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，調(diào)查不同的試驗條件下，顆粒的流化特點。電磁鐵除鐵器電機選用立式裝置，削減設(shè)備啟動時電機的反作用力對設(shè)備的沖擊。A C LUA 等根據(jù)單絲對磁性顆粒的捕集建立高梯度磁場進行磁力別離的模型。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滑壁面磕碰模型的長處結(jié)合起來，引進壁面粗糙度對受阻顆粒湍流影響的機制。

濰坊鑫利特建立了電磁鐵除鐵器電磁鐵除鐵器試驗臺，對磁性顆粒在高梯度磁場的動力學(xué)特性進行了試驗研究，電磁鐵除鐵器成果表明: 減小氣溶膠流量，添加外加均勻磁場的磁通密度，選用飽和磁化強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)都可以使格柵對顆粒物的捕集才能得以進步。2)將卸鐵方法由人工卸鐵改為自動卸鐵，進步了卸鐵功率，實現(xiàn)了除鐵器的不間斷運行。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，運用FLUENT 軟件對磁流化床氣、固兩相流動進行數(shù)值模仿，然而在流化床上所加的外磁場是運用UDF ( User Define Function) 在動量方程的源項中加入磁場界說式的，而磁場的散布是強非線性的，運用磁場界說式存在一定誤差，這就使得其成果和實踐偏差較大。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，對除鐵器模型進行簡化并假定:

 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)動對流場的影響。

電磁鐵除鐵器計算結(jié)果及剖析

文中旨在研討外加磁場下泥沙顆粒－ 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，顆粒相體積分數(shù)為0. 5% ～ 6%。電磁鐵除鐵器結(jié)構(gòu)形式及其特點新式循環(huán)油冷帶式電磁除鐵器包括機架和電磁除鐵器本體，機架上安裝有傳動滾筒、從動滾筒及托輥，傳動滾筒、從動滾筒及托輥上裝有環(huán)繞電磁除鐵器本體運轉(zhuǎn)的卸鐵皮帶。為了減小計算量和復(fù)雜度，電磁鐵除鐵器模型并采用二維軸對稱結(jié)構(gòu)進行可以看出: 遠離磁軸承作業(yè)空隙的顆粒隨著流體的運動而被直接輸運到泵出口。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，這些顆粒團尺度增大后不易經(jīng)過空隙進入到磁軸承作業(yè)空隙中。

電磁鐵除鐵器優(yōu)越性與先進性

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，減少了漏油的機會；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行的安全牢靠。

（4）勵磁繞組特殊規(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)過專用油泵強迫循環(huán)，使用外部的散熱器與空氣進行熱交換，熱量由風(fēng)機迅速帶走，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。因為，第1蒸騰冷卻體系是個密閉的體系，容不得粉塵等臟物進入，使得它能習(xí)慣任何環(huán)境，安全運轉(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→進行接線→用電動葫蘆起吊除鐵器至一定高度→通電進行調(diào)試。

電磁鐵除鐵器配電柜設(shè)備

配電柜要求設(shè)機頭配電硐室內(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、試運轉(zhuǎn)

電磁除鐵器設(shè)備后的調(diào)整檢查、試運轉(zhuǎn)

( 1) 對吊掛設(shè)備可靠性進行檢查。( 2) 檢查除鐵器是否吊掛在皮帶中心上。( 3) 通電后，查詢主機運轉(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，檢測除鐵器吸、棄鐵才能及除凈率，必要時對吊高或傾角應(yīng)做調(diào)整。

( 4) 電磁除鐵器阻止帶負荷起動，應(yīng)先起動除鐵器，后開動運送皮帶機。

電磁鐵除鐵器運轉(zhuǎn)注意事項

( 1) 有必要無負荷發(fā)動除鐵器，即先發(fā)動除鐵器相對應(yīng)的皮帶，后發(fā)動除鐵器。( 2) 二次接線應(yīng)按實踐經(jīng)過的電流挑選線徑，且電線與端子相連時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。

實踐作用

現(xiàn)在，我礦地面設(shè)備一臺、井下設(shè)備三臺電磁鐵除鐵器，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)過運送事端，確保了運送系統(tǒng)安全正常作業(yè)。

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