Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Перспективы развития энергосберегаю­щих способов дробления хрупких материалов

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-6-442-446

Полный текст:

Аннотация

Дробильные машины входят в состав шихтовых отделений доменных и сталеплавильных цехов металлургических предприятий. Одним из основных показателей процесса дробления является его энергоэффективность. Она определяется массой дробленого материала при расходовании единицы электроэнергии. Рассмотрены различные способы дробления хрупких материалов и конструкции дробильных машин для их осуществления. Анализ работы дробилок показал, что наиболее энергоэффективными являются дробилки ударного действия. Однако из-за существенного недостатка (выход годного продукта весьма мал) они практически не применяются в  металлургической промышленности, в которой предъявляются высокие требования к фракционному составу готового продукта. В металлургической промышленности широко используются дробилки сжатия с примерно одинаковой удельной энергоемкостью, то есть с  одинаковым расходом энергии на разрушение единичного объема материала равной прочности. Разрушение сжатием – самый энергоемкий из известных способов дробления. В одновалковых дробилках кусок материала подается в зазор между валком и сплошной неподвижной плитой. В процессе работы в разрушаемом материале генерируется сложное напряженное состояние. На кусок дробимого материала действуют сжимающие силы, вызывающие в куске действие нормальных сжимающих напряжений, и внутренний крутящий момент, вызывающий действие касательных напряжений. Этим достигается уменьшение расхода энергии на дробление при прочих равных условиях на  20–30% по сравнению с дробилками, работающими на сжатие. Приведено описание конструкции дробилки, в которой разрушение перерабатываемого материала происходит за счет сил, действующих на дробимый кусок в одной плоскости навстречу друг другу. В этом случае в обрабатываемом куске возникают только касательные напряжения. Применение дробилок, в которых разрушение перерабатываемого материала происходит за счет генерации в куске только касательных напряжений, позволяет уменьшить расход энергии на единицу готовой продукции почти в два раза. Конструирование таких дробилок является перспективным направлением в разработке машин, предназначенных для дробления.

Об авторах

А. Г. Никитин
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Александр Григорьевич Никитин, д.т.н., профессор кафедры механики и машиностроения

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



А. Р. Фастыковский
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Андрей Ростиславович Фастыковский, д.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Обработка металлов давлением и металловедение. ЕВРАЗ ЗСМК»

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



М. Е. Шабунов 
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Максим Евгеньевич Шабунов, аспирант кафедры механики и машиностроения

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



Н М. Курочкин
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

Никита Максимович Курочкин, аспирант кафедры механики и машиностроения

654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42



И. А. Баженов
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Игорь Алексеевич Баженов, к.т.н., доцент кафедры маркетинга

620002, Россия, Екатеринбург, ул.  Мира,  19



Список литературы

1. Линч А.Дж. Циклы дробления и измельчения. Моделирование, оптимизация, проектирование, управление. М.: Недра, 1981. 343 с.

2. Jack de la Vergne. Hard Rock Miner’s Handbook. Edmonton, Alberta, Canada: Stantec Consulting, 2008. 330 р.

3. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 1. М.: Машиностроение, 1987. 440 с.

4. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. М.: Машиностроение, 1990. 320 с.

5. Telsmith. Jaw-crushers. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://telsmith.com/products/crushing-equipment/jaw-crushers (Дата обращения: 07.09.2020).

6. Pat. 105682804 US. Jaw-crushers. Sandvik intellectual property / Lindstrom Anders. Publ. 15.06.2016.

7. Egbe E.A.P., Olugboji O.A. Design, fabrication and testing of a double roll crusher // International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT). 2016. Vol. 35. Nо. 11. P. 511–515. https://doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V35P303

8. Lieberwirth H., Hillmann Ph., Hesse M. Dynamics in double roll crushers // Minerals Engineering. 2017. Vol. 103-104. P. 60–66. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.08.009

9. Evertsson M. Output prediction of cone crushers // Minerals Engineering. 1998. Vol. 11. No. 3. P. 215–231. https://doi.org/10.1016/S0892-6875(98)00001-6

10. Johansson M., Quist J., Evertsson M., Hulthen E. Cone crusher performance evaluation using DEM simulations and laboratory experiments for model validation // Minerals Engineering. 2017. Vol.103-104. P.93–101. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.09.015

11. Никитин А.Г., Сахаров Д.Ф. Сравнительный анализ энерго­ затрат дробилок, работающих на сжатие // Известия вузов. Черная металлургия. 2011. № 4. С. 56, 57.

12. Масленников В.А. Дробилки, разрушающие материал сжатием// Известия вузов. Горный журнал. 1996. № 10-11. С. 124–138.

13. Zhao L.L., Zang F., Wang Z.B. Multi-object optimization design for differential and grading toothed roll crusher using a genetic algorithm // Journal of China University of Mining and Technology. 2008. Vol. 18. No. 2. P. 316–320. https://doi.org/10.1016/S1006-1266(08)60067-X

14. BEDESCHI – производство тяжелой техники и оборудования [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.bedeschi.com (Дата обращения: 07.09.2020)

15. Лагунова Ю.А. Дробимость хрупких материалов при разрушении их сжатием // Известия вузов. Горный журнал. 1996. № 10-11. С.121–124.

16. Фишман М.А. Дробилки ударного действия. М.: Госгортех­ издат, 1960. 189 с.

17. Никитин А.Г., Епифанцев Ю.А., Медведева К.С., Герике П.Б. Силовой анализ процесса разрушения хрупких материалов водновалковой дробильной машине с упором на валке // Извес­ тия вузов. Черная металлургия. 2019. Т. 62. № 4. С. 303–307. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2019-4-303-307

18. Goulet J. Resistance des materiaux. Bordas, Paris. 1976. 192 р.

19. Пат. 2526738 РФ. Роторное дробильное устройство / НикитинА.Г., Люленков В.И., Мочалов С.П., Матехина А.Н.; заявл. 18.06.2013; опубл. 27.08.2014. Бюл. № 24.

20. Степин П.А. Сопротивление материалов. СПб.: Лань, 2014.320с.


Для цитирования:


Никитин А.Г., Фастыковский А.Р., Шабунов  М.Е., Курочкин Н.М., Баженов И.А. Перспективы развития энергосберегаю­щих способов дробления хрупких материалов. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2021;64(6):442-446. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-6-442-446

For citation:


Nikitin A.G., Fastykovskii A.R., Shabunov M.E., Kurochkin N.M., Bazhenov I.A. Prospects for energy-saving methods of crushing brittle materials. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2021;64(6):442-446. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-6-442-446

Просмотров: 23


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)