海绵钛破碎方法转让专利
申请号 : CN200810044866.7
文献号 : CN100592950C
文献日 : 2010-03-03
发明人 : 钟世杰 , 钟海志
申请人 : 钟世杰
摘要 :
本发明公开一种海绵钛破碎方法及装置。该破碎方法：用剪切装置剪切海绵钛坨，分割成料块，再剪切该料块，分割成几何尺寸更小的料块，如此渐进剪切分割，直到料块的几何尺寸符合要求。该破碎装置：包括海绵钛料支承滑道和推进装置、在支承滑道头部的下剪、在支承滑道上方的上剪，该上剪有使其上、下往复运动的驱动、传动装置，上剪下剪的剪刃相向且对应，在支承滑道头部的前方设有海绵钛料限位装置。由于全部采用剪切方式破碎海绵钛，料块基本不受挤压力，不易被压实，密度增加不大；不受反复挤压，料块温升慢，温度低，不易氧化；采用定尺剪切，碎块的几何尺寸一致，故产品使用性能好，且成品率高，无废品；由于只用剪切机，工艺流程短，加工效率高，成本低。
权利要求 :
1.一种海绵钛破碎方法，用剪切装置剪切海绵钛坨，将其分割成料块， 再剪切该料块，将其分割成几何尺寸更小的料块，如此渐进剪切分割，直到 料块的几何尺寸符合要求，其特征在于所述的剪切装置包括：海绵钛料支承 滑道，布置在该支承滑道尾部的海绵钛料推进装置，固定在支承滑道头部端 面上的下剪，布置在支承滑道上方的上剪，该上剪具有使其上、下往复运动 的驱动、传动装置，所述上剪、下剪的剪刃相向且对应；所述海绵钛料支承 滑道的支承工作面是“V”形槽面，或是弧形槽面，或是矩形槽面，或是平 面；海绵钛坨剪切分割的步骤是：①.将海绵钛坨放在剪切装置的“V”形槽面或弧形槽面支承滑道上，剪 切成若干饼状料块；
②.将饼状料块校平，放在剪切装置的平面支承滑道上，剪切成片状料 块；
③.将片状料块校平，放在剪切装置的平面支承滑道上，剪切成条状料 块；
④.将条状料块校直，放在剪切装置的矩形槽面支承滑道上，将条状料块 剪切成丁状料块。
2.根据权利要求1所述的海绵钛破碎方法，其特征在于：在支承滑道头 部的前方，设有海绵钛料限位装置；该限位装置包括竖直布置的滑座/滑道 副，所述滑座内设有滑道复位驱动器，所述滑道上设有竖直挡板及其横向距 离调整机构，所述竖直挡板通过其横向距离调整机构连接在滑道上，竖直挡 板的外侧立面是工作面，该工作面对应海绵钛料的前端面。
3.根据权利要求2所述的海绵钛破碎方法，其特征在于：所述滑道复位 驱动器是液压缸或数控电机。
4.根据权利要求2所述的海绵钛破碎方法，其特征在于：所述竖直挡板 的横向距离调整机构是液压缸或螺钉。
5.根据权利要求2所述的海绵钛破碎方法，其特征在于：所述竖直挡板 上设有压力传感器。
6.根据权利要求1所述的海绵钛破碎方法，其特征在于：在下剪前方、 海绵钛料下方的部位，设有海绵钛料被剪切部分的支撑装置，该装置包括竖 直布置的滑座/滑道副，所述滑座内设有滑道位移驱动器；滑道顶面固接有支 撑块，该支撑块的顶面顶住海绵钛料被剪切部分的底面；在上剪上设有位移 传感器。
7.根据权利要求6所述的海绵钛破碎方法，其特征在于：所述滑道位移 驱动器是液压缸或数控电机。
说明书 :
技术领域
本发明涉及海绵钛破碎方法及装置。
背景技术
