電磁鐵除鐵器

前蘇聯(lián)學(xué)者FILIPPOV等利用水、鐵顆粒作為流化介質(zhì)，在液固流化床外側(cè)施加由頻率為50 Hz 交流電發(fā)生的交變磁場(chǎng)，調(diào)查不同的試驗(yàn)條件下，顆粒的流化特點(diǎn)。電磁鐵除鐵器電機(jī)選用立式裝置，削減設(shè)備啟動(dòng)時(shí)電機(jī)的反作用力對(duì)設(shè)備的沖擊。A C LUA 等根據(jù)單絲對(duì)磁性顆粒的捕集建立高梯度磁場(chǎng)進(jìn)行磁力別離的模型。濰坊鑫利特提出了考慮壁面粗糙度的雙流體顆粒－ 壁面磕碰模型，將軌道模型中顆粒受阻模型考慮壁面粗糙度和雙流體模型頂用概率密度函數(shù)積分法處理顆粒與潤(rùn)滑壁面磕碰模型的長(zhǎng)處結(jié)合起來，引進(jìn)壁面粗糙度對(duì)受阻顆粒湍流影響的機(jī)制。

濰坊鑫利特建立了電磁鐵除鐵器電磁鐵除鐵器試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)磁性顆粒在高梯度磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，電磁鐵除鐵器成果表明: 減小氣溶膠流量，添加外加均勻磁場(chǎng)的磁通密度，選用飽和磁化強(qiáng)度大的鐵磁性金屬絲組成格柵，減小金屬絲的直徑和添加格柵的排數(shù)都可以使格柵對(duì)顆粒物的捕集才能得以進(jìn)步。2)將卸鐵方法由人工卸鐵改為自動(dòng)卸鐵，進(jìn)步了卸鐵功率，實(shí)現(xiàn)了除鐵器的不間斷運(yùn)行。電磁鐵除鐵器選用歐拉雙流體模型辦法，用一階隱式k － ε 雙方程湍流模型和相耦合SIMPLE 算法，運(yùn)用FLUENT 軟件對(duì)磁流化床氣、固兩相流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模仿，然而在流化床上所加的外磁場(chǎng)是運(yùn)用UDF ( User Define Function) 在動(dòng)量方程的源項(xiàng)中加入磁場(chǎng)界說式的，而磁場(chǎng)的散布是強(qiáng)非線性的，運(yùn)用磁場(chǎng)界說式存在一定誤差，這就使得其成果和實(shí)踐偏差較大。文中利用歐拉－ 歐拉雙流體模型，選用湍流模型，考慮外磁場(chǎng)的效果下液固耦合，通過COMSOLMultiphysics 軟件數(shù)值模仿，分析除鐵器周圍的顆粒相散布特性，證明永磁除鐵器裝置的可行性。

電磁鐵除鐵器計(jì)算模型與方法

除鐵器在磁軸承中的安裝方位見圖1，為了便于剖析永磁除鐵器的特性，對(duì)除鐵器模型進(jìn)行簡(jiǎn)化并假定:

 經(jīng)過的鐵磁顆粒均為球體，且半徑相同;( 2) 鐵磁顆粒和水的溫度在各處均相同，它們之間無熱量交換;( 3) 忽略轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)流場(chǎng)的影響。

電磁鐵除鐵器計(jì)算結(jié)果及剖析

文中旨在研討外加磁場(chǎng)下泥沙顆粒－ 水多相耦合關(guān)系。設(shè)顆粒的均勻直徑為0. 1 mm，密度為2 500kg /m3，顆粒相體積分?jǐn)?shù)為0. 5% ～ 6%。電磁鐵除鐵器結(jié)構(gòu)形式及其特點(diǎn)新式循環(huán)油冷帶式電磁除鐵器包括機(jī)架和電磁除鐵器本體，機(jī)架上安裝有傳動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒及托輥，傳動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒及托輥上裝有環(huán)繞電磁除鐵器本體運(yùn)轉(zhuǎn)的卸鐵皮帶。為了減小計(jì)算量和復(fù)雜度，電磁鐵除鐵器模型并采用二維軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行可以看出: 遠(yuǎn)離磁軸承作業(yè)空隙的顆粒隨著流體的運(yùn)動(dòng)而被直接輸運(yùn)到泵出口。而除鐵器及磁軸承作業(yè)空隙周圍顆粒相的散布是動(dòng)態(tài)變化的，首先是接近磁軸承作業(yè)空隙的顆粒相逐漸增加，這是由于顆粒相中的鐵磁性顆粒被除鐵器及磁軸承的磁力招引的原因。在外磁場(chǎng)中的磁性顆粒經(jīng)磁化，顆粒之間存在彼此招引作用，然后導(dǎo)致它們互相靠攏，聚集成團(tuán)，這些顆粒團(tuán)尺度增大后不易經(jīng)過空隙進(jìn)入到磁軸承作業(yè)空隙中。

