RU2066836C1 - Method of explosive crushing of massive metal objects containing inclusions whose strength is lower than that of the main material or having cracks - Google Patents
Method of explosive crushing of massive metal objects containing inclusions whose strength is lower than that of the main material or having cracks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066836C1 RU2066836C1 RU93035041/08A RU93035041A RU2066836C1 RU 2066836 C1 RU2066836 C1 RU 2066836C1 RU 93035041/08 A RU93035041/08 A RU 93035041/08A RU 93035041 A RU93035041 A RU 93035041A RU 2066836 C1 RU2066836 C1 RU 2066836C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scrap
- cumulative
- angle
- crushing
- strength
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к взрывным работам и может быть использовано для дробления массивных металлических объектов (ММО), содержащих включения с прочностью, меньшей прочности основного материала, или имеющих трещины, например шлакочугунных (ШЧ) скрапов, которые в значительном количестве получаются в качестве отходов доменного производства чугуна. ШЧ скрап литой блок массой до 150 тонн, содержащий в своем объеме значительное количество шлаковых включений с прочностью, меньшей прочности чугуна. При этом, как правило, на границе между шлаковым включением и чугуном имеются трещины, количество которых определяется условиями образования скрапа, его компонентным составом, воздействием окружающей среды и другими случайными факторами. Основная масса скрапов вывозится на территорию шлаковых отвалов металлургических комбинатов и до настоящего времени практически не используется. The invention relates to blasting and can be used for crushing massive metal objects (MMOs) containing inclusions with a strength lower than the strength of the main material, or having cracks, for example slag-iron (SC) scraps, which in significant quantities are obtained as waste from blast furnace production of cast iron . ШЧ scrap molded block weighing up to 150 tons, containing in its volume a significant amount of slag inclusions with a strength less than the strength of cast iron. Moreover, as a rule, there are cracks on the boundary between the slag inclusion and cast iron, the number of which is determined by the conditions of scrap formation, its component composition, environmental exposure, and other random factors. The bulk of scraps is exported to the territory of slag dumps of metallurgical plants and is still practically not used.
В то же время известный способ взрывной разделки массивных металлических объектов, включающий стадии: предварительное формирование шпуров, их зарядку вторичными взрывчатыми веществами (ВВ) или зарядами из них; забойку свободного объема шпуров и одновременный подрыв, при осуществлении которого шпуры получают бурением с применением перфораторов для бурения по шлаку или прожигают резаками типа "кислородное копье" (Густафссон Р. Шведская техника взрывных работ. М. Недра, 1977, с. 248.251, 264 с.). At the same time, the known method of explosive cutting of massive metal objects, which includes the stages: preliminary formation of holes, their charging with secondary explosives (explosives) or charges from them; stemming the free volume of boreholes and simultaneous blasting, during which boreholes are produced by drilling using perforators for drilling to slag or burned with oxygen spear cutters (Gustafsson R. Swedish blasting technique. M. Nedra, 1977, p. 248.251, 264 s .).
Основной недостаток этого способа его низкая производительность определяется необходимостью привязки к источнику кислорода действующим металлургическим производствам, в условиях которых проведение взрывных работ ограничивается максимально допустимыми массами ВВ при подрыве в капитальных сооружениях типа бронеям. При прожигании шпуров в материале ШЧ скрапов наряду с значительным шлакованием происходит выделение большого количества вредных газов, что является нежелательным с точки зрения экологии. The main disadvantage of this method is its low productivity is determined by the need to bind to an oxygen source in existing metallurgical industries, under which blasting is limited to the maximum permissible masses of explosives in case of undermining in capital structures like armor. When burning holes in the material of SC scrap, along with significant slagging, a large amount of harmful gases is released, which is undesirable from an environmental point of view.
Использование перфораторов для бурения по шлаку оказывается нерациональным из-за негомогенности материала скрапа, в котором имеются шлаковые включения, пустоты и т.д. что приводит к поломкам буров. The use of perforators for drilling on slag is irrational due to the inhomogeneity of the scrap material, in which there are slag inclusions, voids, etc. leading to breakage of the Boers.
Целью изобретения является повышение эффективности работ по взрывной разделке массивных металлических объектов (ММО), содержащих включения с прочностью, меньшей прочности основного материала или имеющих трещины, например шлакочугунных (ШЧ) скрапов, массой до 150 тонн путем применения кумулятивных зарядов (КЗ). The aim of the invention is to increase the efficiency of explosive cutting of massive metal objects (MMOs) containing inclusions with a strength lower than the strength of the base material or having cracks, for example slag-iron (SC) scraps weighing up to 150 tons by using cumulative charges (CG).
Поставленная цель достигается тем, что в процессе взрывного дробления используются кумулятивные заряды, имеющие металлическую облицовку с внутренним диаметром не менее 150 мм, при функционировании которых образуется кумулятивная струя (элемент) (КС(Э)), способная по результатам опытной проверки в процессе взаимодействия с материалом гомогенной стальной преграды прочностью Нв 150.170 кг/мм2 формировать шпуры глубиной не менее 500 мм и диаметром входного отверстия не менее 60 мм.This goal is achieved by the fact that in the process of explosive crushing, cumulative charges are used that have a metal lining with an inner diameter of at least 150 mm, during the operation of which a cumulative jet (element) is formed (KS (E)), capable according to the results of an experimental verification during interaction with with a material of a homogeneous steel barrier with a strength N of 150.170 kg / mm 2 to form holes with a depth of at least 500 mm and an inlet diameter of at least 60 mm.
