Алматы 2017 январь
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Technological experiments in regeneration of carbonate-sulfate melts by electrochemical method Summary.
- Ж.А. Ашкеев, Ә. Мағаз, Қ.Е. Қайырбек, С.Т. Әбдіраманов, А.М. Достаева
- ЖАБЫҚ МАТРИЦАДА ҚАРҚЫНДЫ ПЛАСТИКАЛЫҚ ДЕФОРМАЦИЯНЫҢ ОПТИМАЛЬДІ ПАРАМЕТРЛЕРІН АНЫҚТАУ Аннотация.
- 2-сурет.
- Тәжірибені өткізу жоспары және алынған тәжірибе нәтижелері
- Бастапқы берілгендері, ТФТ (толық факторлы тәжірибе) 2 2 және тік өрлеу(крутое восхождение) нәтижелері
- Определение оптимальных параметров интенсивной пластической деформации в закрытой матрице Резюме.
- Determine the optimum parameters severe plastic deformation into a closed mold Summary.
- Г.Ж. Жунусова, О.А. Кальянова, М.М. Сыдыканов, Ж.Д. Беделова, К.К.Анарбеков
- Ключевые слова
Кілт сөздер: карбонатты-сульфатты балқымав, регенерациялау, электролиз, тазалау. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbayev E.E., Kaplan V.A., Boshkaeva L.T., Kurmanseitov M.B.
harmful pollutants has led to increase of their concentrations in the emissions above the permissible norms. Air pollution by sulfur dioxide is one of the most serious problems. In this regard the need to address this problem, clearing of the poor sulphur flue gas to produce marketable secondary products is relevant. In the present work the assessment of the possibility of regeneration of carbonate-sulfate melts by electrolysis with the release of elemental sulfur into a marketable product. On the basis of the results obtained enlargement-laboratory tests demonstrated the possibility of regeneration of carbonate-sulfate melts by electrolysis. The length of the electrolysis, for maximum recovery of sulfur depends on the sulfur content in carbonate-sulfate melt. It is shown that the electrolysis of the carbonate-sulfate melt containing 4.5% of sulphur, the maximum recovery of sulfur (98,6 %) is achieved at I=250 kcal and the total duration of electrolysis 20 h. With the sulfur content in the melt equal to 7.5 %, the maximum recovery of sulfur (99,1 %) is achieved when the quantity of electricity equal to I=250 kcal. The total duration of the electrolysis is 50 hours. The developed method of regeneration of carbonate-sulfate melts by electrolysis can be successfully applied in practice, along with the chemical way of regeneration of carbonate-sulfate melts.
● Х и м ик о - ме та л л у рг и че ски е на ук и
№1 2017 Вестник КазНИТУ 482
ӘОЖ 771.014.
(Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті Қарағанды, Қазақстан Республикасы) ЖАБЫҚ МАТРИЦАДА ҚАРҚЫНДЫ ПЛАСТИКАЛЫҚ ДЕФОРМАЦИЯНЫҢ ОПТИМАЛЬДІ ПАРАМЕТРЛЕРІН АНЫҚТАУ Аннотация. Қазіргі таңда негізі бір өзекті мәселелерінің бірі ұсақтүйіршікті наноқұрылымды материалдарды алуы болып табылады. Ұсақтүйіршікті наноқұрылымды материалдардың өте ерекше жоғары қасиеттері болады, жауапты орындарындағы жұмыс істейтін бөлшектеріне қажет, мысалы, жабдықтардың негізгі түйіндері, машиналар мен механизмдер бөлшектері және т.б. Сондықтан осы бөлшектерінің сапасын жақсарту үшін жаңа өңдеу тәсілдерімен құралдары талап етіледі. Оңтайлы геометриялық және технологиялық параметрлерін анықтау үшін қабылданған екі Х 1 , Х
2
факторларын артыру керек, немесе сығымдау дәрежесімен ε н және бүйір сақиналы пуансонның жұмыс бетінің қиғаштану бұрышын α. Бірақ сығымдау дәрежесін артуымен талап етілетін сығымдау күші артады, қосымша энергия талап ететін. Сондықтан, сығымдау дәрежесін ε н ≈ 50% шегінде шектелеміз, сонда оңтайлы тәжірибе 5 және 6 жағдайын айтуға болады (3-кесте), үлгінің қиғаштану бұрышы β≈49-58 0 аралығында жататын. Негізі регрессия коэффициенттері факторлардың әсерін көрсетеді. Түйін сөздер: матрица, наноқұрылым, пластикалық деформация.
