ferrit

İnsanlar ferritlerden bahsettiğinde, çoğu kişinin aklına hemen elektronikteki küçük çekirdekler gelir. Ancak bizim işimizde - madencilik ekipmanlarında - bu tamamen farklı bir hikaye. Burada ferrit sadece bir malzeme değil aynı zamanda manyetik ayırma sistemlerinde çoğunlukla anahtar bir unsurdur. Yüksek frekanslı uygulamalara alışkın olan mühendislerin, zorlu taş ocağı koşullarında ferrit elementlerin stabilite ve mekanik mukavemet gereksinimlerini hafife aldıkları gerçeğiyle birçok kez karşılaştım. Sürekli titreşim, -40'tan +50'ye kadar sıcaklık değişimleri, aşındırıcı toz - tüm bunlar malzemenin laboratuvar parametrelerinin arka planda kaybolduğu ve "hayatta kalma yeteneğinin" ön plana çıktığı bir ortam yaratır.

Bir ayırıcıdaki ferritten gerçekte ne bekliyoruz?

Teoriyi bir kenara bırakırsak, pratikte her şey birkaç basit ama katı gereksinime bağlıdır. Manyetik indüksiyon, yük altında binlerce saatlik çalışmanın ardından gözle görülür bir düşüş olmadan sabit kalmalıdır. Bu, bir katalogdan maksimum başlangıç ​​indüksiyonuna sahip bir ferriti kolayca alabileceğiniz bir durum değildir. Çoğu zaman sıcaklık katsayısı daha önemlidir. İlk projelerden birinde mükemmel görünen ferrit bloklara sahip bir ayırıcı yerleştirdiğimizi hatırlıyorum. Yaz aylarında, yoğun vardiya sırasında çalışma alanındaki sıcaklık arttı ve ekstraksiyon verimliliği %15-20 oranında düştü. Malzemenin çok yüksek bir negatif indüksiyon TCR'sine sahip olduğu ortaya çıktı. Manyetik sistemin tüm tasarımını telafi elemanları ekleyerek revize etmek zorunda kaldık.

İkinci nokta manyetikliği gideren alanlara karşı dirençtir. Çalışma sırasında, özellikle bir kaya parçası sıkıştığında veya elektrik kesintisi sırasında, ters yönde darbeli alanlar meydana gelebilir. Ferritin zorlayıcı kuvveti yetersizse, yerel alanlarda geri dönüşü olmayan manyetik özellikler kaybı meydana gelebilir. Bu her zaman hemen görülmez ancak yavaş yavaş "ölü bölgelerin" ortaya çıkmasına neden olur. ayırıcı tamburunda ve bunun sonucunda ürün kayıplarına neden olur. Bunu sadece standda değil, aynı zamanda her 500-1000 motor saatinden sonra gerçek bir nesne üzerinde kontrol noktalarında kontak Teslametre ile alanı ölçerek kontrol ediyoruz.

Ve elbette mekanik güç. Ferritler kırılgan malzemelerdir. Standart levhalar veya bölümler, kurulum sırasında güçlü bir nokta darbesinden veya sabitleme cıvatalarının aşırı sıkılmasından dolayı çatlayabilir. Özel şok emici poliüretan kasetlerde uzun süredir ferrit elementleri kullanmaya başladık. Bu sadece koruma değil, aynı zamanda termal genleşmenin telafisidir - çelik muhafaza ve ferrit farklı katsayılara sahiptir, sönümleme tabakası olmadan zamanla gerilimler ortaya çıkar.

Deneyimler ve hatalar: kuru ayırma sistemli bir durum

Bana çok şey öğreten bir projeden örnek vermek istiyorum. Demir cevheri konsantresinin zenginleştirilmesine yönelik kuru manyetik ayırma sisteminden bahsediyoruz. Amaç, kırıcılar ve değirmenler üzerindeki yükü azaltmak için atık kayayı erken bir aşamada kaldırmaktı. Konsept, ferrit mıknatıslara dayanan çok kutuplu bir sisteme sahip güçlü bir tambur ayırıcının kullanımını içeriyordu.

