Динамика процесса экструзии при брикетировании стружки алюминиевых сплавов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.06, кандидат технических наук Костин, Николай Анатольевич

• Костин, Николай Анатольевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Костин, Николай Анатольевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И

ПРАКТИКИ БРИКЕТИРОВАНИЯ

1.1. Сущность и способы брикетирования

1.2. Анализ отечественных и зарубежных разработок

1.3. Влияние физико-механических свойств сыпучих материалов на процесс брикетирования

1.4. Анализ математических моделей прессования

1.5. Выводы

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ ПРИ БРИКЕТИРОВАНИИ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

2.1. Метод реологического моделирования

2.2.Расчет сил внешнего трения

2.3. Математическое моделирование процесса прессования стружки методом экструзии

2.4. Метод крупных частиц для интегрирования дифференциальных уравнений

2.5. Численное моделирование процесса экструзи

2.6. Вывод

3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННЫХ РАСЧЕТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ

3.1. Описание экспериментальных исследований

3.2. Результаты экспериментальных исследований

3.3. Анализ результатов экспериментальных и численных исследова-

ний

3.4. Выводы

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ И БРИКЕТИРОВАНИЯ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ

4.1. Разработка технологии брикетирования

4.1.1. Экспериментальная оценка производительности участка

4.1.2. Энергетические показатели участка

4.1.3. Расчет конструкции пресс-формы

4.2. Практическая реализация результатов

4.3. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика процесса экструзии при брикетировании стружки алюминиевых сплавов»

ВВЕДЕНИЕ

Производственная деятельность любого металлообрабатывающего предприятия связана со значительными отходами металла в стружку, несмотря на применение прогрессивных способов получения заготовок.

Проблема рационального использования металлической стружки самого распространенного металлосодержащего и металлоемкого промышленного отхода содержит многие аспекты, такие как технические, организационно-экономические, экологические и др. Однако научные основы передела стружки недостаточно разработаны. Это подтверждается тем, что организованно перерабатывается только 35-40% всей образующейся стружки /2, 19, 75/.

Трудность решения этой проблемы на сегодняшний день обусловлена: физическим состоянием металлической стружки (развитая поверхность, низкая насыпная масса, высокая степень наклепа ее элементов); низкой культурой организации сбора, транспортировки и хранения стружки, отсутствием оптимальной технологии ее переработки.

Современные способы переработки металлической стружки, как шихтового материала, несмотря на многолетний опыт и традиции нерентабельны, несовершенны и неперспективны. Основные их недостатки: низкий уровень вышеназванных мероприятий по подготовке стружки к предварительному переделу, что приводит к ее смешиванию по химическому составу, и степени окисления; значительный угар металла (до 20-25%) при выплавке из стружки черных и цветных металлов; высокая металло- и энергоемкость оборудования для подготовки стружки к переплаву; прерывность технологических процессов.

Известно, что удельные капитальные вложения на сбор и переплавку металлических брикетов в 10 раз меньше, чем на производство нового металла из РУД-

Поэтому исследование и внедрение процессов экструзии при брикетировании стружки для последующей переплавки в металлургии является

актуальной проблемой.

Цель работы: повышение эффективности технологического оборудования и разработка технологического процесса для брикетирования стружки алюминиевых сплавов методом экструзии.

Для достижения заданной цели решаются следующие основные задачи:

- изучение закономерностей поведения стружки в зоне прессования.

- разработка математической модели процесса экструзии при брикетировании, адекватно описывающей поведение перерабатываемого материала с учетом его взаимодействия с рабочим органом.

- разработка пакета программ и проведение численного моделирования методом крупных частиц, позволяющая изучить влияние различных реологических свойств на поведение материала в зоне прессования, выявить закон движения, обеспечивающий оптимальные параметры прессования.

- разработка технологического процесса брикетирования стружки методом экструзии.

- утилизация вторичных металлических отходов, в частности стружки алюминиевых сплавов путем ее брикетирования с последующей плавкой в металлургических печах.

Методика исследования. Динамическая модель технологического процесса брикетирования построена на основе законов теоретической механики и динамики машин. Для анализа динамики системы применяются различные численные методы интегрирования системы дифференциальных уравнений.

Для исследования процессов экструзии при брикетировании металлической стружки разработан экспериментальный участок с использованием пресс-формы с открытой рабочей зоной.

Научная новизна. Разработана обобщенная математическая модель технологического процесса брикетирования металлической стружки методом экструзии, в частности стружки алюминиевых сплавов на основе нового подхода к реологии с учетом изменения объемной концентрации в широких

пределах. Данная модель позволяет учитывать взаимодействие перерабатываемого материала с рабочим профилем пресс-формы. Разработан пакет программ и проведено численное моделирование методом крупных частиц, позволившее исследовать динамику течения пластически сжимаемого материала (стружки), выявить закономерность формирования полей плотности и скорости в условиях внешнего трения в различных точках объема деформируемого материала.

Практическая реализация результатов работы. На основании результатов, полученных в диссертации, разработана пресс-форма с открытой рабочей полостью матрицы, обеспечивающей равномерное течение уплотняемого материала, в частности, стружки алюминиевых сплавов и применение ее в металлургической промышленности.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на научных конференциях: «Вибрационные машины и технологии» (Курск, 1997), «Современные проблемы механики и прикладной математики» (Воронеж, 1998 г.), на юбилейной конференции ученых Курского политехнического института (Курск, 1994) и на городском семинаре по теоретической механике и ТММ (Курск, 1996—1998).

Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 6 публикациях, в том числе защищены патентом на изобретение и положительным решением на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основной текст состоит из 104 страницы, включая 13 рисунков и 7 таблиц, список литературы, содержащий 110 наименований, а также приложения на 14 страницах.

В первой главе дан анализ современного состояния теории и практики брикетирования, рассмотрено влияние различных физико-механических свойств сыпучего материала на процесс брикетирования. Формируется цель и задачи диссертации.

Во второй главе рассмотрена математическая модель технологического

процесса брикетирования стружки методом экструзии, основанная на позициях механики сплошных сред и нового реологического подхода.

На основании метода крупных частиц разработана методика и алгоритм расчета процесса брикетирования.

В третьей главе проведены экспериментальные исследования процесса брикетирования стружки алюминиевых сплавов в матрице с открытой рабочей полостью. Выполнен анализ результатов экспериментальных и численных исследований.

В четвертой главе разработан технологический процесс брикетирования стружки цветных металлов, в частности стружки алюминиевых сплавов методом экструзии. Показана практическая реализация полученных результатов.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ БРИКЕТИРОВАНИЯ СТРУЖКИ

1.1. Сущность и способы брикетирования стружки.

Брикетирование представляет собой сложный физико-химический процесс взаимодействия разнообразных твердых частиц и основывается на свойствах сыпучих материалов уплотняться и упрочняться под действием давления, возникающие при этом силы сцепления между сближаемыми частицами обуславливают образование прочного куска-брикета. Брикетированию подвергаются стальная стружка, окалина, чугунная пыль и известь. Процесс брикетирования применяется также для окускования различных видов цветных металлов и рудных концентратов. Структура брикетов образуется путем непосредственных контактов частиц между собой или через прослойки связующих за счет прилагаемых усилий прессования. Разнообразие технологических приемов, статических состояний брикетируемых материалов представляет определенные трудности в создании единой теории взаимодействия сыпучих материалов, рассмотрения агдезионных свойств, пластичности материалов при высоких давлениях и т. п. При резании образуется наклепанный поверхностный слой. Механические и физические свойства поверхностного слоя отличны от свойств металла вдали от поверхности. На поверхности находится оксидный слой, затем слой адсорбированных жидкостей, слой адсорбированных газов. Эти пленки являются энергетическим барьером, который нужно преодолеть для наступления сцепления. Для сцепления необходимая определенная степень пластической деформации, которая должна разрушить пленки. Степень пластической деформации, необходимой для возникновения схватывания, неодинакова для различных металлов. Существующую роль при сцеплении играют соотношения между механическими свойствами пленки и основного металла. При пластическом деформировании оксидные пленки либо выдавливаются из зоны соединения, либо в силу своей хрупкости разобщаются на

отдельные небольшие участки. При повышении пластичности и чрезмерном увеличении толщины оксидных пленок их роль в предотвращении схватывания возрастает, так как затрудняется выход на поверхность "свежих" участков металла. Формирование структуры брикетов из шихты со связующими следует рассматривать как склеивание разнообразных твердых материалов с помощью клеев (адгезивов). Прочность любой многофазной системы (без структурных и химических изменений) в результате применения, склеивания и приложения давления прессования характеризуется на начальном этапе адгезией. В зависимости от интенсивности контактов между связующими и твердым телом может происходить расслаивание из-за следующих типов разрывов: адгезионный разрыв происходит строго по границе раздела фаз; разрыв из-за наличия зон с различными местными напряжениями - наличие полос и поверхностей скольжения при пластическом деформировании.

Как бы тщательно не перемешивалась брикетная смесь, обеспечить равномерное покрытие клеевой пленкой невозможно. В период взаимодействия

субстата и связующих происходит определенное объединение твердых зерен

/

вокруг тонкодисперсных частиц связующих. По мере повышения вязкости (с повышением давления) образуются более крупные объединения, происходит взаимодействие крупных частиц между собой и для уплотнения частиц требуются большие давления. Давление прессования вызывает контактирование клеевой пленки и высокое внутреннее трение всей системы.

Процесс брикетирования проходит по следующим стадиям:

1 .Соприкосновение разнообщенных частиц и образование связи между ними за счет клеевых контактов.

