【正文】 干式磁選機磁系設(shè)計 I 干式磁選機磁系設(shè)計 目 錄 1 材料與測試方法 ........................................................................................................ 2 測試儀器與材料 ..................................................................................................... 2 測試方法 ................................................................................................................. 3 2 測試數(shù)據(jù)與分析 ........................................................................................................ 4 不同極隙寬時磁系的磁場強度與磁場梯度 ......................................................... 4 不同層鐵氧體磁系的磁場強度與磁場梯度 ......................................................... 8 磁塊組退磁系數(shù)的計算 ....................................................................................... 10 不同組合磁系的磁場強度與磁場梯度 ............................................................... 11 減少鍶鐵氧體層的測試 ....................................................................................... 15 磁場力分析 ........................................................................................................... 18 3 磁鐵礦顆粒及其連生體所受比磁力分析 .............................................................. 19 4 磁系設(shè)計方案 .......................................................................................................... 24 5 分選原理 .................................................................................................................. 25 6 設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖 ...................................................................................................... 27 附表 .............................................................................................................................. 28 1 應(yīng)成都利君實業(yè)股份 有限 公司的要求，經(jīng)過雙方充分討論形成了關(guān)于一種干式磁選機磁系的 設(shè)計 方案，并由東北大學(xué)進行相關(guān)測試以確定基本 參數(shù)和 磁系 形式。 在此基礎(chǔ)上由成都利君實業(yè)股份有限公司進行機械設(shè)計，東北大學(xué)提出合理建議。 2 1 材料與 測試 方法 測試 儀器 與 材料 (1)儀器。 HT100G 數(shù)字特斯拉 計 (量程 0~200mT； 0~2T)，測量尺。 (2)材料。 磁塊 測試使用磁性材料 有 Y30BH 鍶鐵氧體磁塊 和 N40 釹鐵硼磁塊。 鍶鐵氧體磁塊 ， 釹鐵硼磁塊均 有 A、 B 兩種 塊型 ， 其 外形尺寸 如圖 1 所示。每組磁極的最上層為 B 型磁塊，可以讓 螺釘頭沉 于 磁塊內(nèi)部。 A 型磁塊 B 型磁塊 圖 1 磁塊外形 圖 鍶鐵氧體和釹鐵硼 磁塊 的性能指標 如 表 1 所示 。由表 1 可見釹鐵硼磁塊 剩余磁感應(yīng)強度 Br不低于 1040kA/m， 磁感應(yīng)強度 矯頑力 Hcb 不低于 950kA/m， 內(nèi)稟矯頑力 Hcj不低于 1110kA/m， 具有較高的磁能積 ， 可以達到 40 MGsOe。 表 1 磁塊 性能 指標 磁塊類型 Br/(kA/m) Hcb/(kA/m) Hcj/(kA/m) (BH)max/MGsOe 鍶鐵氧體磁塊 ≥268 ≥270 ≥290 ≥ 釹鐵硼磁塊 ≥1040 ≥950 ≥1110 ≥40 磁導(dǎo)板 磁導(dǎo)板材料為 DT3， 其 磁 性 參數(shù)如表 2 所示 ， 外形尺寸如圖 2 所示 。 表 2 磁導(dǎo)板的磁性參數(shù) Hc/ (A/m) μm/(Gs/Oe) ≤95 6000 3 圖 2 磁導(dǎo)板的外形尺寸 磁系組裝圖 測試 所用的磁系是用 M8 螺栓將磁塊和 導(dǎo)磁板 在一定 極 隙 寬下 組裝成的四極開放磁系，如圖 3 所示。 螺栓可以在磁導(dǎo)板的通孔內(nèi)移動，改變極隙寬 。 圖 3 磁系組裝圖 測試 方法 將磁極按照一定極隙寬 用螺栓固定在導(dǎo)磁板上，并在磁極中間填充木塊，然后 在水平方向測量磁系的磁極 中心對稱面 、磁極 端 面和極隙 中心對稱面 上不同高度的磁場強度 ， 即測量 圖 3 中 A、 B、 C、 D 四個位置 垂直 方向 0～ 100mm 范圍內(nèi) 的 磁場強度，測量間隔為 5mm。 每個位置 測量 2 次最大值，取平均值為該位置的磁場強度 。 