Қазіргі таңда негізі бір өзекті мәселелерінің бірі ұсақтүйіршікті наноқұрылымды материалдарды алуы болып табылады. Ұсақтүйіршікті наноқұрылымды материалдардың өте ерекше жоғары қасиеттері болады, жауапты орындарындағы жұмыс істейтін бөлшектеріне қажет, мысалы, жабдықтардың негізгі түйіндері, машиналар мен механизмдер бөлшектері және т.б. Сондықтан осы бөлшектерінің сапасын жақсарту үшін жаңа өңдеу тәсілдерімен құралдары талап етіледі. Солардың ішінде ұсынылып отырған жабық матрицада қарқынды пластикалық деформацияны(ҚПД) іске асыру тәсілі болып табылады. Жабық матрицаның жалпы түрі 1-суретте көрсетілген және келесі негізгі элементтерден тұрады: 1- контейнер; 2-жұмыс беті қиғаш бүйір сақиналы пуансон 3- жұмыс беті жазық орталық цилиндрлі пуансон. Дайындаманы ҚПД өңдеу келесіден тұрады: а) домалақ шайбалы дайындама 4 пеште қыздырылған соң жабық матрицаның тұйық арнасына орнатылады, немесе төменгі сақиналы пуансонға; одан кейін сақиналы пуансонмен дайындаманың бүйір бет жақтарын матрицаны гидравликалық пресстіңарнайы обоймасына қойып металл сақиналы пуансонның тесігіне аққанша дейін деформациялаймыз; осы сәтте пресстің басуын тоқтатып орталық жазық бетті цилиндрлі пуансонмен металды кері бағытына қарай сығымдаймыз. Осы екі сығымдау кезеңін бор цикл деп атаймыз. Міне осындай көпциклді қарқынды пластикалық деформациялау нәтижесінен металл көлемінде ұсақтүйіршіктінаноқұрылымды құрылысы түзіледі, нәтижесінде механикалық қасиеттері жоғарылануына оң әсер беретін болады. Жабық матрицада дайындамаларды өңдеу кезінде ҚПД-ның оптимальді(оңтайлы) геометриялық және технологиялық параметрлерін анықтау үшін екі факторлы тәжірибе өткіздік. Тәжірибе өткізу үшін қайын ағаштан жабық матрица мен пуансондар жасалды. Өнделінетін дайындама ретінде көпқабатты, әр түсті пластилинді үлгілер жасалды-4. Оптимальдау параметрі у ретінде осы үлгі қабаттарының қиғаштану бұрышы β қабылданды(2-сурет). Осы у параметріне әсер беретін факторлар ретінде Х 1 – сығымдау дәрежесімен, немесе параметрімен және Х 2 – сақиналы пуансонның жұмыс бетінің қиғаштану бұрышы α қабылданды, өзгертілген деңгейлер мәні, немесе тәжірибенің өткізу шарты 1- кесте келтірілген. Оңтайлы параметрі ретінде пластилинді үлгілер қабаттырының қиғаштану бұрышы қабылдауы келесіге негізделген: егер, β мәні жоғары болса, онда сәйкес ҚПД шамасы да жоғары болады. Негізі металл сапасының көрсеткіштерінің бірі бұрыштық деформацияның мәні болып табылады, келесі жуық формула бойынша анықталынатын: Г=tgβ, мұндағы Г – ығысу деформацияның қарқындылығы[1]. Сондықтан қиғаштану бұрышын анықтау үшін әрбір циклден кейін пластилинді үлгіні бойлық бағыты бойында кесіп, екі бөлікке бөліп қимасының бойында әрбір қабатының қиғаштану бұрышын өлшеп нәтижесін 2- кестеге жазып отырдық.