2.Приложение давления и начало процесса самоуправления брикетной смеси. Объемный слой связующего начинает переходить в места пустот, что способствует дополнительному упрочнению брикета.

3 .Дальнейшее нарастание давления приводит к сближению твердых зерен на расстояние меньше суммы толщин клеевых слоев. К этому времени происходит заполнение пустот объемным связующим, выполняющим роль упругого

демпфера

Существующие виды брикетирования стружки можно разбить на две группы/2, 75/ (рис. 1.1.):

- холодное брикетирование;

- горячее брикетирование.

Холодное брикетирование распределяется на два вида:

- без связующих веществ;

- с добавлением связующих веществ.

По виду применяемого оборудования и формообразованию:

- брикетирование на штемпельных прессах;

- брикетирование на вальцевых прессах.

Метод холодного брикетирования без связующих веществ основан на последовательно протекающих процессов уплотнения и упрочнения сыпучего материала под действием приложенного давления.

При холодном брикетировании стружку, поступающую на перерабатывающий пункт, подвергают грохочению, дроблению, отделяют от охлаждающей жидкости и повторно дробят; затем она брикетируется или ее отправляют россыпью на предприятия для переработки. При горячем брикетировании, в отличии от холодного, стружка углеродистых сталей после вторичного дробления обжигается и сушится в сушильном барабане, к которому пристроена камера для поджигания газов при температуре 550—700°С; вслед за этим брикетируется на прессах, причем при этом способе брикеты получают более высокого качества, чем при холодном.

Брикетировать стружку легированных сталей надлежит на установке, в которую входит линия подготовки стружки, состоящая из накопительного бункера, вибросита, молотковой дробилки, конвейера подачи готовой стружки и загрузочного бункера с толкателем, загрузочной коробки с патрубком для отвода газов в систему очистки, вращающийся барабанной печи, огневой коробки и горизонтального гидравлического пресса.

Все существующие методы переработки стружки можно разделить на

а

в

¥

1—ч

>

1 .2 3 4

Рт I Ь

|-н Т н

I ? .4 .1

-Ц .... ч

1

-н _н

1.- Опорная плита; 2.- Матрица; 3.- Контейнер; 4.- Пуансон; 5,- Брикет 1. Холодное брикетирование в закрытой матрице

б

а

ИР

г

в

п

И

1.- Пуансон; 2.- Матрица; 3.- Брикет

2. Холодное брикетирование в открытой матрице

г

17

\ | 380У|

1,- Пуансон верхний; 2,- Пуансон нижний; 3. Матрица; 4,- Устройство эл. обогрева; 5.-брикет

Я. Электробрикетирование.

7-' Г

1« 17 16 15 14 13

1- Магнитная шайба; 1 - Бункер; 3 - Ленточный питатель; 4 - Ленточный конвей^о; 5 - Течка; 6 - Дымовая коробка; 7 - Барабанная печь; : - Огневая коробка; 9, 10 - Горелки; 11, 17, 18 - Пневмоц^.-индры; 12, 13 - Моло. с бабкой; 14 Пресс-форма; 15 - Стакан; 16 - Толкатель.

4. Горячее брикетирование.

Рис. 1.1. Виды брикетирования металлической стружки

следующие: а) механические методы — дробление, пакетирование и брикетирование в холодном и горячем состоянии (брикетирование взрывом, под молотом с вибратором и с электроконтактным упрочнением); б) металлургические методы — переплав в дуговых и индукционных электропечах, вагранках и других агрегатах; в) теплошлаковые методы переплава — электрошлаковый и факельно-шлаковый (рис. 1.2.).

Основным методом переработки стружки является ее дробление для увеличения насыпной массы стружки и облегчения ее переплава. Широко применяют двухстадийное дробление стружки. Существующий технологический процесс переработки стружки, состоящий из первичного (предварительного) и вторичного (окончательного) дробления с последующим брикетированием, конструктивно представляет собой линию, состоящую из системы конвейера, валковых и молотковых стружкодробилок. Такое двойное дробление в четырех- и пятивалковой дробилке, затем в молотковой необходимо для получения однородной фракции стружки.

Недостатком двойного брикетирования стружки является то, что установка оборудования, как дробилок, так и связующего их конвейера, занимают значительную производственную площадь. Для ликвидации указанного недостатка разработана установка валково-молоткового измельчителя стружки, который представляет собой систему валковой и молотковой дробилок, заключенных в один корпус, имеющий приспособление для выброса недробимых элементов.

Холодное брикетирование стружки. При подготовке стружки и переплавке больше всего распространено брикетирование в закрытых матрицах без каких-либо связующих. Для брикетирования стальной и чугунной стружки и стружки цветных металлов применяют специальные гидравлические прессы. Для получения плотного брикета из стальной стружки необходимо создать в пресс-камере (матрице) пресса давление более 2500 кгс/см . Брикеты холодного брикетирования имеют все же недостаточную механическую прочность и легко разрушаются в процессе транспортирования. Из-за наличия эмульсии в стружке

Рис. 1.2. Способы переработки металлической стружки

брикеты подвергаются интенсивной коррозии и поэтому не могут длительно храниться. Установлено, что скорость коррозии стружки из-за большой активной поверхности, в 5—6 раз превышающей поверхность монолита, во влажной среде в 4—8 раз больше, чем скорость коррозии монолитного металла. Низкая термическая стойкость брикетов приводит к безвозвратным потерям металла в виде угара; например в вагранках до 25—30%.

Наряду с имеющимися преимуществами использования метода холодного брикетирования стружки этот способ не лишен некоторых недостатков: недостаточная плотность брикетов, вследствие чего окислительные газы проникают внутрь брикета и тем самым увеличивают степень окисленности металла; необходимость применения для брикетирования чистой неокисленной стружки; использование прессов с большим давлением прессования (4500 кгс/см ); малая производительность оборудования при больших энергетических затратах; при длительном хранении брикеты окисляются и теряют прочность, особенно брикеты из чугунной стружки; стружка, идущая для брикетирования, должна быть предварительно очищена от масла и эмульсий; сравнительно большие капитальные затраты на установку брикет-прессов, высокая стоимость самих прессов, требующих для нормальной эксплуатации сооружения отапливаемых помещений.

Метод горячего брикетирования стружки наиболее приемлем для стружки из менее пластичных материалов. Для нагрева обычно применяются вращающиеся барабанные печи, в которых получают температуру до 850— 900°С посредством сжигания газа или жидкого топлива; при этом значительно снижается давление прессования. Нагревают стружку в дробленом виде, а брикетируют на обычных гидравлических прессах или под молотом. Метод горячего брикетирования позволяет перерабатывать стальную, вьюнообразную, сыпучую и чугунную стружку. Получаемые брикеты имеют высокую плотность, прочность и не содержат органических примесей, так как в процессе нагрева масло и эмульсия удаляются.

Стальную вьюнообразную стружку загружают в бункер установки кра-

ном при помощи грейфера или магнитной шайбы. Из загрузочного бункера стружку непрерывно подают толкателем в барабан печи, где она перемещается посредством его вращения. Во время движения стружка нагревается, сливается в непрерывный канат и при этом значительно уплотняется, (плотность стружки достигает 0,8—1,0 кг/дм3).

Окончательный нагрев стружки до температуры 850—900°С происходит в камере печи, тогда как в барабане ее предварительно методически подогревают отходящие газы. Из камеры стружковый канат специальным проталкивателем периодически выдают в металлический желоб, заканчивающийся над лотком подачи горячей стружки на наковальню молота. Выданную порцию горячей стружки отрезают пилой трения, и она падает в лоток, по которому ее подают толкателем в пресс-форму, находящуюся на наковальне молота и дополнительно сжимают. Ударами бойка молота стружку, находящуюся в пространстве, ограниченном с трех сторон контуром пресс-формы и со стороны лотка толкателем, сваривают в монолитный брикет. После этого толкатель возвращается в исходное положение, а пресс-форма с брикетом перемещается и брикет выталкивается. Затем пресс-форма возвращается в исходное положение на наковальню молота, и цикл повторяется.

Элементную стружку загружают в барабан так же, как и вьюнообразную. По выходе из барабана стружка падает в камеру передней кладки и накапливается в ней. Стружка поступает в камеру окончательно нагретой, и ее температуру здесь поддерживают на постоянном уровне, так как факелы боковых форсунок или горелок направлены на нее. Посредством объемного дозатора из нижней части приямка периодически берут порции стружки, которые затем ссыпаются в лоток подачи горячей стружки — в пространство перед толкателем. Дальнейший процесс ее брикетирования аналогичен процессу оку-скования вьюнообразной стружки.

Известен также способ брикетирования металлической стружки включающий заполнение формующей емкости холодной и горячей стружкой и последующее ее прессование с применением органических или неорганических

связующих веществ.

Способ электробрикетирования стружки основан на принципе использования тепла, выделяющего при прохождении тока через стружку, помещенную в матрицу пресса. При этом совмещается сжатие и электронагрев брикетируемой массы в одной и той же матрице одним и тем же пуансоном и матрицей.

Существует также способ, в котором при заполнении формующей емкости стружку смешивают с металлическим расплавом из нее.

В процессе прессования важным фактором, повышающим общую прочность брикетов, является интенсивное внутреннее трение между твердыми частицами. Усиление контактов за счет трения выступающих частей служит источников дополнительной энергии повышения плотности упаковки зерен в брикеты.

Оптимальная прочность готовых брикетов достигается путем подбора пропорции твердых частиц, частиц наполнителя, количества склеивающего материала, подбора давления прессования.

Таким образом, при получении брикетов со связующими необходимо учитывать основные факторы, влияющие на процесс получения брикетов достаточной прочности.