Применение КЗ, имеющих внутренний диаметр металлической облицовки кумулятивной выемки больше 350 мм, нецелесообразно ввиду значительного возрастания затрат на дробление из-за повышения стоимости КЗ, снижения производительности при работе с зарядами ВВ большой массы, в том числе: за счет уменьшения числа подрывов, увеличения размеров зоны, опасной по действию ударной волны и разлета откольных осколков скрапа, образующихся при воздействии КС(Э) на материал скрапа. Использование КЗ с диаметром облицовки менее 150 мм не позволяет получить КС(Э) с кинетической энергией (импульсом), достаточной для эффективного кратерообразования и дробления материала скрапа. The use of short-circuiting having an internal diameter of the metal lining of the cumulative recess of more than 350 mm is impractical due to the significant increase in the cost of crushing due to the increase in the cost of short-circuiting, lower productivity when working with explosive charges of large mass, including: by reducing the number of explosions, increasing the size the zone dangerous by the action of the shock wave and the expansion of spall fragments of scrap generated during the action of CS (E) on the scrap material. The use of short-circuit with a cladding diameter of less than 150 mm does not allow obtaining KS (E) with kinetic energy (momentum) sufficient for effective crater formation and crushing of scrap material.
Требования к разрывным зарядам КЗ, применяемых на этапах шпурообразования и дробления, определяются, исходя из следующих положений:
плотность разрывного заряда (РЗ) 1500 кг/м3 соответствует литому заряду из тротила, имеющему скорость детонации около 6000 м/с и обеспечивающему уровень параметров метания, достаточный для формирования кумулятивной струи (элемента), способной формировать шпур глубиной 500.600 мм при подрыве КЗ со стальной облицовкой толщиной 4.5 мм и внутренним диаметром облицовки 200 мм, и имеющему массу РЗ 8.10 кг,
применение литых зарядов, например, на основе смесей тротил/гексоген в диапазоне концентраций тротила 20.50 массовых процентов позволяет получать РЗ, имеющие плотность 1550.17000 (кг/м3) и скорость детонации до 8300 м/с, что, в свою очередь, обеспечивает возможностью получения шпуров глубиной 900.1000 мм при функционировании КЗ, имеющих, например, стальную облицовку диаметром 300 мм и толщиной 7.10 мм, при массе РЗ до 20 кг,
минимальная масса РЗ 6 кг обусловливается нижним пределом запаса энергии ВВ, необходимой для обеспечения формирования кумулятивной струи (элемента), способной образовать в материале скрапа шпур минимально допустимой глубины 500 мм,
ограничение массы РЗ 30 кг объясняется необходимостью обеспечения безопасности взрывных работ на территории шлаковых отвалов действующих производств по действию воздушной ударной волны и снижением эффективности работ за счет уменьшения относительного прироста глубины шпуров на каждый килограмм ВВ разрывного заряда.Requirements for explosive short-circuit charges used at the stages of hole formation and crushing are determined based on the following provisions:
bursting density (RE) of 1500 kg / m 3 corresponds to a molten charge of TNT having a detonation velocity of about 6000 m / s and providing a level of throwing parameters sufficient to form a cumulative jet (element) capable of forming a hole with a depth of 500.600 mm when blasting with steel cladding with a thickness of 4.5 mm and an inner diameter of the cladding of 200 mm, and having a mass of RE 8.10 kg,
the use of molten charges, for example, based on TNT / RDX mixtures in the range of TNT concentrations of 20.50 mass percent allows one to obtain REs having a density of 1550.17000 (kg / m 3 ) and a detonation speed of up to 8300 m / s, which, in turn, makes it possible to obtain holes with a depth of 900.1000 mm during the operation of short-circuiting having, for example, steel cladding with a diameter of 300 mm and a thickness of 7.10 mm, with a mass of RE up to 20 kg,
the minimum mass of
the restriction of the mass of REs of 30 kg is explained by the need to ensure the safety of blasting operations on the territory of slag dumps of existing facilities under the action of an air shock wave and a decrease in the efficiency of operations by reducing the relative increase in the depth of holes for every kilogram of explosive charge.
В процессе взрывного дробления с использованием КЗ проявляется основное преимущество их применения при разделке ШЧ скрапов по сравнению с прототипом, а именно возможность автономного ведения работ без применения стадии вторичного подрыва шпуровых зарядов за счет интенсивного трещинообразования и последующего разрушения объема ШЧ скрапов, значительно превосходящего объем материала, взаимодействующего с КС(Э). Появление трещин и последующее разрушение материала ШЧ скрапа объясняется тем, что в процессе внедрения КС в материал скрапа на границе раздела стенка кратера окружающее пространство образуется расширяющаяся ударная волны с начальным давлением на фронте до 200 ГПа. Интенсивность ударной волны падает с расстоянием в силу геометрических причин и рассеяния энергии, в результате чего ударная волна вырождается в волну сжатия, при отражении которой от свободной поверхности ММО возникает волна разгрузки. In the process of explosive crushing using short-circuiting, the main advantage of their use in the cutting of indented scraps is shown in comparison with the prototype, namely, the possibility of autonomous work without the stage of secondary blasting of hole charges due to intensive crack formation and subsequent destruction of the volume of indented scraps, significantly exceeding the volume of material, interacting with CS (E). The appearance of cracks and the subsequent destruction of the SC scrap material is explained by the fact that during the introduction of the SC into the scrap material at the interface between the crater wall and the surrounding space, an expanding shock wave is formed with an initial pressure at the front of up to 200 GPa. The intensity of the shock wave decreases with distance due to geometric reasons and energy dissipation, as a result of which the shock wave degenerates into a compression wave, upon reflection of which an unloading wave appears from the IMO free surface.
Взаимодействие падающей и отраженной волн приводит к возникновению растягивающих напряжений, причем если величина этих напряжений превышает 14•108 Па (временное сопротивление на разрыв для чистого чугуна), начинается разрушение материала скрапа.The interaction of the incident and reflected waves leads to tensile stresses, and if the magnitude of these stresses exceeds 14 • 10 8 Pa (temporary tensile strength for pure cast iron), the destruction of the scrap material begins.
Наличие в материале скрапа включений, главным образом слоев шлака, отличающихся по своим свойствам от свойств основного материала (чугуна) и значительного количества трещин и их зародышей, приводит к интенсификации процессов волнообмена на границе раздела сред; на поверхности как имеющихся, так и вновь образующихся трещин. Более низкая прочность шлака приводит к тому, что разрушение начинается вдоль его слоев. The presence in the scrap material of inclusions, mainly slag layers, differing in their properties from the properties of the main material (cast iron) and a significant number of cracks and their nuclei, leads to the intensification of the processes of wave exchange at the interface of media; on the surface of both existing and newly formed cracks. The lower strength of the slag leads to the fact that the destruction begins along its layers.
Таким образом, наличие большого количества шлаковых включений, располагающихся, как правило, в сечениях скрапа, параллельных верхней поверхности, и имеющих прочность, значительно меньшую, чем прочность основного материала ШЧ скрапа чугуна, различная динамическая жесткость включений и основного материала, трещиноватость ШЧ скрапов дают возможность управлять процессом взрывного дробления ММО путем применения предлагаемых вариантов технологии разделки. Thus, the presence of a large number of slag inclusions, located, as a rule, in scrap sections parallel to the upper surface, and having a strength significantly less than the strength of the main material of cast iron scrap scrap, different dynamic stiffness of the inclusions and the main material, fracture of the scrap scrap allow manage the process of explosive crushing of IMO by applying the proposed options for cutting technology.
Вариант 1 (рис. 1). Проводят последовательное воздействие КС(Э) на материал объекта. При этом угол между осью КЗ, ориентированного основанием кумулятивной облицовки в сторону разрушаемого объекта (или образующийся при его функционировании КС(Э)) и сечением ММО (ШЧ-скрапа) с прочностью, меньшей прочности основного материала, или имеющего наибольшее количество визуально наблюдаемых трещин, составляет 2.60 градусов, а угол между осью КЗ и поверхностью ММО равен 60.90 градусов при заданном допреградном расстоянии. Option 1 (Fig. 1). Conduct a sequential impact of the COP (E) on the material of the object. In this case, the angle between the KZ axis, oriented by the base of the cumulative cladding towards the object being destroyed (or the KS (E) formed during its functioning) and the MMO cross section (ШЧ-scrap) with a strength less than the strength of the main material, or having the largest number of visually observed cracks, is 2.60 degrees, and the angle between the KZ axis and the surface of the IMO is 60.90 degrees for a given sub-block distance.
В случае отсутствия видимых дефектов с целью их обнаружения (например раскрытия трещин) производят предварительные подрывы, ориентируя КЗ в боковую поверхность скрапа. In the absence of visible defects in order to detect them (for example, crack opening), preliminary blasts are performed, orienting the short circuit to the side surface of the scrap.
Внедрение КС(Э) по сечению с минимальной прочностью и максимальной трещиноватостью при угле взаимодействия 2 градуса обеспечивает максимально возможное трещинообразование вдоль границы раздела сред за счет изменения параметров ударных волн при переходе из среды с меньшей прочностью и динамической жесткостью в среду, где эти параметры имеют более высокие значения, а также ввиду создания наилучших условий для раскрытия трещин. Теоретически такой эффект в наибольшей степени будет проявляется при угле взаимодействия 0 градусов, однако на практике этого достигнуть нереально, и значение 2 градуса определяется погрешностью при установке КЗ. The introduction of CS (E) over the cross section with minimum strength and maximum fracture at an angle of interaction of 2 degrees ensures the maximum possible crack formation along the interface between the media due to changes in the parameters of shock waves upon transition from a medium with lower strength and dynamic stiffness to a medium where these parameters have more high values, and also in view of creating the best conditions for crack opening. Theoretically, such an effect will be most apparent when the interaction angle is 0 degrees, but in practice this is impossible to achieve, and the value of 2 degrees is determined by the error when setting the short circuit.
