлечения 131. В процессе переноса происходит разделительное движение опорной заготовки B,
что способствует перемещению.
Затем оператор горизонтально выдвигает раму 131 наружу вдоль нижней ветви канавки 129, при этом детали
находятся в относительном положении, показанном на рис. 3.
Сразу после этого новая заготовка, установленная на подающем механизме, подается этим же механизмом.
Таким образом, очевидно, что цели изобретения достигнуты. Машина не только проста, надежна и практична
во всех отношениях, но и все эти, а также другие преимущества достигаются за счет значительного
повышения эффективности машины в целом. Выполняемая работа очень трудоемкая, но потребление
электроэнергии очень экономичное. Вариант реализации механизма подхода и разделения, связанный с
плитой B, а не с перемещающимися роликами R1', R2, или, возможно, более точно говоря, объединение
механизма подхода и разделения с одним из рабочих элементов машины, а перемещающегося механизма с
другим из рабочих элементов машины, не только уменьшает массу, перемещаемую при движениях подхода и
разделения, и за счет уменьшения инерции позволяет ускорить работу машины, но также устраняет ту очень
тяжелую сложность, которая обычно возникает из-за слишком большой концентрации механизмов в одной
конструкции или вокруг нее.
Кроме того, в этой усовершенствованной машине стало возможным применять совершенно новый и весьма
выгодный метод прокатки, главным преимуществом которого является то, что он позволяет выполнять
операции прокатки без ударов рабочих элементов машины. К другим преимуществам относятся
экономичность в эксплуатации и перемещении, а также более точное определение контуров. Этот метод
заключается в относительном завершении 70-го шага приближения заготовки и перемещающихся валков до
завершения обратного шага валков к центру заготовки, в результате чего происходит постепенное
наращивание 75-го рабочего давления! валы с заготовкой защищены от вредных ударов, возникающих при
внезапном наращивании, как это было в машинах более ранних типов. Валки выполняют некоторую работу во
время финишной обработки в ходе обратного движения под углом 80 градусов, благодаря чему они легче
достигают желаемой глубины и начинают свое движение радиально наружу от заготовки на полной глубине,
но с меньшей нагрузкой, что позволяет более точно воспроизвести контур во внутренних областях заготовки.
В данной машине этот метод реализуется путем установления расширенного блокирующего соединения 9(
между упорами 21 и 19) во время обратного движения роликов R1 и R2', постепенно приводя рычаги в
заблокированное положение. Фактически, прижимная плита B достигает максимального подъема на 5
градусов, когда переключатели проходят над центром, и, перемещаясь внутрь над центром в
заблокированное положение, слегка отходит от роликов I1', R2. Это постепенное движение создает 1It)! После
установления первого контакта с перемещающимися валками давление постепенно повышается до
максимума поэтапно, валки постепенно продвигаются к своей глубине, и необходимая глубина фактически
достигается очень скоро, если не сразу, после начала перемещения валков наружу. Благодаря этому методу
достигается новый рабочий цикл: радиальное перемещение валков 110 наружу в рабочем контакте с
заготовкой до тех пор, пока они не отойдут от края заготовки; последующее практически мгновенное движение
разделения, вызванное разблокировкой 115 рычагов, когда упоры 21 входят в зацепление с упорами 20;
практически мгновенное обратное перемещение валков, вызванное срабатыванием концевого выключателя
системы управления (не показан) или любого эквивалентного устройства 120; и возобновление цикла, когда
упоры 21 входят в длительную контактную зону с упорами 19 до завершения обратного перемещения,
постепенно приближаясь к заготовке и 125 рабочим валкам и постепенно наращивая рабочее давление.
Следует отметить, что собаки 19, 20 и 21 дублируются для каждого переключателя, несмотря на то, что
переключателей всего 13! 0 250,521 согласованы. Это, при условии правильной подготовки собак (как и
должно быть всегда), обеспечивает симметрию распределения силы воздействия механизма приближения и
разделения посредством механизма перемещения. Тем не менее, если возникнет какая-либо ошибка
регулировки, она временно устраняется, по крайней мере, с помощью (10 тяжелых шестерен между
отдельными переключателями), и машина продолжит выполнять свою работу приемлемым, если не
идеальным, образом. Таким образом, предотвращается повреждение механизма из-за грубой неправильной
регулировки, :5 и, следовательно, незначительная неправильная регулировка компенсируется самим
механизмом.
