淺析除鐵設(shè)備的比較與選用

點擊數(shù)：93192011-05-16 20:00:36　來源：http://looyou.com.cn

建材、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)都存在原材料需要除鐵的問題，尤其是建材行業(yè)各種拋光磚、衛(wèi)生潔具、瓷片、日用瓷、仿古磚的表面質(zhì)量都或多或少存在色斑、針孔、色澤不均、白度的問題，而原材料及加工過程中鐵及鐵磁性雜質(zhì)的排出則是解決上述問題的重要途徑。陶瓷原料隨著多年的過度開采，優(yōu)質(zhì)原料逐步枯竭，與產(chǎn)品表面質(zhì)量要求愈來愈高形成強烈的反差，這就迫使建材企業(yè)要加大投入來解決原材料的除鐵問題，但從另一個角度講除鐵的投入對表面質(zhì)量的提高有四兩撥千斤的效果。企業(yè)提高除鐵效果，并不是投入越大效果越好，這應(yīng)根據(jù)企業(yè)原材料狀況、質(zhì)量要求、產(chǎn)量進行整體規(guī)劃，科學(xué)合理地投入，以達事半功倍的效果。  
    
      除鐵設(shè)備種類繁多，但基本要求是一致的。即合理的背景場強表場　、高的磁場梯度、盡可能長的磁化流程、合理的工作溫度、合理的流速、及時的清洗、節(jié)能、安全、方便操作。除鐵設(shè)備的分類不盡相同，但我認(rèn)為：從其本質(zhì)分不過二類：一種是運用表磁，低梯度磁場的；另一種是運用空間磁場及軟磁介質(zhì)，高梯度磁場的，下面我們來一一分析介紹。 

      一、表磁、低梯度磁場除鐵  
      大多數(shù)企業(yè)使用的磁棒、磁板、滾筒式除鐵設(shè)備，它們的原理都是運用永磁體表面剩磁或擠壓的表磁場進行工作，因而磁場梯度低。表磁除鐵又可細(xì)分為： 

