除鐵器在水泥行業的應用

除鐵器在水泥行業的應用

Magnetic Separator Application in the Cement Industry

霍玉紅

隨著我國水泥行業的蓬勃發展，水泥產量越來越高，水泥廠規模越來越大，在水泥生產過程中會不可避免地混進大量有害鐵質材料，如不及時清除，將影響水泥質量，嚴重的將會損害設備影響生產，因此必須在水泥生產線中加入除鐵器裝置對水泥中混進的鐵件加以清除，以保證生產的正常進行。

1 人工卸鐵管道式永磁除鐵器

在水泥行業中，最早引入的一種除鐵裝置為人工卸鐵管道式永磁除鐵器，該永磁除鐵器一般用于產量不高、輸送管徑不大（一般＜600mm× 600mm）、管道為垂直安裝或傾斜度與地面夾角＞60°的場合。該除鐵器由一段不銹鋼管道代替原有輸送管道，不銹鋼管道兩邊均有配對法蘭，用于和原管道聯接。在不銹鋼管道的一側（見圖1）或管道兩側（見圖2）安裝有板式永磁除鐵器，管道另一側開有清理門，該除鐵器一般由第三代稀土永磁材料NdFeB加入鐵氧體（Sr）組成復合磁系，具有表面吸力大、結構簡單緊湊、節能無耗、磁場穩定、外形美觀、安裝使用方便等特點。

當水泥細料均勻通過管道除鐵器的工作區域，其中的非磁性物料沿管道流走，而磁性物質受到磁力作用，吸附在管道上，經過一段時間后（視吸附物質的多少而定），打開側面清理門，人工去除鐵質，從而達到除鐵的目的。

如產量較大或者鐵件較多均不適合采用此類除鐵器。因為產量較大管徑將較大（現有管徑達1000mm× 1200mm甚至更大），產量在1000t/h以上，且流速快，這種情況下如采用此類除鐵器將難以保證除鐵效果。

2 懸掛式電磁除鐵器

在水泥生產線輸送帶中部的上方（有時在輸送機主動輪的上方）常采用安裝懸掛式電磁除鐵器（見圖2）的方法除去水泥中含有的鐵磁性物質。

圖1 傾斜式永磁管道除鐵器

圖2 立式永磁管道除鐵器

其工作原理是，電磁除鐵器線圈通入直流電后，在磁極氣隙中產生強磁場，當輸送帶所送水泥物料經過電磁鐵下方時，混雜在水泥中的鐵磁性物質在磁場力的作用下，克服重力向電磁鐵方向迅速移動并被吸附，從而達到除鐵的目的。如果是帶式自動除鐵器，被吸附的鐵磁性物質將隨著

棄鐵皮帶的轉動被拋落到輸送線旁設置的集鐵箱內。懸掛式電磁除鐵器按除鐵方式可分下列兩種型式：人工卸鐵式和自動卸鐵式。按冷卻方式分為下列六種型式：自然冷卻式、風冷式、油冷式、熱管冷卻式、蒸發冷卻式、強迫油冷式。各種型式均有各自的特點，可根據不同場合，不同處理要求選擇使用不同的除鐵器。電磁除鐵器磁場強度有常規型（標準型）、強磁型。圖3為使用較多的熱管式電磁除鐵器。在坦桑尼亞TCCL項目、摩洛哥Fes水泥廠熟料產能增加工程、拉法基重慶永川5000t/d水泥項目、幾內亞86t/h水泥粉磨站項目、巴拉圭TUPI1000t/d熟料生產線等項目均選用了該型電磁除鐵器。

圖3 懸掛式電磁除鐵器

圖4 帶式永磁除鐵器

這種電磁除鐵器的主要優點是適用性廣、壽命長，可配用PLC智能程控，實現自動化遠程操作、監控。電磁除鐵器的缺點是整流控制元件較多、較復雜、故障點較多，且冷、熱態磁場強度有差異。