克劳尔(kroll)法产出的海面钛，钛坨心部硬度高、韧性大，各块料之间 的强度差异很大，受压时会产生很大的塑性变形，其延伸率可大于55％，物理 特性与一般破碎机所破碎的矿石、煤、焦碳、石灰石等迥然不同，破碎难度 很大。
现有公知的海棉钛破碎工艺包括两大步骤：先用剪切装置将钛坨剪切成 适合破碎机加工的块料，再由破碎机将块料破碎成几何尺寸符合要求的碎 块。其中，破碎步骤又包括若干子步骤，通常是：粗碎→筛分→中碎→筛分 →细碎→筛分→人工筛选。所用的破碎机有以下几种类型：鄂式破碎机、单 齿辊破碎机、双齿辊破碎机、齿环式破碎机。中国、俄罗斯、日本等国用前 三种破碎机，美国主要用齿环式破碎机。这些破碎机的共同特点是，主要通 过挤压破坏海棉钛块料的结构，使其成为碎块，这就带来如下问题：1、海棉 钛受挤压力被压缩，体积缩小，密度增大，物理性能变差。钛坨的平均密度 约1.6左右，允许使用的最大密度为2.4，超过此密度的海棉钛块料就报废。 因此，用上述破碎机加工的海棉钛碎料，都存在不同程度的密度增大，其使 用性能较差，尤其是，属于钛坨心部的料块，其密度本来就较大，经挤压破 碎后密度往往超标，成为废品，降低了钛坨的利用率。2、由于采用多级破 碎，海棉钛块料被反复挤压，温升快，温度高，块料容易氧化，化学性质变 化，导致使用性能变差。3、破碎后的碎料几何尺寸大小不一，也影响其使 用性能，尺寸过小的碎料不能使用，成为废品。4、工艺流程长，加工效率 低，成本高。5、所用设备数量多，效益低。
现有公知的海棉钛破碎工艺包括两大步骤：先用剪切装置将钛坨剪切成 适合破碎机加工的块料，再由破碎机将块料破碎成几何尺寸符合要求的碎 块。其中，破碎步骤又包括若干子步骤，通常是：粗碎→筛分→中碎→筛分 →细碎→筛分→人工筛选。所用的破碎机有以下几种类型：鄂式破碎机、单 齿辊破碎机、双齿辊破碎机、齿环式破碎机。中国、俄罗斯、日本等国用前 三种破碎机，美国主要用齿环式破碎机。这些破碎机的共同特点是，主要通 过挤压破坏海棉钛块料的结构，使其成为碎块，这就带来如下问题：1、海棉 钛受挤压力被压缩，体积缩小，密度增大，物理性能变差。钛坨的平均密度 约1.6左右，允许使用的最大密度为2.4，超过此密度的海棉钛块料就报废。 因此，用上述破碎机加工的海棉钛碎料，都存在不同程度的密度增大，其使 用性能较差，尤其是，属于钛坨心部的料块，其密度本来就较大，经挤压破 碎后密度往往超标，成为废品，降低了钛坨的利用率。2、由于采用多级破 碎，海棉钛块料被反复挤压，温升快，温度高，块料容易氧化，化学性质变 化，导致使用性能变差。3、破碎后的碎料几何尺寸大小不一，也影响其使 用性能，尺寸过小的碎料不能使用，成为废品。4、工艺流程长，加工效率 低，成本高。5、所用设备数量多，效益低。
发明内容
本发明的目的，是提供一种没有上述问题的海绵钛破碎方法及装置，其 技术解决方案是：
一种海绵钛破碎方法，用剪切装置剪切海绵钛坨，将其分割成料块，再 剪切该料块，将其分割成几何尺寸更小的料块，如此渐进剪切分割，直到料 块的几何尺寸符合要求。
所述剪切分割的步骤是：
①.将海绵钛坨横向剪切，将其分割成若干饼状料块；
②.将饼状料块剪切成片状料块；
③.将片状料块剪切成条状料块；
④.将条状料块剪切成丁状料块。
