1、帶有輔助磁極新型強(qiáng)磁除鐵器在濟(jì)寧二號(hào)煤礦選煤廠的應(yīng)用王中正1，黃進(jìn)2，王學(xué)衛(wèi)3（1. 兗礦集團(tuán)濟(jì)寧二號(hào)煤礦選煤廠，山東 濟(jì)寧 272100；2.兗礦集團(tuán)有限公司機(jī)電設(shè)備制造廠，山東 鄒城 273500；3.撫順隆基磁電設(shè)備有限公司，遼寧，撫順，113122）摘要：選煤廠原煤第一道除雜采用帶有輔助磁極的新型強(qiáng)磁除鐵器，除雜效率大幅度提高。關(guān)鍵詞：輔助磁極；除鐵器；選煤廠礦井開采的原煤經(jīng)井下輸送系統(tǒng)進(jìn)入選煤廠，不可避免地帶有開采及輸送過程中混入的錨桿、刮板、托輥、炮線等雜質(zhì)。除鐵器作為磁力除雜的主要設(shè)備，在選煤廠普遍采用。兗礦集團(tuán)濟(jì)寧二號(hào)煤礦選煤廠是一座原煤處理能力 4.0 Mt/ a的現(xiàn)代化選煤

2、廠。作為兗礦集團(tuán)的除雜明星單位之一，選煤廠對(duì)磁力除雜工作非常重視，共安裝了18臺(tái)除鐵器。位于入廠煤輸送皮帶機(jī)頭部的1201除鐵器是第一道除雜設(shè)備，因而也是最重要的一臺(tái)除鐵器。原除鐵器經(jīng)多年運(yùn)轉(zhuǎn)，存在如下問題：1、 磁場(chǎng)強(qiáng)度不能滿足除鐵要求。原除鐵器磁場(chǎng)性能為B40070mT,而現(xiàn)場(chǎng)因原煤輸送量和顆粒度較大，實(shí)際懸掛高度為600mm，在此懸掛高度處磁場(chǎng)只能達(dá)到40mT左右,因而除鐵效果不好，給后部工序安全生產(chǎn)帶來隱患。2、 煤流中的超長(zhǎng)、超重鐵件大部分不能吸出或者不能拋至異物溜槽。超長(zhǎng)、超重鐵件是指長(zhǎng)度超過400mm，重量超過30kg的鐵件。 針對(duì)以上問題，選煤廠機(jī)電、技術(shù)部門會(huì)同兗礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)

3、備制造廠、撫順隆基磁電設(shè)備有限公司技術(shù)人員組成攻關(guān)小組，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了細(xì)致的勘察，提出解決方案。1.除鐵器型式的選擇除鐵器按勵(lì)磁方式分為永磁和電磁式，按卸鐵方式分為自卸式和人工卸鐵式（即帶式和盤式），電磁除鐵器按冷卻方式又分為自然冷卻、風(fēng)冷、油冷、水冷等。永磁除鐵器和電磁除鐵器優(yōu)缺點(diǎn)如下：項(xiàng)目永磁式電磁式體積、重量較小較大除鐵、卸鐵適合清除較小鐵件，表面積和重量大的鐵件清除困難適合清除各種形狀、重量鐵件，可方便地?cái)嚯娦惰F工作方式一般推薦自卸式，盤式除鐵器因卸鐵問題只適用于800mm以下帶寬可采用自卸式或盤式斷電卸鐵方式其他運(yùn)輸、安裝及檢修需要解決防磁問題運(yùn)輸、安裝、檢修方便因清除超長(zhǎng)、超重鐵件是

4、本位置除鐵器主要的工作任務(wù)，故不能采用永磁式。為保證現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)除鐵，只能選擇自卸式電磁除鐵器。電磁除鐵器各種冷卻方式的優(yōu)缺點(diǎn)如下：項(xiàng)目?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)自冷不借助其它介質(zhì)冷卻，工作穩(wěn)定、故障點(diǎn)少需要較低的勵(lì)磁功率和熱負(fù)荷，體積和重量較大風(fēng)冷冷卻效果好、溫升低、冷熱態(tài)差距小，磁場(chǎng)穩(wěn)定。密封較差,繞組與空氣直接接觸,不耐腐蝕、容易積塵。油冷冷卻效果好、溫升低、密封好體積和重量較大，需要定期更換導(dǎo)熱油，存在滲漏隱患水冷冷卻效果好、溫升低需要通水配套，定期清理水垢，絕緣處理要求高因現(xiàn)場(chǎng)位于三層廠房位置，承載能力為6.3噸以下，不適合采用自冷和油冷方式。而現(xiàn)場(chǎng)又不具備連續(xù)供水條件，并且在優(yōu)化設(shè)計(jì)后同等性能風(fēng)冷重量最

5、小，即在同等重量前提下風(fēng)冷方式磁性能最高。所以最終決定采用風(fēng)冷方案。方案中采用新型大功率軸流風(fēng)機(jī)，減少積塵，并要求定期清理。2.卸鐵距離的解決入廠原煤皮帶機(jī)帶寬B1400mm，帶速v2.5m/s，傾角15°。除鐵器安裝于皮帶機(jī)卸料頭滾位置，頭滾直徑1000mm，異物溜槽擋煤板與頭滾中心間距為1900mm，擋煤板上端高于滾筒中心200mm。除鐵器的最佳安裝位置是磁芯中心位于煤流拋物線最高點(diǎn)上方。采用傳統(tǒng)單極除鐵器即使磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，足以吸出鐵件，但因磁芯長(zhǎng)度限制，磁場(chǎng)有效區(qū)域不足以將超長(zhǎng)、超重鐵件拋開足夠遠(yuǎn)進(jìn)入異物溜槽，而是再次進(jìn)入輸煤溜槽混入煤流中。攻關(guān)小組決定借鑒撫順隆基磁電設(shè)備有限

