Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (Тимонин А.С. - Инженерно-экологический справочник), страница 16

2.23. Устройство взрывной ямы для подрыва изложниц в воде: ! — основание и стены; 2 — дсревянныс балки; 3, 5, б — стальные плиты; 4 — болты; 7 — иссушая балка; 8 — крышка; У вЂ” водяной насос; 10 — труба для стока воды; 11 — измсльчасмая изложница 70 Технология проведения взрыва зависит от формы изделия, подлежащего дроблению. Массивный лом, например валки, взрывают шпуровыми зарядами. Относительно тонкостенный лом (маховики, станины) взрывают накладными зарядами. Пустотелый лом (изложницы) взрывают вложенными или подвесными зарядами с использованием воды (гидровзрыв). Этот процесс осуществляется следующим образом. Изложницу помещают внутри специального металлического резервуара, который заполняется водой. Таким образом, вода находится не только внутри изложницы, но и снаружи ее; при этом вода в резервуаре служит упругой средой, воспринимающей давление ударной волны.

Это позволяет: увеличить выход габаритных кусков отходов; уменьшить расход взрывчатых веществ; снизить сейсмичность процесса; устранить опасный разлет кусков отходов. Способ фрагментирования с применением энергии взрыва в водной среде используют также для переработки отходов с резко отличающимися пластическими и прочностными свойствами компонентов, например сростков металл — стекло. Для дробления крупногабаритного металлолома с помощью взрыва используют взрывные ямы. В таких конструкциях можно измельчать изделия массой 50 т и более. На рис.

2.23 показана схема устройства взрывной ямы для подрыва изложниц в воде. Стены и основание 1 взрывной ямы изготовлены из железобетона и имеют толщину 0,8 — 1,4 и. Стальные плиты (3, 5, 6), имеющие толщину 10 — 30 см, крепятся болтами 4. Гашение ударной волны осуществляется деревянными балками 2, вместо которых можно применять резиновые прокладки (резиновую крошку) или песчаную засыпку. Для откачки воды по трубе 10 предназначен насос 9. Заряд подвешен в изложнице 11. Важную роль играет съемная крышка 8, так как, с одной сторо- Часть И11. Технологические решения по утилизации твердых отходов ны, она должна легко сниматься или отодвигаться, освобождая проем ямы для загрузки металлоломом, а с другой — гасить ударную волну и выдерживать непосредственные удары разлетающихся продуктов дробления. Для этого крышку делают составной из нескольких секций, общая масса крышки — до 550 т, и перемещается она с помощью мостового крана, грузоподъемность которого доходит до 100 т.

Глубина ямы составляет 4 — 5 м, длина доходит до 9, а ширина до б м, что позволяет довести внутренний объем ямы до 270 м'. Способ измельчения металлолома взрывом применяется достаточно широко, но связан с особо высокой опасностью, и потому организация таких работ требует тщательного выполнения мер безопасности. Расход взрывчатых веществ, форма и размеры заряда, технология выполнения работ и меры безопасного их проведения детально описаны в специальной литературе.

Терл~ическое изл~ельчеиие металлолома заключается в местном расплавлении кусков лома. Различные термические методы измельчения делятся на: газовую, плазменную, кислородно-дуговую резку, шпурение с помощью кислородного копья. Наибольшее распространение попучила газовая резка, которая используется для разделки лома из нелегированных и низколегированных сталей, имеющего толщину до 500 мм. В частности, широко применяют газовую резку для разделки автомобипей, судов, вагонов, контейнеров, рельсов и другого крупногабаритного лома. Процесс газовой резки включает три стадии: подогрев металла в газовом пламени до температуры вос- пламенения, окисление (сгорание) металла в кислородной струе и выдувание кислородной струей жидких продуктов из зоны резки. Для разогрева металла ацетиленокислородное пламя направляют на поверхность металла, а после разогрева до температуры 1150'С через мундштук горелки подают кислород, в результате чего металл начинает интенсивно окисляться.

Продукты химической реакции окисления расплавляются, а нижележащие слои металла нагреваются до температуры воспламенения. При больших толщипах металла расход кислорода велик, так как он необходим не только для окисления металла, но и для выдувания продуктов горения и расплавленного металла из разреза. Газовую резку нельзя применять для разделки изделий из высоколегированных сталей, так как присутствующие в их составе легирующис элементы образуют в результате окисления тугоплавкие оксиды, которые нс поддаются плавлению при температурах, достигаемых при газовой резке (около 1600;С). Представляет интерес мобильная установка для газопламенной резки металлов, разработанная в МГТУ им.

