WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

Очевидно, с целью повышения качества отпрессованного брикета, ис- ключения его поверхностей осыпаемости (повышения коэффициента использо- вания материала), снижения энергозатрат и трудоемкости процесса прессова- ния двухкомпонентной шихты (при наличии ЖСС) целесообразно ограничи- вать процесс прессования первой стадией.

Наличие в шихте ЖСС вносит существенные коррективы в установлен- ные границы стадийности уплотнения, а изучение влияния жидкого компонента на уплотненность многокомпонентной шихты позволит выявить область пере- хода от первой стадии уплотнения ко второй.

6. ПРЕСС ОВА НИЕ СТ РУКТУРНОНЕОД НОРОДНЫХ С ИСТЕМ С РАЗЛИЧ НЫ М АГРЕГАТНЫМ С ОСТ ОЯ НИЕ М ФАЗ В ТЕХНОЛОГИЧЕСК ИХ ПРОЦЕ ССАХ УТИЛИЗА ЦИИ ТОНК ОД ИС ПЕ РС НЫХ ПОРОШ КОВЫ Х ОТХ ОД ОВ ЧЕ РНОЙ МЕТА ЛЛУ РГИИ Проведенный анализ [1] техногенных отходов рада металлургических комбинатов: ОАО «ММК», ОАО «Северсталь», ОАО «Носта» позволил установить, что твердыми железосодержащими отходами этих предприятий, образуемым на стадии выплавки стали, прокатки листа агломерации, являются:

доменная и конвертная пыль, прокатная окалина с масс. долей Fe- до (50...60)%, к неметаллическим отходам относятся пыль доломита и известн яка. Так, на кон ец 90-х годов на ОАО «Северсталь» в сутки изымалось из оборота и терялось в виде пыли до 300 тонн доломита, 150 тонн известняка, 800 тонн конвертного шлама.

Следует отметить,что в технической литературе отсутствуют корректные технологические рекомендации по практическому освоению процессов утилизации материалов, что во многом определяется сложностью процессов прессования плотноупакованной механической смеси.

На кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлени ем» УлГТУ проблемы прессования тонкодесперствых отходов находятся в ценре внимания с конца 80-х годов. Рассмотрены и реализованы в производстве процессы утилизации железосодержащих и неметаллических отходов широкого спектра, теоретический и экспериментальный анализ отражен 8 раде печатных публикаций и патентах РФ[2-5]. Определены условия прессования структурно- неоднородной смеси на основе тонкодисперстных отходов с использованием жидких связующих сред (ЖСС).

В экспериментальных исследованиях процессов прессования была ис- пользована односторонняя схема прессования в закрытых прессформах. Дав- ление прессования варьировалось от 50 до 400 Мпа, что соответствовало сило- вым режимам валкового роторного пресса. В качестве ЖСС использовалось на- триевое жидкое стекло, обладующее всеми свойствами коллоидных растворов.

В качестве исходного материала использовано: а) механическая смесь (пыль доломита (CaCO3MgCO3): конвертный шлам) = (70:30)% масс. Доли; б)пыль доломита — 100% масс.доли. С целью определения закономерности формоизме- нения уплотнения, энергосиловых параметров прессования были проведены испытания по определению: насыпной плотности, удельного объема утряски, плотности утряски (ГОСТ 19440-74). Установлен среднестатистический размер фрагментов фракций: а) доломита - 10 < Дср < 50мкм; б)шлама - 100 < Дср < 500мкм.

Анализ результатов экспериментов позволил установить, что при уменьшений масс. Доли ЖСС на 1% наблюдается уменьшение усилия выпрессовывания брикетов из прессформ в 1,5...2 раза, увеличение масс. Доли отсева. Установлено, что увеличени масс. Доли ЖСС способствует росту хрупкости отпрессованого брикета, т. к. соедин ение имеют аморфные структуру. Рекомендовано с целью обеспечения достаточной механической прочности на сжатие и удар, минимизации энергосиловых параметров прессования и выталкивания использовать натриевое жидкое стекло модулем М = 2,5...2,7; плотности 1,35...1,45г/см3 масс. Доли от 1,5 до 2,5%.