6、公司“火電廠專用除鐵器”國(guó)家專利技術(shù)（專利號(hào)ZL 02 2 75469.5），主磁芯采用風(fēng)冷電磁磁系，增加稀土釹鐵硼輔助磁極，從而優(yōu)化磁場(chǎng)分布，加長(zhǎng)磁場(chǎng)作用區(qū)域，解決拋鐵問題。3.主磁極和輔助磁極磁場(chǎng)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)選擇主磁極磁場(chǎng)設(shè)計(jì)的主要思想是在有限載荷條件下盡量提高磁場(chǎng)性能參數(shù)，保證除鐵效果。輔助磁極磁場(chǎng)設(shè)計(jì)的主要思想是選擇適合的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁極面積，與主磁極配合形成適合的磁場(chǎng)分布，達(dá)到鐵件在輔助磁極后部位置順利拋出的目的。主磁極設(shè)計(jì)熱態(tài)磁場(chǎng)表面中心場(chǎng)強(qiáng)B0400mT，額定懸掛高度400mm處場(chǎng)強(qiáng)B400120mT。輔助磁極設(shè)計(jì)表面中心場(chǎng)強(qiáng)B0150mT。4.帶有輔助磁極新型除鐵器與傳統(tǒng)除鐵器性能

7、參數(shù)對(duì)比4.1磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)比以國(guó)標(biāo)（GB 9076-88）除鐵器（B40070mT，型號(hào)為RCDC14，以下簡(jiǎn)稱14型）、超強(qiáng)磁除鐵器（B400120mT，型號(hào)為RCDC14T2，以下簡(jiǎn)稱T2型）、帶有輔助磁極強(qiáng)磁除鐵器（主磁極B400120mT、副磁極B0150mT，型號(hào)為RCDC14T2F，以下簡(jiǎn)稱F型）三種性能除鐵器磁場(chǎng)實(shí)測(cè)參數(shù)比較，磁場(chǎng)分布曲線如圖1。圖1由圖1可見，T2型和14型磁場(chǎng)空間分布規(guī)律基本相同，F(xiàn)型主磁極磁場(chǎng)性能與T2型相同，但隨著主磁極軸心距離的增加，輔助磁極作用體現(xiàn)出來，磁場(chǎng)顯著高于T2型。例如在額定高度400mm水平高度，距離主磁極軸心距離840mm的B點(diǎn)（見圖2），F(xiàn)

8、型磁場(chǎng)比T2型提高260Gs。在距離主磁極下表面50mm水平，B點(diǎn)磁場(chǎng)F型比T2型提高1730Gs。而鐵件被除鐵器主磁極吸附后，正是在近處高磁場(chǎng)的引導(dǎo)下，通過輔助磁極的表面在D點(diǎn)附近脫離磁場(chǎng)，沿拋物線軌跡進(jìn)入異物溜槽。在圖2中，A點(diǎn)是主磁極中心位置，B點(diǎn)為主磁極導(dǎo)板位置，C點(diǎn)為輔助磁極中心位置，D點(diǎn)為輔助磁極導(dǎo)板位置。在沒有輔助磁極情況下，鐵件在C點(diǎn)位置脫離磁場(chǎng)拋出，而增加輔助磁極后在D點(diǎn)位置脫離磁場(chǎng)拋出。拋出可以看出，在卸鐵皮帶帶速相同條件下，F(xiàn)型比T2型增加拋鐵距離500mm，從而解決了部分鐵件不能進(jìn)入異物溜槽的問題。圖24.2吸鐵距離對(duì)比以行標(biāo)JB/T 7689-2004規(guī)定的試件M16

9、×50進(jìn)行靜態(tài)吸鐵試驗(yàn)，三種除鐵器吸鐵高度分別見表1：項(xiàng)目 位置A點(diǎn)B點(diǎn)14型563mm212mmT2型705mm321mmF型757mm455mm表1由表1可見，在B點(diǎn)由于輔助磁極的作用，吸鐵性能大為提高，在A點(diǎn)也有改善。4.3長(zhǎng)鐵件受力方向的改變由于鐵件在磁場(chǎng)中受力沿磁力線方向運(yùn)動(dòng)，單極除鐵器磁場(chǎng)作用下長(zhǎng)鐵件為豎直方向，而增加輔助磁極后則呈水平方向被吸起，如圖3所示。因而增加輔助磁極避免了超長(zhǎng)鐵件在磁場(chǎng)作用下劃傷皮帶。圖3在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，部分超長(zhǎng)、超重鐵件在改造前即使鐵件一端被吸起，但由于磁場(chǎng)強(qiáng)度和區(qū)域的缺陷，往往在煤流的沖擊下再次混入落煤溜槽。改造后超長(zhǎng)超重鐵件吸除效果非常顯著。5.改造前后除鐵效果比較改造前1201除鐵器在選煤廠輸煤系統(tǒng)除鐵比例按數(shù)量不足30，按質(zhì)量不足45。改造后按數(shù)量不低于