При прокатке с точностью до долей тысячных долей дюйма, чего можно достичь на этом станке, такая
симметрия приложения силы и компенсация неточностей регулировки являются существенным
преимуществом.
При практически мгновенном движении разделения нового цикла механизм сближения и разделения
смягчается за счет зацепления люльки 28 с амортизирующими пружинами 157, установленными в основании,
как показано на рисунке 2. Переключатели фиксируются в сближенном положении за счет зацепления
подушечек 159 на рычагах 34 с поверхностями люльки 28 (см. рис. 1b).
Прокатка, разумеется, может осуществляться при натяжении пружин 82 и результирующей относительной
жесткости положения валков Rl, Rs2, установленной на любом заданном значении. Давление может быть
относительно низким, в результате чего рабочие валки R1l, R2 в большей или меньшей степени передают 4C
через значительную часть или всю рабочую зону контакта с заготовкой.
Несмотря на то, что плита прямая, обнаружено, что конические дисопари можно прокатывать путем
прямолинейного перемещения таких податливых валков по линиям, по меньшей мере, параллельно плоской
поверхности плиты.
Метод, применяемый в этой машине, заключается в предварительной настройке пружин 82 для создания
рабочего давления для валков R1l, Ra, превышающего давление, необходимое для обработки любой
обычной заготовки на желаемую глубину, но недостаточного для удержания валков на заготовке в случае,
если рабочее давление в результате каких-либо ненормальных условий превысит нормальное рабочее
давление. В этом случае поверхность вращающейся заготовки-опоры B имеет вогнутую или коническую
форму, чтобы помочь валкам создать желаемый конус. Для их поддержки достаточно лишь 6(), поскольку
неизбежный минимум упругости в колоннах C и других частях механизма, поддерживающих рабочие ролики
R', R2 и опору заготовки B в их относительном положении, вместе с естественным поглощением потерянного
материала и уменьшением толщины пленок и т. д., создает некоторую эластичность.
Следовательно, фактическое углубление или сужение опорной плиты заготовки B происходит под углом
схождения к прямолинейной траектории движения валков RI, R2, существенно меньшим, чем желаемый угол
схождения сужающейся части диска.
Энергия для прокатного стана 75 в основном обеспечивается главным приводным двигателем 12, который
приводит в движение постоянно вращающуюся опору заготовки B, а также, за счет трения с ее опорной (и
рабочей) поверхностью, приводит в движение заготовку 80, расположенную на ней, и перемещающиеся валки
RT, R2. Однако для перемещения валков RI и R2 наружу также требуется значительная мощность. Эта
мощность составляет основную часть мощности, необходимой для операции прядения (85°C), тогда как
мощность, необходимая для вращения опоры заготовки B, заготовки и валков RJ, R2, в основном равна
мощности, необходимой для прокатки.
Таким образом, ролики R1 и R2 подвержены очень высокой осевой тяге. Эта осевая нагрузка воспринимается
упорными подшипниками 158, радиально расположенные ролики которых находятся между центральной
перегородкой 97 роликов и прилегающими дорожками качения 95 радиальных подшипников 95, 96. Съемный
воротник 122 представляет собой предохранительное устройство или защиту от неправильного применения
этого высокого усилия перемещения в случае, если из-за несчастного случая или конструктивных
особенностей рабочие 100 роликов R1, R2 при своем обратном движении соприкасаются друг с другом через
несущие рамы 22. В таком случае увеличение осевой нагрузки при обратном перемещении приводит к
поломке болтов 105, которые крепят муфту 122 на месте, и винта 104, выталкивающего шестерню 116 наружу,
выталкивая ее из зацепления с направляющим роликом 114 и автоматически отключая питание поворотного
двигателя 89. 110 Число модификаций, которым может подвергаться изобретение без отступления от его
общего духа, может быть несколько уменьшено в силу его присущей простоты, но оно, несомненно, может
быть существенно изменено в большинстве, если не во всех, аспектах без отступления от его общего духа и
без ущерба для достигнутых целей.
120 Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем,
что то, что мы заявляем, является: 12.5 1. Машина для прокатки конических колесных дисков, включающая
относительно неподвижную головку, несущую радиально перемещающийся валок или валы для обработки
заготовки, и вращающуюся опору заготовки, имеющую автоматически инициируемое движение приближения
и отдаления от указанного валка или валов для обработки заготовки с целью подачи заготовки к валкам и ее
перемещения от них.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_250522.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=250522&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB250522A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата принятия Конвенции (США): 10 апреля 1925 г. - 250,5. Дата применения (в Соединенном Королевстве): 6
июля 1925 г. Нет, 17 319/25, Заявка принята: август. 26, 1926, ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Улучшенная очистка железа.