При дроблении ШЧ скрапов относительно небольшой массы, например массой до 30 тонн, целесообразно устанавливать КЗ под некоторым углом к сечению с меньшей прочностью или небольшим количеством трещин, что позволяет одновременно с разрушением вдоль границы раздела сред интенсифицировать трещинообразование в окружающем объеме. Ограничение величины этого угла 60 градусами объясняется как необходимостью снижения выхода мелкой фракции при дроблении скрапа, так и требованиями безопасности при проведении взрывных работ (увеличение размера опасной зоны из-за возрастания количества образующихся откольных осколков). When crushing SC scraps of relatively small mass, for example, weighing up to 30 tons, it is advisable to install SC at a certain angle to the cross section with lower strength or a small number of cracks, which allows to intensify crack formation in the surrounding volume along with the destruction along the interface. The limitation of this angle to 60 degrees is explained both by the need to reduce the yield of fine fractions during scrap crushing, and by the safety requirements during blasting operations (increasing the size of the danger zone due to an increase in the number of spall fragments formed).
При проведении работ по дроблению КЗ устанавливают таким образом, чтобы угол между осью симметрии КЗ и поверхностью скрапа находился в пределах 60. 90 градусов. When carrying out crushing work, the short circuit is set so that the angle between the symmetry axis of the short circuit and the surface of the scrap is within 60. 90 degrees.
Оптимальной является установка КЗ по нормали к поверхности скрапа, так как в этом случае достигается максимальная (для КЗ одной и той же конструкции) глубина кратерообразования при минимальном уровне откольных явлений с поверхности скрапа. Однако при подрыве КЗ в реальных условиях достаточно сложно удовлетворить данному требованию, поэтому всегда будет наблюдаться отклонение от оптимальной установки КЗ; причем при размещении КЗ на максимальных допреградных расстояниях (например при подрыве КЗ, установленных на поверхности грунта) данный угол может достигать 60 градусов. При этом глубина кратерообразования составляет 0,87 максимально возможной. It is optimal to set a fault along the normal to the surface of the scrap, since in this case the maximum (for a fault of the same design) depth of crater formation is achieved with a minimum level of spalling phenomena from the surface of the scrap. However, under the short circuit under real conditions it is quite difficult to satisfy this requirement, therefore, there will always be a deviation from the optimal short circuit setting; moreover, when placing short-circuit at maximum sub-block distances (for example, undermining short-circuit installed on the surface of the soil) this angle can reach 60 degrees. At the same time, the depth of crater formation is 0.87 maximum possible.
Диапазон допреградных расстояний (от основания КЗ до поверхности скрапа) определяется двумя основными факторами:
минимальное расстояние 150 мм необходимо для стабильного образования кумулятивной струи (элемента), которая формируется на расстоянии 1.1,5 диаметра облицовки от основания заряда;
наибольшее удаление 1500 мм от поверхности скрапа определяется, главным образом, необходимостью сохранения сплошности кумулятивной струи (элемента) и обеспечением точности попадания кумулятивной струи (элемента) в заданную область поверхности скрапа.The range of pre-barrier distances (from the base of the short circuit to the surface of the scrap) is determined by two main factors:
a minimum distance of 150 mm is necessary for the stable formation of a cumulative jet (element), which is formed at a distance of 1.1.5 of the liner diameter from the base of the charge;
the greatest distance of 1500 mm from the surface of the scrap is determined mainly by the need to preserve the continuity of the cumulative jet (element) and ensuring the accuracy of the cumulative jet (element) getting into a given area of the scrap surface.
В результате воздействия КЗ на скрап на отдельных стадиях взрывного дробления могут быть получены как целевые фрагменты материала, пригодные для дальнейшей переработки, так и кратеры глубиной до 1000 мм. В случае образования кратеров последующий подрыв проводят, располагая КЗ таким образом, чтобы угол между осью КЗ и осью предварительно полученного кратера составлял 60.180 градусов в зависимости от глубины шпура, массы фрагмента, который необходимо получить, остаточной массы скрапа и характера трещинообразования в материале скрапа. Для получения кусков массой не более 10 тонн при остаточной массе скрапа 50.80 тонн целесообразно располагать последующий КЗ так, чтобы угол между его осью и осью шпура составлял 120.180 градусов, а для скрапов остаточной массой до 50 тонн предпочтительным оказывается воздействие КС(Э) под углом 90 ± 30 градусов относительно оси кратера, то есть вдоль радиальных трещин, образованных в процессе шпурообразования. As a result of the impact of SC on scrap at separate stages of explosive crushing, both target fragments of material suitable for further processing and craters up to 1000 mm deep can be obtained. In the case of the formation of craters, a subsequent blasting is carried out by placing a fault in such a way that the angle between the KZ axis and the axis of the previously obtained crater is 60.180 degrees, depending on the depth of the hole, the mass of the fragment to be obtained, the residual mass of the scrap and the nature of the crack formation in the scrap material. To obtain pieces weighing no more than 10 tons with a residual mass of scrap 50.80 tons, it is advisable to arrange a subsequent short circuit so that the angle between its axis and the axis of the borehole is 120.180 degrees, and for scraps with a residual mass of up to 50 tons, the effect of CS (E) at an angle of 90 ± 30 degrees relative to the axis of the crater, that is, along the radial cracks formed during the formation of holes.
