CN105327774A - 一种螺旋式磁选机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋式磁选机，包括机座、进料口、选矿腔和尾矿出口管，所述选矿腔的顶端连接一机座，选矿腔上部的一侧设有进料口，上部的另一侧设有冲水装置，所述选矿腔的中下部的一侧设有冲水装置，选矿腔的下部的一侧设有尾矿出口管，下端则连接在机座上，选矿腔内部设有一旋转轴，所述旋转轴的上端固定连接在机座的轴承座上，旋转轴上缠绕有螺旋U形槽。本发明的螺旋式磁选机，结构简单紧凑、占地面积小，主要解决现有磁选机中对一些弱磁性的矿粒回收率低，精矿品位低的问题，提高选矿效率，同时解决磁选机非磁性部位被磁化的问题，提高磁选机的适应能力，增强磁选机的抗腐蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及矿山机械领域，特别涉及一种矿山用的螺旋式磁选机。
背景技术
目前处理磁铁矿型铁矿石所采用的磁选机，普遍为滚筒式磁选机，由于滚筒式磁选机的滚筒需要不停旋转，而滚筒内的磁系须保持固定不动，因此磁系与滚筒内壁之间存在间隙，减弱了滚筒外壁的磁场强度，使磁系的磁能不能得到充分利用。磁选机特别是强磁选机在钛铁矿选矿作业中应用很少，一般仅用弱磁用于钛铁矿物料的除铁，而砂钛矿用螺溜选矿，适应性差、回收率低且精矿品位低，由于钛矿矿粒的弱磁性，一般的磁选机需要通过多次复选后才能达到所选取矿产品质量。另外，矿山用的磁选机的工作环境往往比较恶劣，要求磁选机所用材料必须具有耐腐蚀性能，因此往往采用不锈钢来制造磁选机，但现有用来制造磁选机的不锈钢往往会被磁选机内的磁性材料磁化，磁化后的不锈钢将给磁选机带来很大的麻烦。单相奥氏体型不锈钢具有无磁性，且不会被磁化，近来年被人们大量用于磁选机上，但由于单相奥氏体型不锈钢本身机械性能相对较低，且现有的单相奥氏体型不锈钢为铬锰不锈钢，其对晶间腐蚀开裂的抵抗力较弱，往往抗腐蚀性能不够理想，因此有必要对现有设备进一步完善。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单紧凑、占地面积小的螺旋式磁选机，主要解决现有磁选机中对一些弱磁性的矿粒回收率低，精矿品位低的问题，提高选矿效率，解决磁选机非磁性部位被磁化的问题，同时提高磁选机的适应能力，增强磁选机的抗腐蚀性。
本发明采用的技术方案如下：一种螺旋式磁选机，包括机座、进料口、选矿腔和尾矿出口管，所述选矿腔的顶端连接一机座，选矿腔上部的一侧设有进料口，上部的另一侧设有冲水装置，所述选矿腔的中下部的一侧设有冲水装置，选矿腔的下部的一侧设有尾矿出口管，下端则连接在机座上，选矿腔内部设有一旋转轴，所述旋转轴的上端固定连接在机座的轴承座上，旋转轴上缠绕有螺旋U形槽。
进一步，所述机座通过一轴承座与所述选矿腔固定连接，机座的上端固定连接一减速箱，所述旋转轴的上端深入减速箱里，减速箱带动旋转轴转动，所述减速箱的上端设有一电机，电机带动减速箱内的齿轮转动。
进一步，所述进料口下端设有进料通道，所述进料通道内设有若干个分流体，所述分流体均匀分布在进料通道的底部。
进一步，所述螺旋U形槽与所述选矿腔的内壁之间留有缝隙，并缠绕在旋转轴上，所述旋转轴的下端深入到机座的轴承座上，电机通过减速箱控制旋转轴的旋转和旋转速度。
由于上述的设置，物料经进料口进入时，通过进料通道内的分流体的作用，形成均衡流体进入磁选机，分流体同时也能阻挡住大块的物料和异形状杂物，避免大块的物料和异形状杂物对磁选机内部造成损伤；此时电机转动，电机通过减速箱的控速作用，控制旋转轴的转速和转向，旋转轴转动带动螺旋U形槽转动，旋转轴上部通电螺线管通电，旋转轴和螺旋U形槽具有强磁性，当物料进入螺旋形U性槽内时，由于重力作用，物料会随着螺旋形U形槽的槽道顺流而下，物料中的磁性物料则会由于磁性作用吸附在旋转轴和螺旋U形槽上，未被捕收的磁性物料经过螺旋U形槽的转动而被其下部捕收；为进一步达到精选矿的目的，在选矿腔上设有2个冲水装置，冲水装置对螺旋U形槽喷出具有一定冲击力的水流，留在螺旋U形槽上的非磁性物料会被冲刷流下，然后通过选矿腔下部的尾矿出口管排出选矿腔。此时，留在选矿腔内的是磁性物料，具体地说，物料中磁性物料绝大部分留在了旋转轴和螺旋U形槽上，得到了高质量的精选矿，通过冲水装置将腔内冲洗干净，然后断开通电螺线管的电路，旋转轴和螺旋U形槽立即失去磁性，磁性物料则会失去吸附力而顺着槽道流下，然后经尾矿出口管排出腔外，即得到高质量的精选矿。
