CS263355B1 - Spůsob výrobytvarovaných výkovkov z trieskového odpadu - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká ekonomicky výhodného spracovania technologických trieskových odpadov z konštrukčnej jemnozrnnej uhlíkovéj ocele a liatiny. Podstatou riešenia je, že triesky sa rozdrvia na částice s rozmerom do 9 mm, odmastia premytím a sušia pri teplote 100 až 200 °C, predhutnia tlakom 100 až 300 MPa na polotovar, ktorý sa po krátkodobom ohřeve na teplotu 850 až 1 200 °C prechodom prúdu priamo cez polotovar spracúva kováním v uzavretej zápustke dynamickým rázom rýchlosťou 0,3 až 10 m.s*U pri tlaku 800 až 1 200 MPa a následné sa pomaly ochladzuje na vzduchu.

Description

Vynález sa týká spůsobu výroby tvarových výkovkov z polotovarov připravených priamo z kovového trleskového odpadu.

V súčasnosti najpoužívanejšia technológia spracovania trleskového odpadu briketováním vykazuje celý rad problémov spojených so skladováním triesok, ich přepravou do hutí, přetavováním a opStovným spracovaním na polotovary a přepravou do miesta ich dalšieho spracovania.

Využitie triesok v hutiach je závislé predovšetkým na druhu peci, v ktorých sa triesky tavia a na spůsobe ich úpravy. Pri přetavovaní dochádza ku značným stratám materiálu prepalom, nehovořiac o tom, že niektoré drahé legúry sa pri přetavovaní úplné stratia.

Za súčasného stavu techniky najbežnejšie zaužlvaný spůsob spracovania trleskového odpadu priamo v strojárskych závodoch je drvenie so zvýšením priemernej hodnoty mernej hmotnosti třískového odpadu asi na trojnásobok. Zaužívané briketovacie lisy spracovávajú tento odpad na brikety s měrnou hmotnosťou 5,3 kg.drn³, ktoré sa potom používajú ako vsádzkový materiál v ocellarňach. Stúpajúca cena ocele, ako aj ostatných materiálov, nutí výrobcov a užlvatelov týchto materiálov hladať rezervy v nových technologických metodách, obzvlášť bezstratovým recirkulačným spůsobom spracovania odpadu so šetřením energie, ako aj skracovanlm výrobného cyklu.

Novou technológiou spracovania triskového odpadu, priamym lisováním práškov a triesok, sa zaoberali v zahraničí, konkrétné v Japonsku, kde boli experimentálně zhótované výlisky metodou redukovania za tepla, pričom triesky zbavené nečistůt boli nasypané do nosnej trubky, a takto vniekolkých stupňoch redukované na požadovaný stupeň zhutnenia. Rovnako boli ověřované možnosti priameho zlisovávania trleskového odpadu konvenčným lisováním za tepla, predom spekaných polotovarov.

vychádzajúc z tohto stavu světověj techniky boli ověřované možnosti priameho zlisovania trleskového odpadu přípravou polovýliskov získaných kalibrováním za tepla. Vzhladom na nedostatok technologických parametrov a údajov vykazovali výrobky značné nedostatky pokial išlo o kvalitu a požadované vlastnosti konečných výrobkov oproti výrobkom zhotoveným konvenčně z původných materiálov. Preto bola vyvinutá technológia spracovávania trleskového odpadu konštručnej jemnozrnej uhlíkovéj ocele používanéj na různé zvárané konštrukcie, výrobu ohýbaných profilov a trubiek, na súčiastky strojov, ako aj na súčistky tepelných energetických zariadení a tlakových nádob. Taktiež trleskového odpadu liatiny na odliatky s hrúbkou 5 až 100 mm například pre súčiastky ako sú klukové a vačkové hriadele, ozubené kolesá, válce, piesty a piestne krúžky, a to priamo z trleskového odpadu bez pretavovania priamo v mieste vzniku tohoto >dpadu.