На рисунке 2 представлены принципиальная схема взрывного разрушения скрапов при последовательном воздействии кумулятивных зарядов в условиях шлаковых отвалов металлургических комбинатов и описание примера использования данного варианта. Figure 2 presents a schematic diagram of the explosive destruction of scraps under the sequential impact of cumulative charges in the conditions of slag dumps of metallurgical plants and a description of an example of the use of this option.
Пример 1 (рис. 2). Example 1 (Fig. 2).
Дробление шлакочугунного скрапа массой около 50 тонн, содержащего 10.15 объемных процентов шлака и находящегося на поверхности грунта в условиях шлакового отвала металлургического комбината "Криворожсталь" (г. Кривой Рог, Днепропетровской обл. Украины). На боковой поверхности скрапа визуально наблюдаются трещины шириной до 1 3 мм и границы двух шлаковых включений толщиной 100 150 мм, расположенных на расстоянии 800 900 мм друг от друга в центральной части скрапа, причем одно из включений располагалось на верхнем срезе скрапа. Crushing slag cast iron scrap weighing about 50 tons, containing 10.15 volume percent of slag and located on the soil surface in the conditions of the slag dump of the Krivorozhstal metallurgical plant (Krivoy Rog, Dnepropetrovsk region. Ukraine). Cracks up to 1 3 mm wide and the boundaries of two slag inclusions 100 150 mm thick located at a distance of 800 900 mm from each other in the central part of the scrap are visually observed on the side surface of the scrap, one of the inclusions being located on the upper cut of the scrap.
Характеристики кумулятивного заряда (КЗ). Cumulative charge (CI) characteristics.
Масса взрывчатого вещества (литая смесь тротил/гексоген в соотношении 40/60 массовых процентов, плотностью 1600 кг/м, скоростью детонации 7800 м/с) составляет 25 кг. КЗ имеет облицовку кумулятивной выемки полусферической формы из стали 3, толщиной 6 мм, с внутренним диаметром основания облицовки 250 мм. Внутренний диаметр заряда в основании равен 370 мм, в вершине 180 мм при высоте заряда 360 мм. Корпус КЗ выполнен из стеклопластика толщиной 3 мм. The explosive mass (cast mixture of TNT / RDX in the ratio of 40/60 weight percent, density 1600 kg / m, detonation speed 7800 m / s) is 25 kg. KZ has a hemispherical cavity lining of
Технология дробления. Crushing technology.
Дробление шлакочугунного скрапа проводилось по варианту 1, то есть последовательным воздействием одиночных КЗ при размещении КЗ на поверхности грунта. Crushing of slag iron cast scrap was carried out according to option 1, that is, by the sequential action of single faults when placing faults on the soil surface.
Расстояние от основания кумулятивной облицовки первого КЗ, обращенной в сторону боковой поверхности скрапа, до поверхности скрапа было равно 750 мм. Угол между осью заряда и поверхностью скрапа составлял 85 ± 5 градусов. КЗ размещали таким образом, чтобы обеспечить внедрение кумулятивной струи (КС) между шлаковым включением и дном скрапа на расстоянии 800 900 мм от дна скрапа (расстояние до шлакового включения составило при этом 200 250 мм) под углом 10 20 градусов к шлаковому включению. The distance from the base of the cumulative lining of the first SC facing the side of the scrap to the surface of the scrap was 750 mm. The angle between the axis of the charge and the surface of the scrap was 85 ± 5 degrees. SCs were placed in such a way as to ensure the introduction of a cumulative jet (CS) between the slag inclusion and the bottom of the scrap at a distance of 800 900 mm from the bottom of the scrap (the distance to the slag inclusion was 200 250 mm) at an angle of 10 20 degrees to the slag inclusion.
После подрыва КЗ наблюдалось дробление части скрапа, прилегающей к области внедрения кумулятивной струи при наличии остаточного шпура глубиной до 300 мм и диаметром 250 180 мм. Масса отдельных раздробленных фрагментов не превышала 1 тонны при суммарной массе 3 5 тонн. В объеме скрапа, прилегающем к границе поверхности разрушения, образовалось значительное количество трещин. After the blasting, a fragmentation of the scrap adjacent to the region of penetration of the cumulative jet was observed in the presence of residual borehole with a depth of up to 300 mm and a diameter of 250-180 mm. The mass of individual fragmented fragments did not exceed 1 ton with a total mass of 3 5 tons. A significant number of cracks formed in the volume of the scrap adjacent to the boundary of the fracture surface.
Второй КЗ устанавливался аналогично первому, но с противоположной боковой стороны скрапа, таким образом, чтобы угол между осью КЗ и сечением шлакового включения составлял 20 30 градусов. The second short-circuit was installed similarly to the first, but on the opposite side of the scrap, so that the angle between the short-circuit axis and the cross section of the slag inclusion was 20-30 degrees.