进一步，所述螺旋U形槽和所述旋转轴为电磁铁装置，即在旋转轴的上部缠绕有若干圈通电螺旋管，所述减速箱、轴承座、机座、进料口、进料通道和尾矿出口管为特制无磁不锈钢材料制成。
进一步，所述特制无磁不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.13%~0.17%，镍为4%~7%，铬为9%~15%，锰为9%~11%，铌为0.58%~0.77%，钒为0.13%~0.32%，钼为1.3%~1.8%，钛为3%~4%，稀土为0.23%~0.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。
进一步，所述特制无磁不锈钢的制备工艺包括以下几个步骤：
步骤1、用中频感应电炉熔炼，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、锰铁、铬铁，熔炼温度达到1610℃时，进行脱氧，然后再加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钼铁、钒铁、钛铁和铌铁，熔炼快结束时，加入稀土，使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，浇注成型，然后清理钢锭表面渣滓，除去冒口；
步骤2、用机械加工的方法除去钢锭表面的铸造缺陷和氧化皮，表面打磨光滑平整，然后将钢锭加热至1050℃，升温速率为100℃/h，一次锻压下，将钢锭锻造成所需规格的板材；
步骤3、将锻压完成后的板材置于热处理炉中，加热板材至650℃，升温速率为70℃/h，然后保温3h，再随炉冷却至室温；然后用机械加工的方式将板材加工成所需工件，如选矿腔和进料口；
步骤4、将步骤3中得到的工件进行固溶处理，即将工件放入热处理炉中加热至1060℃，升温速率为100℃/h，保温6h，然后水淬至室温；
步骤5、将固溶处理后的工件加热至870℃，升温速率为90℃/h，保温5h，然后空冷却至室温。
进一步，所述减速箱、轴承座、机座、进料口、进料通道和尾矿出口管在安装过程中，焊接后需进行去应力处理，即在焊接处用乙炔枪进行局部加热至650℃，保温60min，然后空冷至室温。
通过上述制备工艺得到的特制无磁不锈钢，不仅具有单相奥氏体型不锈钢的优点，还具有优异的抗腐蚀性能，原理在于：首先在配方上通过改变组分比和增加组分来提高钢的各项性能；合金元素中，铬是决定不锈钢耐蚀性的主要元素，铬在铁中形成固溶体，固溶体的电极电位随铬含量的增加呈突变式变化，而腐蚀则呈跳跃式地显著减弱，因此含铬量不宜超过19%，同时铬会在钢的表面与氧形成一层致密、稳定、完整并能与铁的集体牢固结合的氧化铬钝化膜，能够有效防止钢的腐蚀，使钢的抗氧化性显著增强；钒、钛和铌微量元素能在钢中形成稳定碳化物，能够有效避免在晶界上沉淀出铬碳化物导致不锈钢的晶间腐蚀；为了提高不锈钢的耐酸碱性能，在钢中加了相当量的镍和钼，镍能显著提高不锈钢基体的电极电位，耐腐蚀性显著增强，耐酸碱性提高，但是镍资源较稀缺，价格昂贵，不宜过多添加，镍含量在8~11%效果最佳，钼在钢中能形成稳定的钝化膜，提高钢耐酸碱的性能，提高钢抗晶间腐蚀的能力。这些合金元素除提高钢的抗腐蚀性能外，还能提高钢的强度、硬度和耐磨性等机械性能，使磁选机更耐用。在制备工艺上，工件经过固溶处理后，保证工件具有单相奥氏体型，使之不具有磁性，也不会被磁化，由于固溶处理后，工件内还残留大量残留应力，因此需进行稳定化处理，消除工件里的残留应力。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的螺旋式磁选机结构简单紧凑、占地面积小，适应于各种工作地形。