Гранулированный состав шихты должен быть таковым, чтобы создавалась структурная композиция, отвечающая наиболее плотной упаковке частиц. В такой структуре массовое и объемное соотношение размеров частиц достаточно полно может характеризоваться эмпирическим уравнением: Р=100 <Ш;

где: Р- доля частиц (% по массе),проходящих через сито с диаметром отверстий равным (1;

6- размер любого зерна смеси от 0 до Б;

Б- максимальный размер зерна смеси.

По уравнению максимальная плотность смеси достигается при соотношениях <1/0=0.05. Ясно, что плотность упаковки тесно связана с размером зерна. Мелкие зерна более ребристы, чем крупные. Большое содержание крупных час-

тиц стружки отрицательно сказывается на прочности брикетов.

Число и величина пустот влияют на прочность брикетов. Для повышения прочности упаковки рекомендуется вводить в брикетную смесь пылевидные частицы, легко проникающие в пустоты. Примером таких частиц могут служить окислы металлов образующихся после термической обработки. В ряде экспериментов при получении брикетов были использованы в качестве наполнителей эти вещества.

На прочность брикетов влияет давление. Чем однороднее смесь, тем труднее обеспечить доменную плотность упаковки. Давление прессования неравномерно распределяется в объеме системы, появляются резкие границы по плотности в составе брикета. Брикеты могут разрушаться при извлечении из пресскамеры.

Давление прессования оказывает основное влияние на пластичность брикетной массы. Под пластичностью понимают способность брикетной массы изменять свою форму под влиянием внешних сил без образования трещин и сохранять полученную форму после прекращения действия этих сил. Процесс уплотнения брикетной массы идет по стадиям. В начале происходит быстрая усадка. Затем усадка замедляется и по мере уплотнения верхних слоев, уплотняются предыдущие слои. Давление прессования распределяется неравномерно по брикету. В брикетной смеси деформация заметно отстает от напряжения. Появляются упругие силы, которые вызывают упругое последействие или релаксацию. Происходит неравномерное расширение брикета. Такое расширение отрицательно сказывается на прочности брикетов. Вредное действие упругих деформаций приводит к возникновению в клеевых пленках дополнительных внутренних напряжений, ослабляющих прочность брикета.

Таким образом, для получения качественных брикетов с использованием связующих необходимо решение следующих вопросов: оптимальный размер частиц (стружки), количество связки, оптимальная замасленность стружки, давление прессования. Брикетирование стружки без связующих требует более высоких давлений. Повышенные давления необходимы для создания макси-

мального молекулярного контакта между зернами внутри брикета. В зависимости от крупности стружки крупности шихты, давление прессования может достигать до

2500 кг/см . С точки зрения использования брикетов из стальной стружки для дальнейшего переплава, стружку необходимо очистить от масла, охлаждающей жидкости и посторонних примесей.

Известно, что при обработке стальных материалов резанием применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Количество масла, покрывающее поверхность стружки при ее образовании во время изготовления деталей составляет примерно 70% от массы стружки. При транспортировании стружки, отстоя и стоке масла количество его уменьшается лишь на 8-10%. Общепринято считать, что примесь в стружке СОЖ ухудшает ее брикетируемость и снижает качество металла изготовленного из такой стружки. Если стружка с примесью масла и СОЖ брикетировать в холодном состоянии, то плотность полученных брикетов на 10-15% меньше плотности переработанной без СОЖ стружки. Таким образом обосновывается необходимость обезжиривания стружки. Как известно, для обезжиривания металлической стружки применяют различные способы (обработка на центрифугах, промывка горячей водой или щелочным раствором в специальных мойках, обжиг в нагревательных устройствах и др.). Если используется обжиг стружки с целью ликвидации остатков масла и СОЖ, то рационально этот процесс вести до температуры отжига металла стружки (свыше 700 С), но такая стружка имеет высокую окисленность.

Существующие методы обезжиривания стружки не дают должного результата. Отжиг в окисленной среде приводит к угару стружки и к ухудшению экологической обстановки. Из всех способов очистки металлической стружки наиболее эффективным признают мойку горячей водой под давлением с последующей сушкой воздухом.

Промывка стружки горячей водой осуществляется под давлением 3—4 кг/см2. Температура воды 85—90 С. Затем стружка подается в сушильную камеру. После обезжиривания на стружке остается около 2% первоначального количества масла.

1.2. Анализ отечественных и зарубежных разработок

Последние годы появилось значительное количество публикаций, посвященных утилизации металлотходов и, в частности, металлической стружки. Это объясняется обострившейся проблемой использования вторичных ресурсов и переходом на экономические методы хозяйствования /19, 26, 29, 39, 50, 51, 66, 87/.

Большой интерес представляет разработка, касающаяся переработки стружки, внедрения в производство. К их числу относятся НИР Харьковского авиационного и Днепропетровского технологического университетов, сведения о действующих производственных участках и установках брикетирования стружки производятся в информлистах и информписьмах ЦНТИ и НИИ НТИ городов Гродно, Днепропетровска, Ростова, Тюмени /14/.

Для брикетирования стружки в холодном состоянии в отечественной практике используется брикетировочные прессы Б-6238 и Б-6241. Влиянием большого числа факторов объясняется разница в качестве брикетов полученных холодным прессованием без связующих и нестабильность их свойств.

К достоинству рассматриваемого метода окускования без связующих, следует отнести простоту технологического процесса и отсутствие вредных для производства сплавов компонентов.

Применение связующих позволяет увеличить прочность брикетов в 2-3 раза и примерно во столько же раз уменьшить открытую пористость брикета /20/.

Брикеты на связке обладают повышенной стойкостью к вторичному окислению. Применение связующих позволяет снизить давление прессования, а значит применять более простые прессы с большей стойкостью прессующих элементов и надежностью работы оборудования /89/.

Эффективность брикетирования со связующими определяется самим механизмом окускования, когда отдельные частицы шихты скрепляются в результате формирования по их границам цементирующего скелета связующе-

го вещества. Но при этом усложняется технологическая схема брикетирования, которая включает операции по приготовлению смеси, собственно брикетирование и возможную обработку брикетов.

К виду связующего как материала для окускования металлической стружки и компонента шихты для плавления предъявляются следующие требования /2/: отсутствие вредных для здоровья людей выделений; высокая связующая способность; безвредность связки для плавильных процессов (низкое содержание серы, фосфора и других вредных примесей);минимальное содержание пустой породы, требующей ошлакования; безокислительный характер по отношению к стружке; дешевизна, широкое распространение и недефицитность.

Столь высокие требования ограничивают применение огромного числа связующих веществ и в настоящее время для металлошихты используют следующие: мелассу (отход сахарной промышленности); гашеную и негашеную известь; раствор силиката натрия (жидкое стекло); сульфитный щелок и угле-содержание Каменноугольный пек и смола, нефтяной битум и другие материалы /73—75/. В отдельности ни одна из перечисленных связок не отвечает полностью известным требованиям.

Меласса при длительном хранении твердеет и теряет связующие свойства. Производится она сезонно (3—4 месяца в году). К тому же, является дефицитным и ценным кормовым продуктом. Чаще мелассу используют в смеси с негашеной известью, что способствует образованию в брикетах уплотняющего скелета сохранность кальция /88/.Окончательное упрочнение брикетов происходит в процессе их вылеживания на закрытом складе. Брикеты на мелассе при увлажнении снижают прочность.

Известь - не дефицитна, имеются ее большие запасы и сравнительно дешевая. Она полезна в металлургических переделах. Однако отмечается невысокая прочность брикетов на гашеной извести и необходимость после прессовой упрочняющей обработки карбонизация и автоклавирование. Недостаток извести - выделение в атмосферу едкой пыли при ее помоле и

транспортировании. В связи с этим следует предусмотреть герметизацию оборудования и соответствующую вентиляцию. Жидкое стекло популярно в зарубежной практике. Оно не дефицитно, но содержит пустую породу (кремнезем). Брикеты после прессования подлежат сушке и не должны контактировать с легкими и цветными металлами. Сульфитный щелок обеспечивает достаточно прочные брикеты, в частности из губчатого железа. Упрочнение достигается за счет химической реакции сульфитного щелока с железом. Недостатки данного связующего - агрессивность паров сульфитного щелока, что требует соответствующих условий труда и антикоррозионной защиты стальных частей оборудования и высокое содержание серы (более 9%). Углесодержащие связующие применяются в мировой практике более 100 лет. Полезны в сталеплавильной шихте, так как углерод позволяет резко повысить стойкость к вторичному окислению, нейтрализовать вредное влияние недовосстановленных оксидов железа и др. Углесодержащие связующие являются хорошей смазкой, что позволяет повысить стойкость прессформы, надежность работы прессового оборудования. Основной недостаток - наличие в них летучих и вредных компонентов, сравнительная дороговизна и дефицитность. Отечественная и зарубежная литература не отвечают на вопрос, что вышеназванные связующие не соответствуют предъявляемым к ним требованиям. В Магнитогорском горно-металлургическом институте (МГМИ) испытана связка из смеси пека и негашеной извести /13/.При давлении прессования 100-200 МПа брикеты имели следующие прочностные характеристики: сопротивление разрушению 17.5-26.5 МПа и число сбрасываний до разрушения 2-6. Там же разработан новый вид комбинированного связующего: смесь порошка алюминия (50-95%) и хлористого натрия (остальное). Указывают, что совместное присутствие алюминия с хлористым натрием способствует увеличению прочности брикетов. Железо-катод, водный раствор хлористого натрия электролит, алюминий-анод, защищает железо от коррозии. Образующийся оксид алюминия является флюсом при сталеварении.