После подрыва наблюдались: полный откол шлака с верхнего среза скрапа; полное дробление части скрапа, ограниченной внутренним шлаковым включением и дном скрапа, на куски массой 1 5 тонн, при общей массе фрагментов 10 15 тонн; интенсивное трещинообразование в нераздробленной части скрапа (трещины шириной до 3 5 мм вдоль всей боковой поверхности). After the blasting, the following were observed: complete slag spalling from the upper cut of the scrap; complete crushing of part of the scrap, limited by the internal slag inclusion and the bottom of the scrap, into pieces weighing 1 5 tons, with a total mass of fragments of 10 15 tons; intense cracking in the unbroken part of the scrap (cracks up to 3 5 mm wide along the entire lateral surface).
Третий КЗ устанавливали на расстоянии 600 650 мм от боковой поверхности скрапа (с той же стороны, что и КЗ 1) таким образом, чтобы угол между осью КЗ и сечением скрапа, образуемым трещиной шириной 4 5 мм и находящейся на равном удалении от верхнего и нижнего среза скрапа, составлял 30 35 градусов. Угол между осью КЗ и поверхностью скрапа составлял при этом 75 85 градусов. The third short circuit was installed at a distance of 600 650 mm from the side surface of the scrap (on the same side as short circuit 1) so that the angle between the short axis and the scrap section formed by a crack of width 4 5 mm and located at an equal distance from the upper and lower the scrap section was 30 35 degrees. The angle between the SC axis and the scrap surface was 75–85 degrees.
После подрыва КЗ получили 3 фрагмента массой не более 3 тонн каждый. Масса оставшейся части скрапа не превышала 15 20 тонн. After undermining, short-circuit got 3 fragments weighing no more than 3 tons each. The mass of the remaining part of the scrap did not exceed 15 20 tons.
Четвертый КЗ устанавливали на расстоянии 500 550 мм от боковой поверхности скрапа (с той же стороны, что и КЗ 2) таким образом, чтобы угол между осью КЗ и сечением скрапа, вдоль которого происходит внедрение КС и находящейся на равном удалении от верхнего и нижнего среза оставшейся части скрапа, составлял 10 15 градусов. Угол между осью КЗ и поверхностью скрапа составлял при этом 85 90 градусов. The fourth SC was installed at a distance of 500 550 mm from the side surface of the scrap (on the same side as SC 2) so that the angle between the SC axis and the scrap section along which the SC penetrates and is located at an equal distance from the upper and lower cuts the remainder of the scrap was 10 15 degrees. The angle between the SC axis and the scrap surface was 85 90 degrees.
После подрыва КЗ исходный шлакочугунный скрап был полностью раздроблен на отдельные фрагменты массой не более 5 тонн при общей массе около 40 тонн. Потери при дроблении составили: около 5 тонн шлаковой мелочи и около 3-5 тонн мелких кусков чугуна. After undermining the short circuit, the original slag-iron scrap was completely fragmented into individual fragments with a mass of not more than 5 tons with a total weight of about 40 tons. Losses during crushing amounted to: about 5 tons of slag fines and about 3-5 tons of small pieces of cast iron.
Удельный расход КЗ составил 1 КЗ на 10 тонн чугуна. The specific consumption of short-circuit was 1 short-circuit per 10 tons of pig iron.
Вариант 2 (рис. 3). Проводят групповое воздействие на ММО (ШЧ скрап), располагая каждый из КЗ в соответствии с вариантом 1, при этом с целью снижения удельного расхода КЗ соседние КЗ, ориентированные кумулятивными облицовками в направлении разрушаемого ММО, располагают таким образом, чтобы угол между их осями составлял 45.180 градусов. Эффективность применения такого способа дробления обеспечивается тем, что в данном случае на центральную часть скрапа за пределами области кратерообразования, не подверженную деформации от проникающей КС(Э), воздействует система сходящихся ударных волн с параметрами, превышающими параметры отдельной расходящейся волны, образовавшейся в ходе проникания КС(Э), сформированной отдельным КЗ. Область допустимых углов между КЗ ограничена по следующим причинам:
углы взаимодействия в диапазоне 60.90 градусов позволяют достичь удовлетворительного дробления скрапов массой свыше 80.90 тонн за счет усиления процессов трещинообразования в достаточно узкой внутренней области скрапа, но требуют применения дополнительных мер по обеспечению одновременности инициирования КЗ с целью исключения воздействия одного заряда на другой (воздушная ударная волна, откольные осколки скрапа);
взаимное расположение КЗ под углами в пределах 90.180 градусов делает возможным одновременный подрыв 2.4 КЗ по одному скрапу, что обеспечивает необходимую степень дробления скрапов массой до 60.80 тонн за один подрыв при использовании обычных капсюлей-детонаторов.Option 2 (Fig. 3). A group effect is carried out on the IMO (ШЧ scrap), each of the SCs located in accordance with option 1, while in order to reduce the specific consumption of SCs, neighboring SCs oriented by cumulative linings in the direction of the IMO being destroyed are positioned so that the angle between their axes is 45.180 degrees. The effectiveness of using this crushing method is ensured by the fact that in this case, the central part of the scrap outside the crater formation region, which is not subject to deformation from the penetrating CS (E), is affected by a system of converging shock waves with parameters exceeding the parameters of an individual diverging wave formed during the penetration of the CS (E) formed by a separate short circuit. The range of permissible angles between the short circuit is limited for the following reasons:
the interaction angles in the range of 60.90 degrees can achieve satisfactory crushing of scraps weighing more than 80.90 tons due to the strengthening of cracking processes in a rather narrow inner area of the scrap, but require additional measures to ensure simultaneous initiation of short circuit in order to exclude the impact of one charge on another (air shock wave, spall fragments of scrap);
the relative position of the SC at angles within 90.180 degrees makes it possible to simultaneously undermine 2.4 SC in one scrap, which provides the necessary degree of crushing scraps weighing up to 60.80 tons per blast using conventional detonator capsules.