2、磁选效率高，由于采用螺旋U形槽，增加了选矿过程中磁选机与磁性物料接触时间，对一些弱磁性的矿粒回收率高，磁选出来的精选矿杂物含量少。
3、磁选机非磁性部位不会被磁化，解决了部件被磁化后带来的问题。
4、磁选机机械性能良好，抗腐蚀性强，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的一种螺旋式磁选机结构示意图。
图中标记：1为电机，2为减速箱，3为机座，4为进料口，5为选矿腔，6为进料通道，7为冲水装置，8为旋转轴，9为螺旋U形槽，10为尾矿出口管，11为分流体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种螺旋式磁选机，包括机座3、进料口4、选矿腔5和尾矿出口管10，所述选矿腔5的顶端连接一机座，选矿腔5上部的一侧设有进料口4，上部的另一侧设有冲水装置7，所述选矿腔5的中下部的一侧设有冲水装置7，选矿腔5的下部的一侧设有尾矿出口管10，下端则连接在机座3上，选矿腔5内部设有一旋转轴8，所述旋转轴8的上端固定连接在机座3的轴承座上，旋转轴8上缠绕有螺旋U形槽9。
在本发明的实施例中，所述机座3通过一轴承座与所述选矿腔5固定连接，机座3的上端固定连接一减速箱2，所述旋转轴8的上端深入减速箱2里，减速箱2带动旋转轴8转动，所述减速箱2的上端设有一电机1，电机1带动减速箱2内的齿轮转动。所述进料口4下端设有进料通道6，所述进料通道6内设有若干个分流体11，所述分流体11均匀分布在进料通道6的底部。所述螺旋U形槽9与所述选矿腔5的内壁之间留有缝隙，并缠绕在旋转轴8上，所述旋转轴8的下端深入到机座3的轴承座上，电机1通过减速箱2控制旋转轴8的旋转和旋转速度。
在本发明的实施例中，所述螺旋U形槽9和所述旋转轴8为电磁铁装置，即在旋转轴8的上部缠绕有若干圈通电螺旋管，所述减速箱2、轴承座、机座3、进料口4、进料通道6和尾矿出口管10为特制无磁不锈钢材料制成。
在本发明的一个实施例中，所述特制无磁不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.13%，镍为4%，铬为15%，锰为9%，铌为0.77%，钒为0.13%，钼为1.3%%，钛为3%，稀土为0.23%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。
在本发明的一个实施例中，所述特制无磁不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.17%，镍为7%，铬为9%，锰为11%，铌为0.58%%，钒为0.32%，钼为1.8%，钛为4%，稀土为0.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。
在本发明的一个实施例中，所述特制无磁不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.14%，镍为5%，铬为10%，锰为9.5%，铌为0.65%，钒为0.27%，钼为1.5%，钛为3.7%，稀土为0.46%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。
在本发明的一个实施例中，所述特制无磁不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.15%，镍为5.7%，铬为11.5%，锰为10%，铌为0.77%，钒为0.27%，钼为1.8%，钛为4%，稀土为0.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。
上述个实施例中，所述特制无磁不锈钢的制备工艺包括以下几个步骤：