      １、軸向充磁永磁棒  
       它是運用軸向充磁的圓柱形磁體同極擠壓將磁場通過極片擠出。它的工作磁場呈圓環(huán)形，沿軸向每隔１５～１８㎜形成一個磁性工作圓環(huán)，磁材一般用Ｎ３５，磁體節(jié)圓處表磁為７５００Ｇｓ，磁棒外徑通常為２５、３２。整條磁棒強磁表積約為總面積的１／６，而表磁在空間衰減很快，例如材質(zhì)為Ｎ３５的２５磁棒節(jié)圓處表磁為８０００Ｇｓ，則在離開節(jié)圓１毫米處的空間約為６５００Ｇｓ左右。一般而言磁棒越粗，在空間衰減越小，這也是選 用粗磁棒的原因之一。在選擇磁棒時存在一個誤區(qū)，即認(rèn)為表磁愈高愈好。其實一定牌號的磁材它的性能是一定的，若要片面追求表磁則可能犧牲其它指標(biāo)，如矯頑力，它是磁材使用壽命的一個主要因素，所以有的企業(yè)買磁棒時表磁比較高，但時間不長表磁就低了很多，除鐵效果也差了。所以磁棒的幾何尺寸及表磁都有一個合理、經(jīng)濟的選擇。例如Ｎ３５磁材磁棒一般用２５、３２即可，不必追求大直徑，磁棒節(jié)圓處表磁為７５００Ｇｓ左右是一個合理、經(jīng)濟、安全的選擇，也保證了一定的使用壽命。  
磁棒使用的主要問題：
      １　磁棒的節(jié)圓數(shù)和節(jié)圓處表磁：例如Ｎ３５、２５磁棒，１４～１５㎜／節(jié)時，節(jié)圓處表磁６０００Ｇｓ左右，１７～１８㎜／節(jié)時，節(jié)圓處表磁７５００Ｇｓ左右是比較合理的。
       ２　磁棒的數(shù)量與排列辦法
       ａ、磁棒的數(shù)量包括節(jié)圓數(shù)和直徑　決定了吸鐵的有效面積，這應(yīng)根據(jù)原料含鐵量、流量、產(chǎn)品質(zhì)量要求及磁棒清洗的頻率而定。作為磁棒的表磁７５００Ｇｓ左右，原料中檔，產(chǎn)量２５～３０ｔ／ｈ漿料，只要磁棒排列合理，清洗及時，用２５×４００的磁棒２５０支左右就可以生產(chǎn)高檔拋光磚了，關(guān)鍵是如何排列和保證及時清洗。  
      ｂ、排列辦法：①臥式橫排：一般可以是兩層，由于放漿時漿液高度大于磁棒磁場作用范圍，再來磁棒槽太長不能及時清洗，所以有的企業(yè)用４００～５００條效果也不滿意。②臥式交錯排列：沉井式，這種辦法比臥式橫排要好一些，但也存在相當(dāng)多的無磁場作用的空間，這種沉井式槽許多企業(yè)用磁棒如２５×５００  １０００條左右，清洗用高壓水，如果用高壓水表磁為７５００Ｇｓ的磁棒很難沖干凈，且高壓水的高頻沖擊也是造成磁棒退磁的一個原因，如果用人工很難及時清洗。所以目前有的工廠每條槽雖有上千條磁棒但是產(chǎn)品的表面仍然存在較多的鐵斑。③豎直交錯排列：這是一種較為合理的排列辦法，漿料在交錯的梳狀排列的磁棒中流動，迫使?jié){料不斷地改變流動方向，使磁性微粒被磁棒吸住的機會大增加。這種排列加上及時清洗就可用數(shù)量不多的磁棒達到理想除鐵的效果。我們將磁棒安裝成多條一組，并配有專用清洗機，每次可清洗一組或多組磁棒，提高了清洗的效率，一條３００支磁棒的槽，僅用一個工人即可管理除鐵與振篩了，除鐵效果可達到目前優(yōu)質(zhì)拋光磚的表面質(zhì)量。  
      ３　磁棒除鐵設(shè)備的比較  
      磁棒的合理排列與及時清洗可生產(chǎn)高質(zhì)量的瓷磚，這就催生出手動、半自動、全自動磁棒清洗式除鐵機，磁棒式自動除鐵機每臺機用數(shù)十條磁棒除鐵，用多臺串聯(lián)使用，方可達到除鐵效果，可連續(xù)除鐵工作，減少人工的費用。半自動的磁棒機結(jié)構(gòu)簡單投入少、效果好、故障少、根據(jù)產(chǎn)量與質(zhì)量變動可靈活調(diào)整磁棒數(shù)量、使用靈活得到用戶的好評。陶瓷生產(chǎn)企業(yè)可對磁棒槽，半自動磁棒除鐵機和全自動磁棒除鐵機進行比較加以選用。以２５×４００磁棒２５０支為例，磁棒槽、半自動磁棒除鐵機、全自動磁棒除鐵機設(shè)備一次投入資金的比例為１：１．５：３．５。 

       ２、徑向充磁永磁除鐵棒  
      在目前市場上有少數(shù)工廠用徑向充磁的圓柱形磁材生產(chǎn)除鐵棒。徑向充磁的磁材其可運用的磁場是分布在平行于軸線上二條相對的圓周面上的直線磁場，其表面場強６５００Ｇｓ，但有效工作面積為軸向充磁磁棒的二分之一。也有運用徑向充磁生產(chǎn)除鐵機的，但有效作用面較低，所以效果有待進一步觀察。  
      ３、滾筒式除鐵機：永磁滾筒式除鐵機是一種弱磁性除鐵機，其特點是作用面積大，深度較好，表磁較低約３０００Ｇｓ左右　，適合于礦山、建材等物料強磁大顆粒鐵磁雜質(zhì)的分選，由于陶瓷行業(yè)可選的除鐵設(shè)備太少，所以也有使用它來除鐵，但現(xiàn)在已基本退出陶瓷生產(chǎn)行業(yè)。 