На рисунке 4 представлена принципиальная схема взрывного разрушения скрапов при одновременном воздействии нескольких кумулятивных зарядов и пример практического использования данного варианта дробления скрапов. Figure 4 shows a schematic diagram of the explosive destruction of scraps under the simultaneous action of several cumulative charges and an example of the practical use of this option for crushing scraps.
Пример 2 (рис. 4). Example 2 (Fig. 4).
Дробление шлакочугунного скрапа массой около 70 тонн, содержащего 45.10 объемных процентов шлака, заглубленного в грунт на 500 600 мм в условиях шлакового отвала металлургического комбината "Криворожсталь" (г. Кривой Рог, Днепропетровской обл. Украина). На боковой поверхности скрапа визуально наблюдаются трещины шириной до 1 3 мм и шлаковое включение толщиной 200 - 250 мм, расположенное на верхнем срезе скрапа. Crushing of slag cast iron scrap weighing about 70 tons, containing 45.10 volume percent of slag buried in the ground by 500 600 mm in the conditions of a slag dump of the Krivorozhstal metallurgical plant (Krivoy Rog, Dnepropetrovsk region. Ukraine). On the side surface of the scrap, cracks up to 1 3 mm wide and slag inclusion 200 to 250 mm thick located on the upper cut of the scrap are visually observed.
Кумулятивный заряд тот же, что и в примере 1. The cumulative charge is the same as in example 1.
Технология дробления. Crushing technology.
Дробление шлакочугунного скрапа проводилось по варианту 2, то есть последовательным воздействием двух одновременно взрываемых КЗ при размещении каждого из КЗ на поверхности грунта. The crushing of slag iron cast scrap was carried out according to
Расстояние от основания кумулятивной облицовки каждого КЗ, обращенного в сторону боковой поверхности скрапа, до поверхности скрапа было равно 700 мм. Угол между осями каждого КЗ и поверхностью скрапа составлял 85 ± 5 градусов. КЗ размещали таким образом, чтобы обеспечить внедрение кумулятивной струи (КС) между сечением скрапа, образуемым трещиной шириной 2 4 мм, при расстоянии 300 400 мм от трещины (расстояние до дна скрапа составило при этом 700 800 мм) под углом 10 20 градусов к данному сечению скрапа. Угол между осями КЗ составил 120 130 градусов. The distance from the base of the cumulative lining of each SC facing the side of the scrap to the surface of the scrap was 700 mm. The angle between the axes of each SC and the surface of the scrap was 85 ± 5 degrees. SCs were placed in such a way as to ensure the introduction of a cumulative jet (CS) between the scrap section formed by a crack with a width of 2 4 mm at a distance of 300 400 mm from the crack (the distance to the bottom of the scrap was 700 800 mm) at an angle of 10 20 degrees to this section of scrap. The angle between the axes of the short circuit was 120 130 degrees.
После подрыва КЗ наблюдалось полное дробление донной части скрапа. Граница зоны разрушения соответствовала осям кумулятивных струй, сформированным каждым из КЗ. Масса отдельных раздробленных фрагментов не превышала 3 5 тонн при суммарной массе 20 25 тонн. В оставшейся нераздробленной части скрапа образовалось значительное количество трещин. After undermining of the short circuit, complete fragmentation of the bottom of the scrap was observed. The boundary of the destruction zone corresponded to the axes of the cumulative jets formed by each of the KZ. The mass of individual fragmented fragments did not exceed 3 5 tons with a total mass of 20 25 tons. A significant number of cracks formed in the remaining unbroken part of the scrap.
Второй подрыв пары таких же КЗ осуществляли аналогично предыдущему подрыву, располагая их на расстоянии 650 700 мм от боковой поверхности скрапа. Расстояние от точки внедрения КС до верхнего среза скрапа составило 400 450 мм, угол между осями КЗ был равен 150 160 градусов. The second blasting of a pair of the same faults was carried out similarly to the previous blasting, placing them at a distance of 650,700 mm from the side surface of the scrap. The distance from the point of introduction of the SC to the upper cut of the scrap was 400 450 mm, the angle between the axes of the SC was 150 160 degrees.
После подрыва КЗ наблюдалось полное дробление скрапа. Масса отдельных раздробленных фрагментов не превышала 5 8 тонн при суммарной массе 40 45 тонн. Потери (мелкие фрагменты чугуна, шлак) составили 5 8 тонн. After blasting the short circuit, complete scrap fragmentation was observed. The mass of individual fragmented fragments did not exceed 5 8 tons with a total mass of 40 45 tons. Losses (small fragments of cast iron, slag) amounted to 5 8 tons.
