ФУТЕРОВКА

Полезная модель относится к конструкции футеровок, предназначенных для защиты элементов машин и оборудования, например трубных шаровых мельниц, от интенсивного износа и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в горной, химической и других отраслях промышленности.
Известен аналог заявленной полезной модели - «Футеровочная плита» (SU №1084070 В 02 С Б.И. №13 1984). Устройство представляет собой футеровочную плиту, используемую в размольном оборудовании и обладающую повышенным сроком службы. Футеровочная плита содержит стальную основу плиты и закрепленные в ней, выступающие над рабочей поверхностью стальной основы выступы сферической формы из износостойкого сплава с центром сферы, расположенным внутри стальной основы и имеющих вертикальные цилиндрические пазы, залитые металлом стальной основы.
Недостатком такой футеровочной плиты является недостаточная ударная устойчивость выступов из износостойкого сплава и низкий срок службы футеровочной плиты.
Известен ближайший аналог (прототип) заявленной полезной модели, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков - «Футеровка» (SU №1636048 В 02 С 17/22 Б.И. №11 1991). Устройство представляет собой футеровку, используемую в размольном оборудовании, обладающую повышенным сроком службы. Футеровка содержит износостойкий сплав, расположенный с ее рабочей стороны и пластичную стальную основу, толщина которой в 4-6,5 раз превышает толщину износостойкого сплава.
Недостатком такой футеровки является то, что перед заливкой пластичной стальной основы сторона износостойкого сплава, противоположная рабочей, должна подвергаться механической обработке для обеспечения их соединения. Толщина пластичной стальной основы должна не менее чем в
четыре раза превышать толщину износостойкого сплава - это ограничивает срок эксплуатации футеровки. Толщина пластичной стальной основы должна не более чем в 6,6 раза превышать толщину твердого сплава - это ограничивает область ее использования. Толщина износостойкого сплава определяется свойствами материала, из которого он состоит, свойствами измельчаемого материала, характеристиками мелющей среды и должна иметь возможность изменятся в широких пределах.
При сплавлении пластичной стальной основы с износостойким сплавом в месте их сплавления будут образовываться трещины, обусловленные различием свойств пластичной стальной основы и износостойкого сплава. При ударных воздействиях в размольном оборудовании мелющих тел (масса каждого из них может быть в пределах от нескольких килограммов - шаровая загрузка, до нескольких десятков килограммов - стержневая загрузка) на футеровку в результате разрастания вышеуказанных трещин возможно отслоение износостойкого сплава от пластичной стальной основы. Это приведет к снижению срока ее службы.
При эксплуатации футеровки происходит выравнивание неровностей на рабочей поверхности износостойкого сплава, конструктивно предусматриваемых для обеспечения необходимого коэффициента сцепления мелющих тел с футеровкой. Это приводит к снижению ее эксплуатационной надежности и ухудшит технологические характеристики работы размольного оборудования.
Предлагаемая полезная модель направлена на расширение возможностей применения футеровки, повышения ее эксплуатационной надежности и срока службы.
Это достигаемся тем, что в футеровке, содержащей рабочий слой из износостойкого сплава, имеющего изнашиваемую и противоположную ей неизнашиваемую стороны и пластичную металлическую основу, образующих биметаллическую пару пластичной металлической основы с неизнашиваемой стороной рабочего слоя, согласно предлагаемому решению рабочий
слой имеет сквозные отверстия, проходящие через его изнашиваемую и неизнашиваемую стороны и расширяющиеся в направлении изнашиваемой стороны, при этом сквозные отверстия заполнены пластичной стальной основой.
На фиг.1 изображен общий вид футеровки с ее рабочей стороны. На фиг.2 изображен поперечный разрез футеровки, повернутый относительно общего вида футеровки.
