Машиностроение. Металлургия



жүктеу 0.61 Mb.
бет3/8
Дата03.04.2019
өлшемі0.61 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8




Научно-техническая политика Республики Казахстан ориентирована на концентрацию ресурсов по приоритетным направлениям экономического развития, определяемым первоочередными государственными научно-техническими программами. Геологическими исследованиями установлено, что Республика Казахстан обладает крупнейшими в мире (после Америки и Китая) запасами волластонитовых руд – около 70 млн т, позволяющими Казахстану занять лидирующее положение в производстве нового продукта – волластонита. Как показывает мировая практика его добычи и использования, зарубежные страны испытывают острый недостаток в волластоните природном, так как синтетический аналог обходится в 15–20 раз дороже [1, 2].

Переработка добываемой горной массы заключается в дроблении и измельчении как подготовительном процессе к непосредственному обогащению. Данные процессы являются весьма дорогостоящими операциями и на обогатительных фабриках достигают 50 % всех затрат. Для последующих технологических операций огромное значение имеет качество дробления и измельчения, предполагающее получение волластонитового продукта заданной фракции без переизмельчения.

Внутренняя структура неметаллорудных материалов, особенно природного происхождения, отличается, как правило, сложным иерархическим строением. Структура материалов представляет собой сложный статистический ансамбль макро– и микроэлементов, различных по своим физико-химическим свойствам, гранулометрическому составу, разнообразных по форме, распределенных в объеме некоторого континуума и взаимодействующих между собой. В свою очередь, структурные характеристики имеют несколько уровней описания, при этом к первому относятся форма и геометрические свойства частиц.

На рисунке 1 приведена структура микроигольчатого волластонитового материала с высоким характеристическим отношением.






Рисунок 1 – Микроигольчатая структура волластонита Х 1700

Для природного волластонита характерна вытянутая по длине структура кристаллов, при раскалывании которых образуются зёрна игольчатой формы. Игольчатая форма зерна волластонита определяет основное направление его использования – в качестве микроармирующего наполнителя. Волластонит является единственным чисто белым наполнителем, имеющим форму столбчатого продолговатого кристалла с отношением длины волокна к его диаметру в зависимости от марки (Х:D) от 3:1 и выше. Игольчатость является определяющим свойством для упрочнения покровных плёнок лакокрасочных материалов, для повышения их долговечности и износостойкости.

В связи с ухудшающейся экологической обстановкой необходимо также заметить, что волластонит является заменителем таких веществ, как асбест и волокнистый тальк. Кроме того, измельченный минерал волластонита в виде различных фракций применяется в резинотехнической, бумажной, химической промышленности, а также для производства теплоизоляционных материалов в металлургической промышленности.

До настоящего времени для дробления, измельчения на разные фракции и обогащения волластонитовых руд используются установки и механические дробильные устройства, например, шаровая, вибромельница и др. Чистый продукт для дальнейшего использования в промышленности, получаемый на этих установках, составляет порядка 40 % [3].

Для решения поставленных задач, связанных с дроблением и измельчением волластонитовой руды, в лаборатории гидродинамики и теплообмена Карагандинского государственного университета им. Е.А. Букетова была разработана и собрана экспериментальная электрогидроимпульсная установка [4, 5].

Основные эксперименты по дроблению и разрушению волластонитовой руды проводились для руды Босагинского месторождения Карагандинской области Республики Казахстан.

По технологическим оценкам лабораторий АО «Центргеологосъемка» волластонитовая руда Босагинского месторождения имеет следующие физико-механические свойства: цвет – белый; среднее содержание волластонита – 57,8 %; плотность минерала – 2800 ¸3100 кг/м 3.

Электрогидроимпульсный способ основан на использовании импульсной ударной волны, возникающей в результате искрового разряда в жидкости. Блок–схема экспериментальной установки представлена на рисунке 2. Для измерения, обработки и регистрации сигналов использован компьютерный цифровой осциллограф Velleman PCS 500.





Рисунок 2 – Схема высоковольтного испытательного стенда: 1 – блок поджига; 2 – генератор управляемых импульсов; 3 – ПЭВМ, 4 – повышающий трансформатор и накопитель энергии; 5 – управляемый разрядник; 6 – делитель напряжения; 7 - рабочий стакан; 8 – токовый шунт; 9 – компьютерный осциллограф PCS-500


Теоретические основы электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) и некоторые практические приложения хорошо известны [6–8].

Опыты по дроблению руды проводились при оптимальных значениях энергии разряда, емкости конденсаторной батареи, межэлектродного расстояния на коммутирующем устройстве, менялась также частота следования импульсов ЭГЭ.

Подводимое значение напряжения () на коммутирующем устройстве регулировали от В до В. Получены зависимости степени измельчения руды от электрических и геометрических параметров установки, где Кдоля фракций от общего объема; - межэлектродное расстояние на коммутирующем устройстве; – исходный диаметр руды, – диаметры измельченного материала; – время обработки руды.

Распределение частиц по их размерам при оптимальных значениях напряжения на коммутирующем устройстве приведено на рисунке 3. В данном эксперименте исходный диаметр частиц волластонита в водном растворе в среднем был равен м.

Установлено, что степень измельчения возрастает с увеличением напряжения и удельной энергии, вводимой в канал разряда. Это объясняется тем, что первоначально в обрабатываемой руде образуется сеть микротрещин в поле прохождения ударной волны, которое создает сплошное напряженное состояние. После воздействия на руду серией импульсов длительностью 10-510-4с на начальном этапе накапливаются пластические деформации, которые в некоторой степени увеличивают его прочность, но в зонах дефектности структур возникают напряжения, разрушающие минерал.