A B C D S N S N 4 2 測試 數(shù)據(jù) 與 分析 不同 極隙寬 時磁系的磁場強度與磁場梯度 在開放磁系中，當(dāng)磁極寬不變 時 ，極隙寬的大小，影響著磁場強度 沿 垂直 方向的變化 ，因此影響磁場 特性。為保證極隙寬 對 磁場特性影響 的普遍性，對 8 層鍶鐵氧體磁系不同極隙寬 時 磁場特性進行測試 。 4 層鍶鐵氧體磁系 不同 極隙 寬 條件 下， 4 層鍶鐵氧體磁系 的 磁極中心對稱面與極 隙 中心 對稱面的 磁場強度 隨 高度變化 的 曲線 如圖 4 所示 。 從圖 4 中可見 ， 極隙寬 25mm 時磁極中心對稱面 的磁場強度僅在磁系表面 附近 略大于極隙寬 50mm 時磁極中心對稱面 的磁場強度 ；在磁系表面， 極隙寬 25mm 時極隙中心對稱面 的磁場強度比極隙寬 50mm 時極隙中心對稱面 的 磁場強度 高 ，但是 ，隨著高度 增加， 差值越來越小 ； 當(dāng) 高度 超過 18mm 時， 極隙寬 50mm 時極隙中心對稱面 的磁場強度大于 極 隙寬 25mm 時極隙中心對稱面 的磁場強度 。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100010020030040050060070080090010001100120013001400150016001700180019002021 磁場強度/Oe高度/ m m 極隙寬2 5 m m 磁極中心對稱面 極隙寬2 5 m m 磁隙中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁極中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁隙中心對稱面 圖 4 不同極隙寬時 4 層 鍶 鐵氧體 磁系的 磁場強度 圖 5為 不同極隙寬的 4層鍶鐵氧體 磁系在磁極中心對稱面 與 極隙 中心 對稱面的 磁場梯度隨 高度 變化 的 曲線 。 由圖 5 可 看出， 在磁系 表面 ， 極隙寬 25mm 時 磁極中心對稱面 的 磁場梯度高于 極隙寬 50mm 時磁極中心對稱面的磁場梯度 ；但是，隨著高度 增加，差值 越來越 小 ；當(dāng) 高度 超過 10mm 時，極隙寬 50mm 時 磁極中心對稱面的磁場 梯度 高 于 極隙寬 25mm 時 磁極中心對 稱面的磁場 梯度 ； 在5~20mm 范圍內(nèi) ， 極隙寬 25mm 時極隙中心對稱面的磁場梯度 明顯高于極隙寬50mm 時極隙中心對稱面的磁場梯度；在超過 20mm 時 ， 極隙寬 50mm 時 極隙 中 5 心對稱面 的磁場梯度 高 于極隙寬 25mm 時極隙 中心對稱面 的磁場梯度。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 1000102030405060708090100 磁場梯度 /(Oe/mm)高度 / m m 極隙寬2 5 m m 磁極中心對稱面 極隙寬2 5 m m 磁隙中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁極中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁隙中心對稱面 圖 5 不同極隙寬時 4 層 鍶 鐵氧體 磁系的 磁場梯度 根據(jù)以上結(jié)果， 極隙寬 50mm 的 4 層鍶鐵氧體磁系 的磁場作用深度 比極隙寬25mm 的 4 層鍶鐵氧體磁系 的磁場作用深度深。 6 層鍶鐵氧體磁系 圖 6為 不同極隙寬的 6層鍶鐵氧體 磁系 的磁極中心對稱面與 極隙 中心 對稱面磁場強度隨 高度變化的曲線 。從圖 6 可以看出， 在 距磁極 表 面 0~20mm 范圍 內(nèi)， 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100010020030040050060070080090010001100120013001400150016001700180019002021 磁場強度/Oe高度/ m m 極隙寬2 5 m m 磁極中心對稱面 極隙寬2 5 m m 磁隙中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁極中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁隙中心對稱面 圖 6 不同極隙寬時 6 層 鍶 鐵氧體 磁系的 磁場強度 6 在 極隙寬 25mm 時和 極隙寬 50mm 時， 磁極中心對稱面的磁場強度幾乎相同 ；在 高度 超過 20mm 時， 極隙 寬 50mm 時 磁極中心對稱面 的磁場強度 高于極隙寬25mm 時磁極中心對稱面的磁場強度 ； 在 距磁極面 0~23mm 范圍內(nèi)，極隙寬 25mm時 極隙 中心對稱面的磁場強度 高 于 極隙寬 50mm 時 極隙中心對稱面的磁場強度 ，但是，隨著高度 增加，差值越來越小 ； 在高度 超過 23mm 時 ，極隙寬 50mm 時極隙 中心對稱面 的磁場強度 高于極隙寬 25mm 時極隙 中心對稱面 的磁場強度 。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100100102030405060708090100 磁場梯度/(Oe/mm)高度/ m m 極隙寬2 5 m m 磁極中心對稱面 極隙寬2 5 m m 磁隙中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁極中心對稱面 極隙寬5 0 m m 磁隙中心對稱面 圖 7 不同極隙寬時 6 層 鍶 鐵氧體 磁系的 場強梯度 在 不同極隙寬 條件 下 ， 6 層鍶鐵氧體磁系 的磁極中心對稱面與 極隙 中心 對稱面 磁場梯度 隨 高度變化的曲線 如圖 7 所示。由圖 7 可看出， 在 極隙寬 25mm 和50mm 時， 磁極中心對稱面 的磁場梯度基本相同；在 0~42mm 范圍 ， 極隙寬 25mm時 極隙 中心對稱面 的磁場梯度 比 極隙寬 50mm 時 極隙 中心對稱面 的磁場梯度 高；在 高度超過 42mm 時， 極隙寬 50mm 時 極隙 中心對稱面 的 磁場梯度 高于 極隙寬25mm 時極隙 中心對稱面 的 磁場梯度 ； 在 0~5mm 范圍 內(nèi) ， 極隙寬 25mm 和 50mm時 極隙 中心對稱面 的磁場梯度都隨高度 增加迅速 增加 ； 極隙寬 25mm 時 極隙 中心對稱面 的磁場梯度 在 10~20mm 為 最 高 值， 之 后 降低 ； 極隙寬 50mm 時 極隙 中心對稱面 的磁場梯度 在 5~20mm 為 最 高 值， 之 后緩慢 降低 。 高度 超過 40mm 以后 ，極隙寬