Способ извлечения ферромагнитных включений из потока сыпучего материала Советский патент 1992 года по МПК B03C1/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в литейном производстве для извлечения ферромагнитных включений из формовочных и стержневых смесей.

Известен способ электромагнитной сепарации ферромагнитных включений из потока сыпучего материала, включающий транспортирование обрабатываемого материала при помощи гибкой ленты, отделение ферромагнитных предметов под действием постоянного электромагнитного поля, их эвакуацию из зоны сепарации.

Известное устройство для реализации способа электромагнитной сепарации ферромагнитных включений, содержит электромагниты, расположенные над ленточным конвейером, на котором расположен материал. Полюсные наконечники, установленные на магнитопроводе электромагнитов, имеют клиновидную форму и расположены таким образом, что расстояние от поверхности полюсных наконечников до поверхности сепарируемого материала установлено минимальным. Это позволяет повысить напряженность магнитного поля в зоне сепарации и увеличить извлекающую способность железоотделителя.

Однако приведенные выше способ электромагнитной сепарации ферромагнитных предметов из потока сыпучего материала и устройство для его реализации обладают недостатками. На протяжении всего периода сепарации напряженность магнитного поля остается практически постоянной. Это приводит к снижению эффективности процесса сепарации и перерасходу электроэнергии.

-Ч

jO 00 OJ

о

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является техническое решение,согласно которому измеряют параметры обрабатываемого материала такие как объем извлекаемых предметов, магнитную проницаемость извлекаемых предметов, уровень сыпучего материала, форму извлекаемых предметов. В зависимости от значения определяемых предметов формируют (регулируют) напряженность магнитного поля в рабочей зоне сепарации.

Недостатком способа извлечения металлических предметов из горной массы является низкая эффективность процесса сепарации, поскольку не определяются такие важные параметры извлекаемых предметов как объем ферромагнитной состзЕ ющей, расположенной в извлекаемом предмете, а также площадь проекции извлекаемого предмета на ленту конвейера.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса извлечения.

Это достигается тем, что согласно способу, включающему определение формы извлекаемого предмета, измерение уровня сыпучего материала, расположенного над извлекаемым предметом и воздействие на них электромагнитным полем, напряженность которого регистрируют в зависимости от изменения определяемых параметров, напряженность магнитного поля формируют (регулируют) дополнительно в зависимости от объема ферромагнитной составляющей, расположенной в извлекаемом предмете и площадь проекции предме та на ленту конвейера.

На чертеже изображен общий вид подвесного электромагнитного железоотдели- теля.

Он содержит раму 1, установленную над ленточным конвейером 2. На раме закреплены натяжной барабан 3. направляющие ролики 4, электромагнит 5 с П-образным магнитопроводом 6. намагничивающими катушками 7 и полюсными наконечниками 8. 9. приводной барабан 10. привод 11, разгрузочную ленту 12. Железоотдели- тель содержиттакже блокуправления работой электромагнитов, состоящий из блока сравнения сигналов 13 и силового блока 14, соединенного с намагничивающими катушками 7 электромагнита 5. С блоком сравнения сигналов соединены датчики определения объема извлекаемых из сыпучего материала предметов 15, датчики определения ферромагнитной составляющей из объема извлекаемых предметов 16, датчики определения площади проекции извлекаемых предметов 17. на ленточный конвейер, датчики определения толщины слоя сепари-

руемого материала, расположенного над извлекаемыми предметами 18. Под лентой конвейера 2 расположены бункер для сыпучего материала 19 и бункер для ферромагнитных включений 20.

