CN106269234A - 裸磁辊 - Google Patents
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Abstract
辊式磁选机是目前最多使用的磁选设备，普通磁辊由于受叠加和结构等限制，在辊体表面敷设不导磁钢材料或者施胶等，同极叠加轭铁磁系虽然是裸露磁极的磁辊，但其磁场特性是表面磁场高，当离开表面一定距离后，磁感应强度迅速下降，本发明申请是一种磁体裸露于磁辊体表面的并是配对构成磁回路的永磁辊，表面磁感应强度接近1T，大于0.3T的磁感应强度作用深度100mm以上。在以偶数为基础的多面结构体上，确定相邻磁钢宽度W与磁钢厚度H的比值为0.7‑0.77，这样可以获得整体磁辊的最佳磁感应强度。
Description
技术领域
本发明申请属于工业磁选技术领域，也包括环境保护及工业废弃物磁选分离领域。
背景技术
辊式磁选机是目前最多使用的磁选设备，普通磁辊由于受叠加和结构等限制，在辊体表面敷设不导磁钢材料或者施胶等，以延长磁辊使用寿命，同极叠加轭铁磁系虽然是裸露磁极的磁辊，但其磁场特性是表面磁场高，当离开表面一定距离后，磁感应强度迅速下降，本发明申请是一种磁体裸露于磁辊体表面的并是配对构成磁回路的永磁辊，表面磁感应强度接近1T，大于0.3T的磁感应强度作用深度100mm以上。
发明内容
在以偶数为基础的多面结构体1上，沿圆周配对异极布置磁体5，这样就形成了圆周各面的强感应永磁磁场，沿轴向布置的磁钢列数，可根据辊的实际长度需求而定，显然，沿轴向相邻的两块磁体亦为异极。目前技术水平永磁体最面积为100×100mm和110×110mm，一般单片的厚度为≤50和55mm，已知磁片叠加后可以增强磁感应强度，依此为基础，本发明申请确定相邻磁钢宽度W与磁钢厚度H的比值为0.7-0.77，这样才可以获得整体磁辊的最佳磁感应强度。显然，单块或者叠加永磁体，基于在辊表面裸露，须加工成为与辊半径相等的曲面形状。
在确定选矿工艺参数的前提下，恰当的选择磁辊可以降低成本，本发明申请的磁辊在基于偶数多面体布置磁钢结构后，可形成较好的辊表面磁感效应。
稀土永磁体具有在较薄状态下发挥出较强的磁感应强度的特性，一般的永磁辊都是配合输送带在工作的，输送带隔离了一部分磁场，裸露磁系也就意味着在隔离带情况下减小了矿物与磁体的接触距离，也就等于增强了目的矿物与磁场的作用力。
附图说明
图1是裸磁辊的整体结构图。
图1的1是多面结构体，较好的材料为电工纯铁，实际上使用厚壁碳钢管更具有性价比，这样，其加工后的工件内部为圆，外部为多面体，但在工业辊设计中，加工后辊最薄处的厚度不宜低于25mm，以尽量减少漏磁，并且，在磁体加厚时，设计厚度须增加。
图1的2是不锈钢筒体，其特征是不锈钢管按照磁系排布尺寸，居中轴对称加工出让磁体能够通过的方孔，钢管壁厚及未切割孔的筋部承担辊体表面结构强度，中小直径辊体厚度不宜低于8mm，中大直径辊体自然加厚。
图1的3是磁体厚度H，基于目前大块磁钢单体的最大面尺寸为100×100mm和110×110mm，因磁体叠加不仅可以增强表面磁感应强度，并且随着磁体厚度的叠加还可以增强磁作用深度，故在磁辊设计中为了达到较深的磁作用深度和辊表面磁感应强度，可采取较薄片磁钢叠加方式结构成永磁体，但这一设计并不是无限增加的，要根据多面结构体1和不锈钢筒体2及磁系最佳工作点综合设计。
图1的4是相邻磁钢宽度W，此宽度是指两块相邻组合磁体之间的轴向排布距离，这也直接影响到辊体表面磁场的有效发挥，在磁辊的磁系设计中，H／W＝0.7-0.77之间，显然，此距离也决定着磁辊的总结构长度。
图1的5是磁体，目前成熟的钕铁硼永磁体单片尺寸分别为100×100mm和110×110mm，厚度分别为50和55，按照裸磁辊辊表面要求，如果是单块磁钢，则需要预加工磁体的一个弧面与辊筒表面吻合，如果是多片磁钢叠加成的磁体，仅需要表面一块磁钢加工成弧面与辊筒表面吻合。
图1的6是结构套，是多面结构体1与轴8连接的零件。
图1的7是辊封头，其作用一是防尘，二是加固轴与辊体结构。
图1的8是轴。
具体实施方式
图1的图例为一种已经实施的辊体图，其设计为圆周6块磁体排布，轴向3列磁体排布，命名为6-3辊，同理，可以有4-2辊、8-4辊、10-5辊、12-6辊……。