電磁鐵除鐵器優(yōu)越性與先進(jìn)性

新式循環(huán)油冷帶式電磁除鐵器處理了約束電磁除鐵器大型化發(fā)展的三大難題（吸力、散熱、適應(yīng)環(huán)境）。

（1）除鐵器選用全密封結(jié)構(gòu)，磁系箱體采用鋼板折彎的方法代替焊接方法，構(gòu)成全封閉外殼，減少了漏油的機(jī)會(huì)；防雨、防塵、防腐蝕，能在各種惡劣環(huán)境下牢靠作業(yè)。

（2）磁芯選用高導(dǎo)磁、高飽滿磁感應(yīng)強(qiáng)度的有取向冷軋硅鋼片制作，電磁鐵除鐵器導(dǎo)磁率大大高于普通純鐵資料，大大減小了磁滯丟失，提高了總磁場(chǎng)的穩(wěn)定性。

（3）選用高絕緣的變壓器油充入殼體中，具有良好的絕緣和散熱性能，電磁鐵除鐵器保證了運(yùn)行的安全牢靠。

（4）勵(lì)磁繞組特殊規(guī)劃，線圈侵入到冷卻油中，使每層線圈都與冷卻介質(zhì)（變壓器油）充沛接觸，增加了散熱面積，是傳統(tǒng)除鐵器的7~8 倍，極利于線圈熱量傳到變壓器油中。

（5）除鐵器正常作業(yè)后，油溫逐步升高，油熱膨脹，電磁鐵除鐵器經(jīng)過專用油泵強(qiáng)迫循環(huán)，使用外部的散熱器與空氣進(jìn)行熱交換，熱量由風(fēng)機(jī)迅速帶走，有效降低了線圈的作業(yè)溫度，故新式循環(huán)油冷帶式電磁除鐵器溫升較低（30℃ ~40℃），這樣大大減緩了線圈的老化速度，增長(zhǎng)了除鐵器的使用壽命，使熱態(tài)與冷態(tài)下的吸力相差不大。因?yàn)?，?蒸騰冷卻體系是個(gè)密閉的體系，容不得粉塵等臟物進(jìn)入，使得它能習(xí)慣任何環(huán)境，安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

電磁鐵除鐵器程序

選址→在巷道頂板上設(shè)備固定吊具設(shè)備和起吊工具→進(jìn)行接線→用電動(dòng)葫蘆起吊除鐵器至一定高度→通電進(jìn)行調(diào)試。

電磁鐵除鐵器配電柜設(shè)備

配電柜要求設(shè)機(jī)頭配電硐室內(nèi)。將除鐵器延伸出來的電纜與配電柜連接上。

電磁鐵除鐵器調(diào)試、試運(yùn)轉(zhuǎn)

電磁除鐵器設(shè)備后的調(diào)整檢查、試運(yùn)轉(zhuǎn)

( 1) 對(duì)吊掛設(shè)備可靠性進(jìn)行檢查。( 2) 檢查除鐵器是否吊掛在皮帶中心上。( 3) 通電后，查詢主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、吸、棄鐵能力。能夠人為的向被輸物料內(nèi)投入不同分量、形狀的鐵器件，檢測(cè)除鐵器吸、棄鐵才能及除凈率，必要時(shí)對(duì)吊高或傾角應(yīng)做調(diào)整。

( 4) 電磁除鐵器阻止帶負(fù)荷起動(dòng)，應(yīng)先起動(dòng)除鐵器，后開動(dòng)運(yùn)送皮帶機(jī)。

電磁鐵除鐵器運(yùn)轉(zhuǎn)注意事項(xiàng)

( 1) 有必要無負(fù)荷發(fā)動(dòng)除鐵器，即先發(fā)動(dòng)除鐵器相對(duì)應(yīng)的皮帶，后發(fā)動(dòng)除鐵器。( 2) 二次接線應(yīng)按實(shí)踐經(jīng)過的電流挑選線徑，且電線與端子相連時(shí)要使用匹配的冷壓端頭，以確保端子外接線杰出。( 3) 磁系不允許拆開，防止損壞磁系的整體性能。

實(shí)踐作用

現(xiàn)在，我礦地面設(shè)備一臺(tái)、井下設(shè)備三臺(tái)電磁鐵除鐵器，在未設(shè)備此設(shè)備前我礦出現(xiàn)過多起鐵器件劃傷皮帶事端，自從設(shè)備后，運(yùn)送系統(tǒng)上存在不同形狀的鐵器件都被消除去，未出現(xiàn)過運(yùn)送事端，確保了運(yùn)送系統(tǒng)安全正常作業(yè)。

該設(shè)備成功設(shè)備使用在二號(hào)煤礦主運(yùn)送膠帶機(jī)上，用于除去膠帶機(jī)上存在各種鐵器件，確保了鐵器件不在劃傷膠帶和傷人，為二號(hào)煤礦的安全出產(chǎn)供應(yīng)了有力確保。