В МГМИ испытан коллоидный раствор хлористого железа в шихте для

брикетирования было 0.1-2%. Брикеты показали сопротивление раздавливанию 17-28 МПа и выдержали без разрушения 4-6 сбрасываний /88/.

Выбор связующих определяется также возможностью с вводом добавок улучшить технологические и другие свойства производимого из брикетов продукта. При добавлении в шихту 5% оксидов, гидроксидов или солей щелочных и Щелочноземельных металлов повышается стойкость железа к вторичному окислению. Для увеличения содержания углерода вводят уголь, углесодержа-щий шлак,кокс, антрацит или графит для офлюсовывания пустой породы — известняк и боксит /75/.

Брикетирование со связующими во всех случаях сопровождается получением кусков пониженной пористости и несколько более низкой плотности. Последнее связано с относительно низким давлением прессования. Зарубежная практика показывает в этом случае более высокое значение плотности и низкие - пористости. Это объясняется высокими давлениями прессования и возможно применением вальцовых прессов. В вальцах происходит прокатка шихты, т.е. перемещение отдельных кусочков относительно друг друга и, как результат, более плотная установка структуры.

Таким образом, на прочностные свойства, плотность, пористость, брикетов при холодном прессовании оказывает влияние значительное число факторов: вид прессуемого материала, природа и расход связующего, конструкция пресса и др. В г. Старый Оскол успешно работает крупнейший производитель металлизированного сырья и стали на его основе - Оскольский Электрометаллургический комбинат. В настоящее время он производит 1440 тыс.т. высококачественной стали и развивается дальше. На ОЭММ освоен процесс холодного брикетирования мелочи металлизированных окатышей. Для брикетирования стружки используют то же прессовое оборудование, что и для окускования других мелкозернистых и порошкообразных материалов- угольной и рудной мелочи, губчатого железа и др. Однако практика показывает, что ни один из известных типов прессов полностью не отвечает требованиям и в каждом случае следует приспосабливать стандартное оборудование к данным

условиям. При выборе и конструировании прессового оборудования для брикетирования необходимо предусмотреть /95/: возможность регулирования наполнения прессформы и удельного давления; двухстороннее обжатие для обеспечения пропрессовки брикета; плавность нарастания давления для исключения запрессовки газа; определенную выдержку при полном давлении для закрепления прочности брикета; возможность удаления газов из брикетируемого материала.

По принципу формообразования прессы для брикетирования могут быть разбиты на две группы: штемпельные прессы (брикетирования в закрытой форме) и вальцовые прессы (прокатка материала или упрочнение его при открывающейся форме).

В России вальцовые прессы серийно не выпускаются, а изготавливаются лишь отдельные образцы по проектам различных организаций. Серия прессов ПБ-7 по проекту института "Гидромашобогащения" длительное время эксплуатируется на Ключевском заводе ферросплавов. Пресс ПБВ-За с валками диаметром 1104 мм изготовлен на заводе "Уралмаш" для Нижнетагильского металлургического комбината (НТМК). Эти прессы развивают давление до 70120 МПа имеют желобочнозубчатые бандажи и могут быть использованы для брикетирования металлизированных материалов со связующими /66/.

ВНИИвторчермет взамен ГОСТ2787-87 разработал проект гос. стандарта "Металлы черные вторичные. Общие технические условия", состоящего из двух подразделов: сырье и готовая продукция. В проекте стандарта шихтовые вторичные металлы наряду с традиционными делениями на классы, категории и виды подразделяются на типы — по форме и внешним признакам (рис. 1.2.1.). Максимальная длина стального куска в шихте в зависимости от типа плавильного агрегата составляет, мм: Вагранка 300 Дуговая электропечь 600 Мартеновская печь 800 Конвертер 1000

Размеры стального куска для специальных печей должны бать не менее 30x30x30 мм и не более 200x200x200 мм.

Рис. 1.2.1. Классификация шихтовых вторичных металлов

Для шихтовых кусковых сталома и отходов предусмотрен показатель насыпной плотности в железнодорожном вагоне, который имеет целью повышения насыпной плотности металлошихты в плавильных агрегатах и поч-венно способствует более полному использованию грузоподъемности транспортных средств.

Максимальная величина насыпной плотности составляет, кг/м:

Вагранка 1000

Дуговая электропечь 900

Мартеновская печь 800

Конвертер 700

Наибольший размер чугунного лома (куска) должен быть для вагранок 300 мм, для мартеновских печей -800 мм.

Из всей совокупности свойств брикетов металлизированного сырья как компонента шихты сталеплавильных процессов на технологию переплава и эффективность процесса в целом влияют на прочность брикетов: насыпная масса, содержание углерода, количество вредных примесей, теплофизические характеристики (теплопроводность и температура плавления), окисленность при нагреве и переплаве. Прочность брикетов должна быть достаточной для обеспечения транспортировки и перегрузок без образования значительных количеств мелочи. Образование последней может сопровождаться переокислением металлизированной шихты и выбросами из печи /73/. Мелочи при существующих способах завалки приводит к потерям металлошихты и выделению пыли при перегрузках брикетов. Чрезмерная прочность брикетов сопровождается увеличением времени на прессование и удлинением продолжительности их переплава. Насыпная масса металлошихты влияет на объем бункеров, совков и мульд для транспортирования, хранения и завалки ее в плавильные агрегаты.

Вальцовые прессы широко используются в зарубежной практике так как для горячего, так и для холодного брикетирования губчатого железа. Их достоинства: компактность, простота конструкции, надежность в работе,

экономичность и высокая производительность (до 100-120 т/ч). Брикеты могут иметь различную форму: подушкообразную, яйцевидную, призматическую, орехообразную игловидную и др. Объем брикетов в пределах 100-120т/ч. Механизм формирования брикетов сложен и существенно отличается от брикетирования на штемпельных прессах.

Процесс формообразования в вальцах кратковременен и продолжается около секунды (0.3-0.35 с - на нарастание и 0.1 с - на снятие давления) и имеет место классическая прокатка материала.

Вальцовые прессы выпускаются в США, ФРГ, Франции, отдельные образцы - в Японии, Канаде и Польше. Прессы фирмы "Бепекс" (ФРГ) установлены на Оскольском металлургическом комбинате для брикетирования мелочи металлизированных окатышей.

В США фирма "Комарек-Грейвз" серийно выпускает вальцовые прессы производительностью 0.08-50 т/ч, оснащенные одной и двумя парами валков с регулированной скоростью вращения (до 0.75 м/с) Некоторые прессы имеют специальное устройство для предварительной подпресовки, например, шнек-подпрессовщик с регулируемой скоростью вращения и повышающей удельное давление до 90 МПа /2/.

Польская фирма "Замет" выпускает вальцовые прессы для холодного брикетирования со связующими. Диаметр валков 1000 мм, радиальное усилие до 5.04 мн (504т), объем брикета 120см 3. Производительность пресса по губчатому железу старой модификации 25 т/ч, новой модификации - до70 т/ч /17/.

1.3. Влияние физико-механических свойств сыпучих материалов на процесс брикетирования

На процесс брикетирования существенное влияние оказывают физико-механические свойства уплотняемого материала /3, 34, 44, 63/.

По разделам сыпучие материалы можно разбить на классы: крупнокусковые (более 150 мм); кусковые (50—150 мм); мелкокусковые (10—50 мм);

зернистые (0,5—10 мм); порошкообразные (0,05—0,5 мм); пылевидные (менее 0,05 мм).

Размеры частиц, их форма оказывают значительное влияние на процесс уплотнения. С увеличением его крупности максимальный коэффициент уплотнения снижается. Наибольшая степень уплотнения однородных по крупности продуктов соответствует мелким классам (0—10 мм) и достигается тогда, когда мелкие частицы равномерно располагаются между крупными.

Насыпная плотность или объемная масса сыпучего материала (масса, находящаяся в единице занимаемого сыпучим материалом объема) зависит от размера составляющих его частиц, их средней плотности, влажности, от плотности укладки частиц в слое. Она не остается постоянной даже при покое сыпучего материала. По величине насыпной плотности различают следующие

3 3

сыпучие материалы /50/: легкие (менее 600 кг/м ); средние (600—1100 кг/м );

о о

тяжелые (1100—2000 кг/м ); весьма тяжелые (более 2000 кг/м ).

Металлическую стружку с учетом объемной массы, применяемых транспортирующих средств механизации, методов ее обработки и физических свойств можно разделить на несколько групп (табл.1.1) /2/.

1. Чугунная элементная стружка различного сечения с плотностью и хорошей транспортабельностью. При длительном хранении стружка плотно спрессовывается и образует сплошную ровную массу. Объемная масса ее составляет 1,7—1,9 т/м .

2.Стальная элементная стружка, представляющая собой крошку и кусочки снятого металла, не свивающаяся или почти не свивающаяся в спиральные кольца. При хранении на открытом воздухе она быстро ржавеет, обладает хорошей транспортабельностью. Объемная масса ее составляет 1,0—1,5 т/м3.

3. Стальная элементная стружка комкообразная, сильно нагартованная, обладает хорошей транспортабельностью. Объемная масса ее составляет 0,4— 0,7 т/м3.

