RU2170142C2

RU2170142C2 - Lining

Info

Publication number: RU2170142C2
Application number: RU99109079/02A
Authority: RU
Inventors: И.Д. Лезник; Ю.С. Павлюков; И.И. Цыпин
Original assignee: ООО "Металлургические системы"
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2001-07-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to structural elements of apparatuses for grinding or transportation of minerals or another abrasive material and, namely, to linings. Lining is made in the form of slab from strong plastic with inclusions of wear- resistant cast iron modified by superfine ceramics composed of, wt %: C 3.20-3.30, Si 0.70-1.10, Mn 0.55-0.75, Cr 0.25-0.35, Cu 0.15-0.25, Mg 0.003-0.005, Al 0.35-0.55, Ti 0.01-0.03, Ce 0.02-0.04, S 0.043-0.053, P 0.14-0.16, and Fe - the balance. Inclusions occupy 30 to 75% of working surface of slab. EFFECT: prolonged lifetime of apparatuses exposed to abrasive effect with marked reduction of expenses on manufacturing lining. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике дробления или перемещения различных материалов, а именно к внутренней облицовке (футеровке) устройств, подверженных абразивному износу. The invention relates to techniques for crushing or moving various materials, namely, to the inner lining (lining) of devices subject to abrasive wear.

Известна принятая в качестве ближайшего аналога футеровка, содержащая плиты прямоугольной формы из прочного пластичного материала со вставками из износостойкого материала на рабочей поверхности, которые выполнены на всю ширину плиты, расположены под углом (40-60)^o к продольной оси плиты и занимают (35-60)% рабочей поверхности плиты. Поперечное сечение вставок имеет форму трапеции, большее основание которой заглублено в тело плиты, а плиты имеют выемки по периметру (SU, 1327961 A1, 07.08.87, B 02 C 17/22). Изобретение предназначено для увеличения срока службы и повышения технологичности плиты. Согласно описанию изобретения износостойкие вставки изготавливаются из высокохромистого чугуна.A known lining, adopted as the closest analogue, contains a rectangular plate made of strong plastic material with inserts of wear-resistant material on the working surface, which are made over the entire width of the plate, are located at an angle of (40-60) ^o to the longitudinal axis of the plate and occupy (35- 60)% of the working surface of the plate. The cross section of the inserts is in the form of a trapezoid, the larger base of which is buried in the body of the plate, and the plates have recesses around the perimeter (SU, 1327961 A1, 08/07/87, B 02 C 17/22). The invention is intended to increase the service life and improve the manufacturability of the stove. According to the description of the invention, wear-resistant inserts are made of high chromium cast iron.

Изобретение согласно материалам заявки позволяет повысить срок службы стенки бункера в несколько раз. Однако известные износостойкие материалы, в том числе и высокохромистый чугун, требует для своего изготовления большого расхода хрома, молибдена и других дефицитных и дорогостоящих легирующих добавок, что резко удорожает футеровку. Так, например, в упомянутой футеровке использован износостойкий чугун ИЧ300Х18Г3, содержащий 18% хрома. Повышение износостойкости, например, в способе по патенту РФ N 2080961 C1, 10.06.97, B 22 D 27/20, обеспечивается при использовании в чугуне хрома в количестве 20,1%. The invention according to the application materials allows to increase the service life of the wall of the hopper several times. However, well-known wear-resistant materials, including high-chromium cast iron, require a large consumption of chromium, molybdenum and other scarce and expensive alloying additives for their manufacture, which dramatically increases the cost of lining. So, for example, wear-resistant cast iron ICH300X18G3 containing 18% chromium was used in the said lining. The increase in wear resistance, for example, in the method according to the patent of the Russian Federation N 2080961 C1, 10.06.97, B 22 D 27/20, is provided when using chromium in cast iron in an amount of 20.1%.

Предложенное изобретение предназначено для повышения срока службы футеровки при одновременном повышении экономичности ее использования за счет снижения в материале износостойких вставок легирующих добавок. The proposed invention is intended to increase the service life of the lining while improving the efficiency of its use by reducing wear-resistant inserts of alloying additives in the material.