Jedna z možnosti odstránenia vyššie uvedených problémov pri znovuvyužití trleskového odpadu rieši aj spůsob výroby tvarovaných výkovkov z trleskového odpadu z konštrukčnej jemnozrnnej uhlíkovej ocele alebo liatiny podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že triesky sa rozdrvia na částice s rozmerom do 9 mm, odmastia premytím, odstredia a sušia pri teplote 100 až 200 °C, predhutnia sa tlakom 100 až 300 MPa na polotovar, ktorý sa spracuje kováním po krátkodobovom ohřeve na teplotu 850 až 1 200 °C prechodom prúdu priamo cez polotovar pri tlaku 800 až 1 200 MPa v uzavřetej zápustke dynamickým rázom rýchlosťou 0,3 až 10 m.s^-1 a následné sa pomaly ochladzujú na vzduchu.

Pri niektorých typoch liatiny je vhodné predhutnený polotovar před kováním spekat vo vákuu pri teplotl 950 až 1 000 °C po dobu 50 až 70 min.

Výhodou riešenia podlá vynálezu je v prvom radě kvalitný výrobok, ktorý dosahuje takmer stopercentnú mernú hmotnost původného materiálu. Metalografický rozbor trieskových výkovkov dokázal, že v procese kovania sa vytvořil dostatečný počet kontaktných plůch, takže pri navrhovanéj technologii, s dodržením technologických parametrov, možno předpokládat dokonalé epojenie častíc. Pevnost v ohybe a v tadu týchto výkovkov je len velmi málo nižžia ako pevnost toho istého materiálu v klasickom převedení. Naopak, tvrdost je vplyvom mierneho zakale3 nia pri ochladení po kovaní vyššia, čo možno považovat za vyšší účinok. Za technický pokrok třeba považovat jednu z nových možnosti bezstratového spósobu znovuspracovania trieskového odpadu so značnými energetickými, časovými a čo do počtu operácii podstatné nižšími nárokmi. Kovanie trieskového odpadu vykazuje všetky výhody přesného kovania. Kováním pórovitých výliskov v uzavretej zápustke sa vyrobí výkovok na jeden zdvih kovacieho lisu bez výronku.·

Spósobom podlá vynálezu boli zhotovené a overené výkovky v tvare valčekov s rozmermi 0 20x11 mm, ktoré boli potom skúšané na pevnost v ohybe, v tahu a na tvrdost a porovnávané s etalónom zhotoveným z póvodného materiálu. Použité boli odpady triesok konštrukčnej jemnozrnnej ocele s obsahom uhlíka 0,1 až 0,45 % a tvárnéj liatiny, ktorej štruktúra je tvořená perlitam, feritom a zrnitým grafitom. Vytriedené triesky s rozmermi pod 9 mm sa premyli vliehu, odetredili a vysušili v sušičke pri teplote +100 °C. Z týchto materiálov sa predhutnili vzorky v tvare valčekov o rozmeroch 0 20x11 mm pri tlaku 100 MPa u liatiny a 300 MPa u ocele. Relativná měrná hmotnost bola okolo 68 % pre ocel a 64,5 % pre liatinu. Po kalibrovaní pri teplote 600 až 900 °C sa dosiahla výsledná měrná hmotnost výrobkov blízka teoretickej hodnotě hustoty. Polovýlisky sa zhutňovali tlakom 900 MPa u liatiny a 1 200 MPa u ocele Následné sa polovica vzoriek spekala vo vákuovej peci za účelom zváčšenia počtu kontaktných plóch medzi trieskami a na odstránenie zbytkov kysličníkov. Spekanie prebiehalo pri teplote 1 000 °C v čase jednej hodiny s pomalým chladnutím priamo v peci. Následné sa vzorky kovali za poloohrevu na kovaciu teplotu 850 až 1 200 °C pre ocel a 950 až 1 100 °C pre liatinu, priamo prechodom elektrického prúdu cez polotovar v delenej dutině grafitového telesa nástro ja. Takto sa zabezpečila ochranná atmosféra pri ohřeve a minimálna doba přenosu ohriatého polotovaru do kováčej zápustky. Polotovar bol zhutněný dynamickým rázom rýchlosťou 0,3 m.s¹ na takmer 100 t-númernú hmotnost. Výkovok po kovaní chladol na vzduchu.

