КОРОНКА ДЛЯ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Полезная модель относится к области черной металлургии, а именно, к доменному производству и может быть использована для вскрытия канала чугунной летки для выпуска чугуна.
В доменном производстве летка для выпуска чугуна является наиболее уязвимым местом в конструкции горна. Течение чугуна в канале летки на всем протяжении выпуска происходит в сильно турбулентном режиме с довольно высокой линейной скоростью истечения чугуна, с дальним полетом струи и повышенной кинетической энергией. Это приводит к большому разбрызгиванию чугуна и шлака, недостаточному разделению чугуна и шлака в главном желобе и повышенным потерям металла со шлаком.
Известно устройство для вскрытия канала чугунной летки доменной печи, представляющее сверло с перовым наконечником, которое состоит из бура-молота, изготовленного из круглой стальной заготовки, с перовым резцом. Угол при вершине центровочного перового резца составляет 60-65°, причем он дополнительно оснащен с боков двумя резцами с углом при основании 35-40°. Недостатком известного устройства является то, что сверло с перовым наконечником во время вскрытия канала чугунной летки испытывает значительное сопротивление, которое увеличивает длительность процесса сверления, затраты электроэнергии, кроме того, плохо удерживается центровка, что приводит к отклонению канала от проектной оси чугунной летки и, соответственно, ухудшает работу доменной печи [1].
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является коронка для ударно-вращательного бурения [2], включающая корпус со сквозным центральным отверстием, содержащая трехперую головку долоточного типа,
имеющую резцы. При этом угол заточки резцов головки составляет 67°, а корпус имеет конусоподобную форму, в которой основание конуса расположено со стороны резцов. Коронка изготавливается кованной из дорогостоящей стали марки 55С2. Данная коронка используется преимущественно для вскрытия леток доменных печей.
Данная конструкция коронки, позволяет увеличить скорость бурения и уменьшить расход коронок при бурении за счет твердости и упругости материала коронки. Однако данная конструкция не обеспечивает стабильность выпуска продукта плавки при вскрытии летки доменной печи и необходимую безопасность при работе, что обусловлено тем, что корпус буровой коронки имеет коническую форму, в которой основание конуса расположено со стороны резцов. В результате этого при вскрытии летки доменной печи не обеспечивается точная калибровка вскрытого отверстия, что приводит к резкому выбросу металла из печи и большое его разбрызгивание, что увеличивает материалоемкость процесса плавки. Следует также отметить, что применение в качестве материала коронки рессорной стали 55С2 увеличивает стоимость коронки.
В основу полезной модели поставлена задача создания такой коронки для ударно-вращательного бурения, в которой путем выполнения резцов с оптимальными углами резания обеспечивается точность калибровки отверстия для вскрытия летки доменной печи, что позволяет снизить материалоемкость процесса плавки и повысить безопасность при работе.
Поставленная задача решается тем, что в известной коронке для ударно-вращательного бурения, включающей корпус со сквозным центральным отверстием, содержащей трехперую головку долоточного типа, имеющую резцы, согласно полезной модели, угол резания резцов головки составляет 30-45°.
Кроме того, угол заточки резцов головки составляет 60-75°
Предпочтительно, когда корпус имеет цилиндроподобную форму.
При вскрытии канала летки доменной печи используют механизм ударно-вращательного бурения, содержащий штангу, на конце которой установлена коронка. При бурении головка коронки испытывает значительное сопротивление, которое
приводит к длительности процесса сверления отверстия летки, что повышает затраты электроэнергии, большому расходу бурильных коронок и приводит к частому выходу из строя механизмов машины для вскрытия летки. Кроме того, при сверлении отверстия важным моментом является точность калибровки отверстия сверления, что влияет на технико-экономические показатели доменной печи.
Выполнение корпуса коронки с трехперой головкой, у которой угол резания резцов головки составляет 30-45°, повышает точность калибровки отверстия при вскрытие канала летки и обеспечивает значительное снижение сопротивления. При этом обеспечивается достаточная жесткость для пробивания чугунной корки в конце канала летки. В результате этого не происходит самопроизвольное выбрасывание чугуна и шлака, что позволяет снизить материалоемкость процесса плавки и повысить безопасность при работе, так как не происходит разбрызгивание чугуна и шлаков. Данный угол определен опытным путем и является оптимальным. При угле резания менее 30° снижается точность калибровки вследствие снижения скорости сверления отверстия и прочности резца, а при угле резания более 45° снижается точность калибровки и увеличивается сопротивление вследствие уменьшения точности центровки головки коронки.
Выполнение угла заточки резцов головки 60-75° обеспечивает более быстрое раскрытие канала летки доменной печи. При угле заточки резцов менее 60° не обеспечивается достаточная прочность резцов, что приводит к поломке коронки при увеличении нагрузки на головку. При угле заточки резцов более 75° увеличивается сопротивление при вскрытие канала летки и увеличивается длительности процесса сверления отверстия летки, что повышает затраты электроэнергии и увеличивает нагрузки на штангу, на которой установлена коронка. В результате этого происходит поломка штанги и выход из строя механизма сверления.
Выполнение корпуса коронки цилиндроподобной формы также обеспечивает лучшую центровку коронки и соответственно более точную калибровку отверстия вскрытия летки.
Суть полезной модели поясняется на чертежах, где на фиг.1 представлен вид сбоку коронки для ударно-вращательного бурения, на фиг.2 представлен вид сверху коронки, на фиг.3 представлен вид А-А фиг.2.
Коронка для ударно-вращательного бурения состоит из корпуса 1 имеющего цилиндроподобную форму, который выполнен со сквозным центральным отверстием 2. Корпус содержит трехперую головку долоточного типа 3, имеющую резцы 4. Коронка выполнена цельнолитой из недорогой широко используемой стали марки 45Г-ЛК-30, что позволяет уменьшить стоимость готового инструмента.
Коронка для ударно-вращательного бурения работает таким образом. В начале работы корпус 1 коронки соединяется с буровой штангой (не показано) при помощи резьбового соединения через отверстие 2, после чего обеспечивается вращательное и осевое движение коронки.
При бурении канала чугунной летки резцами 4 трехперой головки 3 сверлится и выбирается первоначально конический канал. При этом в месте контакта резцов 4 с легочной массой происходит калибровка канала и разрушение породы в периферийной части канала, а в центральной части канала образуется цилик, который охватывает резцы 4 по внутренней поверхности и, таким образом, снижает напряжения изгиба и обеспечивает дополнительную центровку коронки. По мере подачи коронки в глубину летки цилиндрической частью корпуса 1 далее формируется и окончательно доводится до заданного размера и профиля цилиндрический канал чугунной летки. При этом перераспределяется усилие на разрушение внутренней поверхности горна, благодаря чему достигается высокая точность сверления и значительно снижается сопротивление при вскрытии канала летки, вследствие чего не происходит разбрызгивание чугуна и шлаков и повышается безопасность работы.
После удаления буровой коронки со штангой из легочного канала истечение жидкого чугуна и шлака проходит в благоприятном режиме, обусловленном конструктивными параметрами легочного канала.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет снизить материалоемкость процесса плавки и повысить безопасность при работе.
Источники информации
6
1. Патент Украïни №70594 А, опубл. 15.10.2004, МПК С21В 7/12.
2. «Ассортимент и характеристики бурового инструмента производства ООО «Камышинский завод бурового инструмента» [знайдено 2008-05-07], виявлено з Iнтернет: <URL: http://www.kzbi.ru/product_tipi_print.php>.