Ту хабаршысы



жүктеу 15.98 Mb.
Pdf просмотр
бет30/82
Дата15.03.2017
өлшемі15.98 Mb.
1   ...   26   27   28   29   30   31   32   33   ...   82

● Технические науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

166 

В  результате  оценки  влияния  сложности  выемочного  участка  на  выход  добываемой  рудной 



продукции 

с 

привлечением 



разработанной 

модели 


получена 

геолого-технологическая 

закономерность, что уровень выхода добытой рудной продукции изменяется обратной зависимостью 

от  сложности  зоны  выемки.  Выемочные  участки  рудного  тела  с  высокой  геолого-технологической 

сложностью  при  их  отработке  приводит  к  уменьшению  выхода  извлекаемой  рудной  продукции  и 

наоборот. Такая закономерность вполне правомерна, поскольку чем сложнее геометрия зоны выемки, 

тем больше происходит перемешивания руд и пород что вызывает уменьшение выхода извлекаемой 

руды по приконтактным участкам рудного тела. 

Содержание  полезного  компонента  в  добытой  руде  как  основная  исходная  величина 

характеризует  качество  добытой  разубоженной  рудной  массы  по  выемочной  единице.  Любое 

отклонение ее значения от истинного значения является непосредственным последствием засорения 

руды  по  этой  выемочной  единице.  Величина  его  определяется  по  данным  массового  опробования 

добытой  руды  непосредственно  по  контуру  выемочной  единицы  с  привлечением  данных 

опробования  по  складам  ОФ  и  т.д.  Эта  величина  практически  равна  среднему  содержанию 

компонента в добытой рудной массе, состоящей из смеси части извлекаемых и всех теряемых руд и 

разубоживающих пород из приконтактных зон. 

Эту  величину  можно  вычислить  по  формуле,  выводимой  из  равенства  Дα

из

=Q



п

α

д



т

С



б

т



в  в 

виде 


в

т

б

Т

д

из

Д

В

+

С

Д

П

α

=

α

,       



     (7) 

Здесь величина α

из

 представляет собой извлекаемого качества руды в добытой рудной массе с 



фактическим  качеством  α

д

,  выражаемого  через  содержание  потенциально  чистого  металла  при 



добыче (С

б

). 



Выход качества рудной продукции равен: 



















д



б

д

д

из

кач

α

С

П

α

в

B

+

=

α

α

=

Т

0

0



1

,       


      (8) 

С учетом формулы определения предельного засорения руд далее получим 





















д

пор

R

рт

в.у

д

б

кач

α

в

γ

L

φ

m

W

+

α

С

П

=

Т

0

0



1

,    


или 























д

п

R

д

б

р

п

R

рт

в.у

кач

α

в

γ

φ

α

С

γ

φ

L

φ

m

W

=

Т

0

1



,       

     (9) 

Из полученной модели оценки сложности выемочного участка на выход извлекаемого качества 

добытой рудной продукции вытекает закономерность согласно которой динамика изменения выхода 

извлекаемого  качества  рудной  продукции  протекает  обратно  пропорционально  степени  сложность 

выемочного участка рудного тела. 

Модельные оценки позволяют заключить, что выходы количества товарной добычи и ее типов 

уменьшаются  пропорционально  значениям  потерь  и  засорения  при  отработке  внутрирудных  зон  и 

выходу  количества  сырой  руды,  а  выход  количества  сырой  руды  уменьшается  прямо 

пропорционально  значениям  потерь  и  засорения  ее  при  отработке  приконтактных  зон  и  выходу 

качества  товарной  руды.  Значения  коэффициентов  изменения  (выхода)  качества  товарной 

увеличивается  пропорционально  с  ростом  ее  потерь  объема  отсортированного  внутрирудного 

включения  пород,  а  сырой  руды  изменяется  обратно  пропорционально  выходу  ее  количества  и 

выходу металла из недр. 



