способ брикетирования металлической стружки

Формула изобретения

Способ брикетирования металлической стружки, включающий ее дробление, очистку, нагрев, добавление шлама, связующего материала, перемешивание и уплотнение в пресс-форме, отличающийся тем, что в качестве связующего материала используют водно-цементную пасту 30-40%-ной концентрации в количестве 4-7% от массы брикета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлообработки.

Известен способ изготовления брикетов из металлической стружки по авт. свид. СССР № 653135, В 30 В 9/32, опубл. 1979 г., заключающийся в дроблении, очистке и подсушиванни стружки, добавлении к ней связующего материала - жидкого стекла - с последующим перемешиванием и уплотнением брикета в пресс-форме с продувкой горячим воздухом с температурой 100-150°С в течение 0,5-1 мин /1/.

Недостатком способа является то, что он применим только для брикетирования сухой легкодеформируемой стружки при невысоких температурах и не применим для стружки, содержащей СОЖ, которые при нагреве и продувке окислителем инициируют процесс быстрого окисления металла.

Известен способ брикетирования стальной стружки по авт. свид. СССР № 709385, В 30 В 9/32, опубл. 1988 г., согласно которому стружку подвергают дроблению, очистке, просушиванию, добавлению связующего материала - термоактивной смолы и катализатора - уплотнению и последующему отверждению в пресс-форме при температуре 220°С в течение 30 сек /2/.

Недостатком способа является то, что он не применим к прессованию малопластичной труднодеформируемой стружки, которая после деформации в холодном состоянии восстанавливает свои форму и размеры. Брикеты имеют низкую прочность и разрушаются при транспортировке и загрузке в сталеплавильную печь. Имеет место большой угар металла при переплавке брикетов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ брикетирования металлической стружки по авт.свид. СССР № 1375475, В 30 В 9/32, опубл. 1988 г., включающий ее дробление, очистку, перемешивание со связующим материалом - очищенным и обезвоженным шламом - и прессование стружко-порошковой смеси. /3/

Соотношение стружки и шлама в брикете определяется коэффициентом заполнения брикета порошком, величина которого зависит от пластических свойств стружки, т.е. от ее способности создать плотный каркас для удержания шлама.

Недостатком способа является то, что он не применим к прессованию малопластичной труднодеформируемой стружки, которая после деформации в холодном состоянии восстанавливает свои форму и размеры. Брикеты имеют низкую прочность и разрушаются при транспортировке и загрузке в сталеплавильную печь. Имеет место большой угар при переплавке брикетов.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является возможность прессования малопластичной труднодеформируемой стружки и повышение прочности брикетов.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе брикетирования металлической стружки, заключающемся в ее дроблении, очистке, нагреве, добавлении шлама, связующего материала, перемешивании и уплотнении в пресс-форме, в качестве связующего материала используют водно-цементную пасту 30-40%-ной концентрации в количестве 4-7% от массы брикета.

Способ осуществляется следующим образом.

Токарную стружку, образующуюся после металлообработки стальных деталей, например подшипников, дробят на фракции 20-30 мм. Содержание СОЖ составляет 15-20%. Влажную стружку загружают в центрифугу и при частоте вращения ротора 470 об/мин очищают от СОЖ до остаточного ее содержания 4,5%.

Шлифованный шлам с исходным содержанием СОЖ 40-60% отстаивают на наклонной площадке в течение 3-4 дней, после чего содержание СОЖ понижается до 10-15%. Затем влажный шлам отжимают на гидравлическом прессе под давлением 100 МПа до содержания в нем СОЖ 3,5%.

Очищенную стружку нагревают в стальном муфеле вертикальной проходной газовой печи с плотностью засыпки 850 кг/м.

По окончании нагрева в горячую стружку добавляют холодный шлам из расчета 15% от массы смеси и водно-цементную пасту 35%-ной концентрации в количестве 6%. Смесь перемешивают и прессуют на гидравлическом прессе при температуре 600°С и давлении 360 МПа.

Плотность брикетов, полученных данным способом, равна 5,7-6,5 г/см³, а прочность соответствует требованиям ГОСТ 2787-86 (осыпаемость не более 3%).

Процесс нагревания стружки при наличии в ней небольшого количества СОЖ создает атмосферу пиролитического разложения масла, в результате чего выделившийся углерод не выгорает, а создает защитную пленку на поверхности стружки. Выходу защитных газов из замкнутого пространства препятствует сопротивление нагреваемого слоя стружки. Чем больше насыпной вес, тем выше сопротивление, тем эффективнее процесс сорбции защитной пленки на поверхности стружки.

Добавление в стружку шламовых отходов металлообработки (шлифовальных, обкатных, опиловочных, заточных и др.), содержащих неметаллические включения, позволяет повысить заполняемость пустот в брикетах, их плотность и прочность, а также снижает себестоимость процесса брикетирования стружки. При этом решается экологическая проблема утилизации этих отходов.

Использование в качестве связующего материала водно-цементной пасты позволяет производить прессование при температуре нагрева смеси в 600°С, что в свою очередь позволяет брикетировать стружку малопластичных труднодеформируемых сталей, таких как подшипниковой, инструментальной и др.

Получение достаточно прочных стальных брикетов обеспечивается при содержании в них водно-цементной смеси в пределах 4-7% и концентрацией 30-40%. В случае, если значение данных параметров становится ниже нижних пределов, то качество брикетов ухудшается. При превышении верхних пределов качество брикетов стабилизируется, но это приводит к перерасходу материалов и трудности дозировки водно-цементной пасты из-за ее высокой вязкости.

Литература

1. Авт.свид. СССР № 653135, В 30 В 9/32, опубл. 1979 г.

2. Авт.свид. СССР № 709385, В 30 В 9/32, опубл. 1980 г.

3. Авт.свид. СССР № 1375475, В 30 В 9/32, опубл. 1988 г.