淺析除鐵設(shè)備的比較與選用

點(diǎn)擊數(shù)：93172011-05-16 20:00:36　來(lái)源：http://toppallet.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(wèn)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(wèn)題，而原材料及加工過(guò)程中鐵及鐵磁性雜質(zhì)的排出則是解決上述問(wèn)題的重要途徑。陶瓷原料隨著多年的過(guò)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(lái)愈高形成強(qiáng)烈的反差，這就迫使建材企業(yè)要加大投入來(lái)解決原材料的除鐵問(wèn)題，但從另一個(gè)角度講除鐵的投入對(duì)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(jìn)行整體規(guī)劃，科學(xué)合理地投入，以達(dá)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(chǎng)強(qiáng)表場(chǎng)　、高的磁場(chǎng)梯度、盡可能長(zhǎng)的磁化流程、合理的工作溫度、合理的流速、及時(shí)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(guò)二類：一種是運(yùn)用表磁，低梯度磁場(chǎng)的；另一種是運(yùn)用空間磁場(chǎng)及軟磁介質(zhì)，高梯度磁場(chǎng)的，下面我們來(lái)一一分析介紹。 

      一、表磁、低梯度磁場(chǎng)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(yùn)用永磁體表面剩磁或擠壓的表磁場(chǎng)進(jìn)行工作，因而磁場(chǎng)梯度低。表磁除鐵又可細(xì)分為： 

      １、軸向充磁永磁棒  
       它是運(yùn)用軸向充磁的圓柱形磁體同極擠壓將磁場(chǎng)通過(guò)極片擠出。它的工作磁場(chǎng)呈圓環(huán)形，沿軸向每隔１５～１８㎜形成一個(gè)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(qiáng)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(shí)存在一個(gè)誤區(qū)，即認(rèn)為表磁愈高愈好。其實(shí)一定牌號(hào)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(gè)主要因素，所以有的企業(yè)買磁棒時(shí)表磁比較高，但時(shí)間不長(zhǎng)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(gè)合理、經(jīng)濟(jì)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(gè)合理、經(jīng)濟(jì)、安全的選擇，也保證了一定的使用壽命。  
磁棒使用的主要問(wèn)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(shí)，節(jié)圓處表磁６０００Ｇｓ左右，１７～１８㎜／節(jié)時(shí)，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(shí)，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(shí)清洗。  
      ｂ、排列辦法：①臥式橫排：一般可以是兩層，由于放漿時(shí)漿液高度大于磁棒磁場(chǎng)作用范圍，再來(lái)磁棒槽太長(zhǎng)不能及時(shí)清洗，所以有的企業(yè)用４００～５００條效果也不滿意。②臥式交錯(cuò)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(wú)磁場(chǎng)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(gè)原因，如果用人工很難及時(shí)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(cuò)排列：這是一種較為合理的排列辦法，漿料在交錯(cuò)的梳狀排列的磁棒中流動(dòng)，迫使?jié){料不斷地改變流動(dòng)方向，使磁性微粒被磁棒吸住的機(jī)會(huì)大增加。這種排列加上及時(shí)清洗就可用數(shù)量不多的磁棒達(dá)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(jī)，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(gè)工人即可管理除鐵與振篩了，除鐵效果可達(dá)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(shí)清洗可生產(chǎn)高質(zhì)量的瓷磚，這就催生出手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)磁棒清洗式除鐵機(jī)，磁棒式自動(dòng)除鐵機(jī)每臺(tái)機(jī)用數(shù)十條磁棒除鐵，用多臺(tái)串聯(lián)使用，方可達(dá)到除鐵效果，可連續(xù)除鐵工作，減少人工的費(fèi)用。半自動(dòng)的磁棒機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單投入少、效果好、故障少、根據(jù)產(chǎn)量與質(zhì)量變動(dòng)可靈活調(diào)整磁棒數(shù)量、使用靈活得到用戶的好評(píng)。陶瓷生產(chǎn)企業(yè)可對(duì)磁棒槽，半自動(dòng)磁棒除鐵機(jī)和全自動(dòng)磁棒除鐵機(jī)進(jìn)行比較加以選用。以２５×４００磁棒２５０支為例，磁棒槽、半自動(dòng)磁棒除鐵機(jī)、全自動(dòng)磁棒除鐵機(jī)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(chǎng)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(yùn)用的磁場(chǎng)是分布在平行于軸線上二條相對(duì)的圓周面上的直線磁場(chǎng)，其表面場(chǎng)強(qiáng)６５００Ｇｓ，但有效工作面積為軸向充磁磁棒的二分之一。也有運(yùn)用徑向充磁生產(chǎn)除鐵機(jī)的，但有效作用面較低，所以效果有待進(jìn)一步觀察。  
      ３、滾筒式除鐵機(jī)：永磁滾筒式除鐵機(jī)是一種弱磁性除鐵機(jī)，其特點(diǎn)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(qiáng)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(lái)除鐵，但現(xiàn)在已基本退出陶瓷生產(chǎn)行業(yè)。 

