Для буровых разведочных работ широко применяется чугунная дробь. При обработке каменных пород, стекла и других твердых материалов в качестве абразивов также употребляется дробь. Не менее важное применение дробь находит и в машиностроении как средство очистки литых, кованых и других деталей и для повышения, прочности и долговечности деталей наклепом. Чугунная дробь.
Известно несколько способов получения чугунной дроби: распыление струи металла воздухом, паром, водой; раздробление струи металла при падении на наклонную поверхность, смоченную водой; заливка металла в воду дождевыми литниками; разливка через водяные сита и т. п.
Распыление струи жидкого металла сжатым воздухом дает возможность получать дробь особо крупных размеров; для получения дроби мелких размеров струю металла распыляют водой.
Дробелитейная установка для распыления металла состоит из бака с охлаждающей жидкостью, гидравлического сопла, системы транспортеров, вертикальной сушильной печи и агрегата для просева дроби.
Струя жидкого чугуна рассекается в горизонтальной плоскости над уровнем воды в баке сильной струей воды. Мелкие капли чугуна перед падением в воду принимают шарообразную форму. Пластинчатый транспортер переносит дробь из бака в бункер ковшевого элеватора, который подает ее в вертикальное сушило с температурой 120-150°. Просушенная дробь поступает на просев по фракциям. За счет большой скорости охлаждения в воде чугунная дробь получается целиком отбеленной.
Производительность установки равна 6-7 т дроби в смену; вода в сопла подается центробежным насосом производительностью 55 м3/час; динамический напор равен 50 м.
Струя чугуна из желоба вагранки, ударяясь о решетчатое дно движущейся тележки, раздробляется и падает на вращающийся барабан, установленный в баке с водой; частицы жидкого чугуна принимают шаровую форму и затвердевают с резкой закалкой механизмом в возвратно-поступательное движение с 32 пер/мин. Уровень воды в баке поддерживается таким, чтобы барабан только на 2/3 диаметра находился в воде. Скорость вращения барабана — 130 об/мин.
Температура чугуна на желобе для крупной, дроби равна 1280-1300 градусов, для мелкой дроби 1350-1380°, температура воды в баке 60-70°.
Для предохранения дроби от коррозии в воду добавляют хромпик из расчета 250 гр., на 1 м3 воды. Дробелитейная установка с заливкой чугуна, в воду дождевым литником представляет собой сварной бак. На бак устанавливается сварная коробка литниковой чаши, имеющая в донной части отверстия диаметром 20 мм, просверленные на расстоянии 50 мм одно от другого. Коробку набивают формовочной смесью и через отверстия в дне накалывают литники диаметром 8-10 мм.
Труба, по которой в бак подается вода, входит в коробку-распылитель с отверстиями диаметром 2-2,5 мм. Отверстия просверливаются достаточно близко друг к другу, чтобы поступающая в бак под давлением вода создала сплошную водяную завесу.
Чугун из чаши попадает на водяную завесу и рассекается ею на мелкие шарики, которые падают на дно бака. Во время заливки бак должен быть наполнен водой примерно наполовину. Уровень воды регулируется при помощи сливной трубы.
После разливки ковша емкостью 1-1,5 т заливку прекращают и литниковую чашу заменяют новой. Воду из бака спускают, а дробь выгребают и сушат. После сушки дробь просеивают через сито.
Стальная дробь
Стальную дробь получают разбрызгиванием струи металла при падении ее с некоторой высоты на обильно смоченную водой поверхность вращающегося барабана. Для этого барабан погружается до половины диаметра в бассейн с водой. При ударе о поверхность барабана струя жидкого металла разбивается на капли различной величины, которые застывают в виде дробинок шаровидной или приближающейся к ней форме.
Наиболее дешевым, или простым плавильным агрегатом для этих целей является малый бессемеровский конвертор с боковым дутьем.
Процесс дробеобразования протекает нормально, когда окружная скорость барабана равна или несколько больше скорости падения струи жидкого металла, т. е. Диаметр барабана для разбрызгивания струи жидкого металла должен быть такого размера, чтобы исключалась возможность скатывания струи с наклонной поверхности барабана, т. е. чтобы угол наклона не превышал 5°; диаметр барабана должен быть 380-420 мм. Поверхность барабана должна быть хорошо отшлифована; толщина водяного покрытия в месте падения струи металла на барабан должна находиться в пределах 3-3,5 мм,
Оптимальный диаметр струи жидкой стали равен 12-14 мм при двухструйной разливке и 10-12 мм-при трехструйной.
Физические свойства стальной литой дроби характеризуются следующими показателями: удельный вес в зависимости от фракции дроби 7,13-7,57 г/см3, объемный вес 4,26-4.47 гмс3. Сопоставление удельного и объемного веса дроби показывает, что дробь не имеет литейных дефектов (усадочные раковины и рыхлости) и в большинстве своем дробинки почти правильной шаровой формы.
Механические свойства дроби характеризуются следующими показателями, величина раздавливающего усилия между пластинками стали, закаленной до HR = 52 — 54, равна 520-590 кг.
Охотничья дробь
Расплавленный свинец выливается через специальное решето, так что отдельные струйки его под действием силы поверхностного натяжения прерываются и образуют капли. Эти капли за время падения с большой высоты получают шарообразную форму и успевают затвердеть.
В большинстве случаев в свинец вводятся мышьяк или сурьма для увеличения поверхностного натяжения. Мышьяковистые соединения вредны для здоровья обслуживающего персонала, поэтому обычно применяют сурьму (3-5% от веса свинца).
Для расплавления свинца применяются печи самой простой конструкции с чугунными котлами на 650-1500 кг. Такие печи устанавливают на дробелйтейных фабриках.
Свинцовый расплав при температуре 350° вручную ложками выливается в металлические ящики с решетчатыми днищами для каждого номера дроби. Ящики (решета) устанавливаются над шахтой, в которой благодаря восходящему воздушному потоку происходят остывание и кристаллизация образовавшихся шариков. Внизу шахты установлен бак с водой, в который и попадает дробь. Высота шахты до 40 м. В верхнем этаже фабричного здания помещается плавильная печь, в нижнем — отделочное и упаковочное помещения.
Отлитая дробь извлекается из бака с водой, просушивается и сортируется по размеру.
Для придания дроби товарного вида ее полируют во вращающихся барабанах с графитом. Дробь приобретает при этом гладкую блестящую поверхность. Для лучших сортов дроби применяют амальгамирование.