Технологии разрушения и разделения материалов на основе электродинамических воздействий

7 / 19

Технологии разрушения и разделения материалов…
7
щая») блюмсы из подины, а при достаточно большом токе — обеспе-
чивающая их частичное извлечение.
Принципиальная возможность реализации разрушения материала
посредством воздействия электродинамических сил на проводящие
элементы, расположенные в его толще, была подтверждена прове-
денными расчетными оценками и лабораторным экспериментом.
Согласно схеме, показанной на рис. 3, при пропускании тока I че-
рез пару противоположных блюмсов 1, 2 и дополнительный провод-
ник  «спутник» на блюмс 1 длиной l действует сила Ампера
2
0
2
I l
F
d



(где 0   магнитная постоянная), создающая в месте заделки блюм-
са на расстоянии l момент
2 2
0 .
2 4 I
l I l
M F
d

 

Необходимое для высвобождения блюмса 1 значение силы тока I
может быть определено из условия равенства момента Ампера I M и
момента P M , создаваемого силой тяги Р подъемного крана при из-
влечении блюмсов известным способом: P M  Рl.
При Р ~ 5 · 105 Н, l ~ 2,5 м, d ~ 0,5 м, 0  = 1,25·10-6 Гн/м необхо-
димая сила тока оценивается значением I ~ 1000 кА, сильно завы-
шенным, в частности, по той причине, что 150-тонный подъемный
кран, в практике производства извлекающий одновременно три
блюмса, работает с существенным коэффициентом запаса. Более
точные оценки показывают, что эффективное высвобождение блюм-
сов из подины посредством ее встряхивания и разрыхления наполни-
теля достигается при значении силы тока I ~ 150 кА. Это соответ-
ствует штатным значениям, обеспечиваемым энергетическим обору-
дованием электролизных цехов. Расчеты показывают, что ток силой
I ~ 150 кА допускается пропускать через проводники, блюмсы кото-
рых имеют характерные при электролизе размеры в течение несколь-
ких десятков секунд. Этого достаточно для эффективной диффузии
создаваемого дополнительным проводником  «спутником»  маг-
нитного поля через относительно тонкое проводящее дно ванны и
проводящий материал наполнителя, а также для последующего
высвобождения блюмсов из подины в результате взаимодействия
протекающего по ним тока с магнитным полем.
Помимо расчетных оценок для подтверждения работоспособно-
сти предлагаемой технологии разрушения материалов были проведе-