Технический результат достигается за счет того, что футеровка содержит плиты из прочного пластичного материала со вставками из износостойкого материала на рабочей поверхности плиты, размещенными по всей ширине каждой плиты, поперечное сечение вставок имеет форму трапеции, большое основание которой заглублено в тело плиты. Вставки занимают (30-75)% рабочей поверхности плиты, а в качестве износостойкого материала используют износостойкий чугун, модифицированный ультрадисперсной керамикой, имеющий следующий состав, мас.%:
C 3,20-3,30, Si 0,70-1,10, Mn 0,55-0,75, Cr 0,25-0,35, Cu 0,15-0,25, Mg 0,003-0,005, Al 0,35-0,55, Ti 0,01-0,08, Ce 0,02-0,04, S 0,043-0,058, P 0,14-0,16, остальное - железо.The technical result is achieved due to the fact that the lining contains plates of strong plastic material with inserts of wear-resistant material on the working surface of the plate, placed across the entire width of each plate, the cross section of the inserts has the shape of a trapezoid, a large base of which is buried in the body of the plate. The inserts occupy (30-75)% of the working surface of the plate, and wear-resistant cast iron modified with ultrafine ceramic, having the following composition, wt.%:
C 3.20-3.30, Si 0.70-1.10, Mn 0.55-0.75, Cr 0.25-0.35, Cu 0.15-0.25, Mg 0.003-0.005, Al 0.35-0.55, Ti 0.01-0.08, Ce 0.02-0.04, S 0.043-0.058, P 0.14-0.16, the rest is iron.

Плиты преимущественно имеют прямоугольную форму и при закреплении на защищаемой поверхности размещены продольной осью поперек направления потока измельчаемой или транспортируемой массы. The plates are predominantly rectangular in shape and when mounted on the surface to be protected are placed along the longitudinal axis transverse to the flow direction of the ground or transported mass.

Вставки целесообразно размещать под углом (40-60)^o к продольной оси плиты либо в шахматном порядке поперек потока абразивной массы.The inserts should be placed at an angle of (40-60) ^o to the longitudinal axis of the plate or staggered across the flow of abrasive mass.

Изобретение поясняется чертежами, на котором изображены:
- на фиг. 1 - футеровочная плита, вид сверху;
- на фиг. 2 - сечение А-А, фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, which depict:
- in FIG. 1 - lining plate, top view;
- in FIG. 2 - section AA, FIG. 1.

Футеровка имеет плиты 1 преимущественно прямоугольной формы. Плиты могут быть и другой формы при условии образования при их совмещении единой неразрывной формы поверхности футеровки. Плиты выполнены из прочного пластичного материала, например из углеродистой стали. В них закреплены износостойкие вставки 2, отлитые из материала вышеприведенного состава. Вставки целесообразно размещать под углом (40-60)^o к продольной оси плиты, которая в свою очередь должна размещаться поперек направления 4 потока горной или другой измельчаемой или транспортируемой массы. Плиты 1 могут иметь отверстия 3 для их соединения электросваркой с защищаемой поверхностью. Преимущественно сварка производится по периметру плит. Нижнее основание 5 вставки 2 шире верхнего основания 6, являющегося рабочей поверхностью вставки. Площадь рабочих поверхностей вставок составляет (30-75)% рабочей поверхности плиты.The lining has plates 1 of predominantly rectangular shape. The plates can be of another shape, provided that when combined, they form a single, inextricable surface of the lining. Plates are made of durable ductile material, such as carbon steel. They are fixed wear-resistant insert 2, cast from a material of the above composition. It is advisable to place the inserts at an angle of (40-60) ^o to the longitudinal axis of the plate, which in turn should be placed across the direction 4 of the flow of the mountain or other ground or transported mass. Plates 1 may have holes 3 for their connection by electric welding with a protected surface. Mostly welding is performed around the perimeter of the plates. The lower base 5 of the insert 2 is wider than the upper base 6, which is the working surface of the insert. The area of the working surfaces of the inserts is (30-75)% of the working surface of the plate.

Изготавливают футеровку следующим образом. Предварительно выплавляют износостойкий чугун указанного выше состава, модифицируют расплав ультрадисперсной керамикой, в качестве которой могут использоваться оксид алюминия, другие оксиды, карбиды, бориды и пр. с размером частиц в расплаве порядка нескольких сотых или тысячных долей микрона, после чего отливают вставки трапецеидальной формы поперечного сечения. Вставки располагают под соответствующим углом и на требуемом расстоянии друг от друга в полости литейной формы, которую заполняют расплавом стали. Благодаря трапецеидальной форме вставок при охлаждении стали образуется монолитная конструкция плиты с закрепленными в ней вставками. Затем плиты приваривают к защищаемой поверхности устройств, взаимодействующей с перемещаемой абразивной массой. Lining is made as follows. The wear-resistant cast iron of the above composition is preliminarily melted, the melt is modified with ultrafine ceramics, which can be used as alumina, other oxides, carbides, borides, etc. with a particle size in the melt of the order of several hundredths or thousandths of a micron, and then inserts with a trapezoidal transverse shape are cast sections. The inserts are placed at an appropriate angle and at the required distance from each other in the cavity of the mold, which is filled with molten steel. Due to the trapezoidal shape of the inserts during cooling of the steel, a monolithic plate structure with inserts fixed in it is formed. Then the plates are welded to the protected surface of the devices, interacting with the moving abrasive mass.