Рисунок 3 – Зависимость степени измельчения волластонитовой руды от напряжения на коммутирующем устройстве: ; ;


= 300 с,
;
;
;
.
При электрогидравлическом воздействии в водном растворе волластонита интенсивность процесса измельчения можно усилить использованием дополнительного давления, связанного с кавитацией, так как на каждой частице минерала возникает кавитационная микрополость, которая, схлопываясь, генерирует кратковременные, высокоамплитудные ударные микроволны. Таким образом, основными факторами, влияющими на механизм измельчения, являются интенсивность импульса волны давления, его длительность, характер ввода энергии в канале разряда, общая длительность процесса измельчения, высокоскоростные потоки жидкости, образуемые в результате объемной микрокавитации.

Задачей дальнейших исследований явилось определение оптимального значения межэлектродного расстояния на коммутирующем устройстве на дробление и измельчение руды (рис. 4).

Влияние данного значения исследовалось при постоянстве других параметров установки. Это позволяет выбирать оптимальное значение, необходимое для воспроизведения опытов. Исследования показали, что при всех значениях наблюдается общая закономерность влияния расстояния разрядного промежутка на коммутирующем устройстве на эффективность дробления волластонитовой руды. С увеличением межэлектродного расстояния устанавливается равномерное дробление руды. Самым оптимальным значением межэлектродного расстояния на коммутирующем устройстве является и диаметр фракций, подвергающийся наиболее интенсивному разрушению, равен =м.

Из приведенных графиков можно сделать вывод, что при увеличении межэлектродного расстояния частицы меньшим диаметром дробятся интенсивнее и наблюдается общая закономерность влияния электрического разряда в жидкости.



Рисунок 4 – Зависимость степени измельчения волластонита от межэлектродного расстояния: ; ; = 300с,



;
;
;

Полученные данные позволяют выбирать оптимальное значение межэлектродного расстояния, необходимое для воспроизведения опытов.



Выводы

Предлагаемый метод и экспериментально определенные параметры электрического разряда в жидкости являются наиболее приемлемыми для применения в производственных условиях, обеспечивают интенсивное дробление и измельчение волластонитовой руды.

Электрогидроимпульсный способ измельчения волластонитовой руды обладает рядом преимуществ по сравнению с механическим способом, позволяет регулировать гранулометрический состав готового продукта с повышенной избирательностью.

Проведение этих исследований и внедрение их результатов на предприятия будут способствовать техническому прогрессу в промышленности.




СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Каримова 3., Умирбаева Э. Минеральные ресурсы Казахстана и мира // Экономика и статистика. 2002. N 2. С. 40–48.

    2. Абеуов А.К., Черноглазова Т.В. Волластонитовые месторождения Казахстана. // Матер. 5-й Науч. Казахстанской конф. по физике твердого тела. 1999 г. Ч. ІІ. С. 67–69.

    3. Чистяков Б.З. Перспективы использования волластонита // Волластонит. М. :Наука, 1982.

    4. Кусаиынов К., Нусупбеков Б.Р., Нығыманова А.С., Мурзагалиева А. Электрогидроимпульсное устройство для дробления и измельчения волластонитовых руд : Нац. предпатент РК № 17857 от 15.08.2006. бюл. № 10. опубл. 16.10.2006. Ав. С. 50392.

    5. Кусаиынов К., Нусупбеков Б.Р., Ныгыманова А.С., Мурзагалиева А. Электрогидравлический способ измельчения волластонитовой руды: Нац. предпатент РК № 17856 от 15.08.2006. бюл. № 10. опубл. 16.10.2006. А. С. 50388.

    6. Гулый Г.А. Научные основы разрядно-импульсных технологий. // АН УССР ПКБ электрогидравлики. Киев Наукова думка, 1990. 280 с.

    7. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект, применение в промышленности. Л. : Машиностроение. Ленингр. Отд–ние, 1986. 252с. 

8. Курец В.И., Усов А.Ф., Цукерман В.А. Электроимпульсная дезинтеграция материалов. Апатиты : Изд–во Кольс. Науч. центра РАН, 2002. 324 с.


УДК 621.7




Г.А. БАЙЖАБАГИНОВА

Исследование зависимости производительности резания от режимов резания при точении
и электроконтактной обработке высокопрочных материалов


Каталог: wp-content -> uploads -> docs -> trudi%20univer
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Шильникова и. О., Пак д. Ю. Методологические аспекты организации самостоятельной образовательной деятельности студентов в контексте госо нового поколения
trudi%20univer -> Проблемы высшей школы
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Нарбекова б. М., Пак д. Ю. Компетентностный подход в госо нового поколения и качество образования
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия Әож 621. 735. 34=512. 122 Ішкі беттерді өңдеуге арналған жайғыш бастиектерінің тозуға төзімділігін арттыру К. Т. Шеров
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Шильникова и. О., Пак д. Ю. Состояние и тенденции развития Болонского процесса за рубежом
trudi%20univer -> Ерахтина и. И., Гейдан и. А., Жукова а. В. Активные методы в интенсификации подготовки студентов технических специальностей
trudi%20univer -> Пак ю. Н., Пак д. Ю. Болонский процесс и концептуальные аспекты обеспечения качества высшего образования
trudi%20univer -> Машиностроение. Металлургия
trudi%20univer -> Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет