RU2042098C1 - Method for destroying large-sized wastes of metallurgy - Google Patents

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method involves making blast-hole in the object to be destroyed, by providing explosion of cumulative charge by cumulative jet; directing cumulative charge to mass center zone of object to be destroyed, with ratio of blast-hole diameter and length and cumulative charge diameter 0.2-0.4 and 2-6; positioning cumulative charge cut at a distance of (1-5) diameters of cumulative charge from object to be destroyed. EFFECT: increased efficiency by reduced blast-hole making time and enhanced reprocessing of large-sized wastes. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разделке взрывной технологией крупногабаритных отходов металлургических производств: крупногабаритных ковшевых остатков, ковшей с застывшим металлом, валков мощных прокатных станов и т.д. переработка и транспортировка которых вызывает затруднения или практически невозможна. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to cutting explosive technology of bulky waste from metallurgical industries: bulky bucket residues, buckets with solidified metal, rolls of powerful rolling mills, etc. the processing and transportation of which is difficult or practically impossible.

Известен способ удаления шлака из шлаковиков мартеновских печей, при котором шпуры для закладки взрывчатых веществ прожигают факелом горелки ракетного типа. При этом шпуры для взрывчатых веществ прожигают с помощью кислорода и термитных патронов, состоящих из смеси чугунной стружки с алюминиевым порошком: в камере сгорания горелки горючее сгорает под давлением и продукты сгорания с температурой 3500^оК выбрасываются из сопла со сверхзвуковой скоростью и ударная сила факела создает условия для грануляции и выноса расплава из шпура [2]
Таким образом формирование шпура идет продуктами сгорания горелки ракетного типа и к недостаткам можно отнести относительную продолжительность процесса. К тому же при работе реактивного двигателя в стационарных условиях на стапель действует сила, равная тяге двигателя и противоположная по знаку, поэтому для размещения двигателя на прожигаемом объекте необходима громоздкая и сложная система. При этом для эффективной работы струи реактивного двигателя на прожиг необходим непосредственный контакт с прожигаемым телом, т. е. для формирования шнура необходимо внедрение реактивного двигателя в прожигаемое тело, что трудно осуществить технологически и конструктивно. При этом велика относительная продолжительность процесса формирования шнура и обслуживающий персонал находится во вредных условиях.There is a method of removing slag from slag-openers of open-hearth furnaces, in which boreholes for burning explosives are burned with a torch of a rocket type burner. Wherein holes for explosives burn using oxygen and thermite cartridges, consisting of a mixture of iron shavings with aluminum powder: the burner of the combustion chamber the fuel is combusted under pressure and combustion products at a temperature of 3500 ^for K are ejected from a nozzle at supersonic speed and impact force of the torch creates Conditions for granulation and removal of the melt from the borehole [2]
Thus, the formation of the borehole comes from the combustion products of a rocket-type burner and the relative duration of the process can be attributed to the disadvantages. Moreover, when the jet engine is operating in stationary conditions, a force equal to the engine thrust and opposite in sign acts on the slipway, therefore, a bulky and complex system is needed to place the engine on the burned object. Moreover, for the jet engine to work efficiently during burning, direct contact with the body to be burned is necessary, i.e., for the formation of the cord, the introduction of the jet engine into the body to be burned is necessary, which is difficult to accomplish technologically and constructively. At the same time, the relative duration of the process of forming the cord is large and the maintenance personnel are in harmful conditions.

Техническая задача повышение производительности процесса формирования шпура во взрывной технологии разрушения крупногабаритных отходов при одновременном снижении себестоимости. The technical task is to increase the productivity of the process of forming a hole in the explosive technology for the destruction of bulky waste while reducing cost.

Это достигается тем, что кумулятивный заряд направляют в зону центра масс разрушаемого объекта и шпур формируют кумулятивной струей, при этом отношение диаметра шпура и его длины к диаметру кумулятивного заряда соответственно равно 0,2 0,4 и 2 6. Срез кумулятивного заряда устанавливают на расстоянии (1-5) диаметров кумулятивного заряда от объекта разрушения. This is achieved by the fact that the cumulative charge is directed to the zone of the center of mass of the object to be destroyed and the hole is formed by a cumulative jet, while the ratio of the diameter of the hole and its length to the diameter of the cumulative charge is 0.2 0.4 and 2, respectively. 6. The section of the cumulative charge is set at a distance (1-5) diameters of the cumulative charge from the object of destruction.

На чертеже показан кумулятивный заряд, где 1 корпус, 2 кумулятивная металлическая воронка (облицовка); 3 заряд взрывчатого вещества; 4 узел инициирования. Назначение кумулятивного заряда направленное разрушение прочных материалов. The drawing shows a cumulative charge, where 1 housing, 2 cumulative metal funnel (lining); 3 explosive charge; 4 initiation node. The purpose of the cumulative charge is the directional destruction of durable materials.

Кумулятивный эффект создается зарядом взрывчатого вещества, имеющим углубление кумулятивную выемку, обращенную к объекту разрушения. Кумулятивная выемка обычно конической формы покрыта металлической оболочкой (облицовкой), ее толщина в зависимости от диаметра заряда варьируется от долей мм до 2 мм. Механизм действия кумулятивного заряда состоит в следующем. После взрыва капсюля-детонатора, находящегося на противоположной по отношении выемки стороне заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда. Волна разрушает коническую оболочку, начиная от ее вершины, и сообщает материалу оболочки большую скорость. Давление продуктов взрыва, достигающее ≈ 10¹⁰ Н/м² (10⁵ кгс/см²), значительно превосходит предел прочности материала. Движущийся металл образует сходящийся под определенным углом к оси конуса поток, который переходит в тонкую (порядка толщины оболочки) металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси с очень большой скоростью (≈ 10 км/с). Действие этой струи и обусловливает высокую пробивную способность кумулятивного заряда. Увеличение промежутка между зарядом и объектом разрушения увеличивает глубину пробивания из-за удлинения (растяжения) струи. Значительное влияние на величину пробития (глубину шпура) оказывает фокусное расстояние заряда от объекта, так как величина пробития прямо пропорциональна длине кумулятивной струи, которая растягивается в процессе полета. Поэтому при фокусном расстоянии менее 1 калибра (диаметра кумулятивного заряда) струя еще не усевает вытянуться, что сильно снижает величину пробития (глубину шпура). При величине фокусного расстояния более 5 калибров кумулятивного заряда струя начинает рваться на составные элементы, что тоже сильно снижает ее пробитие.The cumulative effect is created by the explosive charge, having a recess cumulative recess facing the object of destruction. The cumulative recess is usually conical in shape, covered with a metal shell (cladding), its thickness depending on the diameter of the charge varies from fractions of mm to 2 mm. The mechanism of action of the cumulative charge is as follows. After the detonator capsule explosion, located on the opposite side of the charge side of the charge, a detonation wave arises, which moves along the axis of the charge. The wave destroys the conical shell, starting from its top, and gives the shell material a high speed. The pressure of the explosion products, reaching ≈ 10 ¹⁰ N / m ² (10 ⁵ kgf / cm ² ), significantly exceeds the tensile strength of the material. Moving metal forms a stream converging at a certain angle to the axis of the cone, which passes into a thin (of the order of the shell thickness) metal stream moving along the axis at a very high speed (≈ 10 km / s). The action of this jet and determines the high breakdown ability of the cumulative charge. The increase in the gap between the charge and the object of destruction increases the penetration depth due to the elongation (extension) of the jet. The focal distance of the charge from the object has a significant effect on the penetration (the depth of the hole), since the penetration is directly proportional to the length of the cumulative jet, which stretches during the flight. Therefore, at a focal length of less than 1 caliber (cumulative charge diameter), the jet still does not dot out to stretch, which greatly reduces the amount of penetration (hole depth). When the focal length is more than 5 calibers of the cumulative charge, the jet begins to break into its constituent elements, which also greatly reduces its penetration.

Отношение диаметра шпура к диаметру кумулятивного заряда в пределах 0,2-0,4 выбраны исходя из нижеследующего и полученных результатов при испытаниях. Отношение менее 0,2 не удовлетворяет требованиям по диаметру получаемого шпура, так как зарядка идет стандартными патронами взрывчатых веществ диаметром 32 мм. Отношение более 0,6 экономически не целесообразно, так как при увеличении диаметра шпура происходит перерасход взрывчатых веществ для его заряжания. The ratio of the diameter of the hole to the diameter of the cumulative charge in the range of 0.2-0.4 is selected based on the following and the results obtained during testing. A ratio of less than 0.2 does not satisfy the requirements for the diameter of the obtained borehole, since charging is carried out with standard explosive cartridges with a diameter of 32 mm. A ratio of more than 0.6 is not economically feasible, since with an increase in the diameter of the borehole there is an over consumption of explosives to load it.

Отношение диаметра шпура к диаметру кумулятивного заряда в пределах 0,2-0,4 обеспечивает получение необходимых размеров шпура в зависимости от диаметра кумулятивного заряда и соответственно кумулятивной выемки. The ratio of the diameter of the hole to the diameter of the cumulative charge in the range of 0.2-0.4 provides the necessary dimensions of the hole, depending on the diameter of the cumulative charge and, accordingly, the cumulative recess.

Отношение длины шпура к диаметру кумулятивного заряда 2-6 обеспечивает требуемую длину шпура в имеющихся в отвале крупногабаритных отходов доменного производства. Указанные выше отношения выбраны экспериментально, к тому же при отношении длины шпура к диаметру кумулятивного заряда менее 2 не обеспечено получение необходимых геометрических размеров шпуры. The ratio of the length of the hole to the diameter of the cumulative charge of 2-6 provides the required length of the hole in the large blast furnace waste available in the dump. The above ratios are selected experimentally, in addition, with the ratio of the length of the hole to the diameter of the cumulative charge less than 2, the necessary geometric dimensions of the hole are not ensured.

При отношениях длины шпура к диаметру кумулятивного заряда больше 6 приведет к перерасходу взрывчатого вещества, ухудшает условия безопасности и повышает расходы при эксплуатации. When the length of the hole to the diameter of the cumulative charge is greater than 6, it will lead to an excessive consumption of explosives, worsen the safety conditions and increase operating costs.

П р и м е р. На територии шлакового отвала компании "Металл" в 1993 году были проведены испытания заявляемого способа. В процессе переработки шлакового отвала доменного производства различной техникой выявляют крупногабаритные отходы массой 70-100 т (как правило, в виде эллиптических параболоидов различной формы). На месте разработки отвала ориентировочно (визуально) определяют зону центра масс объекта разрушения "коржа". Устанавливают кумулятивный заряд диаметром 250 мм как самый оптимальный по тактико-техническим и габаритно-массовым параметрам, который направляют в зону центра масс объекта (высота до 3,5 м при максимальном диаметре 2,0 м). При этом фокусное расстояние (расстояние от срезы кумулятивного заряда до разрушаемого тела) составляет 550 мм. При соблюдении правил техники безопасности и безопасном расстоянии осуществляется инициирование кумулятивного заряда и получается шпур диаметром 60-100 мм, а его длина 700-1400 мм. Затем производится зарядка в шпуре взрывчатого вещества и его инициирование по стандартной технологии. PRI me R. In the territory of the slag dump of the company "Metal" in 1993, tests of the inventive method were carried out. In the process of processing a blast furnace slag dump using various techniques, bulky waste weighing 70-100 tons is detected (usually in the form of elliptical paraboloids of various shapes). At the place of development of the blade, approximately (visually) determine the zone of the center of mass of the destruction object "cake". A cumulative charge of 250 mm in diameter is set as the most optimal in terms of tactical, technical and overall mass parameters, which is sent to the center of mass of the object (height up to 3.5 m with a maximum diameter of 2.0 m). In this case, the focal length (the distance from the sections of the cumulative charge to the destructible body) is 550 mm. Subject to safety regulations and a safe distance, a cumulative charge is initiated and a hole is obtained with a diameter of 60-100 mm and its length is 700-1400 mm. Then the explosive is charged in the hole and initiated according to standard technology.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

В прототипе заряд может быть заложен в шпур только после остывания объекта до температуры окружающей среды (5-6 ч), что резко снижает производительность данного метода. В заявляемом способе заряд можно закладывать сразу же после формирования шпура. In the prototype, the charge can be embedded in the hole only after the object has cooled to ambient temperature (5-6 hours), which sharply reduces the performance of this method. In the inventive method, the charge can be laid immediately after the formation of the hole.

Claims (1)

СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий формирование шпура в объекте разрушения, закладку в него взрывчатого вещества и его инициирование, отличающийся тем, что шпур формируют кумулятивной струей, образующейся при взрыве кумулятивного заряда, срез которого устанавливают от объекта разрушения на расстоянии 1 5 диаметров кумулятивного заряда, при этом кумулятивный заряд направляют в зону центра масс разрушаемого объекта, а отношение диаметра шпура и его длины к диаметру кумулятивного заряда равно 0,2 0,4 и 2 6 соответственно. METHOD OF DESTRUCTION OF LARGE-DIMENSIONAL WASTE OF METALLURGICAL PRODUCTION, including the formation of a hole in the object of destruction, the laying of explosives in it and its initiation, characterized in that the hole is formed by a cumulative jet, which is formed by the explosion of a cumulative charge, which is cut at a distance of 5 times from the object 1 time from the object charge, while the cumulative charge is directed to the zone of the center of mass of the object being destroyed, and the ratio of the diameter of the hole and its length to the diameter of the cumulative charge and equal to 0.2 0.4 and 2 6, respectively.

Images