Таблица 1.1

Материал стружки Вид стружки Группа стружки Объемная о масса, т/м Тип станков, дающих стружку Технология переработки

Чугун Элементная 1 1,5—2,0 Все виды металлорежущих станков Брикетированные в холодном состоянии

Элементная (мелкая крошка, куски 2 1,0—2,0 Фрезерные, зубообрабатываю-щие, сверлильные, долбежные станки и дисковые пилы То же

Сталь различных марок Элементная в виде витков, на-гартованная (колечкообразная) 3 0,5—0,6 Токарные, карусельные, револьверные и другие станки То же

Автоматный жгутик 4 0,5—0,6 Токарные, автоматы и полуавтоматы, револьверные станки Дробление и брикетирование в холодном состоянии

Мелкий вьюн 4 0,2—0,5 Сверлильные, револьверные, токарные и карусельные станки То же

Средний вьюн диаметром 100150 мм, сечением до 20-30 мм 4 0,2—0,4 Строгальные, карусельные, токарные, расточные станки То же

Продолжение табл. 1.1

Сталь различных марок Вьюн диаметром 150-200 мм, сечением до 20-30 мм2 4 0,2—0,3 Строгальные, карусельные, токарные, расточные станки То же

Вьюн крупный нагартованный, сечением до 40-60 мм Саблеобразная с однослойными витками диаметром до 1 м, сечением до 80-100 мм — клубкообразная 5 5 0,2—0,25 0,15—0,25 Крупные токарные и карусельные станки Крупные токарные и карусельные станки То же То же

Медь, латунь, бронза Элементная 0,6—0,8 Фрезерные, сверлильные, строгальные и долбежные станки Брикетирование в холодном состоянии

Алюминий Мелкий вьюн 0,07—0,2 Сверлильные, револьверные, токарные, карусельные станки Дробление и брикетирование в холодном состоянии

Элементная в виде витков 0,15—0,22 Все виды металлорежущих станков То же

Дюралюминий Элементная (мелкая крошка, крупинки, пыль 0,7—0,75 То же То же

4.Стальная спиральная стружка, имеющая форму гибкого прутка или туговатой пружины разной длины, обладает худшей транспортабельностью в сравнении с предыдущими группами. Объемная масса ее равна 0,4—0,7 т/м3.

5.Стальная сливная стружка, представляющая собой крупные спиральные витки с сечением до 40—60 мм , однослойные витки саблеобразного вида и большего диаметра, легко перепутывающиеся между собой и образующие бесформенные рыхлые клубки. Этот вид стружки наименее пригоден для транспортирования из-за большой объемности. Насыпная масса ее 0,1—0,25 т/м3.

В соответствии с ГОСТ 2787-75 металлическую стружку делят на группы в зависимости от ее химического состава с учетом следующих требований:

1. Стальную стружку должны сдавать и поставлять рассортированной по видам, группам или маркам.

2. Углеродная стальная стружка не должна содержать легированной стружки, чугунной, цветной. Стружка не должна быть горелой и проржавленной (допускается налет ржавчины). Содержание неметаллических примесей, в том числе масла, не должно превышать 3% по массе.

3. Легированная стружка не должна содержать углеродистую, а также стружку цветных металлов и сплавов.

4. Группы легированной стружки не должны содержать материалов, не относящихся по химическому составу к данной группе.

5. Стружка должна соответствовать требованиям ГОСТ 2787-75 по ее составу, степени чистоты, габаритам, массе, плотности, осыпаемости и предельному содержанию легирующих элементов.

Влажность сыпучих материалов влияет на многие их свойства: текучесть, коэффициент внутреннего трения, смерзаемость, сводообразование, комкуе-мость, плотность, угол естественного откоса и другие. Связь влаги с материалом может быть механической (влага между частицами материала и на их поверхности), физико-химической (влага, проникающая в поры частиц за счет адсорбции или диффузии), химической (влага гидрата или кристаллизаци-

онная). Влияние влажности сыпучего материала на процесс уплотнения состоит в том, что с ее увеличением оптимальное усилие прессования увеличивается, а максимальное уплотнение снижается.

Текучесть сыпучих материалов характеризует их способность вытекать с той или иной скоростью из отверстий загрузочного бункера. Она зависит от состава сыпучего материала, формы и размера частиц, коэффициента внутреннего трения, влажности и других факторов.

Связными называют сыпучие материалы, имеющие большое сопротивление сдвигу при небольших нормальных нагрузках. Связанные сыпучие материалы в определенных условиях могут и не вытекать из отверстий. Это происходит в том случае, когда над отверстием образуется свод из материала. Сводообразование сыпучего материала объясняется возникновением в зоне разгрузочного отверстия такого напряженного состояния, при котором горизонтальные напряжения в слое частиц достигают наивысшего значения. Горизонтальные давления уплотняют материал, создают соответствующую вертикальную составляющую распора свода, которая становится достаточной для восприятия массы груза на отверстии. Сводообразование устраняют установкой вибраторов на наружной поверхности выпускаемого устройства, выбором размеров выпускаемого отверстия, применением питающих механизмов.

Угол естественного откоса образуется линией естественного откоса (отвала) сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Величина этого угла зависит от сил трения, возникающих при перемещении частиц сыпучего материала относительно друг друга, и сил сцепления между ними. Угол естественного откоса определяет подвижность сыпучего материала.

Частицы сыпучего материала способны прилипать к твердым поверхностям (подложкам). Это свойство называют адгезией. Адгезия частиц к твердым поверхностям обусловлена силами, различными по своей природе: молекулярными, капиллярными, электрическими и кулоновскими. Эти силы в большинстве случаев действуют одновременно, однако в определенных уело-

виях каждая из них может превалировать над другими. Адгезия — вредное свойство сыпучих материалов в процессе смешения, хранения, транспортирования, поэтому ее необходимо учитывать при конструировании, изготовлении и эксплуатации бункеров, выпускаемых устройств, транспортных линий.

При длительном хранении без перемещений многие сыпучие материалы способны уплотняться, слеживаться, теряя сыпучесть. Уплотняется материал вследствие перераспределения частиц в слое: мелкие частицы под влиянием незначительных вибраций вклиниваются в зазоры между крупными частицами. Это приводит к увеличению площади контакта между частицами и, как следствие, к росту сил адгезии частиц между собой, которую иногда называют аутогезией. Попытка нарушить в этом случае сводообразование вибрацией или ударом приводит к образованию пустот, устойчивость которых зависит от сил сцепления частиц и диаметра отверстия. Наиболее радикальным средством снизить степень слеживаемости являются снижение влажности продукта, уменьшение площади контакта между частицами путем придания им специальной формы, увеличение диаметра частиц гранулированием, припудривание частиц наполнителем.

Механика сплошных однофазных сред выделяет следующие механические свойства /34/: упругость, вязкость, пластичность, прочность, упрочнение, релаксацию и другие. Эти свойства присущи всем структурированным системам и в данном случае называются реологическими свойствами структурированных систем. Задача реологии как науки о деформациях и течениях в структурированных системах состоит в отыскании связей между напряжениями и деформациями в данной точке системы в определенный момент времени при известных внешних силах, действующих на систему в данный момент, и истории их действия.

Если тиксотропный материал, находящийся в состоянии покоя, деформировать с постоянной скоростью, то его структура будет разрушаться. (Тиксотропия — это свойство структурированных систем обратимо изменять свои реологические характеристики под влиянием механических воздействий).

Если происходит разрушение связей структуры, то вязкость понижается, при восстановлении связей вязкость возрастает. Псевдопластической называется дисперсная система, у которой с ростом напряжения сдвига градиент скорости течения возрастает по вогнутой кривой /51/. Системы, допускающие изменение объема, вызванное простым сдвигом, называют дилатантными. Дилатансия бывает упругой, пластической и вязкой.

Смешанными называются системы, которые обладают и тиксотропными, и дилатантными, и псевдопластическими свойствами. Под релаксацией понимают процесс перехода от неравновесного состояния к равновесному.

1.4. Анализ математических моделей прессования.

В двадцатых годах нашего столетия начинается интенсивное развитие теории пластичности. Были получены основные уравнения различных вариантов теории пластичности и решения задач плоской деформации Генки, Прандлем, Мизесом. В ряде работ опубликованы результаты экспериментальной проверки различных гипотез и приведены решения задач теории пластичности.

Большой вклад в теории пластичности и ползучести был сделан советскими учеными, которым принадлежит анализ и развитие теорий, экспериментальная проверка их, решения задач по различным теориям, разработка приближенных методов решения задач и внедрение расчетов за пределами упругости и на ползучесть в технику.

Надежной теоретической основой расчетов технологических процессов обработки давлением является механика сплошной среды. Развитие теории пластичности связано с именами отечественных ученых Л.И. Седова /81/, Ю.Н. Работнова /76/, A.A. Илюшина /40/, Д.Д. Ивлева /37/, В.В. Соколовского /84/, С.А. Христионовича /98/, Н.М. Беляева, А.Ю. Ильинского и др. Значительный вклад в развитие теории пластичности внесли ученые западных стран Д. Дру-кер, В. Койтер, В. Прагер, A.M. Фрейденталь, Р. Хилл и др.

Система новых представлений о теории пластичности позволяет с общей точки зрения систематизировать новые результаты в области моделирования пластического поведения уплотняемых материалов, а следовательно, и в теорию формирования. Так в работах Б.А. Друянова /29, 30/ исследована механика основных технологических процессов обработки давлением как в замкнутых, так и незамкнутых объемах изостатического прессования, прокатки, экструзии. Приведены математические модели процессов деформирования с учетом деформаций спекания и свойств уплотняемых анизотропных материалов.

Модель предельного равновесия подробно рассмотрена Перельманом В.Е. в работе /71/.

И.Ф. Мартыновым, М.Б. Штерн в работе /56/ предложена пластическая модель пористого тела, основанная на концепции среднеквадратичных вязких напряжений и скоростей деформаций и обладающая следующими свойствами: а) существует поверхность нагружения; б) существует поверхность течения; в) потенциал напряжений совпадает с поверхностью нагружения.