一种海绵钛破碎装置，包括海绵钛料支承滑道，布置在该支承滑道尾部 的海绵钛料推进装置，固定在支承滑道头部端面上的下剪，布置在支承滑道 上方的上剪，该上剪具有使其上、下往复运动的驱动、传动装置，所述上 剪、下剪的剪刃相向且对应；在所述支承滑道头部的前方，还设有海绵钛料 限位装置。
所述钛料限位装置包括竖直布置的滑座/滑道副，所述滑座内设有滑道复 位驱动器，所述滑道上设有竖直挡板及其横向距离调整机构，所述竖直挡板 通过其横向距离调整机构连接在滑道上，竖直挡板的外侧立面是工作面，该 工作面对应海绵钛料的前端面。
所述滑道复位驱动器是液压缸或数控电机。
所述竖直挡板的横向距离调整机构是液压缸或螺钉。
所述竖直挡板上设有压力传感器。
在下剪前方、海绵钛料下方的部位，设有海绵钛料被剪切部分的支撑装 置，该装置包括竖直布置的滑座/滑道副，所述滑座内设有滑道位移驱动器； 滑道顶面固接有支撑块，该支撑块的顶面顶住海绵钛料被剪切部分的底面； 在上剪上设有位移传感器。
所述滑道位移驱动器是液压缸。
所述海绵钛料支承滑道的支承工作面是“V”形槽面，或是弧形槽面，或 是矩形槽面，或是平面。
本发明的有益技术效果：
由于全部采用剪切方式破碎海绵钛，料块基本不受挤压力，不易被压 实，密度增加不大；不受反复挤压，料块温升慢，温度低，不易氧化；采用 定尺剪切，碎块的几何尺寸一致，故产品使用性能好，且成品率高，无废 品。
由于只用剪切机，工艺流程短，加工效率高，成本低。
一种海绵钛破碎方法，用剪切装置剪切海绵钛坨，将其分割成料块，再 剪切该料块，将其分割成几何尺寸更小的料块，如此渐进剪切分割，直到料 块的几何尺寸符合要求。
所述剪切分割的步骤是：
①.将海绵钛坨横向剪切，将其分割成若干饼状料块；
②.将饼状料块剪切成片状料块；
③.将片状料块剪切成条状料块；
④.将条状料块剪切成丁状料块。
一种海绵钛破碎装置，包括海绵钛料支承滑道，布置在该支承滑道尾部 的海绵钛料推进装置，固定在支承滑道头部端面上的下剪，布置在支承滑道 上方的上剪，该上剪具有使其上、下往复运动的驱动、传动装置，所述上 剪、下剪的剪刃相向且对应；在所述支承滑道头部的前方，还设有海绵钛料 限位装置。
所述钛料限位装置包括竖直布置的滑座/滑道副，所述滑座内设有滑道复 位驱动器，所述滑道上设有竖直挡板及其横向距离调整机构，所述竖直挡板 通过其横向距离调整机构连接在滑道上，竖直挡板的外侧立面是工作面，该 工作面对应海绵钛料的前端面。
所述滑道复位驱动器是液压缸或数控电机。
所述竖直挡板的横向距离调整机构是液压缸或螺钉。
所述竖直挡板上设有压力传感器。
在下剪前方、海绵钛料下方的部位，设有海绵钛料被剪切部分的支撑装 置，该装置包括竖直布置的滑座/滑道副，所述滑座内设有滑道位移驱动器； 滑道顶面固接有支撑块，该支撑块的顶面顶住海绵钛料被剪切部分的底面； 在上剪上设有位移传感器。
所述滑道位移驱动器是液压缸。
所述海绵钛料支承滑道的支承工作面是“V”形槽面，或是弧形槽面，或 是矩形槽面，或是平面。
本发明的有益技术效果：
由于全部采用剪切方式破碎海绵钛，料块基本不受挤压力，不易被压 实，密度增加不大；不受反复挤压，料块温升慢，温度低，不易氧化；采用 定尺剪切，碎块的几何尺寸一致，故产品使用性能好，且成品率高，无废 品。
由于只用剪切机，工艺流程短，加工效率高，成本低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
