Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




19.11.2018


17.11.2018


17.11.2018


11.11.2018


11.11.2018


11.11.2018


09.11.2018


05.11.2018


02.11.2018


26.10.2018





Яндекс.Метрика
         » » Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

29.03.2016

Качество продукции промышленности нерудных строительных материалов на сегодня отстает от современных требований. Несмотря на то, что промышленность идет на ограничение выпуска нерассортированных гравийно-песчаных смесей, удельный вес их в общем объеме выпуска нерудных строительных материалов достаточно высок. Остается низким объем производства обогащенных и фракционированных заполнителей.
Получение качественного щебня при механическом дроблении горных пород является сложной проблемой из-за неудовлетворения его свойств целому комплексу нормируемых физико-технических показателей, в первую очередь это относится к гранулометрическому составу фракции 5-20 мм.
Одним из путей решения указанных проблем является использование для получения качественных заполнителей все более широко внедряемых в промышленность электрофизических методов обработки и разрушения каменных материалов, в первую очередь, использование высоковольтного электрического разряда в качестве рабочего инструмента при разрушении.
Электроимпульсное дробление горных пород располагает возможностью широкого диапазона регулирования характеристик данного процесса: энергии в канале разряда и времени её выделения. Энергия в канале разряда, в свою очередь, определяется величиной разрядной ёмкости (С) и амплитудой высоковольтного импульса (U). Время выделения энергии в некоторой степени определяется технологическим параметром - величиной межэлектродного промежутка (R). Амплитуда высоковольтного импульса и величина межэлектродного промежутка - наиболее легко изменяемые параметры в процессе электроимпульсного дробления. Помимо вышеназванных парам возможно регулирование процесса электроимпульсного дробления технологическими параметрами: частотой подачи импульсов энергии, конструктивными особенностями электроимпульсного рабочего органа дробления (различием в форме и размерах сквозных отверстий в заземленном электроде-сите, через которые удаляется готовый продукт). Также существуют различные схемные решения подключения высоковольтных импульсных источников энергии.
В данном разделе приведены результаты исследований выхода щебня и его зерновых составов при электроимпульсном дроблении гравия, гранита и высокопрочного порфирита при различных энергетических и технологических параметрах процесса.
Электроимпульсное дробление осуществлялось как в лабораторной одноэлектродной камере ёмкостью 50 л, так и на многоэлектродных непрерывно действующих дробилках проектной производительностью 3-5 т/ч.
Диапазон изменений парам процесса электроимпульсного дробления для всех используемых горных пород приведен в табл. 2.16.
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Оценка выхода щебня фракции 5-20 мм при электроимпульсном дроблении (рис. 2.20-2.22) в одноэлектродной системе гравия, гранита и порфирита при постоянстве живого сечения заземленного электрода-сита наглядно показывает возможность регулирования параметрами дробления выхода щебня в готовом продукте от 60 до 90 %.
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Повышение амплитуды высоковольтного импульса увеличивает энергию, выделяющуюся в канале разряда, которая, в свою очередь, позволяет развить большие давления внутри кусков горной породы при их пробое, что ведет к большему образованию частиц щебня. При достижении критического значения амплитуды высоковольтного импульса (см. рис. 2.21) при соответствующем ей значении величины межэлектродного промежутка происходит переизмельчение исходной горной породы со снижением выхода щебня и перераспределением его фракций в сторону более мелких, в частности, песчаных частиц.
Увеличение разрядной ёмкости (см. рис. 2.20) также снижает выход щебня, особенно это заметно в интервале значений 5-10 нФ.
Анализируя зависимости выхода щебня от величины межэлектродного промежутка (рис. 2.22) и амплитуды высоковольтного импульса (см. рис. 2.21), можно сделать вывод, что амплитуда высоковольтного импульса и межэлектродный промежуток взаимосвязаны и максимальный выход щебня при каждом значении амплитуды высоковольтного импульса будет обеспечен при соответствующей ей величине межэлектродного промежутка. Их отношение (U/R) называется градиентом напряжения, и, по данным рис. 2.21, 2.22, более выгодные его значения находятся в интервале 7,5-8,2 кВ/мм (при межэлектродном расстоянии 40-50 мм).