Başlangıçta Y30 stronsiyum ferrit bloklarından oluşan standart bir konfigürasyon seçildi. Kağıt üzerinde her şey eşleşiyordu. Ancak testler sırasında, süreçte kaçınılmaz olarak oluşan ince cevher tozunun mıknatıslandığı ve bir tür "tiftik" oluşturduğu ortaya çıktı. tamburun yüzeyinde. Zamanla bu katman daha da yoğunlaşarak ferrit ile işlenmiş malzeme arasındaki boşluğu artırdı ve bu da alan eğimini ve ayırma verimliliğini kritik ölçüde azalttı. Neredeyse her vardiyada temizlik için hattı durdurmak zorunda kalıyorduk.

Çözüm ferritin değiştirilmesinde değil, tasarımın değiştirilmesinde bulundu. Pürüzsüz bir tambur yerine, daha az tozun tıkanacağı uzunlamasına oluklara sahip nervürlü bir tambur yaptılar. Ve ferrit blokların kendisi, düşük basınçlı havanın zorla üflenmesiyle sızdırmaz mahfazalara kapatılmıştı. Bu sorunu kısmen çözdü. Ancak asıl sonuç şuydu: Kuru malzemelerle çalışırken manyetik sistemin hesaplanması yalnızca saf kesir üzerinden gerçekleştirilemez; toz bileşeninin davranışının ve manyetik alan üzerindeki etkisinin modellenmesi gerekmektedir.

Bu arada bu projede LONGI şirketinin mühendisleriyle işbirliği yaptık. Madencilik ekipmanı üretimindeki deneyimlerine dayanarak tambur tasarımına ilişkin vizyonlarını sunuyorlardı. Ölçeği anlamak için https://www.ljmagnet.ru web sitesine bakılabilir - şirket 1993'ten beri faaliyet göstermektedir ve yılda binlerce birim ekipman üretmektedir. Teorinin atölyede veya test sahasında hemen test edilmesiyle ortaya çıkan pratik yaklaşım, genellikle bu tür “toz sorunlarının” önlenmesine yardımcı olur. Tasarım aşamasında sorunlar.

Ferrit elementlerin tedariki ve kalite kontrolü sorunları

Açıkça görülmeyen zorluklardan biri ferrit partisinin homojenliğinin sağlanmasıdır. Diyelim ki 100x50x20 mm ölçülerinde 200 adet standart levha sipariş ettiniz. Herkesin pasaportundaki parametreler normaldir. Ancak plakaların birbirine yakın yerleştirildiği manyetik bir sistemi onlardan kurmaya başladığınızda, indüksiyonda% 5-7'lik bir dağılım görünebilir. Yüksek gradyanlı bir ayırıcı için bu zaten kritik öneme sahiptir; tekdüze bir alan yerine güçlü ve zayıf şeritler elde edilir.

Kendi kabul prosedürümüzü geliştirdik. İlk olarak, seçici ölçüm partinin %10'u değil neredeyse %30'udur. İkinci olarak indüksiyonu sadece sobanın ortasında değil köşelerinde de ölçüyoruz. Presleme veya sinterlemenin özellikleri nedeniyle kenarların merkezden farklı özelliklere sahip olduğu görülür. Dağılım büyükse bu tür levhalar daha az kritik birimlere gönderilir veya tedarikçiye iade edilir. Masraflı? Evet. Ancak bitmiş bir ayırıcının manyetik sistemini müşterinin sahasında yeniden yapmaktan daha ucuzdur.