Выводы: 

Обоснована и рассмотрена методика оценки влияния сложности приконтурных рудопородных 

участков  залежи  на  выходы  рудных  продукций,  включающей  аналитические  оценки,  позволяющих 

впервые  дифференцированного  учета  влияния  геолого-геометрических,  горно-технологических  и 

качественных  показателей  полезного  ископаемого  на  полноты  их  извлечения  при  добыче; 

установлена геолого-технологическая закономерность пропорционального снижения уровня выходов 

рудных продукции по мере роста сложности выемочного участка залежи; рассмотренные расчетные 


● Техникалыќ єылымдар

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

167

модельные  оценки  по  данной  методике  определения  влияния  сложности  приконтурного  участка 



залежи  на  выходы  рудных  продукций  отвечает  современным  требованиям  задач,  связанных  с 

условиями  залегания  рудных  тел  при  разведке,  проектировании  и  эксплуатации  месторождений 

полезных ископаемых.   

ЛИТЕРАТУРА 

1  Курманкожаев  А.,  Гудков  В.М.  Геолого-маркшейдерское  управление  потерями  полезных 

ископаемых на рудниках Казахстана // Труды Международного конгресса по маркшейдерскому делу. - США, г. 

Лексингтон. -  1991. - 10 с.  

2  Курманкожаев  А.К.,  Курманкожаева  А.  Методологические  основы  обеспечения  кондиционности 

выходов рудных продукций при добыче. - Алматы: изд. «Service press». – 2013. - 194 с.  

3  Сиразутдинов  А.М.  и  др.  Показатели  эксплуатационных  кондиций  и  методические  основы  их 

определения. Сб.: К проблеме рационального использования недр. -М.: ИПКОН АН СССР. - 1979. – С.87-94.   

REFERENCES 

1. Kurmankozhaev  a.,  Gudkov  V.  Geological  surveying  control  loss  of  minerals  in  mines  of  Kazakhstan//

proceedings of the International Congress on the markšejderskomu case. -United States, Lexington. -1991. - pages. 

2. Kurmankozhayev A.K. Kurmankozhayeva A. Methodological bases of providing a konditsionnost of exits of

ore produktion at production. - Alma-Ata: prod. "Service press". – 2013 . - 194 pages. 

3. Sirazutdinov A.M. etc. Indicators of operational standards and methodical bases of their definition. Сб. : To a

problem of rational use of a subsoil. - M.: IPKON of Academy of Sciences of the USSR. - 1979 . – Page 87-94. page. 

Құрманқожаева А. А., Құрманкожаева А. А., Хавдолдай Ж.

Кен өнімдерін өндіруде жер шоғырларындағы күрделілік пен кен өңдеу бағалары мен əдістемесі

Резюме

: Статияда шекаралық кен бөліктерінің геометриялық күрделігінің рудалық өнімдердің толық алынуына 

тигізетін  əсерін  бағалаудың  əдістемесін  туындау  қарастырылған.  Кен  өнімдерінің  алу  деңгейі  шекаралық  кен 

бөліктерінің  геометриялық  күрделілігінің  өсуіне  тұра  пропорционалды  төмендеуінің  заңдылығы 

тұжырымдалынған. 

Түйін  сөздер: 

Əдістеме,  күрделіліктігі,  шекаралық  аймақ,  толық  алу,  рудалық  өнімдер,  бағалау, 

жоғалым, сапа.  

Kurmankozhayeva A. A. , Kurmankozhayeva A. A. , Havdolday ZH.



Methodics  of  evaluation  of  the  influence  of  complexity  of  precontour  ore  sections  to  ore  exits

Summary:

  This  article  substantiates  methodology  of  evaluating  impact  of  complexity  of  marginal  ore-rock 

deposits  on  production.  The  geological  and  technological  law  proportional  to  reduction  of  ore  production 

upon  increasing of complexity of mining site was set.  



Key words: 

technique, complexity, prikontaktny zone, exit, ore production, assessment, losses, quality. 

УДК 621.771.23  

1

С.А. Машеков, 

2

Х. Дыя, 

1

Н.К. Смагулова, 

1

А.С. Машекова  

(



Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева,  

Алматы, Республика Казахстан,  

2

 Ченстоховский Политехнический университет, Ченстохова, Польша) 



РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИ

И ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ ЛИСТА НА НЕПРЕРЫВНОМ 

ПРОДОЛЬНО-КЛИНОВОМ СТАНЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА ФИЗИЧЕСКОГО 

МОДЕЛИРОВАНИЯ

  

(Сообщение 1) 



Аннотация.

  С  использованием  современной  высокоточной  установки  Gleeble  3500  исследовано 

закономерности  изменение  сопротивления  деформации  стали  А1при  физическом  моделирования  прокатки  на 

продольно-клиновом  стане  с  различными  режимами  обработки.  С  единой  позицией  описано  поведение  стали 

А1 при многоступенчатом обжатии при различных температурах и скоростях деформирования.  