Новофастовским А.А в работе /61/ в качестве метода анализа использована одна из модификаций метода крупных частиц для моделирования процесса прессования порошков. Идея метода заключается в возможности расщеплять процесс течения на эйлеров и лагранжев этапы. Среда разбивается на множество элементов, между которыми допускается обмен массами. В отличии от метода конечных элементов, где эволюция сетки определяется условиями деформирования, в МКЧ удается определить параметры и их распределение в любом материальном элементе. В данной работе рассматривается задача о прессовании сплошного цилиндра.

Каташинским В.П., Новофастовским A.A. в работе /42/ используется метод крупных частиц при моделировании пластической деформации при прокатке. В отличие от работы /61/ в данной задаче используется расчетная схема с дробными ячейками. В качестве реального прототипа взят процесс прокатки порошка железа.

Штерн М.Б. в работе /102/ рассмотрела модель пластического деформи-

рования порошковых и пористых материалов. Рассмотрена дилатансия, когда при увеличении касательных напряжений при неизменном усилии прессования (при Р^О) влечет за собой интенсификацию уплотнения. Явления рассматриваемого типа называют дилатансией первого рода.

В данной работе рассматриваются начально-краевые задачи технологического деформирования пористых тел.

Физико-механические и служебные характеристики пористых тел определяются плотностью и деформацией прессуемого материала. Система дифференциальных уравнений имеет вид:

Эр др дУ: „

—V; —1— + р-= О

<Н ЭХ; ЭХ;

дсо дсо

-+ у;--= О

дг дх.

Схема деформирования задается граничными условиями, выражающими взаимодействие обрабатываемого материала с пресс-формой, которые формируются с помощью компонент вектора скорости (прилипание, нормальное перемещение пресс-элементов) или напряжений (свободная поверхность, внешнее трение). Начальные условия описывают распределение р и со до начала деформирования.

Решение сформулированной начально-краевой задачи составляет основу математического моделирования процессов уплотнения. Численные методы основаны на пошаговом интегрировании. Поле скоростей устанавливают на каждом шаге интегрирования, для чего в работе /65/ используется метод конечных элементов. При решении задач о прессовании в жестких конических матрицах предоставляется метод проницаемых элементов (МПЭ), основанный на предположении о возможности (в отличие от МКЭ) изменения массы конечного элемента. Это позволяет использовать при дискретизации области течения такую сетку конечных элементов, которая изменяется по заранее заданным законам.

1.5. Выводы

1. Металлическая стружка как компонент металлошихты для плавильных процессов не может быть без предварительной подготовки эффективно использована в качестве дополнительного вторичного сырья из-за значительного угара.

2. Улучшить технологические свойства стружки можно окускованием, в частности, методами холодного прессования - со связующим и без него. Брикетирование - наиболее приемлемый способ окускования металлической стружки с целью ее утилизации.

3. Для брикетирования стружки могут быть использованы прессы, выпускаемые отечественной промышленностью. Для получения кусков средней и мелкой крупности возможно применение вальцовых брикетировачных прессов.

4. Основным технологическим параметрам брикетированной стружки как компонента металлошихты относятся: прочность, насыпная масса, содержание углерода, количество вредных примесей, окисленность в процессе нагрева и переплава.

5. Имеется значительное количество патентной и информационной литературы по проблеме переработки стружки, которая охватывает комплекс вопросов: стружкодробление, подготовка стружки к брикетированию, выбор связующего, прессовое оборудование и инструмент.

6. По результатам аналитического обзора наиболее вероятным представляется способ брикетирования в холодном состоянии на брикетировочных прессах отечественного или зарубежного производства.

7. Обзор научно-технической литературы показывает, что технологические процессы обработки давлением, связанные с переработкой сыпучих материалов (металлические порошки, стружки) — уплотнение, прессование и другие — широко используются в промышленности. Несмотря на большой вклад отечественных и зарубежных ученых в теорию и практику прессования,

многие положения не получили пока убедительного научного обоснования. Механика течения спрессованного материала остается одним из немногих в технике новых направлений, находящихся на стыке различных наук, и в настоящее время еще не достаточно изучена /26/.

8. Использование математических моделей с позиции механики сплошных сред при описании течения спрессованного материала представляется более целесообразным по сравнению с феноменологическими моделями, которые не позволяют изучать явления массопереноса, уплотнения среды.

9. Представляют интерес работы Б.А. Друянова, М.Б. Штерна, А.А. Но-вофастовского, В.П. Каташинского. В работе Б.А. Друянова рассматривается процесс экструзии при прессовании пористого материала и порошков. В работах Каташинского и Новофастовского используется метод крупных частиц для моделирования процесса прессования.

10. Требует дальнейшего изучения метод экструзии при прессовании стружки металлических сплавов. Существующие методики расчета технологического процесса брикетирования не позволяют исследовать взаимодействие рабочего органа и обрабатываемого материала.

Диссертация посвящена разработке методов расчета параметров процесса брикетирования металлической стружки методом экструзии с позиций механики сплошных однофазных сред.

Для достижения данной цели решаются следующие основные задачи:

- разработка математической модели процесса экструзии при брикетировании стружки цветных металлов;

- разработка пакета программ и проведение численного моделирования методом крупных частиц;

- разработка технологического процесса прессования стружки цветных металлов.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ ПРИ БРИКЕТИРОВАНИИ СТРУЖКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Математическое моделирование является наиболее совершенным и эффективным методом моделирования, открывая путь для применения мощных методов математического анализа при исследовании и оптимизации технологических процессов. Сложный характер явлений, возникающих при пластическом прессовании приводит к необходимости строить сложные и точные математические модели, учитывающие многие стороны рассматриваемого процесса. Степень совершенства математических моделей, применяемых при описании и оптимизации процесса прессования, математический аппарат, используемый для исследований, в известной мере характеризуют уровень развития теории прессования как науки. Математическая модель процесса прессования стружки представляет собой его приближенное описание, позволяющее найти в области пластического течения распределение скоростей, деформаций, напряжений, рассчитать плотность брикета и оптимальные условия прессования.

Для технологического процесса прессования можно выделить следующие частные случаи:

1. одностороннее прессование в закрытой матрице;

2. двухстороннее прессование в закрытой матрице;

3. прессование в открытой матрице.

Для исследования всех этих процессов была разработана методика расчета, основанная на проведении численного эксперимента, при брикетировании стружки в открытой матрице методом экструзии.

2.1. Метод реологического моделирования

Описанию реологических свойств при уплотнении пористого материала уделяется большое внимание в целом ряде работ /10, 17, 25, 42, 34, 99/. Для по-

лучения реологического уравнения применяются разные подходы: феноменологический, основанный На статической механике, на формальных методах механики сплошной среды.

При разработке технологии брикетирования металлической стружки методом экструзии наибольшая трудность представляется в уплотнении стружки. Ввиду сложности реальных процессов решение указанных проблем -возможно только на базе моделирования. Достаточно точным с научной точки зрения и применимым для этой цели является метод реологического моделирования, который позволяет изучать процессы исходя из физической природы материалов и условия их деформирования. Обратимые и необратимые деформации, возникающие в процессе брикетирования стружки, моделируются при помощи классических и экспериментальных реологических моделей.

Наиболее эффективным в настоящее время остается феноменологический подход, основанный на предположении справедливости гипотезы сплошности и позволяющий получить соответствующее реологическое уравнение с одной стороны на основе формальных методов механики, а с другой — на анализе данных экспериментальных исследований.

Феноменологический подход базируется на общих, добытых из опыта закономерностях и гипотезах. Вводится понятие напряжений и деформаций, постулируется связь между ними и другими параметрами процесса (скорость, плотность и т.д.). Строится система характеризующих функций, описывающая внутреннее состояние среды.

С применением такого подхода была разработана математическая модель, которая позволяет учесть все вышеперечисленные свойства прессуемого материала и совместно с законами сохранения массы и импульса при соответствующих начальных и граничных условиях дает возможность осуществить математическое моделирование течения прессуемого материала в разных технологических процессах, связанных с переносом массы и изменением плотности при изометрических условиях /61, 105, 107/.

Рис. 2.1.1. Схемы прессования

а — одностороннее в закрытое матрице; б — двухстороннее в закрытой матрице; в — в открытой матрице; Р — усилие прессования; (1 — диаметр брикета; Ь — высота брикета; 1 — пуансон; 2 — матрица; 3 — брикет.

Предположим, что тензор напряжений Р зависит от объемной концентрации V и тензора скоростей деформации Б, то есть Р=Р(у,Б) (2.1.1). Под объемной концентрацией понимают отношение плотности стружки к плотности материала брикета у=р/р0.

Разложив (2.1.1) в ряд с удержанием только линейных слагаемых получим:

Р = А0 (01, Дь Ош) 1+ А! (£>ъ Бп, ад О, (2.1.2)

где: Бь Бц, Бш — инвариаторы тензора Б; I — единичная матрица.

Аппроксимируем А0 и А! линейными функциями инвариантов тензора Б и ограничимся рассмотрением плоской задачи. Тогда

Р={щ +<£>я)/+(а, + <д)д (2.1.3)

где

А, Д2 ; 2> = Рп

Заключение диссертации по теме «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры», Костин, Николай Анатольевич

4.3. Выводы

1. Разработан технологический процесс для переработки и брикетирования стружки алюминиевых сплавов методом экструзии, позволяющий получать брикеты с заданными свойствами, при соответствующей производительности, с высокими экономическими показателями.

2. Разработана пресс-форма с открытой рабочей зоной матрицы, позволяющая применять универсальное оборудование для переработки стружки алюминиевых сплавов.