Для выявления функциональных связей процесса прессования был поставл ен полноф акторный э ксп ери мен т, получена ко мпл ексн ая параметрическая модель в виде степенного полинома множественного порядка [б].

При теоретико-аналитическом исследовании процесса прессования рассмотрена двухкомпонентная смесь (шихта), состоящая из твердой (тонкодисперсная пыль доломита, металлический порошок) и жидкой (ЖСС) фазы. При прессованиии такой шихты обнаружился эффект интенсивного разрыхления (пыления) приконтактной зоны(глубиной до 2 мм.) отпрессо- ваного брикета при значительных давлениях прессования ( 300...400 Мпа) [7], что существенно снижает потребительское качество конечного продукта.

Это явлени е не отмечено в классич еских процессах прессовани я однокомпонентных порошковых сред, результаты эксперимента имеют оригинальный характер, анализ выявленых процессов в научно-технической литературе отсутствует.

Рассмотрим процессы прессования двухкомпонентных смесей, одна из фаз которых, - жид кая. Первая стади я уплотн ения х арактеризуется значительным преобладанием автономной, нарушающей контакты насыпки деформации, после снятия нагрузки формовка превращается в несвязанное сыпучее тело. При необходимости ограничения первой стадией уплотнения следует вводи ть в форму ему ю шихту ЖСС. При испол ьзовании двухкомпонентной шихты, содержащей жидкую фазу, «арки» заполняются как твердыми частицами, так и жидкой фазой, причем, преимущественное перемещение наблюдается прежде всего у жидкой фазы.

Вторая стадия прессования характеризуется пластической деформацией частиц твердой среды приконтактных областей. Препятствием для образования контактов являются пленки ЖСС, при этом жидкая фаза частично или полностью выдавливается в поры.

При использовании смеси с наличием жидкой фазы третья стади я прессования — отсутствует это явление совершенным образом отличается от классических теорий прессования порошковых тел), заполнение пор фракцией твердой фазы не наблюдается, создается гидростатическое давление).

Установлено, что введение в шихту ЖСС оказывает сложное влияние на характер уплотнения. При малом давлении (400 МПа) присутствие второго (жидкого) компонента способствует в процессе прессо вания снижени ю пористости, при большем давлении (>400 МПа) - повышается пористоть приконтактной зоны.

Таким образом, изучение влияния второго компонента на уплотняемость дву хкомпонентных смесей позволяет выявить область перехода от одной стадии прессования к другой.

Уплотнение порошкового тела за счет взаимного перемещения частиц переходит в уплотнение вледствие деформации самих частиц в случае [8,9]:

П V (1) = П0 VП где -относительное изменение доли объема, занимаемого в Ппорошке порами, V - относительное изменение объема уплотняемой среды, VV = V0 - V, П = П0 - П,V0, П0 - исходные значения объема и пористости до уплотнения; V,П- их текущие значения.

Граничным (критическим) является такое состояние уплотняемого по- рошкового тела, когда объем, занимаемый порами, становиться равным доле объема, которую частицы занимали до уплотнения:

(2) Пкр =или (3) Пкр =1- Птогда (4) кр =1 -где 0 -относительная плотность до приложения нагру зки.

Зависимость прочности от давления прессования представлена в экспоненциальном виде [10]:

, (5) П = П0 eгде = Sн /m= const для рассматриваемого материала и условий прессова- ния (m- масса шихты; Sнплощадь поперечного сечения тела).

Выражая пористоть через относительною плотность с учетом состояния (4), уравнение (5) приводится к виду:

(6) = 1 - кр eПри давлении прессовании р= 0; =1- кр = 0, при = - 1.

Таким образом, введение в уравнение (6) критической плотности позволяет производить оценку границы и протяженность этапов структурного и пластического деформирования.

Величина критической плотности [6] соответствует:

(7).