Следует отметить более высокий показатель выхода щебня у порфирита и самый низкий - у гранита.
Анализ результатов, полученных при электроимпульсном дроблении горных пород на непрерывнодействующих многоэлектродных установках дробления, показал аналогичные зависимости выхода щебня от парам процесса дробления по сравнению с электроимпульсным дроблением в одноэлектродных системах (рис. 2.23).
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Значения выхода щебня от градиента напряжения (рис. 2.24) также показывают наибольший выход щебня (более 75 %) при значениях градиента напряжения, находящихся в интервале 6-8 кВ/мм (при межэлектродном расстоянии 40-60 мм).
Улучшение условий удаления готового продукта из зоны разрушения (рис. 2.25) также ведет к увеличению выхода щебня.
Следует отметить, что при межведомственных испытаниях был получен выход щебня фракции 5-20 мм 90 %.
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Анализ распределения фракций щебня в зависимости от парам электроимпульсного дробления показал зависимость их выхода как от времени выделения энергии в канале разряда, косвенным показателем которого является величина межэлектродного расстояния, так и от количества энергии, выделяющейся в канале разряда при пробое горной породы (рис. 2.26, 2.27).
Из рис. 2.26, 2.27 видно, что наибольшему количественному изменению подвержены более крупные фракции 10-20 и 20-25 мм. При увеличении энергии, выделяемой в канале разряда, более крупные фракции переходят в более мелкие. При достижении критического значения дальнейший рост энергии приводит к разрушению как крупных, так и мелких фракций. Фракции 25-20 и 10-20 мм перераспределяются в сторону повышения количества фракции 5-10 мм и песчаной составляющей. При дальнейшем росте энергии возможен переход в песок и фракции 5-10 мм.
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Уменьшение времени выделения энергии в канале разряда (рис. 2.26) за счет снижения размера межэлектродного промежутка также перераспределяет более крупные фракции щебня в сторону более мелких.
Регулирование соотношения щебня и песка в готовом продукте электроимпульсного дробления в широком диапазоне позволяет получать готовые смеси непрерывной гранулометрии (рис. 2.28, 2.29, табл. 2.17-2.19), в том числе соответствующие по зерновому составу для приготовления мелкозернистых асфальтобетонов типа А, допускающие содержание щебня фракции 5-20 мм до 60 %.
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Поскольку при электроимпульсном дроблении горных пород выход щебня достигает 91 %, фракция щебня 5-10 мм составляет большую часть (45-55 %), а отсевы от электроимпульсного дробления имеют большой модуль крупности (большей частью представлена фракция 1,25-5 мм), то область смесей непрерывной гранулометрии, применительно к мелкозернистым асфальтобетонам типа А, будет находиться ниже предельной кривой зернового состава по ГОСТ 9128-97. Для возможности использования продукта электроимпульсного дробления в асфальтобетонах без предварительного фракционирования необходимо введение добавки средних или мелких песков для снижения общего количества щебня и песка повышенной крупности в смеси при обязательном добавлении минерального порошка.
Что касается зерновых составов щебня электроимпульсного дробления фракции 5-20 мм, то представленные графики зерновых составов (рис. 2.30, 2.31, табл. 2.20-2.23) показывают их изменение в широком диапазоне и получение при определенных условиях щебня, соответствующего по зерновому составу требованиям ГОСТ 8267-93.
Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Выход щебня и области предельных кривых зерновых составов при электроимпульсном дроблении

Экспериментальными исследованиями установлено, что, изменяя режим дробления (амплитуду импульса, длину межэлектродного промежутка), конструкцию и размер ячеек заземлённого электрода, возможно регулировать выход щебня фракции 5-20 мм и его гранулометрический состав. Содержание щебня фракции 5-20 мм в продукте дробления регулируемо в пределах 47-91,0 %.
По зерновому составу щебень электроимпульсного дробления гравия и порфирита отвечает требованиям, регламентированным ГОСТ 8267-93.
При электроимпульсной технологии получения заполнителей возможно получение смеси с непрерывной гранулометрией, которая при добавлении в неё рекомендованного количества минерального порошка будет соответствовать требованиям, предъявляемым ГОСТ 9128-97 к зерновым составам мелкозернистых асфальтобетонов типа А.