      二、空間磁場(chǎng)除鐵機(jī)  
      顧名思義它就是在工作空間分布著相對(duì)均勻的磁場(chǎng)，而其中的軟磁介質(zhì)則起著聚磁、增磁與產(chǎn)生高的磁場(chǎng)梯度的作用。由于磁場(chǎng)力等于磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)梯度的乘積，所以在磁場(chǎng)強(qiáng)度不變的情況下，提高磁場(chǎng)梯度就可提高磁場(chǎng)力，而市面一般的電磁除鐵機(jī)其背景場(chǎng)強(qiáng)為１０００ Ｇｓ左右，由于介質(zhì)、藕片的作用產(chǎn)生了高的磁場(chǎng)梯度，故也有一定的除鐵效果。目前用于空間磁場(chǎng)的除鐵機(jī)主要有：  
     １、高梯度電磁除鐵機(jī)：電磁除鐵機(jī)在陶瓷行業(yè)使用的多數(shù)是直流電在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生中空恒定的磁場(chǎng)來(lái)進(jìn)行工作的。通常在中空磁場(chǎng)中放置軟磁的藕片可起聚磁和提高磁場(chǎng)梯度而達(dá)到提高磁力的結(jié)果。對(duì)電磁除鐵機(jī)而言，主要參數(shù)是背景場(chǎng)強(qiáng)和工作場(chǎng)強(qiáng)，背景場(chǎng)強(qiáng)是指在磁場(chǎng)的幾何中心處不加軟磁介質(zhì)時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)，通常可用特斯拉計(jì)準(zhǔn)確測(cè)出。而工作場(chǎng)強(qiáng)在加入介質(zhì)后幾何中心的場(chǎng)強(qiáng)，一般不易測(cè)得，按經(jīng)驗(yàn)為背景場(chǎng)強(qiáng)的１．５～２．５倍。從目前陶瓷行業(yè)使用的電磁除鐵機(jī)實(shí)測(cè)的背景場(chǎng)強(qiáng)為：８００～１５００Ｗ時(shí)約為７００～１２００Ｇｓ；３．５～５ｋＷ時(shí)約為１５００～１８００ Ｇｓ１３ｋＷ時(shí)約為３５００ Ｇｓ。所以目前陶瓷行業(yè)使用的高梯度電磁除鐵機(jī)背景場(chǎng)強(qiáng)在７００～３５００ Ｇｓ左右，而工作場(chǎng)強(qiáng)為１４００～７０００Ｇｓ左右。磁電是一門邊緣學(xué)科，它的設(shè)計(jì)涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的知識(shí)。目前電磁除鐵機(jī)設(shè)計(jì)方面存在一些不足，依筆者實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得出：要產(chǎn)生３５００Ｇｓ的背景場(chǎng)強(qiáng)，則勵(lì)磁功率應(yīng)在７ｋＷ左右。據(jù)了解目前使用電磁除鐵機(jī)一般清洗周期為１～４小時(shí)，從泥漿含鐵量知：如果電磁除鐵機(jī)除鐵效果較好，必然要求頻繁地清洗５～１０分鐘　，否則就會(huì)被鐵磁雜質(zhì)塞住，而實(shí)際情況正好相反。電磁除鐵機(jī)如果設(shè)計(jì)合理，就取決于其背景場(chǎng)強(qiáng)——即勵(lì)磁功率——機(jī)器的成本和能耗。所以目前小功率電磁除鐵機(jī)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(qiáng)磁永磁王除鐵機(jī)：佛山市達(dá)威磁電設(shè)備有限公司目前生產(chǎn)的高梯度強(qiáng)磁永磁王除鐵機(jī)采用閉合短磁路設(shè)計(jì)，采用高性能磁材和能產(chǎn)生高梯度磁場(chǎng)的軟磁介質(zhì)。工作腔背景場(chǎng)強(qiáng)為３０００～１５０００Ｇｓ，有０．１～２５ｔ／ｈ的處理量，控制有手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)。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(jī)不僅能除機(jī)械鐵，由于介質(zhì)產(chǎn)生極高的磁場(chǎng)梯度還可除去部分氧化鐵，對(duì)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(duì)氧化鐵的去除也較其它除鐵機(jī)好，其效果是磁棒和小功率電磁除鐵機(jī)達(dá)不到的。   
      對(duì)于近年來(lái)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(lái)有玉的感覺(jué)，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(jī)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(gè)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(wèn)題，我們采用的是兩級(jí)除鐵，第一級(jí)粗除采用常規(guī)的磁棒槽，盡可能多地將機(jī)械鐵排除，然后采用達(dá)威磁電設(shè)備有限公司的高梯度強(qiáng)磁永磁王除鐵機(jī)將泥漿里的細(xì)小機(jī)械鐵和部分氧化鐵排除，以達(dá)到高質(zhì)量的除鐵目的，實(shí)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(wàn)。但除鐵設(shè)備的基本要求是萬(wàn)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(chǎng)強(qiáng)度、高的磁場(chǎng)梯度，合理的流速、流程和及時(shí)的清洗，節(jié)能、安全、操作方便，就是好的除鐵設(shè)備。