3. Результаты разработок внедрены на ОАО «Электроагрегат» (Курск) в виде участка по переработке металлической стружки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе комплексного подхода к изучению процесса экструзии с позиций механики сплошных однофазных сред в условиях переменной плотности и анализа взаимодействия перерабатываемого материала с рабочим профилем пресс-формы получены следующие результаты.

1. Разработана математическая модель процесса экструзии при брикетировании стружки, в основе которой заложены гипотеза сплошности перерабатываемого материала и реологическое уравнение, устанавливающее связь тензора напряжений с объемной концентрацией перерабатываемого материала и тензором скоростей деформаций.

2. Разработана инженерная методика расчета на ЭВМ на основе метода крупных частиц, позволяющая исследовать процесс экструзии при брикетировании стружки алюминиевых сплавов.

3. Разработан технологический процесс брикетирования стружки алюминиевых сплавов методом экструзии, позволяющий получать брикеты с заданными свойствами, при соответствующей производительности, с высокими экономическими показателями.

4. Разработана пресс-форма с открытой рабочей зоной матрицы, защищенная авторским свидетельством, позволяющая применять универсальное оборудование для переработки стружки алюминиевых сплавов.

5. Результаты разработок внедрены на ОАО «Электроагрегат» (Курск) в виде участка по переработке металлической стружки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Костин, Николай Анатольевич, 1998 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алабужев П.М. Выбор оптимальных вибровоздействий при уплотнении сыпучих материалов в замкнутом объеме // Вопросы динамики и прочности. — Рига, Зитатне, 1989. — вып. 4. С93—100.

2. Алексеенко A.B. Сбор и переработка металлической стружки. — М.: Машиностроение, 1980. — 120 С.

3. Алюминиевые брикеты для раскисления стали / Шабаян А. С., Бракманис Т.Н. и др. — Бюл. ин-та Черметинформация, 1977. — СЗ1—32.

4. Белоцерковский О.М., Давыдов В.М. Метод крупных частиц в газовой динамике, вычислительный эксперимент. —М.: Наука, 1962. — 392 с.

5. Бабарицкий К.А. Радомысельский И.Д. Расчет оптимальных размеров матриц пресс-форм со вставками из твердого сплава для прессования изделий из порошков // Порошковая металлургия. 1977. № 6. — С. 15—21.

6. Березанцев В.Г. Осесиметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды. —М.: Гостехтеоретиздат, 1963.

7. Благин В.И. Рациональный расчет матриц пресс-форм // Порошковая металлургия. 1983. № 10. — С. 39—42.

8. Безухов Н.И. Теория сыпучих тел. М.: Стройиздат, 1934.

9. Бойсоголов В.Г. Механическое и транспортное оборудование заводов огнеупорной промышленности. —М.: Металлургия, 1981.

10. Бурлаков A.B. Основы теории пластичности и ползучести. — Харьков:

Изд-во Харьк. Ин-та, 1968. — 155 с.

И. Балыпин М.В. Научные основы порошковой металлургии. — М.: Металлургия, 1972. — 336 с.

12. Влияние схемы прессования на напряженно-деформированное состояние изделий типа втулок, (сообщ.1) / М.Б. Штерн. И.Д. Радомысельский и др. — Порошковая металлургия, 1978, № 3. — С. 15—20.

13. Влияние схемы прессования на напряженно-деформируемое состояние изделий типа втулок, (сообщ. II) М.Б. Штерн, И.Д. Радомысельский и др. — Порошковая металлургия, 1978. № 4. — С. 15—20.

14. Виноградов Г.А., Каташинский В.П. Теория листовой прокатки металлических порошков и гранул. М.: Металлургия, 1979. 223 с.

15. Влияние пористости на трещиностойкость порошкового железа. А..С. Дра-ганский, А.Е. Кущевский и др. // Порошковая металлургия. 1982. № 2 — С. 80—84.

16. Влияние схемы прессования на напряженно-деформированное состояние изделий типа втулок (сообщ. III) М.Б. Штерн- И.Д. Радомысельский и др.— Порошковая металлургия . 1978. № 5. — С. 12—17.

17. Витязь П.А., Шелест В К., Капцевич В.М и др. Условия пластичности ани-заторных высокопористых порошковых материалов // Порошковая металлургия. 1984. № 9. — С. 1—5.

18. Вульман С. А. Решение осесимметрических упругопластических задач для тел из сжимаемого материала. — Прикл. Механика, 1971, Т.7, вып.7.

19. Bonesttelf., True Brodford G. Midrex hot. briguetted iron a direct, reduced iron product for oxygen steelmaking // Proceeding 42th ironmaking Conference. •— 1983. P. — 171—175.

20. Гарибов Г.С., Друянов Б.А., Пирумов АР. и др. Расчет параметров процесса горячего гидростатического прессования гранулированных материалов в оболочке // Порошковая металлургия. 1979. №7. — С. 12—17.

21. Гун Г.Я. Математическое моделирование процесса обработки металлов давлением. М.: Металлургия, 1983. 351с.

22. Генералов М.Б. Теоретические проблемы механики сыпучих сред // Тезисы докладов Всероссийской конференции // Технология сыпучих материалов. Т.2. — Ярославль. —М.; 1989, — С. 178—180.

23. Гениев Г.А, Эстрин М.И. Динамика пластической сыпучей среды. — М.: Стройиздат. 1972. — 258с.

24. Голубева C.B. Курс механики сплошных сред.: Учебное пособие для педвузов. — М.: Высшая школа. 1972. — 368с.

25. Григорьев А.К., Рудской А.И., Колесников A.B. Математическая модель упруго-пластического деформирования пористых спеченых материалов // Порошковая металлургия. 1992. № 11. — С. 32—38.

26. Дорофеев Ю.С., Ковальченко М.С. Важнейшие достижения в области горячего прессования металлических порошков // Порошковая металлургия. 1979. №11. —С. 16—23.

27. Довгий И.И., Анкудинов Н.В. Волобуев В.Ф. Обезжиривание стружки. -— М.: Металлургия, 1972. — С. 289—294.

28. Дорожкин H.H., Гафо Ю.Н. К теории вязкого течения пористых материалов. // Порошковая металлургия. 1983. №3. — С. 14—18.

29. Друянов Б.А, Пирумов А.Р. Исследование процесса экструзии пористого материала // Вестник машиностроения. 1980 №9. — С. 61—62.

30. Друянов Б. А Прикладная теория пластичности пористых тел. — М.: Машиностроение, 1989. — 168с.

31. Елишевич А. Т. Брикетирование каменного угля с нефтяными связующими—М.: Недра, 1968. — 97 с.

32. Жак P.M., Питашелев В.А. Производство и применение металлизированных материалов по системе Информсталь / Ин-та Черметинформация. — М.: 1986. —С. 20—27.

33. Жданович Г.Н. Технология прессования металлических порошков. — М.: Металлургия. 1969. — 262с.

34. Жермен П. Курс механики сплошных сред. Общая теория / Пер. с фр. В.В. Федулова. — М.: Высшая школа- 1983. — 399 с.

35. Жиров Л.И., Павлов В.А, Манатон В.И., Оресов Ю.Г. Технологические режимы горячей экструзии порошкового титана // Технология и практика прессования порошков. Киев: Наукова думка, 1975. С. 146—150.

36. Ивлев Д.Д., Ершов Л.В. Метод возмущений в теории упругопластического тела. — М.: Наука, 1978. — 208 с.

37. Ивлев Д.Д. Теория идеальной пластичности. — М.: Наука, 1969. — 420 с.

38. Илюшин A.A., Огибалов П.М. Упругопластические деформации полых цилиндров. — М.: Изд-во МГУ, 1986. — 227 с.

39. Иванов Р.Ц., Сташев П.И. Дозаторы для сыпучих материалов // Обзор по системе "Информсталь", институт "Чермепшформащы".1982. вып. 2 (126)

с.

40. Илюшин A.A. Механика сплошной среды. — М.: МГУ, 1978. — 287 с.

41. Исследование и разработка оптимальной геометрии шихты для получения брикетов из стальной стружки с присадками методом высокоскоростного формирования // Реферат о НИР / Информация в сборнике НИР и ОКР; Инв. №03870025498. — М.: Технология машиностроения, 1989. — Сер. 7 — Вып. —23. С. 8—10.

42. Каташинский А.П., Новофастовский A.A. Применение метода крупных частиц для моделирования пластической деформации порошковых материалов при прокатке // Порошковая металлургия. 1990. № 6. — С. 27—32.

43. Качанов JI.M. Основы теории пластичности. —М.; Наука, 1969. —420 с.

44. Кипарисов С.С., Перельман В.Е., Роман О.В. Закономерности уплотнения порошковых материалов // Порошковая металлургия. 1977. № 12. — С. 39—47.

45. Колмогоров B.JI. Механика обработки металлов давлением. — М.: Металлургия. 1986. -— 668 с.

46. Крагерский И.В. Трение и износ — М: Машиностроение, 1968. — 400 с.

47. Лаптев АМ. Критерии пластичности пористых тел. // Порошковая метал-

лургия. 1982. №7. — С. 12—18.

48. Лаптев A.M. Уплотнение пористых изотропных материалов в условиях плоской деформации // Изв. Вузов Сер. Машиностроение, 1978. — №2. — С. 158—163.

49. Лаптев A.M. Деформирование пористого материала в закрытой матрице // Изв. Вузов Сер. Машиностроение- 1979. —№7. — С.89—94.

50. Летимин В.H Холодное брикетирование губчатого железа // Черная металлургия. — 1990. — №5. — С.2—16.

51. Летимин В.Н., Александров Г.С., Башкинов В.А. и др. И Совершенствование технологии и автоматизации сталеплавильных процессов.: Межвузовский сборник МГМИ — Свердловск, 1982. Вып.4 — С. 130—137.

