چکيده
در دهه حاضر کيفيت به نحوه فزاينده‌اي اهميت يافته است پيش‌بيني مي‌شود که در آينده صنعت سنگ رل مهمي را در اين زمينه ايفا کند. نياز به توليد بيشتر و کيفيت عالي، تکنولوژي و ابزار پيشرفته‌اي را طلب می‌کند، براي رقابت موثر در بازار امروزي بايد از تکنولوژي‌هاي جديد در برش، فرم‌دهي و پرداخت محصولات سنگي وسايل برش الماسه، مثالي عالي از اين تکنولوژي پيشرفته‌اند. اين وسايل در تمام مراحل تهيه سنگ به‌کار مي‌روند. مثلا سيستم برش الماسه در استخراج سنگ، تيغه‌هاي برش در تهيه پلاک از قواره‌ها، اره‌هاي دايره‌اي در آراستن محصولات پرداخت شده و تيغه‌هاي صيقل‌دهي در پرداخت نهايي اين محصولات به‌کار مي‌روند. به‌کارگيري صحيح اين وسايل به نحو چشمگيري در بالابردن بازدهي فرآيند و کيفيت سنگ‌هاي پرداخت شده مؤثر است. به هرحال توليدکنندگان سنگ ناچارند راهي را بيابند تا استفاده از ابزار الماسه بهينه شود.
1. سيستم:
هر فرآيند پرداخت يابرش، بايد به‌عنوان يک سيستم تلقي شود. يک سيستم اره کاري را مي‌توان به سه مولفه اصل مطابق شکل زير به‌شرح زير تقسيم کرد:
الف) ماشين:
که شامل خود ماشين، متصدي ماشين، تاثيرات فيزيکي قطعي از قبيل ارتعاش، محيط‌زيست است، اجزاي برنده.
ب) قطعات کاري:
که شامل خواص فيزيکي قطعه از قبيل سختي، مقاومت در برابر سايش و کاني‌هاي محتواي آن است که اين عوامل در قابليت اره کاري سنگ موثرند.
ج) ابزار:
که شامل تمام پارامترهاي فيزيکي از قبيل نوع الماس، ابعاد و تمرکز آنهاست اين مشخصات بيانگر نحوه کار ابزار برنده‌اند.
تمام اين عوامل به هم وابسته‌اند و به منظور بهينه‌سازي، همگي بايد به‌عنوان اجزاي يک سيستم در نظر گرفته شوند.
2. انواع سيم‌ها:
2ـ1) سيم‌هاي الماسه الکتروليزي:
اين نوع سيم الماسه از سيگمنت‌هاي الماسه الکتروليزي (شامل پايه‌هاي فلزي به شکل استوانه) تشکيل مي‌شود که در محلول الکتروليت ذرات الماس آنها را پوشانده است و روکش نيکلي در عمليات الکتروليز روي آنها را پوشانده است و روکشي نيکلي در عمليات الکتروليز روي آنها را گرفته است (شامل حلقه‌هاي الماسه).
2ـ2) سيم الماس سينتره:
اين نوع سيم الماسه از سيگمنت‌هاي سينتره (شامل حلقه‌هاي الماسه) که از سينتره کردن مخلوط معين از گرد فلز و گرد الماس ساخته مي‌شود، تشکيل مي‌شود. در هر دو نوع سيم الماسه از اجزاي مشابهي استفاده مي‌شود که روي کابلي فولادي به قطر 5 ميلي‌متر و مقاومت کششي kg 170 سوار ميشوند.
3. برش با تسمه الماسه:
برش با تسمه الماسه قبل از اينکه جنبه علمي و معتبر بيابد، سالها تحت آزمون و آزمايشهاي مختلف بوده است.
3ـ1) اجزاي اصلي سيستم برش با تسمه الماسه:
3ـ1ـ1. قسمت‌هاي محرک:
قسمت‌هاي محرک دستگاه از يک الکتروموتور kw50 براي چرخش قرقره اصلي و يک الکتروموتور 75 درصد کيلو وات براي حرکت باز و تعدادي موتور براي حرکت خود دستگاه تشکيل شده است.
3ـ1ـ2. بازوي برش:
بازوي برش از تيغه فولادي ويژه‌اي تشکيل يافته که بر آن تسمه مخصوص با سرعت m/s15حرکت مي‌کند، در داخل تسمه 6 رشته کابل فولادي با تعدادي سيگمنت الماسه از نوع سينتره قرار گرفته است تسمه به کمک آب با فشار 3 اتمسفر خنک مي‌شود. متوسط مصرف آب براي اين منظور 100 ليتر در دقيقه است.
3ـ1ـ3. ريل:
ريل از قطعاتي 3 متري با عرض 07/1 متر تشکيل شده است که به آساني به يکديگر متصل ميشوند حرکت و سرعت دستگاه توسط يک ميله دنده‌دار که در وسط دو ريل نصب شده است، کنترل مي‌شود.