步骤1、用中频感应电炉熔炼，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、锰铁、铬铁，熔炼温度达到1610℃时，进行脱氧，然后再加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钼铁、钒铁、钛铁和铌铁，熔炼快结束时，加入稀土，使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，浇注成型，然后清理钢锭表面渣滓，除去冒口；
步骤2、用机械加工的方法除去钢锭表面的铸造缺陷和氧化皮，表面打磨光滑平整，然后将钢锭加热至1050℃，升温速率为100℃/h，一次锻压下，将钢锭锻造成所需规格的板材；
步骤3、将锻压完成后的板材置于热处理炉中，加热板材至650℃，升温速率为70℃/h，然后保温3h，再随炉冷却至室温；然后用机械加工的方式将板材加工成所需工件，如选矿腔和进料口；
步骤4、将步骤3中得到的工件进行固溶处理，即将工件放入热处理炉中加热至1060℃，升温速率为100℃/h，保温6h，然后水淬至室温；
步骤5、将固溶处理后的工件加热至870℃，升温速率为90℃/h，保温5h，然后空冷却至室温。
在本发明的实施例中，所述减速箱、轴承座、机座、进料口、进料通道和尾矿出口管在安装过程中，焊接后需进行去应力处理，即在焊接处用乙炔枪进行局部加热至650℃，保温60min，然后空冷至室温。
通过上述制备工艺得到的特制无磁不锈钢的性能如下表所示：
由上表可知，本发明的特制无磁不锈钢的屈服强度为540-570MPa，磁导率为1.0026-1.0029，抗点蚀当量为27.8-28.7，而现有的优秀无磁钢的屈服强度为580MPa，磁导率为1.0027，抗点蚀当量为25.9，相比之下，本发明的特制无磁不锈钢在强度和磁导率上提升不明显，但在抗点蚀当量上提升较大，达到28.7，因此本发明的特制无磁不锈钢具备优秀的抗腐蚀性能。
本发明的工作原理为：当物料经进料口4进入时，通过进料通道6内的分流体11的作用，形成均衡流体进入磁选机，分流体11同时也能阻挡住大块的物料和异形状杂物，避免大块的物料和异形状杂物对磁选机内部造成损伤；此时电机1转动，电机1通过减速箱2的控速作用，控制旋转轴8的转速和转向，旋转轴8转动带动螺旋U形槽9转动，旋转轴8上部通电螺线管通电，旋转轴8和螺旋U形槽9具有强磁性，当物料进入螺旋形U性槽9内时，由于重力作用，物料会随着螺旋形U形槽9的槽道顺流而下，物料中的磁性物料则会由于磁性作用吸附在旋转轴8和螺旋U形槽9上，未被捕收的磁性物料经过螺旋U形槽9的转动而被其下部捕收；为进一步达到精选矿的目的，在选矿腔上设有2个冲水装置7，冲水装置7对螺旋U形槽9喷出具有一定冲击力的水流，留在螺旋U形槽9上的非磁性物料会被冲刷流下，然后通过选矿腔下部的尾矿出口管10排出选矿腔5。此时，留在选矿腔5内的是磁性物料，具体地说，物料中磁性物料绝大部分留在了旋转轴8和螺旋U形槽9上，得到了高质量的精选矿，通过冲水装置7将腔内冲洗干净，然后断开通电螺线管的电路，旋转轴8和螺旋U形槽9立即失去磁性，磁性物料则会失去吸附力而顺着槽道流下，然后经尾矿出口管10排出腔外，即得到高质量的精选矿。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种螺旋式磁选机，包括机座（3）、进料口（4）、选矿腔（5）和尾矿出口管（10），其特征在于，所述选矿腔（5）的顶端连接一机座（3），选矿腔（5）上部的一侧设有进料口（4），上部的另一侧设有冲水装置（7），所述选矿腔（5）的中下部的一侧设有冲水装置（7），选矿腔（7）的下部的一侧设有尾矿出口管（10），下端则连接在机座（3）上，选矿腔（7）内部设有一旋转轴（8），所述旋转轴（8）的上端固定连接在机座（3）的轴承座上，旋转轴（8）上缠绕有螺旋U形槽（9）。