52. Ломакин В. А. Статические задачи механики твердого деформируемого тела. — М.: Наука, 1970. 106 с.

53. Лурье АИ. Теория упругости. — М.: Наука- 1970. — 939 с.

54. Макаров Ю.И., Зайцев А.И Новые типы машин и аппаратов для переработки сыпучих материалов. — М.: МИХМ, 1982. — 75с.

55. Максименко А.Л., Михаилов О.В., Штерн М.Б. Влияние морфологии пор на закономерности пластического деформирования пористых тел // Порошковая металлургия. 1992. №5. — С. 13—18.

56. Мартынова И.Ф., Штерн М.Б. Уравнение пластичности пористого тела, учитывающее истинные деформации материала основы // Порошковая металлургия. 1978. №1. — С. 23—29.

57. Механика гранулированных сред. Теория быстрых движений // Сб. статей.

— М.: Мир, 1985 — 280 с.

58. Мейз Д.Н. Теория и задачи механики сплошной среды. — М.: Мир, 1974.

— 318с.

59. Миркин JI.B., Костин H.A. Брикетирование металлической стружки // Тезисы докладов юбилейной конференции ученых Курского политехнического института. Курск, 1994. — С. 198—199.

60. Можаровский Н.С., Качаловская Н.Е. Приложение методов теории пластичности и ползучести к решению инженерных задач машиностроения. — К. Вниза шк., 1991. — 287 с.

61. Новофастовский A.JI. Математическое моделирование процесса прессования порошков методом крупных частиц // Порошковая металлургия. 1989. №12.—С.4—7.

62. Отработка технологии брикетирования губчатого железа со связующими добавками: Отчет о НИР/МГМИ Руководитель Летимин В.Н.: № 9 ГР 80057138; Инв. №183442—Магнитогорск. 1985 — 118 с.

63. Павлов В.А., Кипарисов С.С. Обработка давлением порошков цветных металлов. — М.: Металлургия, 1977. — 175с.

64. Петросян Г.Л. Пластическое деформирование порошковых материалов. — М.: Металлургия, 1988. — 225с.

65. Петросян Г.Л., Нарсисян Г.Г. и др. Уплотнение пористых материалов в жестких конических и цилиндрических матрицах // Порошковая металлургия. 1982. №5, —С. 22—27.

66. Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу, коксохимическое производство и производство чугуна // Экспресс-информация ин-та Черметинформация. — М.: 1989. Вып. 3. — С. 8.

67. Потураев В.Н., Червоненко А.Г., Ободан Ю.А. Динамика и прочность вибрационных транспортно-технологических машин. — Л: Машиностроение, 1989. —112 с.

68. Прагер В. Введение в механику сплошных сред. / Перевод с англ. — М.: Ил., 1963. —510 с.

69. Пенчуков А.М. Моделирование процесса прессования // Вибрационные машины и технологии. Сб. Научных трудов конференции Курск, 1995 С. 22—23.

70. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочник: Под ред. В.И. Добат-кина — М.: Металлургия, 1970.

71. Перельман В.Е. Формирование порошковых материалов. — М.: Металлургия, 1979. —232 с.

72. Работников Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука. 1979. —744с.

73. Равич Б.М. Брикетирование руд — М.: Недра, 1982 — 183с.

74. Разработка оптимальной технологии брикетирования губчатого железа УГЖ БМК: Отчет о НИР / МГМИ: Руководитель Летимин В.Н. № ГР 78028851; Магнитогорск 1980 — 170с.

75. Равич Б.М. Брикетирование в цветной и черной металлургии. — М.: Ме-

таллургия, 1975.

77. Рогинский Г.А. Дозирование сыпучих материалов--М.: Химия, 1978. —

212с

78. Рудь В.Д., Мидуков В.З. Экспериментальная проверка гипотез пластичности пористых тел // Порошковая металлургия. 1982.

79. Рыжков Ф.Н., Хахулин Ю.П., Миркин Л.В., Костин Н.А. Пресс-форма для брикетирования металлической стружки // Вибрационные машины и технологии: Сб. научных трудов конференции. Курск, 1997. С. 106—107.

80. Сегал В.М., Резников В.И., Малышев В.Ф. Изменение пластичности пористых материалов при пластическом формоизменении // Порошковая металлургия. 1979. №7. — С. 6—11.

81. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т 1. — М.: Наука, 1970. — 492с.

82. Скороход В.В., Тувинский Л.И. К вопросу об энергозатратах на уплотнение пористых тел // Порошковая металлургия. 1978. №9. — С. 16—19.

83. Совершенствование технологии брикетирования губчатого железа на УГЖ БМК: Отчет о НИР / МГМИ; Руководитель Летимин В.Н. ЖТ 78028851 Инв. №5183684 — Магнитогорск. 1983 — 71с.

84. Соколовский В.В. Технология пластичности. —М.: Высшая школа- 1969.

85. Соколовский В.В Статика сыпучей среды — М : Наука, 1990 — 272 с.

86. Steffen P. Hungen H. Stand der Direct reduction von Eisenerzen ZU Eisen — schwamm, / Stahl ind Eisen. — 1988 — №7. — S. — 67—71.

87. Shima S., Oyano M. Plasticity theory for porous metals // Jnt.. J. Mech. Sai. — 1976. 18. №6. P. 285—291.

88. Технологическая схема брикетирования губчатого железа с использованием жидких углесодержащих связующих // Летимин В.Н.. Шубин А.Ф., Ва-сючков Г.Н. и др. МГМИ — Магнитогорск, 1986. — 6 с. — Деп. в ин-те Черметинформация. №5., № ДР 3287.

89. Технология переплавов углесодержащих и офлюсованных брикетов губчатого железа и организация их промышленного производства на БМК: Отчет о НИР/МГМИ; Руководитель Летимин В.Н. № ГР 0185336698; Инв. №03254 / — Магнитогорск. 1988. — 162с.

90. Тихонцев A.M. Окускование металлической стружки // Машиностроитель. —1990.—С. 16—17.

91. Томсен Э., Ян Б.И., Кобаяши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. — М.: Машиностроение, 1969. — 503с.

92. Толоконннков Л.А., Яковлев С.П. Кузин В.Ф. Плоская деформация со слабой пластической анизотропией. Прикладная механика 1969. Т5

93. Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. — М.: Металлургия, 1982. — 248с.

94. Теренков Н.Г. Брикетирование руд. — М.: Недра, 1984. — 126с.

95. Фомин A.M., Хохлов O.A., Лебедовский В.М. и др. Интенсификация вы-

плавки стали на ОЭМК // Сталь. — 1988. — С.81—87.

96. Френденгаль А., Гейришер X. Математические теории неупругой сплошной среды. — М.: Гос. Изд-во физ-мат Лит., 1962. — 432с.

97. Федорченко И.М. , Кущевский А.Е. и др. Особенности уплотнения металлических порошков при прессовании // Порошковая металлургия. 1987. №3. —С. 13—17.

98. Христонович С.А. Механика сплошной среды. — М.: Наука, 1981. — 484с.

99. Шаталова И.Г., Горбунов Н.С., Михтман В.И. Физико-химические основы вибрационного уплотнения порошковых материалов. 1965. — 163с.

100.Шаталова ИТ., Горбунов Н.С. Физико-химические свойства вибрационного уплотнения порошковых материалов. — М.: Наука, 1963. — 165с.

Ю1.Шуляков Ю. М., Трухан Ю.В. Реологические коэффициенты уплотнения порошковых материалов // Порошковая металлургия. 1979. № 10. —С. 25— 28.

Ю2.Штерн М.Б., Сердюк Г.Г. и др. Феноменологическая теории прессования порошков. Киев: Наумова думка, 1982. — 110с.

ЮЗ.Эдельман О.П. Состояние брикетирования шихтовых материалов в зарубежной металлургии // Черная металлургия.: Бюл. ин-та Черметинформа-ция. — М.: 1984. —вып. I. — С.154—173.

Ю4.Яцун С.Ф., Маслова О Г. Моделирование процесса поведения сыпучего материала на вибрирующем лотке // ИФН — 1992. — Т.63, №2 — С.227— 231.

105.Яцун С.Ф., Моргунова H.A... Моделирование процесса прессования сыпучего материала в замкнутом сосуде, под действием поршня // КПИ. — М.: 1993. 16 Деп. В ВИНИТИ 68.02.93 №303—В 93.

Юб.Яцун С.Ф., Маслова О.Т. Расчет технологических вибромашин для формирования виброкипящего слоя // Известия вузов. Машиностроение. — 1992. —№4—6. — С. 63—67.

Ю7.Яцун С.Ф., Локтионова С.Г., Лукин Л.В. Математическое моделирование вибрационных машин при переработке сыпучих материалов // Известия Курского государственного технического университета. 1997. № 1. — С. 11—20.

108.Яцун С.Ф., Гапонов Ю.А., Маслова О.Г. Анализ периодических процессов движения вибромашин с электромагнитным приводом // Известия вузов. Машиностроение. — 1991. — № 4—6. — С.42—46.

109.Яцун С.Ф.. Локтионова О.Г., Костин H.A. Моделирование процесса брикетирования стружки алюминиевых сплавов // Медико-экологические информационные технологии — 98: Сборник материалов международной технической конференции. Курск, 1998. С. 234—239.

110.Яцун С.Ф.. Локтионова О.Г., Костин H.A. Лукин Л.В. Моделирование процесса деформирования сыпучего материала // Современные проблемы механики и прикладной математики: Тезисы докладов школы. — Воронеж, ВГУ, 1998. —С. 298.