CC BY
19ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
Т 47 (3) ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2004
УДК 666.7(07)
Б.Р.КИСЕЛЕВ, В.Г.МЕЛЬНИКОВ
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРИКЛАЗОУГЛЕРОДИСТЫХ ОГНЕУПОРОВ
(Ивановский государственный химико-технологический университет)
Анализ химического состава, требований на изготовление периклазоуглеродистых огнеупоров, проведенных расчетов и исследований позволили определить оптимальные параметры прессования данного изделия. Технологический процесс изготовления данных огнеупоров во многом зависит от работы прессового оборудования и надежности его работы. Динамика прессования создает сложное напряженное состояние, как прессуемого материала, так и основных узлов и деталей оборудования, которые модернизированы с целью повышения их работоспособности. Это позволило снизить в целом затраты технологического процесса на изготовление огнеупоров.
Периклазоуглеродистые огнеупорные изделия применяются для футеровки ковшей в сталелитейном производстве. По химическому составу они состоят из порошка оксида магния MgO с добавками порошков графита и оксидов алюминия А1203, кальция СаО, кремния 81203, железа Ре203. В соответствии с требованиями технических условий готовые изделия должны иметь следующие физико-механические свойства: плотность 2,9 - 2,94 г/см3, открытая пористость 6%, предел прочности при сжатии 40 МПа. Размеры изделий в плане составляют от 140 на 154 мм до 150 на 383 мм при толщине от 75 до 100 мм. Для достижения заданных свойств и допусков на размеры изделия давление прессования составляет от 150 - 170 до 200 МПа [1, 2], которое должно обеспечиваться усилием от 323 до 1150 т. При этом количество ударных воздействий пресса на изделие доходит до 30 - 35 раз.
Основные затраты технологического процесса изготовления огнеупоров в реальных условиях во многом зависят от режима работы прессования [3]. Установлено, что реальная работа фрикционного пресса 4КФ-200 не соответствует номинальному (паспортному) режиму. Это приводит к значительным перегрузкам многих узлов и деталей оборудования и, как следствие, к частому выходу из строя колонн (4 - 8 штук за один месяц), винтов (1 - 2 штук за один месяц). Данные детали имеют большие размеры и соответствующие массы (229 и 433 кг). Они вызывают значительные трудности при монтаже и демонтаже, а также определяют вы-
сокую стоимость их изготовления и термической обработки. Все это негативно влияет на общую себестоимость изготовления огнеупорных изделий. Усилие прессования на данном оборудовании зависит от динамики сложного движения системы «маховик - винт - подвижная траверса». Это усилие определяется энергией, подводимой к пуансону от электродвигателя, и энергией, накопленной движущимися узлами пресса. Исследования показали, что основные узлы пресса испытывают при ударе с изделием сложное напряженное состояние, которое приводит к значительным перегрузкам на многие детали. Расчетом доказано, что причиной поломки колонн и винта является их недостаточная усталостная прочность, снижающаяся под воздействием ударно-циклических нагрузок, а также наличие концентраторов напряжений из-за конструкционных недостатков этих деталей. Отмечено также, что усилие прессования во многом зависит от величины трения в соединении «винт-гайка» [4].
В работе спроектированы принципиально новые узлы «винт - гайка», «винт - маховик», крепление колонн в основании станины фрикционного пресса 4КФ-200, разработана металлопла-кирующая присадка к смазкам, состоящая из медного комплекса. Эта присадка в зоне трения разрушается? и на поверхностях контакта образуется медная сервовитная пленка, которая позволила уменьшить силу трения и, как следствие, износ.
Проведенные исследования позволили рекомендовать к внедрению новые материалы, тер-
мообработку для изготовления колонн и винтов и смазку их. Модернизация опытного пресса и введение смазочного материала в зоны трения показала, что долговечность его в целом увеличилась в 3 раза за счет повышения надежности работы основных узлов. Замена старых прессов в масштабе всего цеха БКО (Боровичский комбинат огнеупоров) на модернизированные фрикционные прессы позволила увеличить долговечность работы оборудования в среднем в 2,6 раза.
Результат данной работы, проделанной кафедрой «Механика» ИГХТУ, позволил значительно сократить затраты на замену вышедших из
Кафедра механики
строя дорогостоящих деталей пресса. В конечном счете это резко снизило затраты всего технологического процесса изготовления периклазоуглеро-дистых огнеупорных изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стрелов К.К., Мамыкин П. С. Технология огнеупоров. М.: Металлургия. 1978.
2. Краклит А.К. и др. Производство огнеупоров полусухим способом. М.: Металлургия. 1981.
3. Бочаров Ю.А. Винтовые прессы. М.: Машиностроение. 1972.
4. Мельников В.Г. и др. Смазочная композиция. Патент РФ № 2021348. 1997.
УДК 678.4.076
М.И. БАРМИН, А.Н. ГРЕБЕНКИН, А.И. БОЙКО, Е.Е. ИВАНОВА, В.П. КАРТАВЫХ, В.П. КОНОНЕНКО, В.В. МЕЛЬНИКОВ
ПОЛУЧЕНИЕ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЗ ОТХОДОВ ЛЬНОПРОИЗВОДСТВА
(Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна)
Описана оптимизация метода получения микрокристаллической целлюлозы из костры и коротких непрядомых льняных волокон.
Из всей льносоломы, собираемой на полях, после переработки на заводах только около 20% от общей массы составляет длинное льняное волокно. Остальная часть представляет собой отходы производства в виде костры (остатков стебеля) и очень коротких непрядомых волокон. В ряде случаев эту массу перерабатывают в теплоизоляционные материалы, но чаще сжигают. В то же время, эти отходы представляют собой ценное органическое сырье, т. к. содержат до 70-80% целлюлозы, которая может быть переработана, как и целлюлоза, полученная из хлопка, в микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ).
Процесс получения хлопковой МКЦ состоит из двух стадий:
1) кислотный гидролиз целлюлозы (с образованием порошковой целлюлозы);
2) размол продуктов гидролиза в жидкой фазе [1].
Обычно применяемые способы размола в жидкой фазе требуют дорогостоящего оборудования [1], кроме того приводят к полному разрушению структуры целлюлозного волокна. При дис-
пергировании же ультразвуком происходит более тонкое разделение волокон, причем структура отдельных элементов волокон практически полностью сохраняется [2]. Это позволило нам предположить, что вторую стадию получения МКЦ можно заменить ультразвуковым диспергированием, а возможно, и совместить обе стадии.
Целью настоящей работы является изучение возможности получения МКЦ из отходов льнопроизводства.
Трудность настоящей работы заключается в том, что, в отличие от хлопка, лен в достаточно больших количествах (до 35%) содержит инкрустирующие вещества: лигнин, гемицеллюлозу, пектины и другие. Причем, структурная формула лигнина, содержание которого в разных частях стебля льна колеблется от 3 до 10%, неизвестна.
Кроме того, содержание веществ, сопутствующих целлюлозе, в волокнах льна (лигнин, воскообразные вещества, пектин) выше, чем в волокнах хлопка (табл. 1). Поэтому технология переработки льна имеет свои особенности.