以图示6-3辊为例，本发明申请进一步详细说明各部件尺寸及安装方法。
本发明申请具体是一只直径为373mm，辊体长度为850mm磁辊。
多面结构体1所指的为六方体，边宽是193mm，棱宽是219mm，实际上是用直径219×60mm的工业普通碳钢无缝管，加工成的边面对应宽度为193mm的六面体，长度为500mm。
不锈钢筒体2，实际上是采用377×10mm的304不锈钢管加工制成，显然，圆周方向加工出110×110mm的方孔6个，轴向居中等分加工3列，共18个磁钢孔，本筒体轴向孔中心距为179mm，方孔的边长等于磁体的边长加安装公差，为111mm。
磁体厚度H，该磁辊的磁体由三片110×110×30mm的钕铁硼永磁钢叠加组成，显然，其顶片磁钢为弧形，弧半径是186.5mm，中心高是30mm，这样，就制成了一块顶弧半径为186.5mm，直高90mm，边宽为110mm的整块磁体。
图1的4相邻磁钢宽度W是设计和加工零件时已确定的参数，本磁辊尺寸为69mm，69/90=0.77，满足了本发明申请[0003]款规定。
磁体5，除了按[0020]满足尺寸要求外，单片磁铁的组合和通过不锈钢筒体孔安装到多面结构体1的过程，皆需要整套的工装设备和异常严格的操作程序。
结构套，是适时尺寸的钢件。
轴5是不锈钢轴，本发明申请图示的6-3辊轴承位置轴径尺寸为50mm，用直径60的不锈钢棒制造，轴承安装中心距离为1000mm，总长本磁辊为1010mm，可以按工况选择轴承尺寸变化。
安装顺序第一步是将多面结构体1，磁钢筒体2，结构套6，辊封头7和轴8首先焊接结构完成。第二步是准备磁钢体5，或者单片或者叠加，必要时须进行磁体编号。第三步是将磁体测量磁极性配对形式分别放入安装孔中，特别强调，磁体叠加和放入安装孔，皆需要叠加工装和磁体置入工装两套工艺装备，并且需要制订严格的操作程序。
磁体的防锈处理，可以喷涂环氧树脂固化在表面形成环氧树脂膜，裸磁体工作面亦可喷涂，辊体在商业交付使用时须说明在弧面部分防锈膜与输送带磨损后，在长时间停机时须进行防锈处理。
实施例
2013年，该磁辊用于某铁矿山，辊表面磁感应强度0.76T，距离辊表面100mm的磁感应强度0.12T，在距离磁辊表面200mm时依然有0.03T左右磁感应强度，对强磁性物体能够直接吸附。
新设计正在实施的10-5辊，表面磁感应强度接近1T，会有更好的深磁程磁场特性。
关于辊体磁场特性限制因素很多，但核心是永磁体的基础性能和多面结构体1的导磁性能，恰当的选择有利于性价比也便于实施。
Claims (8)
1.磁体裸露于磁辊体表面的并是配对构成磁回路的永磁辊，表面磁感应强度接近1T，大于0.3T的磁感应强度作用深度100mm以上。
2.在以偶数为基础的多面结构体1上，沿圆周配对异极布置磁体5，这样就形成了圆周各面的强感应永磁磁场，沿轴向布置的磁钢列数，可根据辊的实际长度需求而定。
3.相邻磁钢宽度W与磁钢厚度H的比值为0.7-0.77。
4.裸磁辊的整体结构。
5.图1的5磁体，目前成熟的钕铁硼永磁体单片尺寸分别为100×100mm和110×110mm，厚度分别为50和55，按照裸磁辊辊表面要求，如果是单块磁钢，则需要预加工磁体的一个弧面与辊筒表面吻合，如果是多片磁钢叠加成的磁体，仅需要表面一块磁钢加工成弧面与辊筒表面吻合。
6.本发明申请具体是一只直径为373mm，辊体长度为850mm磁辊，图1的图例为一种辊体图，其设计为圆周6块磁体排布，轴向3列磁体排布，命名为6-3辊，同理，可以有4-2辊、8-4辊、10-5辊、12-6辊……。
7.安装顺序第一步是将多面结构体1，磁钢筒体2，结构套6，辊封头7和轴8首先焊接结构完成；第二步是准备磁钢体5，或者单片或者叠加，必要时须进行磁体编号；第三步是将磁体测量磁极性配对形式分别放入安装孔中。
8.辊表面磁感应强度＞0.76T，距离辊表面100mm的磁感应强度0.12T，在距离磁辊表面200mm时依然有0.03T左右磁感应强度，对强磁性物体能够直接吸附。
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