МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ УСТАТКУВАННЯ

Деталі устаткування виготовляють зі сталей, чавунів, сплавів і кольорових ме­талів. Нині поширені поліамідні матеріа­ли (капрон, капролактам), різні марки гум. Для виготовлення деталей, що працю­ють в умовах інтенсивного абразивного спрацювання (деталей щокових і молот­кових дробарок, футерівки трубчастих і подрібнювальних млинів) і при великих динамічних навантаженнях, широко ви­користовують манганові сталі 110Г13Л і Г13Х2Л, що мають високу зносостійкість і здатність до зміцнення в холодному стані внаслідок наклепу.

Для облицювання других і третіх камер сировинних млинів, кузовів автосамоскидів великої вантажності, що перевозять тверді породи, а також бункерів і лотоків вапня­ку застосовують гумову футерівку, термін використання якої вдвічі-втричі більший, ніж футерівки із манганових сталей. У це­ментних і сировинних млинах застосову­ють також бронефутерівку з прокатних елементів зі сталей марок М75, М76.

Для виготовлення деталей усередині пічних теплообмінних пристроїв, що за­знають корозійно-механічного спрацю­вання в газовому потоці за температури 900. ..1100 °С, застосовують хромонікелеві сталі 12Х18Н10Т. Деталі, що працюють за вищих температур середовища (лійки, стакани рекуперативних охолодників, сег­менти і башмаки розвантажувального по­рога обертової печі, колосники гарячої і середньої зон колосникового охолодника клінкеру), виготовляють із жароміцних сталей 40Х24Н12САЛ, 50Х24Н12САЛ. Для виготовлення колосників конвеєрно­го кальцинатора застосовують жароміц­ний чавун ЖЧС 5.

Багато деталей цементного устаткуван­ня працюють в умовах гідроабразивного спрацювання. Такі деталі виготовляють зі зносостійких чавунів, якісних конструк­ційних сталей або чавуну з наступним захистом гуми (гумованого). Налагодже­но серійний випуск трубопроводів для транспортування шламу із захистом ка­м'яної футерівки, проводяться випробу­вання на міцність деталей шламових на­сосів з поліуретану СКУ-7Л і ГУП-5.

Для виготовлення деталей, що зазнають газоабразивного спрацювання, застосову­ють вуглецеві сталі з наступним наплав­ленням твердими сплавами (шнеки і бронегільзи пневмогвинтових насосів), спеціаль­ні термостійкі гуми ІРП-1385 і ІРП-1287 (ущільнювальне кільце завантажувального клапана пневмокамерного насоса).

Відповідальні деталі устаткування для виробництва цементу, вапна, гіпсу, що за­знають утомленого спрацювання, виготов­ляють з низьколегованих високоміцних сталей. Наприклад, корпус обертових пе­чей виготовляють зі сталі 09Г2С, що має високу ударну в'язкість за низьких тем­ператур і добру зварюваність. Зубчасті вінці обертових печей виготовляють зі сталі 35ХМЛ, підвінцевої шестірні — зі сталі 34ХН1МА, бандажі й опорні роли­ки — зі сталі ЗОГСЛ. Вали-шестірні по­тужних редукторів приводу цементних, си­ровинних млинів і обертових печей виго­товляють зі сталей 45, 40Х, ЗОХГСА, 34ХН1М; а зубчасті колеса — зі сталей 45Л, 55Л.

Металоконструкції мостових кранів, що широко застосовуються на підприємствах з виробництва цементу, вапна, гіпсу, по­винні мати добру зварюваність (вміст шкідливих домішок обмежується), міц­ність, витривалість, пластичність, високу ударну в'язкість за низьких температур і після механічного старіння. Тому їх ви­готовляють зі сталей ВСтЗсп5, Ст20, 16ГС, 17ГС, 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД.

Вкладиші підшипників ковзання опор­них роликів обертових печей, цапфових підшипників і редукторів цементних та си­ровинних млинів подрібнювальних мли­нів, щокових і молоткових дробарок і опорних вузлів іншого устаткування ви­готовляють із бронзи БрО5Ц5С5 і бабітів Б83 і Біб.

Для виготовлення деталей устаткуван­ня з виробництва в'яжучих будівельних матеріалів крім перелічених матеріалів використовують також інші метали і не­металеві матеріали загальногалузевого за­стосування.

Механічні та інші властивості сталей і деяких металевих сплавів підвищуються внаслідок термічної і хіміко-термічної обробки, а також механічного зміцнення. До основних видів термічної обробки на­лежать відпалювання, нормалізація, загар­тування, відпускання і поліпшення меха­нічних властивостей деталей.

Відпалювання і нормалізацію за­стосовують для усунення внутрішніх напружень у деталях, одержаних литтям чи тиском, а також для поліпшення їхніх ме­ханічних властивостей і полегшення об­роблення різанням.

Загартування застосовують для підвищення міцності, твердості та зносо­стійкості деталей. Загартування може бути загальним (об'ємним) і поверхневим. При загальному загартуванні здійснюється термічна обробка всієї деталі чи на вели­ку глибину, а при поверхневому — тільки поверхневого шару деталі на невелику глибину. Нагрівається деталь, як прави­ло, струмами високої частоти (СВЧ). За­гартування надає сталі високої твердості, але збільшує її крихкість.

Відпускання застосовують для усу­нення крихкості, зняття внутрішніх на­пружень, а також для підвищення удар­ної в'язкості серцевини деталей.

Поліпшення механічних власти­востей деталей складається з двох опера­цій — загартування і високотемпературно­го відпускання і застосовується для підви­щення міцності деталей при збереженні їхньої ударної в'язкості чи збільшення її.

Сталі із вмістом вуглецю до 0,25 % ма­ють велику ударну в'язкість, але не сприй­мають загартування. Для поліпшення механічних властивостей ці сталі зазна­ють хіміко-термічиої обробки.

Найпоширенішими видами обробки є цементація й азотування.

Цементація полягає в насиченні по­верхневого шару деталей вуглецем на гли­бину до 0,2 мм. Після загартування по­верхневий шар цементованих деталей набуває високої твердості, а серцевина за­лишається в'язкою.

Азотування полягає в дифузійному насиченні поверхневих шарів деталі азо­том. Найчастіше застосовують газове і рідинне азотування в печах і ваннах. Ос­таннім часом упроваджується більш про­гресивний і ефективний спосіб азотуван­ня — йонне азотування, яке порівняно з класичним має чимало переваг, зокрема прискорення процесу в 3 —5 разів, вели­ка пружність і міцність шару.

Механічне зміцнення полягає в зміц­ненні поверхневих шарів металу пластич­ним деформуванням. Це простий і ефек­тивний спосіб зміцнення робочих поверхонь деталей зі сталі, чавуну і різних кольоро­вих сплавів. Механічне зміцнення здій­снюється різними способами: дробоструминним, накатуванням гладенькими роли­ками чи кульками, карбуванням, ротацій­но-ударним наклепуванням кульками, дорнуванням та ін. Таке зміцнення дає змогу підвищити міцність деталей із недорогих матеріалів, уникнути застосування високо-легованих сталей глибокого прогартовування. Зміцнення підвищує границю витрива­лості деталей, особливо валів, що мають кон­центратори напружень (виточення галтелі).

Більше поширені способи зміцнення, що ґрунтуються на нанесенні на робочі по­верхні деталей зносостійких шарів за до­помогою наплавлення і напилювання.

При виготовленні основних деталей устаткування для виробництва в'яжучих будівельних матеріалів застосовують ма­теріали, наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Матеріали, що застосовуються при виготовленні основних деталей технологічного устаткування для виробництва цементу