Қурилиш материаллари ишлаб чиқариш жaрaёнлaрини рaқaмли технологиялaр aсосидa ривожлaнтириш

Аннотация

Мақола ишлаб чиқаришда цемент олиш технологиясида материалларни майдалаш жараёнида кўп электр энергияси сарф бўлаётганлиги, қаерга сарф бўлаётганлиги сабабларини ўрганиш орқали материални майдалаш самарадорлигини таъминлаш тўғрисида ёзилган. Калит сўзлар: технология, майдалаш, клинкер, порошок, шлам, сирт юзалари, зарб, ишқаланиш, молекула, деформация кристал, майин, эластик, пластик. Цемент ишлаб чиқариш технологиясида хавога тутунли чанглар кўтарилади хамда сарфланган электр энергиянинг 80% материалларни майдалаш учун сарф бўлади. Шунинг учун майдалаш технологиясини тўғри танлаш экологик муаммоларни бартараф этиш, электр энергияси сарфини ва цемент таннархини камайтиришни тақазо этади. Айланма печда клинкер тайёрлаш жараёнларини жадаллаштириш учун олдиндан хом ашёни майдалаш машиналарида майин қилиб майдаланади. Хом ашёни майин қилиб майдалаш натижасида порошок ёки шлам ҳосил бўлади. Бунда майин майдаланган заррачаларнинг илашиш сирт юзалари катталашиб бир-бири билан чамбарчас боғланиб кетади ва сифатли клинкерни олиш учун асос бўлади. Ташқи кучлар таъсирида (ишқаланиш, юқоридан зарб билин тушиш) клинкер деформация бўлиб маҳсулот ичидаги заррачаларнинг ўзаро тортишиш кучларини, яъни кристаллар орасидаги молекула кучларини енгиш учун сарф бўлади. Клинкерларни майдалаш самарадорлигини таъминлаш учун авваламбор энергия қаерга сарф бўлаётганини билиш лозим Амалиётда шу пайтгача майдалаш жараёнларини ҳисоблаб берадиган, барча материаллар учун бир хил ишлайдиган қонун яратиш мумкин эмаслигини ўтган вақтлар давомида шу соҳани олимлари томонидан қилинган ҳаракатлар зоя кетганлиги ўз исботини бериб турибди. Майдалаш жараёнларини амалга ошириш майдалаш учун сарф бўладиган энергияни ҳисоблаб чиқиш учун бир нечта тенгламалар мавжуд. 218 П.Риттенгер майдалаш жараёнини ўрганиб қуйидаги гипотезани ўртага ташлаган, яъни бажарилган иш, майдалаш давомида ҳосил бўлган янги заррача юзаси сиртига тўғри пропорционал. 219 А = К R W 1.1 Бу ерда: А-бажарилган иш; К -пропорционаллик коеффициенти; W- R янги ҳосил бўлган юза сирти. Агарда берилган d донани ўлчами десак, майдаланганни d десак, бир- 1 2 бирлик ҳажмдаги юза сиртини кўпайганлиги қуйидагича бўлади. W = 1 d 2 1 d 1 У ҳолда (1.1) тенглама қуйидагига тенг бўлади. А = k d 2 1 d 1 ; Майдалаш кўрсаткичини: I =d −d у ҳолда 1 2 A = k R ( d i 1 − 1 ) Ф.Бонд қуйидаги тенгламани таклиф қилди: A = k B V W (1.2) Майдалаш учун сарф қилинган иш d дан d гача, йиғма энергия 1 2 миқдорининг айирмасига тенг бўлиб ёки бошқача қилиб айтганимизда майдалаш учун сарф бўлган иш, бўлак ҳажми билан, яъни майдаланган заррачалар сиртларини ўрта геометрик йиғиндисига тўғри пропорционал. Шундан келиб чиқиб биринчи ва иккинчи гипотезалар бир-бирини инкор қилмайди, чунки бири майда майдалашни ифодалаб берса, иккинчиси сал йирикроқ майдалашни ифодалаб беради. Юқорида айтиб ўтилган гипотезаларни ўзаро солиштириб, бажарилган иш билан майдалашни, майдаланган бўлакларни Хук диаграммасига қўйиб кўрсак, қуйидагиларга эришамиз. Е,кВт /Т 105 104 103 102 10 1 0.1 0.0001 0.01 10 100 1000 Д, мм 1-расм Бир-бирлик Е энергия сарфи билан майдаланаётган материални Д бўлагини оҳирги ўлчами билан боғлиқлиги Диаграммадан кўриниб турибдики, энергия сарфи 1т шебен 5-40мм олиш учун 0.4кВт; 1т қумни майдалаш бир бирлик юза сирти 1800см2/г бўлган 2кВт; 1т цемент(клинкердан) бир бирлик юза сирти 2800-3000 см2/г 7 кВт энергия сарф бўлар экан. Аслида энергия сарфини жуда юқори клинкердан 1т цемент олиш учун 35-45 кВт энергия сарф бўлади. Бу шуни кўрсатадики қилинган бундай ҳисоблар Риттенгер, Кирпичев-Кик ва Бонд гипотезалари ушбу жараённи аниқ ифодалаб бермайди. Лекин майдалаш жараёнларини сифат характеристикаларини тўғри ифодалаб беради. Агар кучланиш ўта юқори бўлса, хавфли ёриқлар σ назарий К мустаҳкамликка етади, бунда ёриқларни шиддатли ўсиши рўй беради ва намунани бўлакларга ажратади. Тавсия этилган ўртача кучланиш ушбу пайтда σ шиддатли кучланишга мос бўлиш лозим. Ўта кучланганлик назарий К мустаҳкамликдан кам бўлганда, ёриқ ўсмайди ва материал майдаламайди. Кучланганлик концентрацияси коэффициенти микро ёриқларда β=σ*/σ га тенг бўлади. У чўзилишни йўналиш муносабатига кўра микро ёриқларни йўналиши, ўлчами ва шаклига боғлиқ бўлади. Шунинг учун шиддатли кучланганлик материалнинг константаси билан боғлиқ ҳисобланмайди. Турли хил намуналар ўта хавфли микро ёриқлар ўлчамига кўра турлича бўлади [1]. Концентрация кучланишларини ҳисоби учун формулани асослашда Гриффитс қуйидаги ҳолатларга асосланган: а) мўрт материални термик бузилиши ҳароратга боғлиқ эмас; б) агар эркин текислик энергиясининг ортиши намунада таранглик микро ёриқларини ўсиши кузатилганда, микро ёриқларнинг ўсиши рўй бериши мумкин бўлади. в) микро ёриқларнинг узунлиги намунадаги кўндаланг кесимдан анча қисқа ва ёриқдаги кесма кучланганлик амалда номинал мустаҳкамликда ҳисобланган ўртача кучланганликка мос келади. 2-расм Ёриқ учидаги кучланишлар концентрациясининг схемаси Ушбу ҳолатдан келиб чиққан ҳолда Гриффитс шиддатли кучланганликни қуийдагича аниқлади: 220 221