3ـ1ـ4. تابلوي کنترل الکتريکي:
تابلوي کنترل الکتريکي از وسايل اندازه‌گيري و کنترل‌هاي الکترونيکي تشکيل شده است، با اين دستگاه برش‌هاي موازي با عمق 20/1 تا 80/4 متري (بسته به نوع کار) مي‌توان انجام داد. برش‌هايي که ايجاد ميشوند 38 ميلي‌متر عرض دارند. سرعت برش با سنگ مرمريت حدود 4 تا 5 مترمربع در ساعت است.
با دستگاه تسمه الماسه مي‌توان دو برش موازي به فاصله 25/1 تا 60/1 متر بدون جابه‌جايي ريل انجام داد. پس از انجام برش کافي است سيم برش الماسه را از محل‌هاي برش عبور داد و کار را با جدا کردن پله و برش افقي به کمک سيم برس الماسه ادامه داد
4. چگونگي عمليات برش در معادن:
طرز کار سيستم برش به اين طريق است که سيم الماسه داراي 25 تا 35 متر بسته به (ميزان سطح بريده شده) به‌وسيله يک وينچ با قرقره راهنما در يک جهت معين به‌طور دائم روي سنگ حرکت مي‌کند و در سنگ شياري ايجاد مي‌کند و به اين وسيله سنگ بريده مي‌شود. براي اين منظور ابتدا در سنگ دوچال عمود بر هم که محدوده بلوک را تشکيل مي‌دهد حفر مي‌کنند و سيم الماسه را از آن عبور مي‌دهند براي اينکه سيم الماسه از داخل چالهاي عمود بر هم عبور کند ابتدا يک کلاف از طناب به سر سيم بسته و آن را از بالا به داخل چال عمودي مي‌اندازند سپس توسط لوله‌اي که سر آن قلاب قرار دارد، کلاف طناب را بيرون کشيده و در نتيجه سيم را از داخل سوراخ عبور مي‌دهند. سپس به چرخ راهنما يا وينچ وصل مي‌کنند. دستگاه برش در هنگام کار بر روي ريل قرار دارد و با استفاده از امکانات الکترونيکي به‌طور اتوماتيک متناسب با حرکت يا سرعت سيم به عقب کشيده مي‌شود. نيروي کششي در حدود kg 200 -150به سيم وارد مي‌کنند.
نکته‌ای که در اينجا قابل ذکر است ميزان نيروي کششي از طرف دستگاه است در دستگاه‌هاي سيم برش deneti ايتاليا اين نيرو توسط خود دستگاه کنترل شده و هنگامي که سيم به مانعي که در سنگ‌ها وجود دارد، مانند درزه و ناخالصي که از جنس سنگ سخت‌تر است برخورد کند، اين فشار وارد بر سيم کمتر شده و از پارگي سيم جلوگيري مي‌کند.
5. طرز استفاده صحيح از سيم الماسه در معادن:
5ـ1) هم راستايي دقيق ماشين با مسير، برش يکنواختي برش را تضمين مي‌کند. تميز کردن مسير برش (منفي و مثبت 20 سانتي متري در دوطرف سيم ) از ورود خرده سنگ به داخل شکاف به‌وسيله آب جلوگيري مي‌کند و در نتيجه مانع گير کردن سيم مي‌شود.
5ـ2) قبل از وصل کردن سيم بايد آن را به ازاي هر متر (در جهت خلاف عقربه‌هاي ساعت) يکبار تاباند، اين تابيدگي‌ها باعث ميشوند که سيگمنت‌ها در جريان برش حول محور خود بچرخند به ترتيبي که پيرامون آنها به‌طور يکنواخت ساييده شود. (تعداد تابيدگي‌ها به طول سيم بستگي دارد)
5ـ3) اگر دستگاه طوري کار کند که رشته سيم بالايي تحت کشش باشد ،آبپاشي راحتتر خواهد بود.
5ـ4) تعداد نقاط آبپاشي بستگي به جهت برش دارد (توصيه مي‌شود که براي آبرساني به داخل شکاف از لوله مسي به قطر 10 ميلي‌متر که سر آن تخت شده باشد و در مسير برش قرار دارد، استفاده شود)
5ـ5) براي برش افقي توصيه مي‌کنيم از دو قرقره راهنما در نقاط خروجي سيم برش استفاده شود به ترتيبي که از شکم دادن سيم در اثر وزن آن کاسته شود. اگر لازم شد برش متوقف شود، بگذاريد سيم در حالي که ماشين از قبل خاموش شده است چند دقيقه بدون کشش کار کند، به دليل وزن سيم، سيم برش به طرف پايين نفوذ کرده و در نتيجه هرگونه خطر خرد شدن در صورت بلوک منتفي مي‌شود.