Мы, компания NMATHIESO0 ALKALI WOBlKS, корпорация, организованная и действующая в соответствии с
законами штата Вирджиния, Соединенных Штатов Америки, имеющая место ведения бизнеса по адресу: 250,
Парк-авеню, район Манхэттен, город, округ и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, правопреемники
Джорджа Септимуса Эванса, гражданина Соединенных Штатов Америки, проживающего по адресу: 7,
Элизабет-Корт, Оук-Парк, округ Кук, штат Иллинойс, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем, что
характер данного изобретения и способ его осуществления должны быть подробно описаны и определены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям в процессе рафинирования чугуна. Изобретение
относится, в частности, к рафинированию расплавленного железа для производства отливок из закаленного
чугуна, таких как автомобильные колеса, но изобретение также имеет ценность и применимость в связи с
рафинированием чугуна в целом, где требуются высококачественные отливки.
Были выдвинуты различные предложения по рафинированию расплавленного чугуна, поступающего из
вагранки или другой плавильной печи, и перед его отливкой, но предложенные до настоящего времени
методы включали рафинирование отдельных ковшей с расплавленным чугуном целиком, после чего весь
ковш отливался, а последующие ковши обрабатывались свежим рафинирующим материалом. В процессах,
описанных в предыдущих предложениях, удаление образующегося шлака из каждого ковша обычно имеет
важное значение, и в таких процессах часто предусматривают добавление других материалов, таких как
известняк или песок, вместе с рафинирующим материалом для загущения образующегося шлака, чтобы его
было легче удалить после завершения операции рафинирования или чтобы его было легче удерживать во
время заливки отливок. Подобные процессы сопряжены с рядом недостатков. [Цена 1/-] Например, на
практике в таких процессах обычно приходилось использовать избыточное количество рафинирующего
материала для удаления заданного количества серы или иным способом очистки металла, и избыток
рафинирующего материала часто оказывал неблагоприятное воздействие на другие элементы,
содержащиеся в железе и которые нежелательно удалять, такие как кремний и марганец.
Изменения, происходящие в процессе рафинирования в ковше (60 операций), также, как правило, приводят к
непредсказуемым результатам литья из-за колебаний в составе обрабатываемого продукта. Подобные
операции также приводят к задержкам, связанным с задержкой разливки обрабатываемого железа до
завершения процесса рафинирования, что нарушает рабочий процесс литейного производства, а также
приводит к излишнему охлаждению расплавленного металла, иногда ниже желаемой температуры литья,
особенно при отливке легких отливок. Полное удаление шлака, образующегося в таких процессах, также
затруднительно, а в случае сильно щелочных шлаков опасно из-за разбрызгивания шлака, которое очень
агрессивно воздействует на кожу рабочих. Кроме того, неполное удаление шлака приводит к возможности
попадания части шлака в расплавленное железо, что разрушает формы и, как следствие, приводит к
получению некачественных отливок. При использовании материалов для загущения образующегося шлака
они оказывают нежелательный охлаждающий эффект и часто снижают эффективность рафинирующего
материала.
При производстве высококачественного чугуна, и особенно в случае работы по техническим спецификациям,
где необходимо соблюдать жесткие стандарты, химический состав чугуна и физическая структура отливок
имеют важное значение как с точки зрения абсолютного анализа и физических свойств, так и с точки зрения
однородности. Содержание серы и степень раскисления, например, 95, значительно варьируются в обычной
практике вагранки или плавильных печей, и процессы рафинирования по ковшам, описанные в предыдущих
предложениях, не приспособлены для корректировки этих условий с получением продукта равномерно
высокого качества.
В спецификации № 232963 описан усовершенствованный способ рафинирования расплавленного чугуна
щелочными реагентами, такими как кальцинированная сода или смеси кальцинированной соды с такими
материалами, как карбонат кальция, согласно которому поддерживается ванна с расплавленным железом, в
которую подается нечистое железо и из которой отводится рафинированное железо, причем указанная ванна
подвергается воздействию щелочных реагентов, в которые подается свежий рафинирующий материал во
время рафинирования, для поддержания концентрации рафинирующего материала в ванне практически
равномерной на протяжении всего процесса. Настоящее изобретение в одном аспекте представляет собой
развитие метода, описанного в вышеупомянутой спецификации, и его целью является применение
аналогичных принципов к методам очистки, благодаря которым удаление рафинированного металла из ванны
может быть совершенно независимым от выгрузки расплавленного металла из плавильной печи.