Başka bir nüans geometridir. Görünüşe göre bir levha bir levhadır. Ancak düzlük toleransı korunmazsa paketin montajı sırasında elemanlar arasında mikro boşluklar oluşur. Havada. Ve manyetikliğini giderir. Sonuç olarak hesaplanan yapışma kuvvetine ulaşılamaz. Bu nedenle, artık teknik özelliklerde her zaman sadece manyetik parametreleri değil, aynı zamanda özellikle prefabrik sistemlerde minimum boşluklarla çalışacak ferrit elemanlar için geometriye ilişkin katı toleransları da belirtiyoruz.

Alternatifler ve hibrit sistemler: Ferritsiz yaşam var mı?

Elbette son yıllarda NdFeB bazlı nadir toprak mıknatısları hakkında çok fazla konuşma yapıldı. Enerji ürünleri kıyaslanamayacak kadar yüksektir. Ancak saatte yüzlerce ton malzemeyi işleyen büyük ölçekli sistemler söz konusu olduğunda fiyat belirleyici bir faktör haline geliyor. Bir ton ferritin neodimyum mıknatısla değiştirilmesi, ünitenin maliyetini yüzde olarak değil birkaç kat artırır. Bu nedenle yakın gelecekte endüstriyel manyetik ayırmada ferritlerin tamamen terk edilmesi beklenmemektedir.

Hibrit sistemlerin yolu daha umut verici görünüyor. Örneğin, ana alan, güçlü elektromıknatıslar veya nadir toprak elementleri tarafından oluşturulur ve ferrit yoğunlaştırıcılar veya kutup parçaları, belirli bir eğim oluşturmak veya ek yakalama bölgeleri oluşturmak için kullanılır. Ferrit burada alanın kaynağı olarak değil, iletkeni ve şekillendiricisi olarak çalışmaktadır. Bu, temel avantajını - geniş bir sıcaklık aralığında davranışın kararlılığı ve öngörülebilirliğini - kullanmanızı sağlar.

140.000 m2'lik bir alana ve 1.200'den fazla kişiden oluşan bir ekibe sahip aynı üretici olan LONGI Corporation, portföyünde ferrit elemanların ince ayırıcıların karmaşık manyetik sistemlerine entegre edildiği çözümlere sahiptir. Çalışanların %60'ından fazlasının yüksek eğitime sahip olduğu bu yaklaşım, malzeme bilimi, elektromanyetizma ve makine mühendisliğinin birleştirilmesinin gerekli olduğu bu tür karmaşık gelişmelerde tam olarak hissedilmektedir. Bu sadece demir montajı değil, ferritin yeteneklerini ve sınırlamalarını anlamanın temel bir beceri olduğu mühendislik işidir.

Geleceğe bakmak: ne değişebilir?

Trendlerden bahsedersek, bence asıl gelişme devrim niteliğinde yeni bir malzeme yönünde değil, mevcut ferritlerin kullanımının optimize edilmesi yönünde olacaktır. Birincisi, büyük boyutlu ürünlerin homojenliğini ve mekanik mukavemetini arttırmak için sinterleme teknolojisindeki bir gelişmedir. Şok yüklerden korkmayan yarım metre veya daha fazla bir levha zaten ciddi bir avantajdır.

İkincisi, kapsama ve koruma giderek daha önemli hale gelecektir. Ferriti termal döngü sırasında soymayan ve onu aşındırıcı aşınmaya ve atölyelerdeki korozif atmosfere karşı koruyan dayanıklı polimer veya kompozit kaplamaların geliştirilmesi. Bu, tüm ekipmanların servis ömrünü doğrudan etkiler.

Ve son olarak dijitalleşme. Ferrit elementlerin sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izlemek ve ayırıcının çalışma modlarını ayarlamak için sensörlerin tanıtılması. Bu şu anda aşırı gibi görünse de, yüksek kesinti maliyetlerine sahip sürekli süreçler söz konusu olduğunda proaktif teşhis, büyük miktarda para tasarrufu sağlayabilir. Manyetik sistemin kalbi olan ferrit, kendisine karşı giderek daha dikkatli ve akıllı bir tutum gerektirecektir. Bir sarf malzemesi olarak değil, değer zincirinde önemli bir varlık olarak.