Druhá polovica vzoriek bola priamo podrobená zhutneniu v procese kovania bez predchádzajúceho spekania.

Pri skúškach na pevnost v ohybe oproti etalonu z póvodného materiálu, ktorého medza pevnosti v ohybe bola 1 128,12 MPa potom priemerné hodnoty u jednotlivých vzoriek vykazovali hodnoty 1 112,04 MPa, 1 091,35 MPa v niektorých pripadoch až 1 147,30 MPa pre ocel. Skúšky pevnosti v tahu vykazovali 499,12 MPa a predlženie 2,0 mm.

Skúška tvrdosti pre ocel podlá Vickersa pri zatažení 30 kg a době 15 s bola v střede u výkovku 263 s pevnostou v tahu 840 MPa a po bokoch boli namerané hodnoty 222 až 264 na výkovku, pre liatinu boli na výkovku namerané hodnoty v střede 540 až 584 a ostatně merané miesta v rozmedzí 531 až 618.

Pokial ide o mernú hmotnost porovnávaná oproti póvodnému etalonu (7,00 g.cm^-3), vykazovali skúšky po slisovaní, spekanl a kovaní u liatiny hodnoty 6,976 až 7,027 až 7,065 a u —3 —3 ocele oproti etalonu 7,784 g.cm nemařené hodnoty v rozmedzí 7,705 až 7,751 g.cm , čo odpovedá,takmer 99 4 póvodného materiálu.

Vzorky na skúšky v ohybe a tahu boli zhotovené tak, že z výlisku sa zo středu valčeka vyřezala dostička rovnoběžná s jeho osou. Z nej sa nařezalo a vybrúsilo 5 skúšobných vzoriek z každého druhu na rozměr 1,5x1,5x20 mm. Na metalografický rozbor štruktúry výkovkov sa použili časti valčekov získané rozřezáním vzoriek pri ich príprave na tahové skúšky. Taktiež na skúšky tvrdosti sa použili tieto časti výkovkov. Vzdialenosť jednotlivých vpichov bola 1,5 mm.

Z výsledkov skúšok možno předpokládat, že pri vSčších výkovkoch aj rozdiely hodnót v tahu a ohybe budú podstatné menšie, nakolko merania boli prevádzané na vzorkách velmi malého prierezu a rozměru.

Z výsledkov je vidiet, že spekanie nemá vplyv na výsledné mernú hmotnost materiálov po kovaní, ale každopádně zvyšuje súdržnost častíc polotovaru, co umožňuje lepšiu manipuláciu. Lepšie celkové hodnoty sa ukázali u výkovkov predtým spekaných, ale praktické využitie novovyvinutej technologie spracovania trieskového odpadu je aj pre prvý spósob, t.j. bez prechádzajúceho spekania.

Ďalším vývojom navrhovanej technologie a rozšířením sortimentu výrobkov je možnost uplatnenia v tých istých oblastiach ako u výrobkov z póvodného materiálu, obzvlášť v prípadoch, kde nie sú kladené Speciálně požiadavky na niektoré z daných vlastností a parametrov.

Claims (2)

1. Spósob výroby tvarovaných výkovkov z trieskového odpadu z konštrukčnéj jemnozrnnej uhlíkovéj ocele alebo liatiny, vyznačujúci sa tým, že triesky sa rozdrvia na částice s rozmerom do 9 mm, odmastia premytím a sušia pri teplote 100 až 200 °C, predhutnia tlakom 100 až 300 MPa na polotovar, ktorý sa spracúva kováním v uzavřetej zápustke dynamickým rázom rýchlosťou 0,3 až 10 m.s~l pri tlaku 800 až 1 200 MPa po krátkodobom ohřeve na teplotu 850 až

1 200 °C prechodom prúdu priamo cez polotovar a následné sa pomaly ochladzuje na vzduchu.

2. Spósob výroby podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že predhutnený polotovar sa před kováním speká vo vákuu pri teplote 950 až 1 000 °C po dobu 50 až 70 minút a ochladí sa.

Severografia, n. p., MOST