图2是本发明剪切装置的一种结构示意图
图3是剪切装置海绵钛料支承滑道的一种结构图
图4是剪切装置海绵钛料支承滑道的另一种结构图
图5是剪切装置海绵钛料支承滑道的再一种结构图
图6是剪切装置海绵钛料支承滑道的又一种结构图
其中，图3至图6是图2的A-A视图。
图2是本发明剪切装置的一种结构示意图
图3是剪切装置海绵钛料支承滑道的一种结构图
图4是剪切装置海绵钛料支承滑道的另一种结构图
图5是剪切装置海绵钛料支承滑道的再一种结构图
图6是剪切装置海绵钛料支承滑道的又一种结构图
其中，图3至图6是图2的A-A视图。
具体实施方式
首先介绍本发明的剪切装置，参见图2至图6：该装置包括海绵钛料支承 滑道8，布置在该支承滑道8尾部的海绵钛料推进装置1，固定在支承滑道头部 端面上的下剪7，布置在支承滑道8上方的上剪装置2，该上剪装置具有使其 上、下往复运动的驱动、传动装置，所述上剪装置2、下剪7的剪刃相向且对 应。以上是公知的现有海绵钛剪切装置的基本结构。本发明在此基础上做了 如下改进：
一、在所述支承滑道头部的前方，增设了海绵钛料限位装置。
该钛料限位装置包括竖直布置的滑座/滑道副，其滑座11直接固定在基础 上，滑道10位于滑座11内，并与之上、下滑动配合。在滑座11内设有滑道复 位驱动器12，滑道10支承于复位驱动器12上。该复位驱动器12可采用数控电 机，也可采用液压缸。对于切片、切条、切丁的剪切装置，一般采用液压缸 或数控电机即可，对与切饼的剪切装置，由于钛坨的尺寸大，被剪切部分弯 曲变形的行程长，即滑道10的滑动行程长，则应采用液压缸，才能满足行程 要求。
在所述滑道10上设有竖直挡板3及其横向距离调整机构4，所述竖直挡板3 通过其横向距离调整机构4连接在滑道10上，竖直挡板3的外侧立面是工作 面，该工作面对应海绵钛料9的前端面。距离调整机构4一般采用液压缸，以 便实现自动调节，该液压缸安装在滑道10上，其活塞杆连接竖直挡板3，活塞 杆伸缩，即可调整竖直挡板3与支承滑道8头部端面的距离，从而控制海绵钛 料9被剪切部分的尺寸。也可采用螺钉，人工手动调节该距离。
竖直挡板3上设有压力传感器5，用于控制推料装置1的驱动器，当推料装 置1将海绵钛料9推进到其端面与竖直挡板3接触时，压力传感器5受压发出信 号，控制推料装置1的驱动器停止运行。
支承滑道8的支承工作面有四种结构。一种是“V”形槽面，如图3所示， 另一种是是弧形槽面，如图4所示，这两种结构用于将钛坨剪切成饼状料块， 具体加工时可选择其中任意一种。再一种是平面，如图5所示，用于将饼状料 块剪切成片状，以及将片状料块剪切成条状。还有一种是矩形槽面，如图6所 示，用于将条状料块剪切成丁状，使用时，在每一矩形槽内都放入一根条状 料块，推料装置1同步推进所有条状料块，上剪装置2运行一次，即可切下多 个立方体丁状料块。
钛料限位装置设置滑座/滑道副的目的，是便于将钛坨剪切成饼状料块， 因钛坨的尺寸很大，钛坨的端面被竖直挡板3挡住，若挡板3固定不动，则钛 坨的被剪切部分没有退让空间，势必被压缩，这是不希望的。设置滑座/滑道 副后，竖直挡板3可随滑道10下移，让出钛坨被剪切部分的退让空间，即可防 止被压实。滑道10位移是由作为复位驱动器12的液压缸驱动的，该液压缸由 自控系统控制，与上剪装置2的剪刃同步运行，这样，竖直挡板3就与上剪装 置2的剪刃同向、同步运行。