= 0,585(% ЖСС)0,013 ( )0,058 (Т)0,Определяя критическую пло но определенных дву хкомпонентных ЗАКЛЮЧЕНИЕ Материалы, представленные в учебном пособии, раскрывают вопросы и проблемы, имеющие место в современном промышленном производстве, по- зволяют выделить технологическую нишу для обеспечения принятия эффек- тивных организационно-технических мероприятий.

Использование сведений данного учебного пособия может быть полезна на этапах: подготовки производства, производственного цикла, включая и та- кой важный аспект — оборачиваемость сырья и отходов, исключения либо су- щественного снижения необратимых потерь исходного сырья.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Кокорин, В.Н. Анализ промышленного рециклинга твердых техногенных отходов предприятий черной металлургии // Экономика,экология и общество России в 21-м столетии. С-Петербург.СП-б ТГУ2003.С.273-274.

2. Патент РФ №2083694 от 10.07.97r. «Способ переработки металло- содержащих отходов» / Булыжев Е.М., Кокорин В.Н.

3. Патент РФ №2097166 от 29.11.97г. «Способ переработки металлосо- держащих шламов» / Булыжев Е.М., Кокорин В.Н.

4. Кокорин, В.Н. и др. К проблеме прессования шламовых металлосо- держащих отходов // Ресурсосберегающие технологии листовой и объемной штамповки. Тезисы докладов Всеросс. НТК. Ульяновск: УлГТУ.2003. С.21- 23.

5. Кокорин, В.Н. и др. Промышленный рециклинг техногенных отходов ОАО «Северсталь» // Прогрессивные процессы и оборудование металлургическо- го производства. Сборник трудов IV Межд. НТК. Череповец: ЧГУ. 2003. С.

202-203.

6. Отчет НИР «Совершенствование технологического комплекса утилизации доломитного производства и железосодержащих отходов» / Булыжев Е.М., Кокорин В.Н., и др. Ульяновск. ЗАО «Экоросс», 1998. С. 50.

7. Кокорин, В.Н, Кокорин М.В. К стадийности прессования двухкомпонент- ных смесей с различным агрегатным состоянием // Вестник УлГТУ. Серия «Машиностроение». 2002. №1. С. 38-41.

8. Смирнов, B.C., Павлов Н.Н., Целесин Н.Н. Исследование соотношения П+=1, отражающего переход от структурной к упругопластической дефор- мации зернистой среды // Труды ЛПИ. 1969. № 296. С. 37-41.

9. Цеменко, В.Н. Деформирование порошковых сред. СПб. СПбГТУ, 2001. 104с 10. Радомысельский, И.Д., Щербань НИ. Некоторые особенности уплотнения порошков на разных стадиях прессования // Порошковая металлургия. 1980.

№11. С. 12-19.

КОНТ РОЛЬ НЫЕ ВОПРОСЫ 1. Назначение и место промышленного рециклинга в производственном цикле металлосборки.

2. Основные методы сбора тонкодисперсных материалов.

3. Технические средства и режимы измельчения и тепловой обработки отходов металлургического производства.

4. Классификация твердых отходов черной металлургии.

5. Назначение ЖСС при подготовке шихты.

6. Особенности прессования многокомпонентных смесей с различным фазо- вым состоянием.

7. Основные технологические схемы промышленного рециклинга техногенных отходов.

8. Основное технологическое оборудование, применяемое при утилизации от- ходов.

9. Технико-экономическое обоснование технологических средств и технологий промышленного рециклинга техногенных отходов.

Учебное издание Кокорин Валерий Николаевич Григорьев Андрей Анатольевич Кокорин Максим Валерьевич Чемаева Ольга Владимировна Промышленный рециклинг техногенных отходов Учебное пособие Редактор А.В. Кропотин Подписано в печать 11.05.2005.

Формат 60 х 84/16. Бумага тип. № 1. Усл. печ. л.2,56. Уч.-изд. л. 2,20.

Тираж 100 экз. Заказ Ульяновский государственный технический университет 432027. Ульяновск, Сев. Венец, 32.

Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.