Удельный расход КЗ составил 1 КЗ на 15 тонн чугуна. The specific consumption of short-circuit was 1 short-circuit per 15 tons of pig iron.
Предлагаемое техническое решение по сравнению с известным имеет следующие преимущества и позволяет:
повысить эффективность работ по взрывной разделке массивных металлических объектов (ММО), содержащих включения с прочностью, меньшей прочности основного материала, или имеющих трещины, например шлакочугунных скрапов массой до 150 тонн, путем использования кумулятивных зарядов за счет создания во внутреннем объеме скрапа волн растягивающих напряжений, превосходящих временное сопротивление материала скрапа на разрыв;
повысить степень дробления ММО за счет интенсификации трещинообразования в объеме ММО в результате воздействия кумулятивной струи (элемента);
проводить работы по взрывной разделке ММО, например шлакочугунных скрапов, без привязки к источникам кислорода и энергии, в том числе на территории шлаковых отвалов металлургических производств;
снизить трудоемкость работ за счет исключения из процесса взрывной разделки ММО стадии вторичного подрыва шпуровых зарядов.The proposed technical solution in comparison with the known has the following advantages and allows you to:
to increase the efficiency of explosive cutting of massive metal objects (IMO) containing inclusions with a strength lower than the strength of the base material, or having cracks, for example, slag-cast iron scraps weighing up to 150 tons, by using cumulative charges by creating tensile stress waves in the inner volume of the scrap, superior to the tensile strength of the scrap material to rupture;
to increase the degree of crushing of IMO due to the intensification of crack formation in the volume of IMO as a result of exposure to a cumulative jet (element);
carry out explosive cutting of MMOs, for example, slag-cast iron scraps, without reference to oxygen and energy sources, including on the territory of slag dumps of metallurgical industries;
reduce the complexity of the work due to the exclusion from the process of explosive cutting of the IMO stage of the secondary blasting of drill holes.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93035041/08A RU2066836C1 (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Method of explosive crushing of massive metal objects containing inclusions whose strength is lower than that of the main material or having cracks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93035041/08A RU2066836C1 (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Method of explosive crushing of massive metal objects containing inclusions whose strength is lower than that of the main material or having cracks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2066836C1 true RU2066836C1 (en) | 1996-09-20 |
| RU93035041A RU93035041A (en) | 1997-02-20 |
Family
ID=20144589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93035041/08A RU2066836C1 (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Method of explosive crushing of massive metal objects containing inclusions whose strength is lower than that of the main material or having cracks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2066836C1 (en) |
-
1993
- 1993-07-05 RU RU93035041/08A patent/RU2066836C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Густафссон Р. Шведская техника взрывных работ. М., Недра, 1977, с. 248-251, 264. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102517885B1 (en) | Blasting Method using Liner applied to Primer, Booster and Charge in a blasthole | |
| KR19990036267A (en) | Method for Controlled Fracture of Hard Rock and Concrete by Combination of Impact Hammer and Small-Load Blasting | |
| CN108645300A (en) | Complex reflex cumulative and buffering energy dissipator and the blasting construction method based on the device | |
| US5415101A (en) | Shaped explosive charge, a method of blasting using the shaped explosive charge and a kit to make it | |
| CN109029177A (en) | Blasting method for access type stoping | |
| US6494139B1 (en) | Hole boring charge assembly | |
| CN105387775A (en) | Method and device for treating crossing fault of fully mechanized mining work face | |
| RU2066836C1 (en) | Method of explosive crushing of massive metal objects containing inclusions whose strength is lower than that of the main material or having cracks | |
| CN208476097U (en) | Complex reflex cumulative and buffering energy dissipator | |
| AU741792B2 (en) | Improvements in shaped charge liners | |
| US20020092415A1 (en) | Passive armour for protection against shaped charges | |
| KR100362014B1 (en) | Tunnel pre-splitting blasting method | |
| KR101400797B1 (en) | Low vibration blasting method by making a plurality of free surface | |
| US3963275A (en) | Method of breaking free-standing rock boulders | |
| RU2031724C1 (en) | Method to crush steel and slag/cast-iron scraps | |
| KR101696409B1 (en) | Paten using location difference of detonator explosive, and method for blasting | |
| RU2045745C1 (en) | Method of explosive destruction of large-sized blocks and shaped charge | |
| Gupta | Emerging explosives and initiation devices for increased safety, reliability, and performance for excavation in weak rocks, mining and close to surface structures | |
| RU2784839C1 (en) | Method for carrying out explosive operations in the circuit zone of quarry | |
| KR102534113B1 (en) | Tunnel blasting patterns and blasting method using low vibration rock cracker iginited by explosives and explosives | |
| Murray et al. | Developments in rock-breaking techniques | |
| RU2775124C1 (en) | Method for blasting different-strength rock masses in the permafrost zone | |
| RU2725721C1 (en) | Method for formation of charge in well combined open-underground mining | |
| Zhang et al. | Applying fundamental principles of stress waves to production blasting in LKAB Malmberget mine | |
| de Graaf et al. | Blast induced damage mechanism on final walls and the blasting methods to minimise damage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040706 |