对于切片、切条、切丁的剪切装置，其复位驱动器12是液压缸或数控电 机，工作时，钛料的被剪切部分向外弯曲，上剪位移传感器16发出信号控制 竖直挡板3，使竖直挡板3连同滑道10随着钛料被剪切部分的弯曲，同步向下 位移，让出钛料被剪切部分的退让空间，即可防止被压实。
二、在下剪7前方、海绵钛料9下方的部位，设有海绵钛料被剪切部分的 支撑装置，该装置包括竖直布置的滑座/滑道副，所述滑座15内设有滑道位移 驱动器14，该位移驱动器14一般采用液压缸。滑道13顶面固接有支撑块6，该 支撑块6的顶面顶住海绵钛料9被剪切部分的底面，这样就便于剪切。在上剪 装置2上设有位移传感器16，用于检测上剪剪刃的位移量。当上剪剪刃运行到 临近将料块切透时，移传感器16的位移信号经自控系统处理，发出控制信 号，液压缸排油卸压，支撑块6随同滑道13在自身重力作用下下移，与海绵钛 料9分离，上剪剪刃继续下移，即可利索地将料块切透。此时，自控系统发出 控制信号，上剪装置2的驱动器反向运行，上剪刃上移。此后，退料装置1再 次推料，上剪装置2再次剪切，如此循环。
参见图1，本发明的工艺流程是：
先将钛坨放在“V”形槽面或弧形槽面支承滑道的剪切装置上，剪切成若 干饼状料块；
再将饼状料块校平，放在平面支承滑道的剪切装置上，剪切成片状料 块；
再将片状料块校平，放在平面支承滑道的剪切装置上，剪切成条状料 块；
再将条状料块校直，放在矩形槽面支承滑道的剪切装置上，将条状料块 剪切成丁状料块。
从以上可以看出，本方法所用的破碎装置只有剪切装置，且剪切装置的 结构基本相同，区别仅仅是支承滑道支承面结构及推料驱动器、上剪装置驱 动器的功率略有差别，因而设备制造、维修方便。本方法所用的设备数量 少，流程短，加工效率高，投资少。更为重要的是，由于全部采用剪切方式 破碎海绵钛，料块基本不受挤压力，不易被压实，密度增加不大；不受反复 挤压，料块温升慢，温度低，不易氧化；采用定尺剪切，碎块的几何形状规 则，尺寸一致，故产品使用性能好，且成品率高，无废品。
一、在所述支承滑道头部的前方，增设了海绵钛料限位装置。
该钛料限位装置包括竖直布置的滑座/滑道副，其滑座11直接固定在基础 上，滑道10位于滑座11内，并与之上、下滑动配合。在滑座11内设有滑道复 位驱动器12，滑道10支承于复位驱动器12上。该复位驱动器12可采用数控电 机，也可采用液压缸。对于切片、切条、切丁的剪切装置，一般采用液压缸 或数控电机即可，对与切饼的剪切装置，由于钛坨的尺寸大，被剪切部分弯 曲变形的行程长，即滑道10的滑动行程长，则应采用液压缸，才能满足行程 要求。
在所述滑道10上设有竖直挡板3及其横向距离调整机构4，所述竖直挡板3 通过其横向距离调整机构4连接在滑道10上，竖直挡板3的外侧立面是工作 面，该工作面对应海绵钛料9的前端面。距离调整机构4一般采用液压缸，以 便实现自动调节，该液压缸安装在滑道10上，其活塞杆连接竖直挡板3，活塞 杆伸缩，即可调整竖直挡板3与支承滑道8头部端面的距离，从而控制海绵钛 料9被剪切部分的尺寸。也可采用螺钉，人工手动调节该距离。