Предложенная футеровка работает следующем образом. The proposed lining works as follows.

При перемещении абразивной массы по направлению 4 (фиг. 1) она взаимодействует с поверхностью износостойких вставок 2. При этом поверхность плиты разрушается только после того, как происходит разрушение износостойких вставок. When moving the abrasive mass in direction 4 (Fig. 1), it interacts with the surface of the wear-resistant inserts 2. At the same time, the surface of the plate is destroyed only after the destruction of the wear-resistant inserts.

Предложенное изобретение имеет ряд преимуществ, главным из которых является то, что вставки из указанного материала, специально разработанного заявителем для получения высокой износостойкости, сопоставимой, согласно проведенным исследованиям, с износостойкостью лучших известных заявителю высокохромистых чугунов и высоколегированных сталей, содержат чрезвычайно малые количества легирующих материалов, что определяет их относительно низкую стоимость. Кроме того, этот материала имеет температуру плавления около 1140^oC, существенно ниже температуры плавления (порядка 1220^oC) углеродистой стали, в связи с чем при заливке сталью формы плиты происходит подплавление наружной поверхности вставок и более прочное их закрепление в плите футеровки. Это дает возможность отказаться от выступов на вставках и от выемок по периметру плит, предусмотренных в авторском свидетельстве N 1327961. Отсутствие выступов на вставках дает возможность разместить их значительно ближе друг к другу, чем в известной футеровке. Экономичность использования предложенного износостойкого материала дает возможность занимать износостойкими вставками до 75% от общей площади футеровки и тем самым резко повысить ее долговечность.The proposed invention has several advantages, the main of which is that inserts from the specified material, specially developed by the applicant to obtain high wear resistance, comparable, according to studies, with the wear resistance of the best known to the applicant high chromium cast irons and high alloy steels, contain extremely small amounts of alloying materials, which determines their relatively low cost. In addition, this material has a melting point of about 1140 ^o C, significantly lower than the melting temperature (about 1220 ^o C) of carbon steel, and therefore when the plate is filled with steel, the outer surface of the inserts is melted and more firmly fixed in the lining plate. This makes it possible to abandon the protrusions on the inserts and the notches along the perimeter of the slabs provided for in the copyright certificate N 1327961. The absence of protrusions on the inserts makes it possible to place them much closer to each other than in the known lining. The economical use of the proposed wear-resistant material makes it possible to occupy wear-resistant inserts up to 75% of the total area of the lining and thereby dramatically increase its durability.

Claims

1. A lining containing slabs of durable plastic material with inserts of wear-resistant material on the working surface of the slab placed over the entire width of each slab, the cross section of the inserts is in the form of a trapezoid, the large base of which is buried in the body of the slab, characterized in that the inserts occupy 30 - 75% of the working surface of the plate, and wear-resistant cast iron modified with ultrafine ceramic, having the following composition, wt.%:
C - 3.20 - 3.30
Si - 0.70 - 1.10
Mn - 0.55 - 0.75
Cr - 0.25 - 0.35
Cu - 0.15 - 0.25
Mg - 0.003 - 0.005
Al - 0.35 - 0.55
Ti - 0.01 - 0.03
Ce - 0.02 - 0.04
S - 0,043 - 0,053
P - 0.14 - 0.16
The rest is Iron
2. Lining according to claim 1, characterized in that carbon steel is used as a durable plastic material.

3. The lining according to claim 1, characterized in that the plates are rectangular in shape and when mounted on the surface to be protected are placed along the longitudinal axis transverse to the direction of flow of the mass to be moved.

4. Lining according to claim 1, characterized in that the inserts are placed at an angle of 40-60 ° to the longitudinal axis of the plate.

5. Lining according to claim 1, characterized in that the inserts are staggered across the direction of flow of the mass to be moved.