Способ обработки материалов

(51)5 В 02 С 1 ИЕ ИЗ ОБ ОПИС Т ПАТЕНТ ся к области проии руд полезных ктрической провоинералы, обладанным эффектом, ды, содержащие ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(73) Днепропетровский горный институт(56) Авторское свидетельство СССРйг 1098569, кл, В 02 С 19(18, 1986,Авторское свидетельство СССРВ 1326334, кл. В 02 С 19(18, 1985,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относи мышленной дезинтеграц ископаемых с низкой эле димостью, содержащих м ющие магнитострикцио например железные р Умагнетит.Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса обработки материалов.На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.устройство состоит из загрузочной камеры 1,шаровой мельницы 2, соленоида 3, вь 1 полненного в виде однослойной катушки с равномерным шагом намотки, источника питания 4, подключенного к выводам катушки, Обрабатываемый материал из загрузочной камеры 1 через соленоид 3 поступает в шаровую мельницу 2.Способ реализуется следующим образом, При включении источника питания 4 по 2,.(57) Использование: в промышленной дезинтеграции руд полезных ископаемых с низкой электрической проводимостью, содержащих минералы, обладающие магнитострикционным эффектом, например железные руды, содержащие магнит, Сущность изобретения; способ обработки материалов включает воздействие на него переменным магнитным полем в диапазоне звуковых частот с напряженностью в областл выраженно о проявления магнитострикционного эффекта, После чего без задержки во времени осуществляют воздействие механической нагрузкой. 1 ил. катушке соленоида 3 протекает перемен- й ный синусоидальный ток, создающий переменное магнитное поле, Обрабатываемый материал из загрузочной камеры 1.под дей- а ствием силы тяжести попадает во внутрен- ф) нюю полость соленоида 3 и подвергается д здесь воздействию магнитного поля, Из соленоида 3 обрабатываемый материал поступает в шаровую мельницу 2, где подвергается измельчению до заданной крупности.Обрабатываемый материал (руда) содержит сростки рудной и нерудной фаз, Одна из фаз обладает выраженными магнитострикционными свойствами, В другой фазе эти свойства выражены в меньшей степени либо полностью отсутствуют. В целом материал обладает низкой электри.ческой проводимостью, что препятствует образованию из отдельных зерен материала замкнутых контуров тока, снижает интенсивность вихревых токов, Передача энергии осуществляется бесконтактным методом, что позволяет вести обработку материала по всему обьему, независимо от формулы и размера частиц,Частоту переменного магнитного поля задают и звуковом диапазоне 1000 - 20000 Гц. В этом диапазоне частот индуктивное сопротивление катушки, создающей магнитное поле, невелико, Это позволяет обеспечить ток, при котором напряженность магнитного поля будет находиться в области выраженного действия магнитострикционного эффекта. Значение напряженности магнитного поля задают в области выраженного действия магнитостоикционного эффекта, Так, например, для магнетита нижняя граница напряженности 1,5 104 А/м, верхняя граница, при которой рост относительного удлинения гела прекращается,510 А/м,Вследствие различия магнитострикционных свойств отдельных фаз материала в куске горной породы возникают внутренние пулсиругощие напряжения. Многократные пульсации вызывают рассеянную поврежденность в кусге горной породы, микротрещины, что приводит к уменьшению прочности. Повышение частоты и напрякенности поля в указанных диапазонах изменения этих параметров сопровождается снижением прочности обрабатываемого материала. В диапазоне частот до 1000 Гц воздействие не приводит к существенному рдзупрочнению, поэтому возмокности промыигленного использования способа ограниченьь Если обрабатываемый материал содержит фе рромагнетики (например, железная руда), то магнитное поле создают неоднородным, т.е, обладающим градиентом на и ряжен ности, В рассматри вд ем ом при;лере магнитное поле вдоль оси соленоида неоднородно, Его возрастает в направлении от центра к торцам. В неоднородном магнитном поле при указанных напряженностях наряду с мдгнитострикцией возникает электромагнитное взаимодействие )ерроидгнитных частиц материала с полем. При этом возникают внутренние пульсирующие напряжения, вибрации частиц и, как следствие, снижается прочность горной породы.В вод в действие магнитострикции, электромагнитного взаимодействия частиц и по 5 ля обеспечивает эффект разупрочнения приограниченном нагреве горной породы, Так,например, для железных руд рост температуры вследствие нагрева по отношению к ееначальному значению может быть ограничен 1 - 20 С, С повышением температурынагрева рост показателей разупрочненияснижается, Измельчение осуществлягот непосредственно после обработки материалав магнитном поле без задержки по времени,15 Это исключает релаксацию разупрочнениягорной породы,Так как тепловые потери преобладаютв общем балансе затрат энергии на обработку материала, то ограничение темпера 20 туры нагрева приводит к уменьшени,оэ не р го емкости процесса (затрат дне ргии,приходящихся на единицу веса материала).При ограниченной мощности источника питания снижение энергоемкости позволитповысить производительность процесса обработки,В качестве источников питания могутбыть использованы тиристорные преобразователи частоты, широко применяемые для ийЗ 0 дукционного нагрева материалов. Этипреобразователи в указанном диапазоне частот имеют высокий КПД (0,8-0,9), устройствапросты в реализации и надежны в работе.Магнитные поля в указанных диапазонахЗ 5 частот и напряженностей не представляютопасности для здоровья обслуживающегоперсонала,Ф ор мул а изобретенияСпособ обработки материалов с магни 40 тострикционнь ми компонентами в сросткахрудной и нерудной фаз, включающий воздействие на него переменным магнитным полем и механической нагрузкой, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса обработки, воздействие магнитным полем осуществляют в диапазоне звуковых частот с напряженностью в области проявления магнитострикционного эффекта, после чего без задержки во времени воздействуют механической нагрузкой,1811421 аСоставитель В, Юдина Редактор М. Кузнецова Техред М, Моргентал . Корректор М. Петрова аз 1457 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101