Устройство для резки слитков металла на гранулы

(51) 22 9/06 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении выхода процентного содержания товарного продукта. Технический результат от использования изобретения заключается в улучшении процесса измельчения металла за счет оптимизации процесса измельчения, в снижении усилий при деформации от использования эффекта пластичности,в отсутствии затрат на технологическую обработку слитков и потерь металла. Предложено устройство для резки слитков металла на гранулы, включающее режущий инструмент, отличающееся тем, что режущий инструмент состоит из ножа для резания слитка в горизонтальной плоскости, и двух ножей для разрезания слитка в вертикальной плоскости во взаимноперпендикулярных направлениях, которые кинематически связаны приводом ножей.(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д.Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ СЛИТКОВ МЕТАЛЛА НА ГРАНУЛЫ(57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения мелких слитков,а также крупных гранул из затвердевающего расплава металла, в частности магния, для использования в качестве шихты. Настоящее изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения мелких слитков, а также крупных гранул из затвердевающего расплава металла, в частности магния, для использования в качестве шихты. Известно устройство для производства магниевого порошка, включающее режущий инструмент в виде фрезы с держателем. Осипов Б.Р., Китица В.Н., Гребенкина Л.Г. Вопросы безопасности в производстве магниевого порошка.//Цветные металлы, 1992, 5, с. 47 - 48. Недостатком данного технического решения является высокий расход магния в восстановительной реакции. Наиболее близким техническим решением,взятым в качестве прототипа заявляемого устройства, является режущее устройство для гранулирования ракетного топлива (см. пат. РФ 96113108, кл. 02 25/00, 1998 г), содержащее держатель, головку держателя для вращения вокруг оси вращения, причем головка держателя имеет опорное кольцо множество первых режущих дисков, прикрепленных к опорному кольцу головки держателя. Причем каждый первый режущий диск содержит множество режущих пластин, при этом каждая режущая пластина имеет режущую кромку,по меньшей мере, часть каждой режущей пластины проходит в направлении наружу от головки держателя для выполнения резов в ракетном топливе множество вторичных резцов,прикрепленных к опорному кольцу головки держателя, причем каждый вторичный резец имеет режущую кромку, проходящую в направлении наружу от головки держателя для выполнения резов в ракетном топливе, которые по существу поперечны резам, сделанным первыми режущими дисками и средство для вращения головки держателя вокруг ее оси вращения. Недостатком данного устройства является высокое фрикционное трение от множества резцов,одновременно осуществляющих резание, которое для магния является источником возгорания, а также сложность конструкции. Задача, решаемая заявляемым изобретением,состоит в повышении выхода процентного содержания товарного продукта. Технический результат от использования изобретения заключается в улучшении процесса измельчения металла требуемого качества за счет оптимизации процесса измельчения, в снижении усилий при деформации от использования эффекта пластичности нагретого металла, в отсутствии затрат на технологическую обработку слитков и потерь металла. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложено устройство для резки слитков металла на гранулы, включающее режущий инструмент с держателем, отличающееся тем, что режущий инструмент состоит из ножа для резания слитка в горизонтальной плоскости, и двух ножей для разрезания слитка в вертикальной плоскости во взаимноперпендикулярных направлениях, которые кинематически связаны приводом ножей. 2 На фиг.1 изображена схема устройства, общий вид на фиг.2 - схема режущего инструмента на фиг.3 - схема внедрения ножа в слиток на фиг.4 изображена технологическая схема линии резки слитков на гранулы рядом с линией разливки расплава на слиток. Устройство содержит ножи 2, 3, 4, набранные из штампов 8, домкрат 5, направляющие 6 и печь нагрева 7, обрабатываемый слиток 1 и получаемые гранулы 9. Резку стандартного слитка первичного магния(81 кг) проводят при температуре слитка 450-500 С на гранулы-кубики с размером ребра 15 мм. Для эксперимента штамп выполнен из стали Ст 3, может быть из стали 113. Ширина штампа 8 а 1,5 мм. Режущий инструмент (нож) собран из отдельных штампов в одном жестком контуре, расстояние между отдельными штампами в контуре равно размеру гранулы и составляет 15 мм. В эксперименте один нож вдавливался в слиток дважды во взаимноперпендикулярных плоскостях с усилием 300 кг и получали прямоугольные бруски размером 1515 (мммммм). Затем половину слитка, из прямоугольных брусков, осторожно ставили его продольным сечением на опорную поверхность и выполняли третье вдавливание ножа. Получали гранулы-кубики. Операции резания проводились за минимальное время, чтобы уменьшить охлаждение слитка, которое приводит к увеличению усилия внедрения штампа. Устройство работает следующим образом. Из печи нагрева 7 слиток 1 подается на стол 6 установки резания, при этом температура слитка 450-500 С. На слиток 1 опускается нож 2 и вдавливается в слиток со скоростью 2 и усилием 2,разрезая тем самым его на плоские бруски, и поднимается над слитком. Затем слиток 1 из плоских брусков перемещается по направляющим 6 в направлении ножей 3 и 4, режущие поверхности которых расположены взаимноперпендикулярно, и разрезается со скоростью 1 и усилием 1 домкрата 5 на кубики 9. Экономически выгодно получать гранулы заданных размеров на линии разливки расплава - на фиг.4 изображена технологическая схема линии резки слитков на гранулы рядом с линией 9 разливки расплава на слитки отсутствуют затраты на технологическую обработку стандартных слитков с целью использования их в качестве восстановителя,порошков,гранул,шихты. Соответственно, отсутствуют потери металла при этой технологической обработке резко снижаются усилия при деформации слитка от использования эффекта сверхпластичности металла при температуре 450-500 С. Литой чистый магний состоит из зерен дендритной структуры, которая изменяется при нагревании до достаточно высокой температуры более(0,3-0,4)0 температуры термодинамического равновесия жидкости и твердой фазы происходит спрямление границ путем самодиффузии и зернограничной диффузии и роста зерен, спрямление границ влечет за собой уменьшение их площади, и, соответственно,поверхностной энергии. Пластическая деформация наступает почти одновременно с приложением силы. Она идет и при температурах ниже (0,3-0,4)0,когда самодиффузия пренебрежимо мала, и при высоких температурах, превышающих (0,3-0,4)0. Механизм пластической деформации состоит в упорядоченном смещении отдельных частей кристалла под действием внешних сил. Скольжение по какой-либо плоскости происходит лишь под влиянием скалывающих напряжений, действующих в данной плоскости скольжения вдоль его направления и для большинства металлов начинается при достижении напряжения, имеющего порядок 10-1-1 МПа. Напряжения, нормальные к плоскости скольжения, сдвига по ней не вызывают и не оказывают влияния на процесс скольжения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство для резки слитков металла на гранулы, включающее режущий инструмент с держателем, отличающееся тем, что режущий инструмент состоит из ножа для резания слитка в горизонтальной плоскости и двух ножей для разрезания слитка в вертикальной плоскости во взаимно перпендикулярных направлениях.