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017
483 ● Х и м ия - ме т а л л ург ия ғ ы л ы мда ры
1-сурет. Матрицаның жалпы сызбасы
2-сурет. Дайындаманың бір циклден кейінгі сұлбасы
1-кесте. Факторлардың деңгейлері,тәжірибе өткізу шарты Деңгейлер Факторлар Х 1 , % Х 2 , , град.
Жоғарғы деңгей 70
40 Төменгі деңгей 30 20
Негізгі деңгей 50
30 Өзгеру интервалы 20 10
Енді осы өзгерту деңгейлерін ескеріп жоспарлау матрицасын немесе тәжірибені өткізу жоспарын құрамыз (2 – кесте).
2-кесте. Тәжірибені өткізу жоспары және алынған тәжірибе нәтижелері № Х 0
Х 1 Х 2 Х 1 Х 2 у u1 у u2
1 + + + + 63 67
65 2 + - + - 40 42
41 3 + + - - 34 32
33 4 + - - + 38 40
39
Тәжірибе өткізіліп және қажет тәжірибелік нәтижелер алынған соң [2] жұмыста келтірілген әдістеме бойынша келесі есептеулер өткізілді: 1.
Сызықтық орташа мәнің есептейміз, келесі формула бойынша:
(1) мұндағы:
— қайта жасалған тәжірибелердің саны, сонда:
● Х и м ик о - ме та л л у рг и че ски е на ук и
№1 2017 Вестник КазНИТУ 484
= ;
= ;
=
= . 2.
Қатар сызықтық дисперсияны есептейміз:
сонда (2)
; ;
;
(3) 14. 3.
Кохрен критерий бойынша тәжірибенің біркелкілігін тексереміз:
(4) мұндағы: — сызықтық дисперсияның максимальді мәні:
. Тәжірибе біркелкі болады, егер G T
шарты орындалса, мұндағы: G - Кохрен критериясының кестелік мәні N, және деңгей мәндеріне байланысты таңдаймыз. Берілген жағдайда N = 4, = 2,
р=0,95 болғанда, кестелік мәні G T =0,684, яғни G және алынған нәтижелер біркелкі болады.
4.
Жоспарлау матрицаның нәтижелері бойынша регрессия коэффициенттерін келесі формула бойынша есептейміз: ;
(5) ;
; ;
. 5.
Регрессия коэффициентінің мәнділігін тексеру үшін тәжірибе дисперсиясын есептейміз:
немесе (6)
.
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017
485 ● Х и м ия - ме т а л л ург ия ғ ы л ы мда ры
Сондай-ақ қайталап жасаған тәжірибелерді қосып дисперсияның орташа мәнін анықтаймы:
(7)
.
Регрессия коэффициентінің және
дисперсиясын және орташа квадраттық қателігін анықтаймыз:
;
(8)
; .
Регрессия коэффициенттері үшін сенімді интервалын келесі қатынас b i = t арқылы орнатамыз, мұндағы: t - Стьюдент критериясының кестелік мәні, еркіндік дәрежесінің саны f 2
- 1) мен таңдалған мәнділік деңгейіне (әдетте 0,05) байланысты таңдаймыз, сонда берілген жағдайда:
, және барлық регрессия коэффициенттері мәнді болады, өйткені сенімді интервалдан жоғары, сонда ақтық математикалық моделін келесі түрде жазуға болады:
. 6.