● Технические науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

168 

Введение

  

Эффективным  инструментом  воздействия  на  формирование  структуры  и  свойств  стали 



является  целенаправленная  горячая  прокатка  листов  на  соответствующем  стане  в  сочетании  с 

контролируемым охлаждением  [1]. Поэтому использование резервов повышения качества листов за 

счет  совершенствования  конструкции  стана  и  температурно-деформационных  режимов  прокатки 

становится одной из важнейших задач, стоящих перед производителями проката.  

Известно,  что  горячая  деформация  аустенита  с  контролируемым  температурно-

деформационным  режимом  и  последующее  охлаждение  проката  является  одним  из  наиболее 

эффективных  способов  повышения  свойств  проката  [2].  Разработаны  и  активно  используются 

многочисленные  схемы  термомеханической  обработки  (ТМО)  проката.  При  производстве 

углеродистых листов большой интерес представляют схема ТМО с получением структуры перлита, 

основанная  на  пластической  деформации  стали  в  аустенитном  состоянии  и  последующем 

изотермическом превращении аустенита в перлитной области.  

При  деформировании  металлических  листов  в  условиях  высоких  температур  активно 

протекают конкурирующие неравновесные процессы, связанные с их упрочнением и разупрочнением 

[3].  Основной  вклад  в  упрочнение  вносит  увеличение  в  металле  плотности  дислокаций. 

Разупрочнение  в  сплаве  происходит  за  счет  динамического  возврата,  полигонизации  и 

рекристаллизации  [4].  В  некоторых  сплавах  при  определенных  температурно-скоростных  условиях 

деформации  обеспечивается  динамическое  блокирование  свободных  дислокаций  примесными 

атомами и включениями [5 – 6], что приводит к росту напряжения деформирования.  

Протекание  упрочняющих  и  разупрочняющих  процессов  в  сплаве  приводит  к  изменению 

конечной микроструктуры сплава, что в свою очередь отражается на свойствах листовой продукции 

[3].  Поэтому  для  понимания  и  моделирования  процессов,  происходящих  в  ходе  деформации 

материала,  необходимо  знать  термомеханические  условия  возникновения  упрочнения  и 

разупрочнения. 

Необходимо отметить, что положительный эффект применения ТМО основан на измельчении 

колоний  и  субколоний  перлита,  что  приводит  к  повышению  важнейших  механических  свойств 

проката  (ударной  вязкости,  трещиностойкости  и  температуры  хладноломкости)  [7].  Однако 

определение  рациональных  режимов  технологического  процесса  прокатки  и  его  промышленное 

освоение по-прежнему вызывают значительные трудности. Решение этой проблемы возможно только 

при  комплексном  анализе  процессов  формоизменения  и  структурообразования  в  ходе  прокатки  и 

охлаждения стали.  

Таким  образом,  исследования  влияние  температурно-деформационных  режимов  прокатки  и 

режимов охлаждения полос на качество горячекатаного проката имеет большое значение.  

С  целью  получение  качественных  тонких  полос  из  сталей  и  сплавов,  а  также  уменьшения 

энергосиловых  параметров  нами  предлагается  продольно-клиновый  стан  (ПКС)  новой  конструкции 

[8]. Отличительной особенностью продольно-клинового стана является, то что клети стана содержат 

рабочие  и  опорные  валки  постоянного  диаметра,  а  в  направлении  прокатки  последовательно 

расположенных  клетях  диаметр  рабочих  валков  уменьшается,  а  диаметры  опорных  валков 

увеличиваются.  

В  предлагаемом  стане  горизонтальные  оси  верхних  и  нижних  валков  первых  трех  клетей  без 

нажимного  механизма  смещены  от  оси  прокатки  в  вертикальном  направлении  на  величину 

,

25

,



0

2

i



pi

n

i

D

k

x





где D



pi

 − диаметр новых рабочих валков i-той клети, мм; k

п

 − коэффициент 



переточки; α

i

 − допускаемый угол захвата для валков i-той клети.  

Целью  данной  работы  является  путем  физического  моделирование  прокатки  на  новом 

продольно-клиновом  стане  определение  рациональных  режимов  технологического  процесса 

прокатки и охлаждения, способствующих получению полос высокого качества.  