2.如权利要求1所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述机座（3）通过一轴承座与所述选矿腔（5）固定连接，机座（3）的上端固定连接一减速箱（2），所述旋转轴（8）的上端深入减速箱（2）里，减速箱（2）带动旋转轴（8）转动，所述减速箱（2）的上端设有一电机（1），电机（1）带动减速箱（2）内的齿轮转动。
3.如权利要求2所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述进料口（4）下端设有进料通道（6），所述进料通道（6）内设有若干个分流体（11），所述分流体（11）均匀分布在进料通道（6）的底部。
4.如权利要求3所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述螺旋U形槽（9）与所述选矿腔（5）的内壁之间留有缝隙，并缠绕在旋转轴（8）上，所述旋转轴（8）的下端深入到机座（3）的轴承座上，电机（1）通过减速箱（2）控制旋转轴（8）的旋转和旋转速度。
5.如权利要求1-4之一所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述螺旋U形槽（9）和所述旋转轴（8）为电磁铁装置，即在旋转轴（8）的上部缠绕有若干圈通电螺旋管，所述减速箱（2）、轴承座、机座（3）、进料口（4）、进料通道（6）和尾矿出口管（10）为特制无磁不锈钢材料制成。
6.如权利要求5所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述特制无磁不锈钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为0.13%~0.17%，镍为4%~7%，铬为9%~15%，锰为9%~11%，铌为0.58%~0.77%，钒为0.13%~0.32%，钼为1.3%~1.8%，钛为3%~4%，稀土为0.23%~0.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。
7.如权利要求6所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述特制无磁不锈钢的制备工艺包括以下几个步骤：
步骤1、用中频感应电炉熔炼，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、锰铁、铬铁，熔炼温度达到1610℃时，进行脱氧，然后再加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钼铁、钒铁、钛铁和铌铁，熔炼快结束时，加入稀土，使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，浇注成型，然后清理钢锭表面渣滓，除去冒口；
步骤2、用机械加工的方法除去钢锭表面的铸造缺陷和氧化皮，表面打磨光滑平整，然后将钢锭加热至1050℃，升温速率为100℃/h，一次锻压下，将钢锭锻造成所需规格的板材；
步骤3、将锻压完成后的板材置于热处理炉中，加热板材至650℃，升温速率为70℃/h，然后保温3h，再随炉冷却至室温；然后用机械加工的方式将板材加工成所需工件，如选矿腔和进料口；
步骤4、将步骤3中得到的工件进行固溶处理，即将工件放入热处理炉中加热至1060℃，升温速率为100℃/h，保温6h，然后水淬至室温；
步骤5、将固溶处理后的工件加热至870℃，升温速率为90℃/h，保温5h，然后空冷却至室温。
8.如权利要求7所述的螺旋式磁选机，其特征在于，所述减速箱（2）、轴承座、机座（3）、进料口（4）、进料通道（6）和尾矿出口管（10）在安装过程中，焊接后需进行去应力处理，即在焊接处用乙炔枪进行局部加热至650℃，保温60min，然后空冷至室温。
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