      二、空間磁場除鐵機  
      顧名思義它就是在工作空間分布著相對均勻的磁場，而其中的軟磁介質(zhì)則起著聚磁、增磁與產(chǎn)生高的磁場梯度的作用。由于磁場力等于磁場強度與磁場梯度的乘積，所以在磁場強度不變的情況下，提高磁場梯度就可提高磁場力，而市面一般的電磁除鐵機其背景場強為１０００ Ｇｓ左右，由于介質(zhì)、藕片的作用產(chǎn)生了高的磁場梯度，故也有一定的除鐵效果。目前用于空間磁場的除鐵機主要有：  
     １、高梯度電磁除鐵機：電磁除鐵機在陶瓷行業(yè)使用的多數(shù)是直流電在勵磁繞組中產(chǎn)生中空恒定的磁場來進行工作的。通常在中空磁場中放置軟磁的藕片可起聚磁和提高磁場梯度而達到提高磁力的結(jié)果。對電磁除鐵機而言，主要參數(shù)是背景場強和工作場強，背景場強是指在磁場的幾何中心處不加軟磁介質(zhì)時的場強，通常可用特斯拉計準(zhǔn)確測出。而工作場強在加入介質(zhì)后幾何中心的場強，一般不易測得，按經(jīng)驗為背景場強的１．５～２．５倍。從目前陶瓷行業(yè)使用的電磁除鐵機實測的背景場強為：８００～１５００Ｗ時約為７００～１２００Ｇｓ；３．５～５ｋＷ時約為１５００～１８００ Ｇｓ１３ｋＷ時約為３５００ Ｇｓ。所以目前陶瓷行業(yè)使用的高梯度電磁除鐵機背景場強在７００～３５００ Ｇｓ左右，而工作場強為１４００～７０００Ｇｓ左右。磁電是一門邊緣學(xué)科，它的設(shè)計涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的知識。目前電磁除鐵機設(shè)計方面存在一些不足，依筆者實際經(jīng)驗得出：要產(chǎn)生３５００Ｇｓ的背景場強，則勵磁功率應(yīng)在７ｋＷ左右。據(jù)了解目前使用電磁除鐵機一般清洗周期為１～４小時，從泥漿含鐵量知：如果電磁除鐵機除鐵效果較好，必然要求頻繁地清洗５～１０分鐘　，否則就會被鐵磁雜質(zhì)塞住，而實際情況正好相反。電磁除鐵機如果設(shè)計合理，就取決于其背景場強——即勵磁功率——機器的成本和能耗。所以目前小功率電磁除鐵機的先天不足，使它只適合于小流量、質(zhì)量要求一般的產(chǎn)品生產(chǎn)。     
      ２、高梯度強磁永磁王除鐵機：佛山市達威磁電設(shè)備有限公司目前生產(chǎn)的高梯度強磁永磁王除鐵機采用閉合短磁路設(shè)計，采用高性能磁材和能產(chǎn)生高梯度磁場的軟磁介質(zhì)。工作腔背景場強為３０００～１５０００Ｇｓ，有０．１～２５ｔ／ｈ的處理量，控制有手動、半自動、全自動。已廣泛用于衛(wèi)生潔具、日用陶瓷、瓷片、防古磚、食品、塑料行業(yè)。經(jīng)廠家使用反映，該機不僅能除機械鐵，由于介質(zhì)產(chǎn)生極高的磁場梯度還可除去部分氧化鐵，對于釉、坯漿、水煤漿除鐵效果較理想，經(jīng)部分高嶺土生產(chǎn)企業(yè)使用，對氧化鐵的去除也較其它除鐵機好，其效果是磁棒和小功率電磁除鐵機達不到的。   
      對于近年來出現(xiàn)的高檔拋光磚為聚晶微粉，它加工瓷磚后的效果是高通透，看起來有玉的感覺，這種產(chǎn)品首先選料極其考究，工藝也十分復(fù)雜，而且材料的除鐵非常關(guān)鍵，它不僅要除凈機械鐵，并且要盡可能多地除去氧化鐵，這樣燒出的磚才能晶瑩剔透如玉一般。筆者曾同數(shù)個有影響的聚晶微粉磚生產(chǎn)企業(yè)探討并著手解決這類問題，我們采用的是兩級除鐵，第一級粗除采用常規(guī)的磁棒槽，盡可能多地將機械鐵排除，然后采用達威磁電設(shè)備有限公司的高梯度強磁永磁王除鐵機將泥漿里的細(xì)小機械鐵和部分氧化鐵排除，以達到高質(zhì)量的除鐵目的，實踐證明這種方法是目前行之有效的高效高精度除鐵方法。  
      
      綜上所述，除鐵辦法各種多樣，本文可能掛一漏萬。但除鐵設(shè)備的基本要求是萬變不離其中，即根據(jù)企業(yè)原材料狀況、產(chǎn)量及質(zhì)量要求，選擇合理的磁場強度、高的磁場梯度，合理的流速、流程和及時的清洗，節(jié)能、安全、操作方便，就是好的除鐵設(shè)備。