30-: В спецификации № 3072 от 1883 года описан резервуар для хранения расплавленного железа, имеющий
входной канал значительной глубины, открывающийся в указанный резервуар у его дна или вблизи него, и
предназначенный для хранения щелочного рафинирующего материала, при этом расплавленное железо
подается в резервуар через входной канал, заполненный рафинирующим материалом, а пена или шлак
остаются в указанном входном канале, в то время как жидкое и очищенное железо попадает в резервуар для
последующего заливки в форму. В отличие от этого, особенностью настоящего изобретения является то, что
расплавленное железо очищается, находясь в ковше, а щелочной рафинировочный шлак поддерживается на
поверхности расплавленного железа в ковше.
Еще одной особенностью настоящего изобретения является то, что отвод рафинированного металла из
ковша не зависит от выгрузки расплавленного железа из печи, но отвод должен осуществляться таким
образом, чтобы не исчерпать всю ванну металла в ковше.
Согласно настоящему изобретению, расплавленное железо выгружается из вагранки или плавильной печи в
ковш, содержащий бассейн с расплавленным железом и щелочной рафинировочной жидкостью, нанесенной
на поверхность указанного бассейна, а рафинированное расплавленное железо отводится из ковша
независимо от выгрузки расплавленного железа из печи в ковш, но в количествах, которые позволят
поддерживать относительно большой бассейн обрабатываемого железа в ковше в течение всей операции.
Добавление и удаление могут быть как периодическими, так и непрерывными, но они регулируются и
планируются таким образом, чтобы резервуар расплавленного железа, контактирующий с рафинировочным
шлаком (в котором накапливаются удаленные примеси), не истощался. Одновременно с этим такой шлак
поддерживается в активном состоянии за счет добавления свежего рафинирующего материала 75. Объём
расплавленного железа относительно велик по сравнению с количеством железа, поступающего в этот объём
или извлекаемого из него.
В мелкомасштабных операциях, таких как те, что проводятся на небольших литейных заводах, где
формовочный процесс прекращается каждый день, шлак может не удаляться до завершения операции, но,
как правило, шлак удаляется время от времени или непрерывно, но только в таких количествах, которые
позволяют поддерживать контакт бассейна шлака с бассейном расплавленного железа. Добавление свежего
щелочного рафинирующего материала к шлаку 90 может осуществляться периодически, как и удаление
избытка шлака. Извлечение расплавленного железа из бассейна для разливки, например, может
осуществляться партиями, составляющими менее 20 или 30% от 95% от текущего содержимого бассейна.
Например, добавление свежего материала к шлаку и удаление избытка шлака может составлять около 10% от
массы шлака или несколько больше. 100 Расплавленное железо из вагранки или плавильной печи может
подаваться в бассейн либо в более или менее непрерывном режиме, либо периодическими партиями.
Расплавленное железо для разливки отводится из бассейна ниже уровня шлака на глубину 105 метров, чтобы
отделить железо от шлака и избежать загрязнения отводимого металла шлаком.
В качестве щелочного рафинирующего материала используется расплавленная кальцинированная сода
(коммерческий карбонат натрия) или эквивалентный щелочной реагент. В качестве рафинирующего
материала для кальцинированной соды может использоваться смесь с известняком, доломитом или
подобными материалами. 115 Другие эквивалентные щелочные химические вещества или земли, такие как
калий, оксид кальция, карбонаты бария или магния, а также различные смеси и пропорции этих реагентов,
также полезны для осуществления изобретения. Если рафинируемый материал представляет собой смесь, то
его целесообразно готовить путем тщательного перемешивания сухих ингредиентов в порошкообразной
форме, после чего смесь сплавляют и разливают в брикеты, или спекают в куски, или брикетируют под
давлением, чтобы предотвратить потерю материала в виде пыли и предотвратить любое вредное
воздействие на здоровье и комфорт рабочих во время работы аппарата, как показано на рис. 1.