Н.Э. Баумана (терморезак ТР-3). Установка работает на керосине, имеет низкую массу (не более 1,7 кг) и способна разрезать отходы углеродных, высоколегированных сталей, чугуна, композитов, железобетона и других материалов. Максимальная толщина разрезаемых кусков металла составляет для низкоуглеродистой стали 300 и для броневой стали 250 мм. Работа установки базируется на сочетании кислородного способа рез- 71 Гпава 2. Утилизация твердых отходов черной и цветной лгеталлургии 72 ки горючих материалов и термоструйного способа резки негорючих материалов.

Разрушение разрезаемых материалов происходит вследствие комплексного воздействия на них высокотемпературной химически активной струи продуктов сгорания высококалорийного топлива, вытекающей из резака с большой скоростью. Усгановка конструктивно проста и надежна в работе. В качестве плазмообразуюшего газа используют смесь аргона с водородом. Подбирая состав газа, можно регулировать химическую активность плазмы. Важнейшей характеристикой плазмы является ее энтальпия, т.е.

количество тепловой энергии, содержа- шейся в единице объема плазмы. Энергия образующейся плазменной струи складывается из энергии дуги и энергии, накопленной плазмой. Температура в ядре плазмы досгигает ЗОтыс. С, что приводит к мгновенному расширению газа, выходящего вследствие этого из мундштука плазменного резака с очень высокой скоростью. К плазмотронам предъявляются следующие основные требования: создание плазмы с большой тепловой энергией, длительная непрерывная работа, надежность и простота конструкции, стабильность параметров плазменного потока и др. Наибольшее распространение для резки металлов получили однодуговые плазмотроны, обладаюшие следующими преимуществами: высокой долговечностью, возможностью создания высокого давления газа и регулирования в широком диапазоне объема создаваемой плазмы.

Важнейшими элементами конструкции дугового плазмотрона являются электроды, разрядная камера, система стабилизации дуги. Схема установки для плазменной резки показана на рис. 2.24. Рис. 2.24. Общий вид плазмотрона и схема процесса плазменной резки металла: ( — катод; 2 — втулка; 3 — изоляторы; 4 — накидная гайка; 5 — кожух; б — сопло; 7 — источник питания; 8 — металл (анод) Часть Л11.

Технологические решеиил по утилизации твердых отходов Рис, 2,25. Схема установки для шпурения кислородным копьем: 1 — копье; 2 — вентиль рсгулировки подачи кислорода; 3 — кислородный шланг; 4 — редук- тор; 5 — кислородная установка Сущность процесса шпурения кислородным копьелг (рис. 2.25) состоит в постоянном сжигании в кислородном пламени стальной трубы, по которой подается газ.

Для создания кислородного копья используют стальные трубы с внутренним диаметром 3 и 6 мм. Вольфрамовый электрод 1 присоединен к отрицательному полюсу, а кусок измельчаемого лома 8 — к положительному полюсу источника постоянного тока 7. При приближении резака к металлолому возникает элекгрическая дуга, которая ионизирует выходящий из сопла б газ, образуя плазменную струю. Сопло предохраляется от расплавления потоком охтаждающсй воды, подаваемой в его рубашку.

Ассортимент выпускаемых проиышленностью плазмотронов достамчно разнообразен благодаря различюму конструктивному оформлению ~х элементов. Промышленные автолатизированные установки для плаз,менной резки металлов обеспечивают :корость резки до 10 м/мин, работаот при напряжении 350 В и силе тока ю 1000 А. Ручные плазменные реза- :и могут резать металл со скоростью ',— 4 м/мин, потребляют ток силой до ОО А при напряжении до 200 В.

Кислородно-дуговую резку приме~яют реже, но она также позволяет ~змельчать лом из легированных стаей. Правда, толщина стенок такого ома не должна превышать 80 мм. Для оздания дуги используется постоян,о плавящаяся проволока, служащая качестве отрицательного электро- а, а положительным электродом явяется металлолом. 2.2. Отходы цветной металлургии Согласно химическому составу, шлаки цветной металлургии могут быть условно обьединены в три группы.