Дискове та алмазно-канатне різання гранітів: порівняння технологій для промислової ефективності

Мельничук, П.П.; Леонець, І.В.; Коваленко, Я.П.; Микитенко, С.В.; Melnychuk, P.P.; Leonets, I.V.; Kovalenko, Y.P.; Mykytenko, S.V.

Дискове та алмазно-канатне різання гранітів: порівняння технологій для промислової ефективності

Мельничук, П.П.; Леонець, І.В.; Коваленко, Я.П.; Микитенко, С.В.; Melnychuk, P.P.; Leonets, I.V.; Kovalenko, Y.P.; Mykytenko, S.V.

URI: https://eztuir.ztu.edu.ua/123456789/9032

Дата: 2025

Анотація:

У статті здійснено комплексний порівняльний аналіз дискового та алмазно-канатного різання гранітів, зосереджуючись на критеріях швидкості, енергоефективності, експлуатаційних витрат та собівартості. Дослідження проведено в контексті сучасних викликів каменеобробної промисловості, що зумовлені зростанням попиту на натуральний камінь (ринок зростає з 42,04 млрд дол. США у 2024 р. до прогнозованих 43,69–85,09 млрд дол. США у 2025 р.), посиленням екологічних вимог та необхідністю оптимізації ресурсів. Порівняння базується на стандартизованих показниках: швидкість різання (м²/год), енергоефективність (кВт•год/м²), експлуатаційні витрати ($/м²) та собівартість ($/м²). Дискове різання демонструє вищу швидкість (до 3,5 м²/год), особливо для малих і середніх блоків, завдяки безперервному контакту інструменту та швидкості подачі (50–100 мм/с). Алмазно-канатне різання (2,25 м²/год) ефективніше для великих блоків завдяки гнучкості канату та меншій товщині пропилу (7–12 проти 12–18 мм для дисків), що знижує втрати матеріалу (30 % проти 40 %) та відхилення від вертикальності (±1 проти ±3 мм). Енергоефективність канатного методу вища (6–8 проти 12–15 кВт год/м²), а витрати на воду менші (15–20 проти 60–80 л/хв). Собівартість канатного різання нижча (3,0–3,5 $/м²) завдяки меншим втратам матеріалу та енергії, тоді як дискове різання більш економне для малих обсягів через нижчі витрати на інструменти (0,7–1,1 $/м²). Результати свідчать, що дискове різання доцільне для швидкісного масового виробництва, а алмазно-канатне – для великих блоків, де пріоритетом є економія сировини та екологічність. Дослідження пропонує рекомендації щодо оптимізації технологічних режимів, що сприяють зниженню витрат на 18–40 % та підвищенню конкурентоспроможності галузі на глобальному ринку.

Анотація (англ.):

The article presents a comprehensive comparative analysis of disk sawing and diamond-wire sawing of granite, focusing on criteria such as cutting speed, energy efficiency, operating costs, and unit cost. The study is conducted in the context of current challenges facing the stone-processing industry, driven by the growing demand for natural stone (the market is expected to rise from USD 42,04 billion in 2024 to USD 43,69–85,09 billion in 2025), stricter environmental requirements, and the need for resource optimization. The comparison is based on standardized indicators: cutting speed (m²/h), energy efficiency (kWh/m²), operating costs ($/m²), and unit cost ($/m²). Disk sawing demonstrates higher speed (up to 3,5 m²/h), particularly for small and medium blocks, due to continuous tool contact and feed rates (50–100 mm/s). Diamond-wire sawing (2,25 m²/h) is more efficient for large blocks thanks to the wire’s flexibility and smaller kerf thickness (7–12 mm vs. 12–18 mm for disks), which reduces material losses (30 % vs. 40 %) and deviations from verticality (±1 mm vs. ±3 mm). The wire method also offers higher energy efficiency (6–8 kWh/m² vs. 12–15 kWh/m²) and lower water consumption (15–20 L/min vs. 60–80 L/min). The unit cost of wire sawing is lower ($3,0–3,5/m²) due to reduced material and energy losses, while disk sawing is more economical for small-scale production thanks to lower tool costs (0,7–1,1 $/m²). The results indicate that disk sawing is suitable for high-speed mass production, while diamond-wire sawing is preferable for large blocks where raw material savings and environmental sustainability are priorities. The study also provides recommendations for optimizing technological regimes, leading to cost reductions of 18–40 % and enhancing the competitiveness of the industry in the global market.

Показати повний опис матеріалу