На двух рисунках также показаны различные типы смесительных или рафинировочных ковшей, но очевидно,
что использование Y0 определенного типа рафинировочного ковшей не является обязательным ни для
одного из способов проведения процесса. Однако, как будет указано в следующем описании, целесообразно
использовать определенные типы половников. Изображенный на фиг. 1 ковш для расплава металла имеет
нижнюю разливочную конструкцию и включает в себя облицованный огнеупором корпус 9, снабженный
разливочным соплом 10, расположенным в нижней части, а также пробку из огнеупорного материала 11,
приводимую в действие рычагом 12 и устанавливаемую на разливочное сопло, предназначенную для
регулирования выгрузки расплавленного металла из ковша. Изображенный на рис. 85 2 ковш имеет форму
чайника и снабжен сливным носиком, предназначенным для отделения расплавленного металла от
рафинировочного шлака в ковше, причем носик расположен таким образом, чтобы сливать металл из нижней
части 90-градусного бассейна в ковше. Данный ковш представляет собой огнеупорную футеровку 13,
установленную на цапфах и снабженную механизмом наклона.
Внутри ковша расположен сливной носик 14, отделенный от внутренней поверхности ковша огнеупорным
шлаковым мостиком 15, а на противоположной стороне ковша расположен сливной носик 16 для отвода
шлака. Обращаясь к рис. 1, в одном из способов осуществления изобретения сливное отверстие 17
закрывается пластичной глиной обычным способом, и расплавленное железо вместе со шлаком,
образующимся из золы и других примесей в железе, постепенно поднимается в вагранке, при этом более
легкий шлак остается на верхней поверхности, так что, достигнув уровня шлакового отверстия 18 вагранки, он
стекает. 110 Затем отверстие для слива 17 открывается, и металл поступает в ковш 19. Таким образом,
расплавленное железо периодически выводится из вагранки, собираясь или накапливаясь на дне печи. Как
только расплавленное железо начинает поступать в ковш, рафинировочный агент выгружается в желоб
вагранки и смывается в смесительный ковш, или же он может быть выгружен непосредственно в
рафинировочный ковш.
Первоначально добавляется достаточное количество рафинирующего материала для образования
покрывающей ванны на поверхности металла, например, толщиной около 1 дюйма, и это начальное
количество обычно в 2-5 раз больше на тонну, чем используется в течение оставшейся части плавки.
Большое количество заправочного материала, поставляемого в начале процесса, необходимо для его
осуществления. Аналогичным образом, с преимуществом, отдельные реагенты для рафинирования могут
быть сплавлены и отлиты или спрессованы в брикеты или спеченные куски. Рафинировочный материал
используется в таких пропорциях, которые необходимы для достижения максимального снижения содержания
серы и частиц шлака на единицу реагента при минимальном вредном воздействии на другие элементы,
обычно присутствующие в чугуне, а также на футеровку ковша или резервуара, в котором осуществляется
процесс.
Изобретение будет более подробно описано в связи с прилагаемыми чертежами, которые схематически и в
общепринятой форме иллюстрируют устройства, приспособленные для практического применения процесса
изобретения. Следует понимать, что изображенные на чертежах устройства выбраны исключительно в
иллюстративных целях как представляющие типы устройств, в которых может быть реализовано изобретение,
но изобретение не ограничивается операциями, выполняемыми в конкретных типах показанных устройств.
На чертежах на фиг. 1 показан вертикальный разрез нижней части купола вместе с резервуаром для
смешивания или ковшом.
На рис. 2 представлен вид, аналогичный рис. 1, показывающий нижнюю часть модифицированной купольной
мельницы вместе с резервуаром для смешивания другого типа или ковшом и разливочным ковшом, а на рис.
3 — разрез по линии 318-31 на рис. 2, показывающий деталь носика купольной мельницы.
Куполы, изображенные на иллюстрации! Оба изображения на чертежах в целом демонстрируют обычную
конструкцию и принцип работы и включают в себя облицованный огнеупором корпус 1, опирающийся на
опоры 2, дно печи 3, также облицованное огнеупором, которое опирается на дверцы 4, удерживаемые в
закрытом положении опорой 5. Несколько туриер 6 расположены таким образом, что открываются в печь на
некотором расстоянии над ее дном и соединены с общей доменной трубой 7. Также предусмотрен
шлакоотвод 8, открывающийся в печь на небольшом расстоянии ниже фурм.