竖直挡板3上设有压力传感器5，用于控制推料装置1的驱动器，当推料装 置1将海绵钛料9推进到其端面与竖直挡板3接触时，压力传感器5受压发出信 号，控制推料装置1的驱动器停止运行。
支承滑道8的支承工作面有四种结构。一种是“V”形槽面，如图3所示， 另一种是是弧形槽面，如图4所示，这两种结构用于将钛坨剪切成饼状料块， 具体加工时可选择其中任意一种。再一种是平面，如图5所示，用于将饼状料 块剪切成片状，以及将片状料块剪切成条状。还有一种是矩形槽面，如图6所 示，用于将条状料块剪切成丁状，使用时，在每一矩形槽内都放入一根条状 料块，推料装置1同步推进所有条状料块，上剪装置2运行一次，即可切下多 个立方体丁状料块。
钛料限位装置设置滑座/滑道副的目的，是便于将钛坨剪切成饼状料块， 因钛坨的尺寸很大，钛坨的端面被竖直挡板3挡住，若挡板3固定不动，则钛 坨的被剪切部分没有退让空间，势必被压缩，这是不希望的。设置滑座/滑道 副后，竖直挡板3可随滑道10下移，让出钛坨被剪切部分的退让空间，即可防 止被压实。滑道10位移是由作为复位驱动器12的液压缸驱动的，该液压缸由 自控系统控制，与上剪装置2的剪刃同步运行，这样，竖直挡板3就与上剪装 置2的剪刃同向、同步运行。
对于切片、切条、切丁的剪切装置，其复位驱动器12是液压缸或数控电 机，工作时，钛料的被剪切部分向外弯曲，上剪位移传感器16发出信号控制 竖直挡板3，使竖直挡板3连同滑道10随着钛料被剪切部分的弯曲，同步向下 位移，让出钛料被剪切部分的退让空间，即可防止被压实。
二、在下剪7前方、海绵钛料9下方的部位，设有海绵钛料被剪切部分的 支撑装置，该装置包括竖直布置的滑座/滑道副，所述滑座15内设有滑道位移 驱动器14，该位移驱动器14一般采用液压缸。滑道13顶面固接有支撑块6，该 支撑块6的顶面顶住海绵钛料9被剪切部分的底面，这样就便于剪切。在上剪 装置2上设有位移传感器16，用于检测上剪剪刃的位移量。当上剪剪刃运行到 临近将料块切透时，移传感器16的位移信号经自控系统处理，发出控制信 号，液压缸排油卸压，支撑块6随同滑道13在自身重力作用下下移，与海绵钛 料9分离，上剪剪刃继续下移，即可利索地将料块切透。此时，自控系统发出 控制信号，上剪装置2的驱动器反向运行，上剪刃上移。此后，退料装置1再 次推料，上剪装置2再次剪切，如此循环。
参见图1，本发明的工艺流程是：
先将钛坨放在“V”形槽面或弧形槽面支承滑道的剪切装置上，剪切成若 干饼状料块；
再将饼状料块校平，放在平面支承滑道的剪切装置上，剪切成片状料 块；
再将片状料块校平，放在平面支承滑道的剪切装置上，剪切成条状料 块；
再将条状料块校直，放在矩形槽面支承滑道的剪切装置上，将条状料块 剪切成丁状料块。
从以上可以看出，本方法所用的破碎装置只有剪切装置，且剪切装置的 结构基本相同，区别仅仅是支承滑道支承面结构及推料驱动器、上剪装置驱 动器的功率略有差别，因而设备制造、维修方便。本方法所用的设备数量 少，流程短，加工效率高，投资少。更为重要的是，由于全部采用剪切方式 破碎海绵钛，料块基本不受挤压力，不易被压实，密度增加不大；不受反复 挤压，料块温升慢，温度低，不易氧化；采用定尺剪切，碎块的几何形状规 则，尺寸一致，故产品使用性能好，且成品率高，无废品。