Бібліотека до магістерської роботи

Розробка керованого процесу кристалізації мелющих тіл

А.І. Туяхов,В.В.Леонова

         Тіла, що мелють, є основним видом матеріалів, які використовуються при подрібненні залізняку і руд кольорових металів, цементного клінкеру, вугливши, будівельних матеріалів. Частка тіл, що мелють, від загальних витрат на подрібнення сировини досягає 30%.
          На Макіївському ливарному заводі розроблені і виготовляють (рис.1) мелющі тіла із чавуну еліпсоїдної форми. Тіла еліпсоїдної форми, що мелють, забезпечують більш ефективний процес подрібнення сировини, обумовлений більшою сумарною площею поверхні еліпсоїдів в порівнянні з кульовими при тій же масі, володіють підвищеною зносостійкістю, пов'язаною з більш високою об'ємною твердістю чавунних тіл, що мелють, дозволяють понизити витрату тіл, що мелють, на тонну подрібнюваного матеріалу і понизити витрати при виготовленні.
         Одним з недоліків відкритих кокілів є швидке охолоджування металу у верхній частині відливання за рахунок випромінювання тепла в оточуюче простір. За умов передачі тепла інтенсивність охолоджування відкритого дзеркала рідкого металу пропорційна четвертому ступеню температури, а інтенсивність відведення тепла теплопровідністю від відливання до кокілю пропорційна першому ступеню температури металу. Велика різниця в швидкостях охолоджування призводить до того, що на поверхні дзеркала металу з'являється тверда скориночка, тоді як центральна частина відливання залишається рідкою. Це приводить до значного утруднення відведення газів з рідини відливаного виробу в атмосферу і сприяє утворенню газових раковин і усадкової рихлості усередині відливання.
         З метою поліпшення умов газовиділення з рідкого металу в процесі кристалізації запропонований новий конструктивний елемент - дзеркальний відбивач, який забезпечує управління процесом затвердіння і кристалізації відливань в кокілі що приводить до підвищення їх эксплутаціоних характеристик. Дзеркальний відбивач напівциліндрової форми з внутрішньою поверхнею, що добре відображає .
         При проходженні кокілів під дзеркальним відбивачем зменшується швидкість охолоджування відкритої поверхні рідкого металу що знаходиться в осередках кокілю за рахунок віддзеркалення теплового потоку від увігнутої дзеркальної поверхні відбивача назад на всю верхню частину відкритого кокілю з розташованими в ньому осередками з рідким металом. Збільшення тривалості перебування дзеркала металу в рідкому стані сприяє більш повному видаленню газів зі всього об'єму металу і усуненню перекосу підстави відливань.
         Для визначення оптимальних розмірів дзеркального відбивача були проведені розрахунки швидкості затвердіння тіл, що мелють, при установці дзеркального відбивача над кокілями, що рухаються, при виході на горизонтальну ділянку з використанням математичної моделі процесу кристалізації. Розрахунки виконувалися для тіла типу Т9 з діаметром підстави, що меле, 60 мм при початковій температурі чавуну 1400⁰C, що заливається . Якнайкращі результати отримані при довжині дзеркального відбивача становить 0,20-0,25 довжини горизонтальної частини конвейєра. Місце установки відбивача по довжині горизонтальної ділянки конвейєра залежить від температури чавуну, що заливається. У виробничих умовах температура чавуну перед заливкою в кокіль може змінюватися від 1320 до 1400 ⁰C. Як показують розрахунки, по розробленій математичній моделі при мінімальній температурі чавуну відбивач повинен знаходитися біля заливальної чаші, а при максимальній температурі – на відстані від заливальної чаші, становлячої 2/3 довжини конвейєра. На практиці управління положенням відбивача буде автоматизовано по сигналу від датчика температури чавуну.
         Застосування на діючій конвейєрно-кокільній машині керованого процесу кристалізації чавунних тіл, що мелють, з використанням рухомого відбивача (термостата) дозволить понизити внутрішні дефекти чавунних відливань і повисить їх експлуатаційні властивості, такі як ударостійкість і зносостійкість.

• Дослідження процесу теплообміну в металоформі при твердінні чавуних мелющих тіл эліпсоїдної форми.

  В.Л. Жук, С.І. Гінкул, А.І.Туяхов, А.В.Мельник, А.И. Ярмоленко, А.В.Непочаев

  Розроблена математична модель кристалізації литих мелючих тіл із чавуну еліпсоїдної форми з обліком температурного розширення в системі “ метало форма-мелюще тіло”. Виконані розрахунки динаміки твердіння чавуну в ячійці метало форми мелющего тіла. Розроблена математична модель може бути використана для удосконалення технологічного процесу при виробництві мелющих тіл на конвейорно-кокільних машинах.

• Тіла еліпсоїдної форми, забезпечуючі ресурсо- і енергозбереження, що литі чавунні мелють, при подрібненні сировини і матеріалів.

  В.А. Ігнатов, А.А. Пахомов, А.А. Троянський, , В.Л. Жук, А.І. Туяхов, А.І. Ярмоленко

  Викладені результати досліджень застосування мелющих тіл із чавуну удосконаленої форми у вигляді еліпсоїдів, які вживаються у гврнорудній промисловості для дрібнення залізорудних матеріалів. Показано їх переваги у порівнянні з катаними та литими кулями по собівартості виготовлення та ефективності дріблення матеріалів при однакових умовах експлуатації на діючому обладнанні .