Футеровка состоит из рабочего слоя 1 и пластичной металлической основы 2. Рабочий слой имеет изнашиваемую 3 и противоположную ей неизнашиваемую 4 стороны. Рабочий слой 1 и пластичная металлическая основа 2 образуют биметаллическую пару соединением пластичной металлической основы с неизнашиваемой стороной рабочего слоя. Соединение может быть обеспечено, например расплавом пластичной металлической основы. В качестве материала пластичной металлической основы может использоваться, например сталь. Рабочий слой имеет сквозные отверстия 5, проходящие через его неизнашиваемую 4 и изнашиваемую 3 стороны, которые расширяются в направлении изнашиваемой стороны 3. Профиль сквозных отверстий 5 может быть различным и иметь форму квадрата - 6, прямоугольника - 7, круга - 8, эллипса - 9 и другие. Сквозные отверстия 5 заполнены металлом пластичной основы 2.
При установке, например в корпусе трубной шаровой мельницы, футеровка работает следующим образом. При вращении футерованного корпуса (на фиг. не показан) находящиеся в нем мелющие тела (на фиг. не показаны), взаимодействуют с изнашиваемой стороной 3 рабочего слоя 1. Как правило, для обеспечения необходимого режима движения мелющих тел изнашиваемая сторона 3 рабочего слоя выполняется с неровностями различного профиля и размеров. Воздействие на нее мелющих тел и измельчаемого материалист приводит в процессе эксплуатации к выравниванию технологических неровностей, что снижает эксплуатационную надежность футеровки, приводит к уменьшению коэффициента ее сцепления с мелющими телами, изменяет
режим их движения. Это вызывает снижение производительности трубной шаровой мельницы, повышение удельного расхода электроэнергии.
Наличие в рабочем слое 1 расширяющихся сквозных отверстий 5, заполненных материалом пластичной металлической основы 2 позволяет восстанавливать уменьшающуюся в процессе эксплуатации футеровки величину коэффициента ее сцепления с мелющей загрузкой. Происходит это следующим образом. Рабочий слой 1 более износостоек по сравнению с пластичной металлической основой 2, поэтому в процессе эксплуатации футеровки в рабочем слое будут образовываться углубления со стороны изнашиваемой стороны 3 в местах расположения сквозных расширяющихся отверстий 5, заполненных материалом пластичной металлической основы. Глубина образующихся отверстий будет пропорциональна длительности эксплуатации футеровки. Образующиеся углубления будут компенсировать уменьшение технологических неровностей, обусловленное эксплуатацией футеровки. Сечение сквозных отверстий 5, может быть квадратным - 6, прямоугольным - 7, круглым - 8, эллипсным - 9 или иным, их размеры, расположение на износостойком сплаве назначаются исходя из технологических условий изготовления футеровки и ее эксплуатации.
Футеровочая плита может быть изготовлена путем заливки пластичной металлической основы в форму, с расположенным в ее нижней полуформе рабочим слоем, выполненным с вышеуказанными отверстиями.
Механическая обработка неизнашиваемой стороны рабочего слоя не является обязательной. Наличие в рабочем слое 1 сквозных отверстий 5, расширяющихся в направлении от его неизнашиваемой стороны 4 к изнашиваемой стороне 3, заполненных материалом пластичной металлической основы 2 позволяет получить надежное соединение биметаллической пары, равномерно распределить нагрузки с рабочего слоя на пластичную стальную основу. Распределение нагрузок позволяет уменьшить величину напряжений, возникающих в рабочем слое, разрастание трещин, возникающих в месте сплавления пластичной металлической основы с рабочим слоем, исключить
их расслоение. Это повышает эксплуатационную надежность футеровки, увеличивает срок ее службы.
Надежное соединение биметаллической пары позволяет изготавливать пластичную металлическую основу 2 и рабочий слой 1 без ограничения их толщин, исходя из условий эксплуатации футеровки.
Таким образом, рациональная конструкция футеровки обеспечивает восстановление уменьшающегося в процессе эксплуатации величины коэффициента ее сцепления с мелющей загрузкой; надежное соединение рабочего слоя и пластичной металлической основы; равномерное распределение нагрузок с рабочего слоя на пластичную металлическую основу, тем самым уменьшить величину напряжений, возникающих в рабочем слое, разрастание трещин в месте его сплавления с пластичной металлической основой; исключение отслоения рабочего слоя от пластичной металлической основы; возможность изготовления рабочего слоя и пластичной металлической основы без ограничения их толщин. Это повышает эксплуатационную надежность футеровки, обеспечивает постоянство ее технологических характеристик, увеличивает срок службы, расширяет область ее применения.