В связи с изображенным аппаратом будут описаны два общих способа осуществления процесса,
описываемого изобретением: либо непрерывная сливка расплавленного железа из вагранки, либо
периодическое удаление расплавленного железа из вагранки с отделением шлака в самой вагранке. Для
удобства первый из этих двух методов будет описан в аппарате, показанном на рис. 2 / -3 -250,522 1 --- --- -o
250,522, способствующем протеканию желаемой реакции в начале процесса и помогающем поддерживать
однородный состав рафинированного металла на протяжении всего процесса плавки. Начальное количество
поставляемого рафинирующего материала может составлять, например, около 10 фунтов на тонну
вместимости ковша, исходя из содержания кальцинированной соды в рафинирующем материале. В вагранке
или плавильной печи, производительностью около тонн в час, вместимость рафинировочного ковша может
составлять приблизительно тонны или немного больше. 9. Добавление рафинирующего материала к железу,
проходящему через желоб вагранки, имеет то преимущество, что позволяет удалить любую поверхностную
влагу и предотвратить возможность взрыва в рафинировочном ковше.
После того как все расплавленное железо, скопившееся на дне вагранки, вытечет и начнет появляться шлак,
сливное отверстие 17 снова закрывается, и вагранке дают заполниться до тех пор, пока примеси снова не
стекут через шлакоотвод 18, после чего операция повторяется.
Однако после первоначальной обработки добавляется около 11 или меньшее количество рафинирующего
агента, использованного первоначально, например, на тонну металла; последующие добавления
рафинирующего агента могут составлять приблизительно 3 фунта на тонну металла или несколько больше.
Свежий рафинированный материал смешивается со шлаком, содержащим частично отработанный материал,
остающийся на расплавленном железе в ковше, а свежие порции горячего расплавленного железа
смешиваются с рафинированным железом, находящимся в ковше. Очищенное железо извлекается из ковша
через разливочное сопло 10 по мере необходимости для разливки отливок, но в количествах, которые не
позволят полностью израсходовать металлическую ванну в ковше.
После того как уровень шлака на поверхности расплавленного железа в рафинировочном ковше
увеличивается в 2-4 раза, часть шлака удаляется, но остается достаточное количество шлака для
обеспечения достаточного объема ванны для надлежащего проведения операции 5( при последующих
добавлениях металла). При кратковременных перегонках с использованием небольших количеств
рафинирующих материалов шлак может накапливаться на протяжении всей перегонки, и вся масса шлака
может быть удалена по завершении перегонки.
Более выгодный и эффективный способ реализации изобретения заключается в непрерывной сливной струе
расплавленного металла из вагранки в рафинировочный резервуар или ковш. При непрерывной выпуске
расплавленного металла получается более горячая масса, поскольку вагранка постоянно очищается от
шлака, благодаря чему слой кокса ниже уровня футеровки поддерживается в рабочем состоянии за счет
взрыва и может использоваться для нагрева капель расплавленного железа, стекающих по коксу по пути к
поду. Экономию топлива также можно добиться, опустив уровень фурмы.
Непрерывное добавление расплавленного железа в расплавленный металл в смесительном резервуаре
также обеспечивает более равномерную температуру и состав разливаемого железа и позволяет избежать
резких изменений, которые иногда происходят между выпусками расплава из вагранки в случае прерывистого
выпуска. 75 Обращаясь к рис. 2, при таком способе осуществления изобретения расплавленный металл
более или менее непрерывно отводится из вагранки через выпускное отверстие 20 по мере его плавления, а
шлак и примеси, образующиеся в процессе плавки в вагранке, удаляются путем их снятия по мере того, как
металл поступает из вагранки в смесительный ковш 21. Для этой цели предусмотрен шлакоотвод 85, металл
проходит через ловушку 22 под шлаковым мостиком 23, а шлак удаляется через патрубок 24. При таком
способе осуществления процесса выпускное отверстие 20 90 сначала закрывается, и расплавленному железу
позволяют накапливаться в вагранке до тех пор, пока оно не приблизится к шлаковому отверстию 25, после
чего выпускное отверстие открывается, и металлу позволяют непрерывно течь 95 по всей длине плавки,
проходя через шлакоуловитель под мостом.