3 帶式永磁除鐵器

隨著第三代稀土永磁材料的發展，在水泥行業正越來越多地使用懸掛式永磁除鐵器。永磁除鐵器采用釹鐵硼復合磁系，具有以下優點：

（1）磁場恒定、分布合理、作用深度大。

（2）磁場強度大，吸力大。

（3）省電節能。

（4）無需整流控制裝置，故障點少。

（5）斷電時，除鐵器上的鐵磁性物質不會落在輸送物料上。

（6）可用于各種工況及環境惡劣的場合，適用范圍廣。

（7）壽命長。

（8）結構緊湊，操作簡單，維修方便。

其缺點是永磁除鐵器始終有磁，給運輸、安裝、調試、維修帶來一些麻煩，安全問題要尤其重視。我們建議大規格的除鐵器（寬度1400mm以

上）盡量采用電磁除鐵器。永磁除鐵器有常規型、強磁型、短梁型、輕型、翻版型、手搖棄鐵型等多種型式，其工作原理與電磁除鐵器相同，帶式永磁除鐵器見圖4。

4 自動卸鐵管道式永磁除鐵器

隨著水泥單位時間處理量的提高，管道口徑的加大，自動除鐵的要求，催生了自動卸鐵管道式永磁除鐵器。現主要發展成兩大系列，一是永磁滾筒式管道除鐵器，二是鏈式永磁管道除鐵器。

4.1 永磁滾筒式管道除鐵器

圖5 干式自動卸料永磁除鐵器

圖6 磁鏈式管道除鐵器

永磁滾筒式管道除鐵器又稱干式永磁磁選機，適用于水泥原料、水泥熟料的干選，可回收水泥中混有的磁性物質，除凈率＞90%。物料經分選后，被分離成磁性物質和非磁性物質兩種，分別從各自的排礦口排出。

永磁滾筒式管道除鐵器磁場分布設計成弱、中、強磁場，吸引區為強磁場，過渡區為中磁場，分離區為弱磁場。由于采用目前最新的永磁材料（稀土材料），磁系設計合理，具有節能、適應性廣、運行可靠、分離效率高、維修方便等特點。

永磁滾筒式管道除鐵器主要結構有永磁滾筒、出鐵口、管道、進料板、傳動機構等（見圖5）。其工作原理是水泥從輸送管道經給料口給料板到永磁滾筒，通過磁選區時，其中鐵磁性物質被吸附在圓筒表面，由于高速交變磁場的作用使磁團聚分散，磁性物質在圓筒表面作磁滾翻至無磁區，在滾筒轉動的慣性力與重力作用下，從出鐵口排出，水泥經由出料口到達下一工作區域。該磁選機的缺點是，為了提高分選效率一般需加長滾筒，占地面積較大（見圖5）。

4.2 鏈式永磁管道除鐵器

該除鐵器改變了傳統磁力滾筒除鐵方式，結構新穎。該機主要由不銹鋼管道、傳動系統、磁鏈（一組一組的）、觀察窗等組成（見圖6），利用多組運動磁組捕捉鐵雜質。

鏈式永磁管道除鐵器一般串接于傾角45°～70°的水泥輸料管道中，當水泥流經該除鐵器時，水泥中混有的鐵磁性物質被吸附在磁系工作艙的不銹鋼管道下壁上，隨著磁鏈上永磁體的平移而逐漸滑向出鐵口，實現與物料分離。在出鐵口處，因永磁體沿循環運動方向離開，間隙增大，鐵磁性物質上的吸力越來越小直至喪失，此時，在重力的作用下鐵磁性物質從出鐵口排出，實現水泥物料的自動除鐵。

該種除鐵器管道水泥流淌順暢、占地面積小、自動除鐵、省電節能，缺點是磁鏈上磁組的吸引深度有限，除雜率受到了一些影響。

5 結語

綜上所述，由于處理要求有差異，水泥的流動性及處理量等千差萬別，在設計選型時，必須充分了解所處理的水泥的工藝要求，選用最適合的除鐵器類型，才能達到最佳的效果。

[1]陳建生,等.管道式除鐵器概述[J].礦山機械, 2008,（3）:84-86.

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2013-04-27； 編輯：蔣玉雪