ПРЕСС-ФОРМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БРИКЕТОВ ИЗ ДОЛОМИТА

Изобретение относится к области прессования сыпучих материалов и может быть использовано для получения брикетов из мелкодисперсного доломита или окомкованного доломита, пригодных для использования в конвертерном производстве.
Известна пресс-форма для прессования сыпучих материалов, содержащая матрицу, пуансон (пуансоны), выталкиватель и опорные плиты (RU 2140355 МПК В28В 3/04, 27.10.1999). Указанная пресс-форма имеет сложную конструкцию, низкую надежность, которая лимитируется усталостной прочностью разделительной стенки, испытывающей значительные деформации в процессе прессования, и невысокую производительность из-за сложности удаления изделия из пресс-формы.
Известно устройство для прессования мелкодисперсных материалов, содержащее смонтированный на станине с возможностью вращения многопозиционный ротор для транспортирования инструмента с комплектом пуансонов и матриц с откидным днищем каждая и размещенные последовательно по окружности транспортирования механизмы загрузки и дозирования материала, узел прессования и механизм выгрузки (SU 1660989, МПК В30В 11/08, 07.07.1991). Данное устройство предназначено для получения брикетов из смеси порошка с жидкостью (жидкость в процессе прессования частично отжимается) и не может быть применено для сухого прессования брикетов из доломита, так как усилие прессования брикетов с размерами, необходимыми для их использования в конвертерном производстве стали (диаметр брикета 70 мм, высота 40 мм), составляет около 1 МН, а роторные машины развивают усилие не более 200 кН (Кузнечно-штамповочное оборудование /А.Н.Банкетов, Ю.А.Бочаров, Н.С.Добринский и др; Под ред. А.Н.Банкетова и Е.Н.Ланского). Матрица выполнена цилиндрической, поэтому при удалении брикета вниз (в направлении прессования) требуется значительное усилие выталкивания, так как путь трения равен высоте брикета, что приводит к износу матрицы.
Известна пресс-форма, содержащая пуансон, матрицу, имеющую профиль цилиндра и усеченного конуса, переходящего в цилиндр, в которой матрица выполнена составной из двух частей: верхней цилиндрической и нижней, имеющей профиль усеченного конуса, переходящего в цилиндр, при этом высота конусной части составляет 0,5-0,7 высоты нижней части, а угол наклона конуса равен 1,5-2,2 градуса (RU 2112657, МПК В30В 11/00, 10.06.1998). Недостатком этой пресс-формы является большая величина хода выталкивателя, которая равна сумме высот брикета и цилиндрического участка матрицы. Это приводит к повышенному износу цилиндрической части матрицы, так как она изнашивается не только в процессе прессования, но и при выталкивании брикета из матрицы. Кроме того, большой ход выталкивателя занимает значительную часть машинного цикла, что снижает производительность процесса изготовления брикета.
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является пресс-форма для получения брикетов из доломита, содержащая матрицу, запрессованную в бандаж, пуансон, выталкиватель и опорные плиты, в которой рабочая зона матрицы включает конический и цилиндрический участки, причем высота конического участка равна высоте брикета за вычетом высоты его цилиндрического пояска, а конусность составляет 0,15-0,20, при этом высота цилиндрического участка H определяется по формуле:
H=h(k-1)+a+b,
где h - высота брикета,
k - коэффициент засыпки, равный 2-4,
а - высота цилиндрического пояска брикета,
b - запас высоты,
(RU 2279351, МПК В30В 11/02, 10.07.2007). Данная пресс-форма предназначена для осуществления способа получения брикетов из доломита, в котором мелкодисперсный доломит или окомкованный доломит с размером комочков до 10 мм или их смесь засыпают в пресс-форму с коэффициентом засыпки 2-4, а затем осуществляют сухое прессование при удельном усилии 150-250 МПа. Недостатком данной конструкции пресс-формы является необходимость применения большого усилия для выталкивания готового брикета из пресс-формы, что приводит в некоторых случаях к образованию трещин и надрывов на поверхности брикета при его выталкивании.
Технической задачей настоящего изобретения является снижение усилия выталкивания из пресс-формы готового брикета доломита, полученного путем сухого прессования.
Поставленная задача решается в пресс-форме для получения брикетов из доломита, содержащей матрицу, запрессованную в бандаж, пуансон, выталкиватель и опорные плиты, причем рабочая зона матрицы включает конический и цилиндрический участки, высота конического участка равна высоте брикета за вычетом высоты его цилиндрического пояска, а конусность составляет 0,15-0,20, в которой согласно изобретению конический участок рабочей зоны матрицы смещен к нижней опорной плите, при этом его большее основание совпадает с плоскостью нижнего торца матрицы, матрица установлена с возможностью горизонтального перемещения относительно поверхности нижней опорной плиты, выталкиватель закреплен на ползуне пресса, а в нижней опорной плите выполнено отверстие для удаления брикета, смещенное относительно пуансона и соосное выталкивателю.
Смещение конического участка рабочей зоны к нижней опорной плите указанным образом позволяет существенным образом снизить усилие выталкивания и, следовательно, снизить энергозатраты на эту операцию, при этом исключается опасность образования трещин и надрывов на поверхности брикета, снижающих его прочность.
В отличие от пресс-формы, описанной в патенте SU 1660989, пресс-форма, выполненная согласно настоящему изобретению устанавливается не в роторной машине, а в пресс гидравлический или кривошипный с усилием прессования от 1 МН до 1,6 МН.
Сущность изобретения поясняется на примере его реализации со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором показана пресс-форма в разрезе.
Пресс-форма содержит матрицу 1, запрессованную в бандаж 2, пуансон 3, выталкиватель 4 и опорные плиты 5, 6. Рабочая зона матрицы 1 включает конический и цилиндрический участки 7, 8, соответственно. Высота конического участка 7 равна высоте брикета 9 за вычетом высоты его цилиндрического пояска, а конусность составляет 0,15-0,20. Конический участок 7 смещен к нижней опорной плите 5, при этом его большее основание совпадает с плоскостью нижнего торца матрицы 1. Матрица 1 установлена с возможностью горизонтального перемещения относительно поверхности нижней опорной плиты 5. Выталкиватель 4 закреплен на ползуне пресса (не показан). В нижней опорной плите 5 выполнено отверстие 10 для удаления брикета 9, смещенное относительно пуансона 3 и соосное выталкивателю 4.
Устройство работает следующим образом.
В пресс-форму диаметром 70 мм с конической матрицей 1, установленную в гидравлический пресс с номинальной силой 1 МН, засыпали отожженный мелкодисперсный доломит с размером частиц 5-10 мкм (коэффициент засыпки k=4). Сухое прессование осуществляли в замкнутом объеме, ограниченном рабочими поверхностями указанной пресс-формы, при удельном усилии 150 МПа. Брикеты выталкивали вниз при усилии 40-50 кН.
Получили брикеты 9 диаметром 70 мм, высотой 40 мм, имеющие предел прочности, равный 23 МПа. Наружный осмотр показал, что брикеты не имеют трещин и надрывов на внешней на поверхности. Проведенные эксперименты показали, что по сравнению с ближайшим аналогом усилие выталкивания снизилось на 50-60%, а энергозатраты при выталкивании уменьшились в 4-5 раз.