Материалы и методика исследования  

Из эксперименьтальной стали А1(C – 0,15; Mn – 0,95; Si – 0,29; Р – 0,011; S – 0,012; V – 0,11; Тi 

– 0,012; Сu – 0,20; Аs – 0,020) изготовили прямоугольные в поперечном сечении образцы размером

20±0,1×15±0,1×10±0,1  мм.  Аналогом  экспериментальный  стали  А1является  сталь  Ст3Гсп 

стран СНГ (C – 0,14...0,2; Mn – 0,8...1,1; Si – 0,15...0,3; Р – до 0,04; S – до 0,05; Ni – до 0,3; Сr – до 0,3; 

N – до 0,008; Сu – до 0,3; Аs – до 0,08).  

Осуществили  два  варианта  механических  испытаний.  По  первому  варианту  опыты  на  сжатие 

образцов  выпуклыми  бойками  проводили  на  автоматизированной  установке  Gleeble  3500  с  целью 



● Техникалыќ єылымдар

ЌазЎТУ хабаршысы №5 2014  

169

исследования  реологии  стали  А1.  В  этих  экспериментах  на  этапе  активного  нагружения  при 



скоростях  прокатки  продольно-клинового  стана  произвели  циклическое  деформирование.  В 

промежутках  циклического  деформирования  после  выключение  электропривода  установки  образец 

оставался зажатым выпуклыми бойками, и активное нагружение сменялось стадией релаксации.  

Испытание  по  второму  варианту  проводили  для  определения  микроструктуры  металла, 

получаемой в результате физического моделирования. В этом случае захваты установки после  всех 

активных  нагружения  разводили,  из  контейнера  вынимали  образцы  и  в  сооветствия  с  планом 

эксперимента  образцы охлаждали на воздухе и в воде (таблица 1).  

Установка Gleeble 3500 является полностью цифровой замкнутой системой термомеханических 

испытаний.  В  ее  основе  лежит  программное  обеспечение  на  базе  простой  в  использовании  ОС 

Windows и блок мощных процессоров, которые обеспечивают интерфейс для создания, проведения и 

обработки программ физического моделирования и термомеханических испытаний.  

Система  нагрева  установки  Gleeble  3500  позволяет  прямым  пропусканием  тока  нагревать 

образцы  со  постоянную  равновесную  температуру.  Благодаря  высокой  теплопроводности  захватов, 

которые  держат  образцы,  комплекс  Gleeble  3500  может  высокой  скоростью  охлаждать  образцы. 

Дополнительная система охлаждения позволяет достигать скорости охлаждения свыше 10000 

0

С/с на 



поверхности образца. Термопары и дополнительный инфракрасный пирометр передают сигналы для 

точного контроля температуры образцов.  

Механическая  система  Gleeble  3500  –  это  замкнутая,  полностью  интегрированная 

сервогидравлическая  система,  способная  развивать  усилие  до  100  кН,  максимальная  скорость 

передвижной  траверсы:  1000  мм/с.  LVDT-датчики/датчики  силы  (тензометры)  или  бесконтактные 

лазерные  экстензометры  обеспечивают  обратную  связь  для  точной  реализации  программы 

механических испытаний. Все испытания может быть осуществлена при пониженном давлении или в 

защитной атмосфере.  

Механическая система позволяет исследователю использовать различные режимы управления в 

процессе  любого  испытания.  Подобная  гибкость  позволяет  моделировать  многие  термомеханические 

процессы. Программа может переключать управляющие переменные на любом этапе испытания.  

Сердцем  комплекса  Gleeble  3500  является  цифровая  система  управления  3-ей  серии.  Она 

посылает  сигналы  для  управления  показателями  термических  и  механических  испытаний 

одновременно  посредством  цифровых  термомеханических  систем  закрытого  типа.  Система  Gleeble 

3500 может полностью работать как в автономном, так и в ручном режимах, либо комбинированно, 

если это необходимо, для достижения максимальной гибкости при испытании материалов.  

Система компьютерного управления включает в себя настольный компьютер с ОС Windows и 

мощный  промышленный  компьютер,  встроенный  в  консоль  управления.  Настольный  компьютер  с 

ОСWindows  имеет  гибкий  многозадачный  Графический  Интерфейс  промышленного  стандарта  для 

разработки программ моделирования и анализа полученных данных.  