Рафинируемый материал либо выгружается в носовую часть (100-й патрубок) за мостиком и поступает в
рафинировочный ковш вместе с расплавленным железом, либо рафинируемый материал может выгружаться
в ковш напрямую. Как уже описывалось ранее, на начальном этапе используется большее количество
рафинирующего материала на тонну металла, чем впоследствии. После того как весь первоначально
собранный расплавленный чугун вытечет из вагранки, шлак начинает отделяться вместе с потоком чугуна и
снимается, в то время как расплавленный чугун продолжает проходить через шлакоуловитель и поступать в
рафинировочный ковш с более или менее равномерной скоростью в час.
Рафинировочный материал можно добавлять либо к расплавленному железу, протекающему через носик, и
давать ему стекать в ковш, либо выливать в ковш каждые 5–20 минут в течение оставшегося времени
нагрева, либо по мере необходимости для достижения наиболее равномерного результата. 120
Первоначально, перед добавлением рафинирующего материала в ковш заливается достаточное количество
расплавленного металла, чтобы герметизировать отверстие в носике ковша и предотвратить попадание
рафинирующего материала в носик, а затем в ковше удерживается достаточное количество расплавленного
металла, чтобы обеспечить герметичность носика. Шлак удаляется из ковша, показанного на рисунке, путем
опрокидывания ковша назад и переливания. 130 Трудности, ранее встречавшиеся при рафинировании чугуна,
заключались в неоднородности металла, поступающего из вагранки или плавильной печи, или из операций
пакетного рафинирования, и данное изобретение хорошо подходит для преодоления трудностей такого рода.
Еще одним важным преимуществом настоящего изобретения является то, что оно позволяет использовать
больший процент металлолома в шихте вагранки или плавильной печи с экономией затрат на смесь и
одновременно получать более однородный металл с меньшими литейными потерями.
Это изобретение также позволяет использовать лом более низкого качества, например, лом с чрезмерно
высоким содержанием серы, который в настоящее время не поступает в промышленность. 75 Вся индустрия
производства колес из закаленного чугуна основана на так называемых охлаждающих свойствах
расплавленного чугуна определенного состава при отливке в чиллере. Это свойство зависит от состава и
физического состояния железа, и для обеспечения удовлетворительных результатов необходимо
поддерживать металл в очень строгих пределах. При производстве колес из закаленного чугуна в обычной
литейной практике 85 эта характеристика качества закалки контролируется с помощью слитков для испытаний
на закалку, которые отливаются примерно через каждые 20-30 отлитых колес. Затем, по мере необходимости,
производятся изменения в составе смеси в вагранке или плавильной печи, или добавляются корректирующие
сплавы в ковш, чтобы поддерживать температуру охлаждения в надлежащем диапазоне на протяжении всего
процесса плавки. В ходе коммерческого применения данного изобретения в течение года было установлено,
что слитки, полученные в ходе испытаний на охлаждение, или контрольных испытаний, демонстрируют более
равномерные результаты, то есть остаются в более узком диапазоне охлаждения при использовании
процесса непрерывной рафинировки и смешивания, описанного в данном изобретении, чем в случае, когда
расплавленное железо из аналогичных шихтовых смесей отливается без рафинирования.
В качестве иллюстрации приводится следующая запись данных по типичной партии 105 кубометров чугуна,
охватывающая приблизительно 300 стандартных железнодорожных колес из закаленного чугуна.
Каждое испытание проводилось через каждые 30 колес.
В первой таблице показаны результаты фактического испытания на охлаждение контрольных слитков из
плавки 110, отлитых в соответствии с обычной практикой, а во второй таблице — результаты испытания
слитков из плавки, в которой использовался процесс повторного обжига, описанный в настоящем
изобретении.
Избыток шлака удаляется через патрубок 16.
Очищенное железо отводится через носик ковша в разливочный ковш 26 по мере необходимости для
разливки и без особого учета процесса рафинирования, при этом шлаковая ванна удерживается огнеупорным
мостиком 15. Таким образом, горячее расплавленное железо, только что вынутое из вагранки, вместе с
дополнительными порциями свежего рафинирующего материала небольшими порциями непрерывно
смешивается с более холодным и рафинированным железом в ковше, а также со шлаковой ванной,
содержащей частично отработанный реагент, на железе в ковше.
Таким образом, обеспечивается поддержание более или менее однородного состава металла, а также
поддержание более или менее однородной температуры на протяжении всего процесса плавки.
23 В рафинировочном ковше, при любом способе работы, рафинировочный шлак постоянно контактирует с
расплавленным металлом.
Соседние файлы в папке патенты