Енді осы алынған модельдің адекваттылығын (жарамдылығын) тексереміз, яғни қаншалықты жақсы алынған теңдеу зерттелген аймақтағы тәжірибенің нәтижелерін сипаттайды. Ол үшін көбіне Фишер F критериясын қолданамыз: ;
(9)
мұндағы: - тәжірибенің орташа дисперсиясы; - адекваттылық дисперсия немесе қалдық дисперсия, келесі формула бойынша анықталынатын;
(10) мұндағы – оптимальдау параметрінің есептелген және тәжірибелік мәндері, сонда:
. Алдыңда есептеген мәні = 1,46 ескеріп Фишер критериясының мәнің есептейміз: ;
кезінде . Сонда, F F КЕСТ ; яғни модельдің адекваттылығы (жарамдылығы) туралы қорытынды жасауға негіз бар. ● Х и м ик о - ме та л л у рг и че ски е на ук и
№1 2017 Вестник КазНИТУ 486
Енді жабық матрицада ҚПД-ның оңтайлы параметрлерін анықтау үшін қажет нәтижелерін 3- кестеге келтірейік.
3кесте. Бастапқы берілгендері, ТФТ (толық факторлы тәжірибе) 2 2 және тік өрлеу(крутое восхождение) нәтижелері
Атауы Факторлар ТФТ 2
2 нәтижелері Х 1
2 Тәжірибе у Негізгі деңгей, Х j0 50
30 1 65 Өзгерту интервалы, ∆Хj
20 10
2 41
Есептелер b j коэффициенттері 4,5
8,5 3 33 b j *∆Хj көбейтіндісі 90 85
4 39
Базалық фактор Х 2 =5 0 өзгергенде hқадамы 5,29
5 - - Өзгерту қадамының жуық мәні 5 5
- Тәжірибелер Тік өрлеу нәтижелері Оптимальдау параметрі,
5 55 35
49 - 6 60 40
58 - 7 65 45
68 - 8 70 50
80 -
Алынған нәтижелерін талдасақ келесі қорытыңды жасауға болады. Оңтайлы геометриялық және технологиялық параметрлерін анықтау үшін қабылданған екі Х 1 , Х
2 факторларын артыру керек, немесе сығымдау дәрежесімен ε н және бүйір сақиналы пуансонның жұмыс бетінің қиғаштану бұрышын α.Бірақ сығымдау дәрежесін артуымен талап етілетін сығымдау күші артады, қосымша энергия талап ететін. Сондықтан, сығымдау дәрежесін ε н ≈ 50% шегінде шектелеміз, сонда оңтайлы тәжірибе 5 және 6 жағдайын айтуға болады (3-кесте), үлгінің қиғаштану бұрышы β≈49- 58 0 аралығында жататын. Негізі регрессия коэффициенттері факторлардың әсерін көрсетеді. Есептеулер екінші фактордың коэффициенті (b 1 =8.5) бірінші фактордың коэффициентінен(b 2 =4.5)
жуық екі есе көп екенің көрсетеді. Сондықтан сақиналы пуансонның жұмыс бетінің қиғаштану бұрышын β =45 0 дейін қабылдауға болады. Міне осы анықталған оңтайлы параметрлері бойынша аспапты болат материалдан жабық матрица жасалынады, металдарды қарқынды пластикалық деформациялап ұсақтүйіршікті материалдар алу үшін, нақты жауапты орындарында жұмыс істей алатын. ӘДЕБИЕТТЕР [1]
деформирования заготовок в равноканальной ступенчатой матрице.// Изв. вузов. Черная металлургия.- 2005. - №2.–С.16-18. [2]
вузов. – М.: Металлургия, 1986. - 240 с.
