CC BY
17
3. Zyjkov Yu.S. Determination of the maximum allowable drawing-down in case of drawing // Steel. 1998. № 4. P. 54 - 55.
4. Osadchiy V.Ya., Vorontcov A. L. Formula for stress calculation of terete solid section // Mill products production. 2001. № 6. P. 3 - 8.
5. Guryanov G.N. Calculation, the analysis of stress, deformations and margin of safety in case of cold drawing of a wire: Monograph. Magnotogorsk: SEI HPE «MSTU», 2008. 358 p.
6. Tomsen Ie., Yang Ch., Kobayashi Sh. Mechanics of plastic deformations when handling metals. M.: Mechanical engineering, 1968. 503 p.
7. Guryanov G.N. Variation method of search of rational geometry of the working channel drawing-down for terete solid section drawing// Blank production in mechanical engineering. 2011. № 7. P. 35 - 40.
8. Guryanov G.N. To an efficiency evaluation of application of a back-tension in case of a terete solid section drawing // Blank production in mechanical engineering. 2012. № 12. P. 30 - 38.
УДК621.79; 669.36
КОНСТРУИРОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ НАНЕСЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ИЗ РАСПЛАВА, ПОЗИЦИОНИРОВАННОГО В ПРОСТРАНСТВЕ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Бахматов Ю.Ф., Драпеко Н.В., Тимиргалеев K.P., Лебедева И.Г.
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия
Разрабатываемая технология нанесения покрытий из расплава на металлоизделия, не деформирующиеся в процессе обработки, требует обеспечения транспортировки последних ниже зеркала ванны расплавленного металла. Это условие в предлагаемой технологии обеспечивается созданием рабочей среды, состоящей из расплава и погруженных в них ферромагнитных элементов. [1]. В свою очередь, на эту среду оказывает силовое воздействие внешнее магнитное поле, создаваемое внешним источником, действие которого совместно с гравитационным полем позиционирует ферромагнитные частицы в пространстве.
Перед погружением частиц в расплав поверхность последних обрабатывается для обеспечения ее смачивания расплавом за счет сил поверхностного натяжения. Поэтому она позиционируется в пространстве совместно с ферромагнитными частицами. Для этого силового воздействия необходимо создать источник магнитного поля и канал для его подведения (магнитопровод) [2]. В технике существуют два способа создания магнитных полей. Это постоянные магниты и электромагниты. От их конструкции зависит конструкция всей технологической установки, в целом. На ферромагнитную частицу, помещенную в магнитное поле, действует сила пропорциональная объему частицы V (т.е. массе), магнитной восприимчивости и напряженности магнитного поля H. Это соотношение имеет вид:
F = х,„ VHdH/dx.
Во внешнем магнитном поле частицы, вследствие магнитной коагуляции, образуют конгломерат-цепочки частиц, вдоль которых происходит уменьшение градиента H. Кроме этого, на длину цепочек, а значит и на массу рабочей среды, поднятой выше зеркала ванны расплава, влияет вязкость последнего, а она, в свою очередь, определяется температурой.
Важнейшим вопросом конструирования технологической установки является выбор источника магнитного поля (индуктора). Оно может быть создано постоянными магнитами (ИПМ), электромагнитами (ЭМИ) и комбинированными источниками [3]. Магнитотвердые
77
материалы ИПМ характеризуются остаточной магнитной индукцией Вг и магнитной энергией W, имеющей размерность [кДж/м3]. Как видно, работоспособность ИПМ зависит от объема магнита. Схематично ИПМ представлен на рис. 1.
Рис. 1. Схема оперативного блока с ИПМ: Ф0 и Фр - основной поток и поток рассеяния;
1М и йм - длина и высота магнита; амп и ймп - то же для магнитопровода;
5 - немагнитный зазор, определяемый толщиной адгезионного слоя расплава 1 на ферромагнтном элементе 2
Основным недостатком ИПМ является низкий температурный диапазон, определяемый точкой Кюри (около 200 °С) и ограниченный набор форм магнитов. Это предполагает создание циркуляционного охлаждения ИМП и усложняет конструкцию установки из-за увеличения количества потоков рассеяния Фр. Конструкция оперативного блока технологической установки на ЭМИ схематично представлена на рис. 2.
Фр Фр
Рис. 2. Схема оперативного блока с ЭМИ: 1 - катушки электромагнита; Ф0 и Фр - основной поток и поток рассеяния, соответственно
Катушка может быть одна на центральном магнитопроводе, как представлено на рис. 3. В этом случае упрощается система охлаждения. Использование ЭМИ упрощает конструкцию установки, но требует дополнительного устройства электропитания катушек и их охлаждения.
Кроме того, присутствие в питающем напряжении высших гармоник приводит к потерям в магнитопроводах, вызванных токами Фуко. Экспериментальный вариант установки представлен на рис. 3.