5ـ6) در برش قائم تا حد امکان از به کار بردن قرقره راهنما خودداري کنيد تا تنش‌هاي پيچشي غيرلازم در سيم از بين برود.
5ـ7) جلوگيري از پاره شدن سيم بسيار اهميت دارد. بنابراين توصيه مي‌کنيم سرسيم‌ها به‌طور بسيار منظم بازديد و در صورت معيوب بودن تعويض شوند، اين توصيه در معادني که احتمال جابه‌جايي طبيعي بلوک‌ها وجود دارد و ريسک گير کردن سيم بيشتر است، اهميت به‌سزايي دارد.
5ـ8) وقتي ابعاد برش بسيار بزرگ باشد، راه انداختن سيم به‌صورت يک ساعت با استفاده از قرقره‌اي که روي سنگ محکم شده است (تا زماني که گوشه‌ها گرد شوند) آسانتر مي‌شود. اين کار اصطکاک سيم روي سنگ را کم مي‌کند.
5ـ9) چنانچه با استفاده از يک قطعه چوب، تکه سنگ يا لاستيک توپر حرکت سيم را کند کنيم از در رفتن سيم از مسير برش جلوگيري مي‌شود.
5ـ10) اگر سيم دچار تشديد (ناپايداري بسيار شديد) شد، حرکت پيشروي را متوقف کنيد. سيم به روال عادي خود از دور مي‌افتد.
6. عوامل مرثر بر برش سيم الماسه:
پس از حفر چال‌ها سيم الماسه را از چال‌هايي که به هم ارتباط داده شده عبور مي‌دهند و دستگاه برش را براي انجام برش در محل مناسب مستقر مي‌‌كنند. درتعيين اولويت سطح برش بايد به نکات زير توجه کامل كرد:
در صورتي که بلوک داراي شکستگي باشد، احتمال اينکه بلوک روي سيم تکيه كند بيشتر است لذا ابتدا بايد برش افقي کف را انجام داد، سپس سطوح جانبي را برش دهيم و در صورتي‌که سنگ سالم و بدون درزه و شکستگي باشد بهتر است ابتدا يکي از سطوح جانبي را برش دهيم و سپس سطح افقي و در نهايت سطح جانبي ديگر در صورتي‌که برش براي ايجاد دو سطح آزاد، اولين سطحي که مورد برش قرار مي‌گيرد سطح پشتي بوده و براي آسان حرکت کردن سيم الماسه بهتر است با عبور يک رشته سيم بکسل با قطر و مقاومت بيشتر از چال‌ها، چندبار به‌وسيله افراد در داخل چال حرکت داده شود تا شروع برش آسانتر شود.
7. موارديکه باعث پارگي سيم ميشوند:
1. زنگ‌زدگي سيم و پوسيده شدن آن که بايد مرتبا بازديد شود
2. وجود خاک و سنگريزه در مسير برش
3. برخورد با سطوح بسيار سخت در سطح برش
4. انحراف داشته سيم برش
5. زاويه بسيار تند در برش
6. زاويه باز در برش و عوامل غيرقابل پيش‌بيني در برش مثل تغيير ناگهاني ولتاژ ـ آمپر ـ نقص فني دستگاه برش ـ برخورد لايه گلي به سيم در سطح برش
7. داغ شدن سيم به علت نرسيدن آب به سيگمنت‌ها
8. سرعت برش بالاتر از حد استاندارد
8. نتيجه‌گيری:
در پايان مي‌توان نتيجه‌گيري كرد که سيم برش الماسه نسبت به آتشباري مزايايي دارد که به شرح ذيل است:
1. بدون سر و صدا عمل مي‌کند
2. ضايعات سنگ تا حد ضخامت برش (يک سانتي متري) کاهش مي‌يابد
3. از لحاظ تئوريک محدوديتي براي ارتفاع برش وجود ندارد
4. سيم الماسه قادر است در تمام طول شيفت کار برش را بدون توقف ادامه دهد بدون اينکه حضور دائمي اپراتور ضروري باشد
5. استفاده از سيم الماسه سبب بهبود کيفيت و نتيجتا افزايش ارزش سنگ مي‌شود در سطوحي که با سيم برش بريده ميشوند، ناخالصی‌های رنگ مشخص‌تر مي‌شود. اگر ناخالصی پيدا نشود، توليدکنندگان سنگ پول بيشتري براي سنگ مي‌پردازند.
همچنين عمليات تکميلي در سنگي که به‌صورت بلوک مکعبي استخراج شود آسانتر است و در نتيجه قيمت سنگي که با سيم برش الماسه به‌صورت بلوک در دو يا سه جبهه کار استخراج شده است، 15 تا 25 درصد بيشتر از سنگ‌هاي ديگر بوده است.
6. پرتاب سنگ در سيم الماسه وجود ندارد.