濕式永磁強(qiáng)磁選機(jī)磁系研究及設(shè)備研制.pdf

1、在永磁設(shè)備研制中,磁系設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,對(duì)分析磁選設(shè)備性能,確定磁系結(jié)構(gòu)參數(shù)、磁場(chǎng)性質(zhì)、磁性顆粒受力情況及機(jī)械結(jié)構(gòu)等起著重要作用。課題針對(duì)目前普通濕式永磁磁選機(jī)磁場(chǎng)強(qiáng)度不高,對(duì)弱磁性礦物粗選、尾礦拋尾以及非金屬除鐵效果不理想,提出了新的磁系機(jī)構(gòu),大大提高了作業(yè)空間內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。同時(shí)對(duì)于磁選機(jī)磁系和機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用多學(xué)科研究,包括磁性材料、復(fù)變函數(shù)、有限元磁場(chǎng)仿真、機(jī)械設(shè)計(jì)、有限元機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、磁選技術(shù)、選礦工藝等,完成了對(duì)稱(chēng)圓角

2、齒極磁場(chǎng)的理論研究和設(shè)備的實(shí)際制造工作,同時(shí)為同類(lèi)磁選設(shè)備研究提供了理論依據(jù),縮短了研發(fā)周期。
　　 課題主要從磁系材料選取、理論計(jì)算、仿真模擬、設(shè)備研制、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、和試驗(yàn)六方面進(jìn)行了研究與分析。
　　 (1)通過(guò)國(guó)內(nèi)外磁性材料的對(duì)比分析,研究不同硬磁和軟磁材料性能,選用NdFeB永磁材料,其表面磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T,磁感應(yīng)矯頑力808KA／m,內(nèi)稟矯頑力為1740KA／m,最大磁能積326-334KJ／m3。該磁性材料

3、較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度、穩(wěn)定的性能和適中的價(jià)格滿(mǎn)足了強(qiáng)磁選機(jī)的設(shè)計(jì)要求。
　　 (2)運(yùn)用復(fù)變函數(shù)解析解法,推導(dǎo)出了對(duì)稱(chēng)圓角齒極的磁場(chǎng)分布規(guī)律,磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為磁場(chǎng)方向,()并繪出了圓齒齒極對(duì)磁場(chǎng)氣隙空間的磁通分布。
　　 (3)運(yùn)用高級(jí)有限元分析軟件ANSYS對(duì)磁系的二維及三維模型進(jìn)行了靜態(tài)磁場(chǎng)分析,得到了磁系的磁力線(xiàn)分布、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、指定路徑磁感應(yīng)強(qiáng)度分布規(guī)律以及三維模型的磁感應(yīng)強(qiáng)度切片。并運(yùn)用參數(shù)化語(yǔ)言APDL編

4、譯了優(yōu)化設(shè)計(jì)程序,可對(duì)不同結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)及材料的磁系進(jìn)行系統(tǒng)的仿真分析。通過(guò)不同的方案進(jìn)行對(duì)比分析,得出最優(yōu)的磁系結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)。在最優(yōu)條件下,對(duì)稱(chēng)圓角齒尖表面理論磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2.31T,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
　　 (4)設(shè)計(jì)制造出了濕式永磁強(qiáng)磁選機(jī)磁盤(pán)單元磁場(chǎng)測(cè)量機(jī)構(gòu)及原理試驗(yàn)機(jī),可對(duì)磁盤(pán)單元進(jìn)行詳細(xì)的磁場(chǎng)測(cè)量和進(jìn)行選別試驗(yàn)；完成了濕式永磁強(qiáng)磁選機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì),對(duì)給礦箱、沖礦管、機(jī)架等主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),使布料更均勻；在礦石接觸的

5、機(jī)體表面粘貼耐磨層,延長(zhǎng)其使用壽命；改進(jìn)磁盤(pán)設(shè)計(jì),增加了分選面積；當(dāng)極距為10mm時(shí),表面磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2.25T;并運(yùn)用COSMOS有限元軟件對(duì)磁盤(pán)、主軸主要部件在受到最大磁場(chǎng)力情況下進(jìn)行了結(jié)構(gòu)受力分析,磁盤(pán)的安全系數(shù)達(dá)到了6.7,達(dá)到了較高的安全系數(shù)和可靠性,同時(shí)還節(jié)省了材料及加工費(fèi)用,滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求,符合礦山實(shí)際生產(chǎn)的需要。
　　 (5)基于VisualBasic對(duì)ANSYS12.0進(jìn)行了永磁場(chǎng)仿真的二次開(kāi)發(fā),并結(jié)合SQL

6、Sever2000數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)了永磁磁選機(jī)磁系優(yōu)化設(shè)計(jì)仿真系統(tǒng),并開(kāi)發(fā)了材料庫(kù)、磁系優(yōu)化設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)輸出等模塊。通過(guò)磁系虛擬優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了永磁磁選機(jī)設(shè)計(jì)及優(yōu)化效率,縮短了設(shè)計(jì)周期、節(jié)約了設(shè)計(jì)試驗(yàn)成本。
　　 (6)應(yīng)用濕式永磁強(qiáng)磁選機(jī)對(duì)鉀長(zhǎng)石除鐵進(jìn)行試驗(yàn)研究,在最佳試驗(yàn)條件下,原礦中Fe2O3含量從0.52％下降到0.17％,精礦產(chǎn)率到達(dá)84.61％,除鐵率達(dá)72.34％。結(jié)果表明該磁選機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,選別指標(biāo)和除鐵效果良好。