Пример. Сыпучий материал при помощи ленточного конвейера 2 транспортируют в зону сепарации подвесного электромагнитногожелезоотделителя, установленного на раме 1. Между полюсными наконечниками возникает поток магнитной индукции. Ферромагнитные включения, расположенные на ленточном конвейере, притягиваются к полюсным наконечникам

8, 9, ленточным конвейером 12 устройства автоматической разгрузки выносятся из зоны сепарации железоотделителя. Чистый сыпучий материал, из которого удалены ферромагнитные предметы, попадают в

бункер 19, а ферромагнитные включения поступают в бункер 20. Согласно ГОСТ 13602- 79 напряженность магнитного поля на расстоянии 10 мм от поверхности полюсных наконечников должна быть не менее

100...250 кА/м. С удалением от поверхности полюсных наконечников напряженность магнитного поля изменяется по закону

30

Н Неге

(1)

35

40

где х - расстояние до поверхности полюсных наконечников, м;

Но напряженность магнитного поля на поверхности полюсных наконечников. А/м:

с - постоянная, зависящая от конструкции железоотделителя.

На ферромагнитные тела, находящиеся в зоне сепарации, действует магнитная сила

Рм.п. .ио /о V-H-gradH ; (2)

где/4) магнитная проницаемость воздуха. Гн/м;

XQ - магнитная восприимчивость тела: V - объем ферромагнитного тела, м3; Н - напряженность магнитного поля. А/м. С учетом (1) и (2) получают

FM:n. -5-/ио $ -V-eHo2 e 2cx . (3)

Необходимым условием для извлечения ферромагнитных включений является неравенство

РМ.Л. ZU

(4)

где 2 fMex - равнодействующая всех механических сил, действующих нг извлекаемые включения, равная G + fconp, где G - сила тяжести, fconp - сила сопротивления извлечению.

Поскольку согласно (4) силз сопротивления извлечению прямопропсрциональна объему м массе извлекаемых предметов и ферромагнитной их составляющей, площади поверхности извлекаемых предметов, обращенной к полюсным наконечникзм железоотделителя, s также давлению слоя материала, расположенного над извлекаемыми предметами, то блок управления работой электромагнитов изменяе-i напряженность магнитного поля электром гнитов прямопропорциональной йырйбатывеемо- му сигналу каждого из датчиков . Напряженность магнитного поля на поверхности полюсных наконечников г.ри различных режимах эксплуатации электромагнитного железоотделителя изменяется в пределах 0-10 кА/м. Сопротивление сыпучим магнитным материалам извлечения ферромагнитных предметов зависит также от высоты слоя сыпучего материала, расположенного над извлекаемыми предметами, формы (объема) извлекаемых предметов, из ориентации под слоем сыпучего материала В работе Тихонов А.А. Повышение эффективности магнитной сепарации отработанной формовочной сг- еси1 . Дисс. на соискание ученой степени канд.техн.нзук. М., 1974 г, с. 20-25, рассматривается движение ферромагнитных предметов .од действием магнитной силы, силы сопротивления и силы тяжести. При этом сила сопротивления рассмотрена как сила, состоящая мз силы трения по боковой поверхности Ртр.о., силы трения по конусу неподвижности, возникающему на поверхности тела, перпендикулярной направлению перемещения FTP.DH., а также силы первоначального сдвига РСДВ.. Все силы определяются из соотношения

Ртр.вн. FM л Sin р ( COS2 (f +

1 - sin J) .2 SG + S n

Гтр.б. Рм.л. - f | ось р ( cotr у , 1 - Sin .D.2 So

-т-т--.-г- - sm Ф }-т,- -;

1 + Sin СО1 Ь,,па

FCAB 70 t,),

где /3 - угол между силой грон/.я и вертикалью;

;у; - vroi зстгстьек.-.огс откоса, 35°;

ST, Зб - боковая и торцевая поверхности ферромагнитного тела, м ;

Зсдв. площадь сдвига материала, м ; Ё - коэффициент бокового давления,

0,2;

f - коэффициент трения немагнитного материала по металлу. С 7;

1Ъ - начальное сопротивление сдвигу, ООИ./ы2.

После прощения системы уравнений (Ј} KJV .о урзьнйний

15

.„«-0.

6

-------соs/j,

ЭС.ЛЬ

(6

20

FCJB 57 Sc-s.