Ашкеев Ж.А., Магаз А., Кайырбек К.Е., Абдираманов С.Т. Определение оптимальных параметров интенсивной пластической деформации в закрытой матрице Резюме. Актуальной задачой является получение мелкодисперсных наноструктурных материалов. Мелкодисперсные наноструктурные материалы обладают такими свойствами, которые нужны для рабочих частей ответственных машин, например, основные узлы машин части механизмов и т.д. Поэтому для улучшение качеств этих деталей требуется средства с новыми методами обработки. Для определения оптималных геометрических и технологических параметров нужно повысить два параметра Х 1 , Х
2 или степень сжатияε н и угол наклона рабочей поверхности кольцевых пуансонов α. Но с увеличением степени сжатия увеличиться сила сжатия, это требует дополнительной энергии. Поэтому степень сжатия не должно превышать ε н ≈ 50%, тогда угол наклона β≈49-58 0 . Коэффициент регрессии показывает влияния различных факторов.
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017
487 ● Х и м ия - ме т а л л ург ия ғ ы л ы мда ры
Zh.А. Аshкееv, А. Маgаz, К.Е. Каyirbеk, S.Т. Аbdiramanov Determine the optimum parameters severe plastic deformation into a closed mold Summary.Urgent task is to produce a fine nanostructure materials. Finely dispersed nanostructured materials possess properties that are necessary for the working parts of the machine are responsible, for example, the basic units of machines machine parts, etc. Therefore, to improve the quality of these parts require new means of processing methods. To determine geometric and calculating the best process parameters necessary to raise two parameters X1, X2 or εn compression ratio and angle the working surface of the annular plungers α. But with an increase in compression ratio to increase the compression strength, it requires additional energy. Therefore, the compression ratio should not exceed 50% εn≈, then angle β≈49-580. The regression coefficient shows the influence of various factors. Key words: matrix, nanostructure, plastic deformation.
УДК 669.531.63
(КазНИТУ имени К.И. Сатпаева, Казахстан, Алматы )
СУЛЬФАТНОГО РАСТВОРА ОТ ПРИМЕСЕЙ Аннотация. В статье приведены результаты и оптимальные технологические условия процессов одностадийной гидролитической очистки раствора, полученного после автоклавного выщелачивания низкосортного цинкового концентрата Николаевского месторождения Казахстана, от примесей. В результате исследований получен сульфатный раствор, очищенный от примесей: железа на 99,0 %, от мышьяка и свинца практически полностью (более 99%), от сурьмы на 98,45 % и кремния на 97,5 %. Также получен гидратный железистый кек, основу которого составляет гипс с включениями гидроксидов железа, мышьяка, сурьмы, сульфата свинца и оксида кремния, который может применяться в строительстве автомагистралей.
рентгенофазовый анализ, нейтрализатор, гидратный железистый кек. Введение. В Республике Казахстан и мировой практике в традиционных технологиях цинкового производства в качестве исходного сырья используются богатые или кондиционные по содержанию цинка (более 50 %) сульфидные концентраты. В настоящее время цинковое производство характеризуется снижением объемов производства цинка из-за постепенного истощения запасов богатых цинксодержащих руд [1]. В связи с этим современной задачей металлургии цинка является широкое вовлечение в переработку в качестве основного вида исходного сырья низкосортных сульфидных цинковых концентратов и разработка высокоэффективных технологий для их переработки. В Казахском Национальном Исследовательском техническом университете им. К.И. Сатпаева проводятся исследования по переработке низкосортного сульфидного цинкового концентрата Николаевского месторождения Казахстана, в частности, был разработан способ его автоклавного выщелачивания [2].
В результате этих исследований было достигнуто высокое извлечение в раствор цинка (на 99,5- 99,6 %), меди (на 84,55 %), кадмия (на 73,3 %), железа (на 67 %), в раствор также перешли незначительные количества мышьяка (на 1,5 %), сурьмы (на 0,094 %), свинца (1,97 %) и кремния (на 11,21 %) [2]. Содержание этих элементов в усредненном цинковом сульфатном растворе от 10 экспериментов по автоклавному выщелачиванию низкосортного сульфидного цинкового концентрата Николаевского месторождения Казахстана [2] приведено в таблице 1.
|