Рис. 3. Схема технологической установки на ЭМИ: 1 - катушка; 2 - основной магнитопровод; 3 - канал для охлаждения;
4-ванна; 5- расплав и ферромагнитные элементы;
6 -изделие; 7- защитный стакан
На рис. 3 отсутствуют замыкающие магнитопроводы.
Список литературы
1. Бахматов Ю.Ф., Бахматов И.Ю. Устройство для нанесения покрытия на изделия из вещества, находящегося в жидкой фазе. Патент на полезную модель № 114686.
2. Бахматов Ю.Ф., Драпеко Н.В., Тимиргалеев K.P. Технология нанесения металлических покрытий из расплава на длинномерные металлоизделия с совмещенными операциями очистки и стимулированной кристаллизацией // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: междунар. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Салганика. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. С. 247-251.
3. Бахматов Ю.Ф., Драпеко Н.В., Тимиргалеев K.P. Технологические перспективы нанесения протекторных металлических покрытий на стальные конструкции из расплава, позиционированного в пространстве магнитным полем // Материалы междунар. науч.-практич. конф. «Создание высокоэффективных производств на предприятиях горнометаллургического комплекса» (3-4 сентября, 2013 г. Верхняя Пыжма). Екатеринбург: Уральский рабочий.. 2013. С. 150.
References
1. Bahmatov Yu.F., Bahmatov I.Yu. The device for covering products from the substance which is in a liquid phase. Useful model patent № 114686.
2. Bahmatov Yu.F., Drapenko N.V., Timirgaleev K.R. Technology of metal covering from liquid melt on lengthy hardware with the compound operations of cleaning and stimulated crystallization // Modeling and development of metal forming processes: international collection of scientific works. / under edition V.M. Salganik. Magnitogorsk: Publishing house of Magnitogorsk state technical university of G.I. Nosov, 2012. P. 247-251.
3. Bahmatov Yu.F., Drapenko N.V., Timirgaleev K.R. Technological prospects of metal sacrificial coatings on steel constructions from the liquid melt positioned in space by a magnetic field // Materials of the international scientific and practical conference. «Creation of highly effective productions at the mining and metallurgical complex entities» (On September 3-4, 2013. Verhnyaya Pyzhma). Ekaterinburg - Ural worker. 2013. P. 150.
УДК 664.8.014
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МИГРАЦИИ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТАРЫ В КОНСЕРВИРОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ
Стеблянко В.Л., Асадуллина Г.З., Сафонова О.П., Пономарев А.П.
ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный техническийуниверситет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия
Металл остается одним из важнейших упаковочных материалов для пищевых продуктов. Свойственные металлам прочность и светонепроницаемость обеспечивают высокий уровень защиты пищевых продуктов на протяжении очень больших промежутков времени. Однако металлическая упаковка имеет и свои недостатки. Одним из таких существенных недостатков является миграция токсичных элементов из металлического материала в упаковываемый продукт.
В Российской Федерации безопасность тары, предназначенной для контакта с пищевыми продуктами и средами, определяется в соответствии с существующими Гигиенические нормативами ГН 2.3.3.972-00 «Гигиена питания. Тара, посуда, упаковка, оборудование и другие виды продукции, контактирующие с пищевыми продуктами» [1] - по показателям, имеющим гигиеническое и эпидемиологическое значение. Это означает, что металлическая тара, контактирующая с пищевыми продуктами, подлежит санитарно-эпидемиологической экспертизе в уполномоченных или аккредитованных организациях или учреждениях государственной санитарно-эпидемиологической службы на территории России.
Санитарно-химические исследования проводят химико-аналитическими методами. Их цель - выявить, какие химические соединения и в каких количествах могут переходить из материала в контактирующие с ними пищевые продукты. Перечень контролируемых веществ для консервной тары приведен в техническом регламенте на металлическую тару, в государственных стандартах на консервные банки [2] и гигиенических нормативах. Наличие этих веществ в пищевом продукте определяют чаще всего на модельных средах (дистиллированной воде, слабых растворах кислот и др.), имитирующих свойства предполагаемого ассортимента пищевых продуктов при температурно-временных режимах, воспроизводящих реальные условия эксплуатации изделий. Сами пищевые продукты малопригодны для проведения подобных исследований, поскольку они являются сложной системой, в которой трудно или невозможно определить микроколичества отдельных химических соединений, входящих в их состав.
Целью работы является оценка соответствия металлической консервной тары санитарно-эпидемиологическим нормам по величине миграции ионов токсичных металлов в рыбные, мясные и молочные консервы.
Существуют различные методы определения миграции металлов: фотометрический, атомно-абсорбционный, колориметрический, полярографический, метод тонкослойной хроматографии. В данной работе при определении миграции ионов железа и олова был применен фотометрический метод, который основан на взаимодействии этих ионов с сульфосали-