5

С

5

0

5

0

в праьо/ ккхрогс урзвкек1/; которой расположены парзк-егры пог.ност .ю зави- сящче от ьыгсты ело сыпучего мзтзрмала, расположенного над сепарируемыми час- ТИЦЈ,-.;Е , от объема (формы) сепарируемых рред,- а:ов. or V.K ориентации под слоем сыпучего материала. Поэтому согласно пред- яагэ&. спососу для боло-з полного учета инфо, с склч;, сопро хс-ления, демст- :-ia иуелекаем е г;ргдие ы, необходимо Si-зт о высоту (толщину) сыпучего f aiep:-i3/:, ..енногс :-:ад ферромаг- н /.тныг.-.и предг.-.тг: , формуй объем извле- ... лред -егов, а if. ориентацию под ioe, сыпучего мзт рийла (проекцию изьлекаеь ых предметов на горизонтальную плоскости - ле..оч -.ьй граис-тортерО.

В процессе извлечения пз сьп;учсго а- тер -1ала включений поток рабочего зазора замыкается только через ферромагнитную часть :-|;Ег,екс.зм .1Ги :,рздмгта а сопротивление ипвлу.ению оказывает весь объем из- ajieicaef- ого л едмета. з том числе и обличающий не згкитнык.и свойствами. Kpcf з того, фсрмо извтекэемого предмета можел отличаться от форм-, ферромагнитной его с.осг вляюш.сй. 3 соответствии с лредлэгЈ -1ым способом определяют объем (Фс:, иззле Crje;.:oix предметов а тзкжэ сбъдг- () Ферромчгни- ной их составляющей.

Устройство, предназначенное для реализации способа, работает следующим образом, Двигатель конвейера 2 (не показан) и намагничивающие катушки 7, расположенные на магнитопроводе 6, включаютс.; однойоеменно. В намагничивающих катуиькак м магнитопроводе возникает поток магнитной индукции, который выходит из одного полюсного наконечника, например 8, проходит через сепарируемый материал и замыкается на полюсной наконечник 9. На ферромагнитные тела, находя- щиеся на поверхности ленточного конвейера, действует магнитная пондеро- мотораня сила, направленная вверх. Под действием этой силы ферромагнитные тела притягиваются к полюсным наконечникам 8, 9. Ленточным конвейером 12 устройства автоматической разгрузки ферромагнитные включения выносятся из зоны сепарации электромагнитного железоотделителя. В зависимости от уровня сыпучего материала, расположенного над извлекаемыми предметами, в зависимости от объема извлекаемых предметов и объема ферромагнитной их составляющей, а также от площади проекции извлекаемых предметов на ленточ- ный конвейер 2 срабатывают датчики 15-18. От величины импульса, вырабатываемого датчиками, изменяется напряженность магнитного поля в рабочей зоне сепаратора. При этом расстояние от датчиков до зоны сепарации железоотделителя выбрано из условия

S V-t.(7)

где V - скорость перемещения ленточного конвейера, при помощи которого перемещается сыпучий материал;

t- время нарастания напряженности до значения, необходимого для извлечения ферромагнитных включений из-под слоя сепарируемого материала.

Изобретение позволяет повысить эффективность эксплуатации подвесных элек- тромагнитных железоотделителей и снизить их энергоемкость.

Формула изобретения

Способ извлечения ферромагнитных включений из потока сыпучего материала, транспортируемого ленточным конвейером, включающим определение формы извлекаемого предмета, измерение уровня сыпучего материала, расположенного над предметом, и воздействие на них электромагнитным полем, напряженность которого регулируют в зависимости от изменения определяемых параметров, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса извлечения, дополнительно определяют объем ферромагнитной составляющей, находящейся в извлекаемом предмете, и площадь проекции предмета на ленту конвейера.

Использование: удаление ферромагнитных предметов из потока сыпучего материала. Сущность изобретения: исходный сыпучий материал транспортируют при помощи гибкой ленты, определяют наличие ферромагнитных предметов, отделяют их под действием постоянного электромагнитного поля, эвакуируют их из зоны сепарации. При этом регулируют напряженность электромагнитного поля в зависимости от толщины слоя сыпучего материала,расположенного над ферромагнитными включениями, от объема извлекаемых предметов, а также от объема ферромагнитной их составляющей и площади проекции извлекаемых включений на ленту конвейера. 1 ил.

4 //