В  процессе  исследования  образцы  нагревали  в  контейнере  установки  Gleeble  3500  до 

температур  1100 

о

С  и  выдерживали  при  этой  температуре  15  мин.  Такой  нагрев  обеспечила 



аустенизацию структуры металла образца. Нагретые образцы охлаждали до температуры испытания 

и  испытовали  в  диапозоне  температур  900  ÷  1100 

о

С  с  шагом  нагрева  100 



о

С.  При  проведении 

эксперимента варировали режимы обжатия (таблица 1). При этом соблюдая основной закон прокатки, 

то  есть  постоянство  секундных  объемов,  определяли  междеформационные  паузы,  получаемых  при 

прокатке  в  пятиклетьевом  продольно-клиновом  стане.  После  испытания  деформированные  образцы 

охлаждали в воде, а далее вырезали образцы для структурного исследования.  

Шлифы  для  металлографического  исследования  готовили  по  традиционной  методике  на 

шлифовальных  и  полировочных  кругах.  Для  травления  образцов  был  использован  раствор  азотной 

кислоты в этиловом спирте.  

Металлографический анализ провели используя универсальный микроскоп NEOPHOT 32 (Karl 

Zeiss,  Jena)  (Германия).  Микроскоп  Neophot  32  предназначается  для  металлографической 

микроскопии  и  создания  фотоснимков.  Наблюдение  может  производиться  методом  светлого  и 

темного  поля,  в  поляризованном  свете,  с  изменением  кратностей  увеличения.  Увеличение 

микроскопа, крат: от 10 до 2000. Микроскоп оснащен цифровым зеркальным фотоаппаратом Olimpus 

c выводом полученного изображения и сохранения снимков на компьютер.  


● Технические науки

№5 2014 Вестник КазНТУ  

170 

Таблица-1. План эксперимента физического моделирования  



№ 

вар. 


ɛ

1,



t

1



с 

ɛ

2



,  

t



2

,  


с 

ɛ

3



t



3

,  


с 

ɛ

4, 



t

4



с 

ɛ



5

,  


τ

в



,  

с 

τ



в.о

,

  



с

 

Температура испытания – 900 



0

С 

1.



25 

20 



17 


2,4 

15 


1,8 

12 


10 

2.



20 

20 



20 


15 


15 


3.



30 

22 



2,6 

18 


2,2 

11 


1,9 



4.

25 



20 


17 


2,4 

15 


1,8 

12 


5.



23 

23 



17 


2,4 

15 


12 


10 


6.

30 


22 


2,6 

18 


2,2 

11 


1,9 



12 

Температура испытания – 1000

0

С 

7.



25 

20 



17 


2,4 

15 


1,8 

12 


10 

8.



20 

20 



20 


2,4 

15 


15 


9.



30 

22 



2,6 

18 


2,2 

11 


1,9 



10.


25 

20 



17 


2,4 

15 


1,8 

12 


11.



23 

23 



17 


2,4 

15 


12 


10 


12.

30 


22 


2,6 

18 


2,2 

11 


1,9 



12 

Температура испытания – 1100 

0

С 

13.



25 

20 



17 


2,4 

15 


1,8 

12 


10 

14.



20 

20 



20 


2,4 

15 


15 


15.



30 

22 



2,6 

18 


2,2 

11 


1,9 



16.


25 

20 



17 


2,4 

15 


1,8 

12 


17.



23 

23 



17 


2,4 

15 


12 


10 


18.

30 


22 


2,6 

18 


2,2 

11 


1,9 



12 

Примечание: ɛ

1

 - единичное обжатие в первой клети; t



1

 - междеформационая пауза после первой клети; ɛ



единичное  обжатие  во  второй  клети;  t



2

  -  междеформационная  пауза  после  второй  клети;  ɛ

3

  -  единичное 



обжатие  в  третьей  клети;  t

-  междеформационная  пауза  после  третьей  клети;  ɛ



4

  -  единичное  обжатие  в 

четвертой  клети;  t

4

  -  междеформационная  пауза  после  четвертой  клети;  ɛ



-  единичное  обжатие  в  пятой 

клети; τ

в

 - время охлаждение на воздухе; τ



в.о

 - время охлаждение в воде.  





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   26   27   28   29   30   31   32   33   ...   82


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет