Производство стали. Штамповочные молоты

Производство стали. Штамповочные молоты

Содержание

1. Особенности обработки на штамповочных молотах. Конструктивная схема штамповочного молота. Многоручьевая штамповка

2. Производство стали в кислородных конверторах. Устройство и принцип работы конвертора. Исходные материалы и виды выплавляемых сталей

Список использованной литературы

1. Особенности обработки на штамповочных молотах. Конструктивная схема штамповочного молота. Многоручьевая штамповка

По своему устройству штамповочные молоты очень похожи на уже описанные ковочные молоты и отличаются от них в основном тем, что станины штамповочных молотов укрепляются на шаботах, тогда как станины ковочных молотов крепятся к фундаментам независимо от шаботов.

Станина штамповочного молота укрепляется на шаботе для жесткости конструкции с тем, чтобы достичь точного совпадения при ударе верхнего штампа с нижним и тем самым обеспечить получение точной формы и размеров штампуемого изделия.

Кроме того, на штамповочных молотах можно в более широких пределах регулировать силу ударов от самого слабого до очень сильного. Управление штамповочным молотом проще, чем ковочным. Для управления штамповочным молотом не нужен машинист, молотом управляет сам штамповщик, нажимая ногой на пусковую педаль.

Штамповочные молоты строятся мощностью от 0,5 до 20- 30 т. Для таких молотов нужны очень тяжелые шаботы (400- 500 т) и громоздкие фундаменты, поэтому в настоящее время находят некоторое распространение так называемые бесшаботные штамповочные молоты. В отличие от обычных штамповочных молотов бесшаботные штамповочные молоты не имеют шаботов (отсюда их название - бесшаботные) и громоздких фундаментов. Бесшаботные штамповочные молоты имеют две бабы, которые движутся друг другу навстречу, т. е. нижняя половина штампа движется навстречу верхней половине штампа.

Управление штамповочным молотом производится самим штамповщиком через систему рычагов. Схема такого управления. Из этой схемы видно, что система рычагов шарнирно закреплена в четырех точках: у золотника 1; у дросселя 2; на станине 5 и у педали 4. Баба 5, выводимая из своего среднего по высоте положения легким нажатием на педаль 6, переходит на автоматическое качание. Если не трогать педаль, то точка 7 остается неподвижной. Рычаг 8 прижимается к наклонному скосу на бабе, качается вправо и влево, передавая вторым своим концом движения золотнику 9. Когда баба идет вниз, золотник опускается, и пар (или воздух) начинает поступать в рабочий цилиндр под поршень 10, заставляя бабу через шток 11 изменить направление движения. Когда же баба идет вверх, золотник поднимается, и пар (воздух) начинает поступать в рабочий цилиндр над поршнем 10, заставляя бабу изменить направление движения. Далее цикл повторяется.

Для нанесения удара нужно нажать на педаль 6 в тот момент, когда баба идет вниз. Тогда точка 7 получает движение вверх, и так как рычаг 8 остается прижатым к скосу на бабе, то это приводит и к резкому подъему золотника. Одновременно с этим на полное сечение открывается дроссель 2. Происходит удар. Если затем опустить педаль, то положение рычага 8 приводит к быстрому подъему бабы и возвращению ее на автоматическое качание.

Таким образом, главная задача всей системы состоит в автоматизации подъема бабы. Удары наносятся штамповщиком при нажатии на педаль, причем удары могут быть сильными и слабыми. Они зависят от силы нажатия на педаль, а стало быть, от степени открывания воздушных каналов в золотнике, так как чем больше будет поступать пара или воздуха в рабочий цилиндр молота за единицу времени, тем сильнее будет удар и наоборот.

Основными видами штамповочных молотов являются паровоздушные штамповочные молоты двойного действия с весом падающих частей от 0,63 до 16 т и фрикционные молоты с доской с весом падающих частей от 0,5 до 1,5 т

Штамповочные паровоздушные молоты (рис. 1) отличаются от ковочных тем, что штамповочный молот монтирует непосредственно на шаботе 7. Стойки 5 станины крепятся к шаботу при помощи болтов 4 с пружинами 6, чем исключается поломка болтов, которая была бы неизбежной при жестком креплении стоек станины к шаботу (без пружин). Штамповочные молоты обеспечиваются усиленными регулируемыми направляющими 2 для достижения точности соударения верхней части штампа относительно нижней.

Рис. 1. Паровоздушный штамповочный молот двойного действия.

Монтирование стоек станины непосредственно на шаботе обеспечивает жесткость конструкции паровоздушного штамповочного молота, которая обусловливает повышенную точность штампуемых поковок. Установка стоек непосредственно на шаботе возможна потому, что стойки станины штамповочного молота располагаются, в отличие от ковочных молотов, на небольшом расстоянии.

Штамповочные молоты имеют обусловленные размеры штампового пространства h и величину хода бабы H.

Все штамповочные молоты имеют автоматизированное управление, как правило, от педали I, на которую штамповщик нажимает ногой при нанесении удара по заготовке. При освобождений педали баба 3 молота возвращается в исходное верхнее положение.1 Нажатие на педаль приводит в действие систему рычагов, поднимающую и опускающую золотник, регулирующий доступ пара в верхнюю (над поршнем) или нижнюю (под поршень) часть парового цилиндра.

На паровоздушном штамповочном молоте двойного действия можно наносить по заготовке удары, разные по силе и скорости, а также работать различными циклами - одиночными ударами, автоматическими, смешанными (одиночными и автоматическими вперемежку), как у ковочных молотов.

Рис. 2. Фрикционный штамповочный молот с доской.

Основным недостатком этих молотов является невозможность регулировать силу удара при работе на них. Энергия удара этих молотов ниже энергии, получаемой у молотов двойного действия. Высота падения бабы 4 регулируется с помощью устройства 5.

Для горячей штамповки применяют бесшаботные паровоздушные молоты, у которых шабот заменен второй нижней бабой, связанной с верхней бабой механической (рис. 3) или иной связью. Управление молотом производится с помощью рукоятки 7. При опускании верхняя баба 4 посредством лент 5, перекинутых через блок 2, сообщает движение нижней бабе 6, следствие чего происходит соударение баб.

Рис. 3. Схема паровоздушного бесшаботного молота с вертикальным движением баб

Конструкции безшаботных молотов из-за отсутствия тяжелых шаботов получаются более компактными. Бесшаботные молоты применяют на слабых грунтах, в верхних этажах зданий и на плавучих судоремонтных базах.

Одновременно с вертикальным движением баб делают бесшаботные молоты с горизонтальным движением.

Энергия удара бесшаботных молотов достигает 100 000 кГм и более. Бесшаботные молоты существующих конструкций могут с успехом применяться наряду с шаботными молотами при штамповке поковок средних размеров.

Многоручьевая штамповка

Многоручьевые штампы имеют заготовительные, штамповочные и отрезные ручьи. В заготовительных ручьях выполняются операции вытяжки или гибки, в штамповочных - придание заготовке окончательной формы, в отрезных -отделение штамповки от прутка (катаной заготовки).

Заготовительные ручьи располагаются по краям штампа, а штамповочные в середине.

Выполнение заготовительных операций в штампах оправдывается при массовом производстве для мелких изделий (дверных петель, ручек для стеллажей , скобяных изделий).

Для горячей штамповки чаще всего применяются паровоздушные и фрикционные штамповочные молоты.

Паровоздушные штамповочные молоты по своему устройству сходны с паровоздушными молотами для свободной ковки. Однако здесь в целях получения более точного удара применяется двухстоечная станина, которая крепится непосредственно на шаботе. Точность удара необходима для обеспечения совпадения нижней и верхней части штампа. Шабот паровоздушных штамповочных молотов делают весьма массивным (до 25-кратного веса падающих частей). Для смягчения удара между шаботом и фундаментом устанавливают деревянные прокладки.

Вес падающих частей этих молотов колеблется от 250 до 20000 кг.

Из фрикционных молотов наибольшее распространение получили фрикционные молоты с доской. Подъем бойка у этих молотов осуществляется за счет трения между роликами и дубовой доской. Для нанесения удара ролики отводятся от доски, и она свободно падает вниз вместе с бойком, скользящим по направляющим.

Для удержания падающих частей навесу имеются особые зажимы. Сила удара регулируется изменением высоты подъема. Вес падающих частей колеблется от 50 до 3000 кг. Число ударов -до 60 в минуту.

Штамповка на горизонтально-ковочных машинах. В отличие от молотов, у ковочных машин боек движется в горизонтальной плоскости, поэтому эти машины называются горизонтально-ковочными.

Горизонтально-ковочные машины применяются для изготовления поковок, имеющих форму полых или сплошных стержней с утолщением (болты, заклепки и пр.), а также для изготовления поковок кольцеобразной формы (втулки, гайки, кольца).

Штамповка на горизонтально-ковочной машине обычно сводится к выполнению операции высадки нагретой прокатной заготовки.

Для изготовления болта с круглой головкой заготовка нагревается с одного конца и зажимается между подвижной и неподвижной частями матрицы так, чтобы выступающий нагретый конец имел длину, обеспечивающую получение головки нужной высоты. Затем пуансон , укрепленный на ползуне машины, начинает двигаться и осаживает конец заготовки до заполнения полости матрицы; готовый болт 4 выталкивается из матрицы после раскрытия ее частей.

Штамповка кольцеобразных изделий производится из заготовок, диаметр которых равен диаметру отверстия кольца. Штамп имеет два ручья. В первом ручье производится высадка для получения наружного контура кольца, во втором ручье пуансон прошивает и выталкивает заготовку. Давление, развиваемое машинами, колеблется от 50 до 3000 т.

2. Производство стали в кислородных конверторах. Устройство и принцип работы конвертора. Исходные материалы и виды выплавляемых сталей

Кислородно-конвертерный процесс - выплавка стали из жидкого чугуна в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом через водоохлаждаемую фурму. Изобретателем конвертерного способа считают англичанина Бессемера, осуществившего плавку в 1854-1856 гг. В настоящее время способ является основным в массовом производстве стали.

Кислородный конвертер - сосуд грушевидной формы из стального листа, футерованный основным кирпичом.

Вместимость конвертера - 130 - 350 т жидкого чугуна. В процессе работы конвертер может поворачиваться на 3600 для загрузки скрапа, заливки чугуна, слива стали и шлака.

Шихтовыми материалами кислородно-конвертерного процесса являются жидкий передельный чугун, стальной лом (не более 30%), известь для наведения шлака, железная руда, а также боксит и плавиковый шпат для разжижения шлака.

Последовательность технологических операций при выплавке стали в кислородных конвертерах представлена на (рис.1.)

Перед плавкой конвертер наклоняют, с помощью завалочных машин загружают скрап (рис.4а), заливают чугун при температуре 1250 - 14000C (рис. 4б).

Рис.4. Последовательность технологических операций при выплавке стали в кислородных конвертерах

После этого конвертер поворачивают в рабочее положение (рис.4в), внутрь вводят охлаждаемую фурму и через нее подают кислород под давлением 0,9 - 1,4 МПа. Одновременно с началом продувки загружают известь, боксит, железную руду. Кислород проникает в металл, вызывает его циркуляцию в конвертере и перемешивание со шлаком. Под фурмой развивается температура 24000C. В зоне контакта кислородной струи с металлом окисляется железо. Оксид железа растворяется в шлаке и металле, обогащая металл кислородом. Растворенный кислород окисляет кремний, марганец, углерод в металле, и их содержание падает. Происходит разогрев металла теплотой, выделяющейся при окислении.

Фосфор удаляется в начале продувки ванны кислородом, когда ее температура невысока (содержание фосфора в чугуне не должно превышать 0,15%). При повышенном содержании фосфора для его удаления необходимо сливать шлак и наводить новый, что снижает производительность конвертера.

Сера удаляется в течение всей плавки (содержание серы в чугуне должно быть до 0,07%).

Подачу кислорода заканчивают, когда содержание углерода в металле соответствует заданному. После этого конвертер поворачивают и выпускают сталь в ковш (рис.4г), где раскисляют осаждающим методом ферромарганцем, ферросилицием и алюминием, затем сливают шлак (рис.4д).

После очередной плавки стали выпускное отверстие заделывают огнеупорной массой и осматривают футеровку, ремонтируют.

В кислородных конвертерах выплавляют стали с различным содержанием углерода, кипящие и спокойные, а также низколегированные стали. Легирующие элементы в расплавленном виде вводят в ковш перед выпуском в него стали.

Плавка в конвертерах вместимостью 130 - 300 т заканчивается через 25 - 30 минут.

Преимуществом кислородно-конверторного способа производства стали, безусловно, является высокая производительность процесса.

Кислородный конвертер (рис.5) представляет собой сосуд грушевидной формы, сваренный из листовой стали и выложенный внутри основным огнеупорным кирпичом.

штамповочный молот сталь конвектор

Таблица 1

Техническая характеристика кислородно-конвертерного процесса

Список литературы

1. Ковка и объемная штамповка: Справочник/Под ред. Е.И. Семенова: Машиностроение, 1986.- Т2.- 563с.

. Ковка и объемная штамповка стали: Справочник/Под ред. М.В.

. Охрименко Я.М. Технология кузнечно-штамповочного производства.

М.: Машиностроение, 1976.-554с.

. Ковка и объемная штамповка стали: Справочник/Под ред. М.В.

Сторожева. -Т2.-М.: Машиностроение, 1967.-435с.

. Семенов Е.И. Ковка и объемная штамповка. -М.: Высш. шк., 1972.-345с.

. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка. -М.: Машгиз, 1960.-387с.

. Брюханов А.Н., Ребельский А.В. Горячая штамповка.

Конструирование и расчет штампов.-М.: Машгиз, 1952. -664с.

. Технологический справочник по ковке и объемной штамповке /Под

ред. М.В. Сторожева. -М.: Машгиз, 1959. -966с.

. Бабенко В.А., Бойцов В.В., Волик Ю.П. Объемная штамповка: Атлас

схем и типовых конструкций штампов. -М.: Машиностроение, 1962. -104с.