(高效立环高效高梯度磁选机的研制及应用.docVIP

高效立环高梯度强磁选机的研制及应用 （岳阳职业技术学院机电工程系，岳阳大力神电磁机械有限公司） [摘要]：采用有限元分析法和先进的电磁设计技术，研制的大型立环脉动高梯度磁选机，具有背景磁场大，立环磁介质场强梯度高，选矿效率、设备作业率和自动化程度高，电耗低的优点，用于铁矿、分选均可获得优良的技术指标。 [关键词]：背景磁场，磁场梯度，搓齿棒，磁选机 朗读 显示对应的拉丁字符的拼音 朗读 显示对应的拉丁字符的拼音 目前中国铁矿石立环高梯度磁选机可广泛应用于赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、钛铁矿等弱磁性矿物的分选，以及石英、长石、霞石、萤石、硅线石、锂辉石、高岭土等非金属矿物的除铁提纯。岳阳大力神电磁机械有限公司在自有电磁技术基础上，开展了对立环高梯度磁选机的背景磁场，高梯度磁场的优化设计，提高对弱磁性矿物的分选能力，扩大立环高梯度磁选机的应用范围，降低生产成本，经济效益。 一DLS系列磁选机结构 DLS立环脉动高梯度磁选机主要由高频振动机构、激磁线圈、铁轭、转环、液位自动平衡系统、控制屏以及各种矿斗、供水冲洗装置等组成，其中转环内装有自主权知识产权的导磁介质盒；其工作原理是利用矿物的导磁性差异，通过磁力、脉动流体力和重力的综合力场的作用，实现将弱磁性矿物和非磁性矿物的分离。在研制DLS磁选机的过程中，总结了现有立环脉动高梯度磁选机成功经验，对磁路进行了优化设计，研制而成的立环高梯度磁选机具有自主知识产权，技术性能处于领先地位，其外形见图1，主要技术参数见表1。同时完善了机电控制功能，提升了设备的选矿性能。 1．高频振动机构；2．下铁；3．励磁线圈；4．转环；5．上铁；6．给矿斗；7．漂洗水斗；8.精矿斗；9．中矿斗；10．尾矿斗；11液位箱；12．精矿冲洗装置；13．转环驱动机构；14机架 F－给矿；W一清水；C一精矿；M一中矿；T－尾矿 图1。 “磁神”牌大型高效立环高梯度磁选机结构图 表1? DLS-2500磁选机主要技术参数 项目 指标 项目 指标 转环直径 （mm） 2500 激磁功率（kW） 0～63 转环转速 （r/min） 0～4 转环电动机功率（kW） 11 给矿粒度 （mm） 0～1.3 脉动电动机功率（kW） 11 给矿浓度 （%） 10～40 脉动冲程 （mm） 0～0 矿浆通过能力（m3/h） 180～50 脉动冲次 （r/min） 0～00 干矿处理量 （t/h） 80～50 供水压力 （mpa） 0.2～0.4 背景场强（T） 0～1.2 耗水量 （m3/h） 200～400 激磁电流（A） 0～1400 冷却水水量（m3/h） 5～6 激磁电压（V） 0～45 2． 背景场强设计 ?背景磁场由一组线圈产生，即线圈、磁选机的相关尺寸，ANSYS有限元计算了磁体和线圈中心部位的磁场分布。立环脉动高梯度磁选机磁体的环形区域中心切面上磁场分布情况图示2，通过提取中心切面上每个节点上的磁场强度值，得到中心磁场强度在为1.3T以上。而磁体内铁轭、铁芯及磁极上的磁场分布情况如图3 图1 三维实体模型 图2。中心切面上的磁场云图 图3。 磁场分布云图 从图示结果可以看出，铁芯及磁极上的磁场强度已接近所选用材料的磁饱和强度，尤其是铁芯。如果要增大中心磁场强度，这样会增大磁路上的磁阻，但可以适当增加铁芯截面积并减小线圈截面。因此，在设计磁路时除了线圈的安匝数外，铁芯截面积、线圈截面、材料的磁饱和强度都会影响中心磁场强度。在优化设计时磁饱和强度的材料，而线圈采用长方形，中心平面与立环相切，铁芯截面积大，磁路的气隙磁阻小，漏磁少，立环磁选区大，单个线圈所需安匝数小，磁路中产生的磁场最大。 通过优化磁系设计、减少漏磁、降低了激磁电流，提高电效率，使设备具有良好的激磁性能。DLS-200、DLS-250、DLS-300系列结构合理，磁极气隙中心强度理论计算可以达到1.3T(13000GS)以上。同时采用低电压大电流激磁，有利于提高激磁线圈的安全可靠性。 在制造工艺方面激磁线圈采用空心铜管绕制，匝之间用环氧树脂填充固定，水内冷散热，冷却水直接贴着铜管内壁流动，散热效率高。此外，冷却水可以自动监控，水流速较高，微细泥沙不易沉淀，可保证激磁线圈长期稳定工作。 3． 高梯度磁场设计 粒状物料流有吸附作用。最初采用球状，而后是圆棒状，其表面是凸面，磁化后表面磁力线是发散的，与流动的粒状物料流接触时阻力小，从力学的角度分析，需要较大吸力才能吸附隹粒状物料。高效立环脉动高梯度磁选机采用搓齿棒作搓齿棒表面形状为凹面。ANSYS有限元分析了搓齿棒与圆柱棒的表面磁场差异。分析时为建模方便，将搓齿棒放在一已知磁场强度为1.2T的匀场中进行二维建模计算。磁矢量方