輔助磁極電磁除鐵器在濟寧二號煤礦選煤廠的應用

1、帶有輔助磁極新型強磁除鐵器在濟寧二號煤礦選煤廠的應用王中正1，黃進2，王學衛(wèi)3（1. 兗礦集團濟寧二號煤礦選煤廠，山東 濟寧 272100；2.兗礦集團有限公司機電設備制造廠，山東 鄒城 273500；3.撫順隆基磁電設備有限公司，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磁除鐵器，除雜效率大幅度提高。關鍵詞：輔助磁極；除鐵器；選煤廠礦井開采的原煤經井下輸送系統(tǒng)進入選煤廠，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。除鐵器作為磁力除雜的主要設備，在選煤廠普遍采用。兗礦集團濟寧二號煤礦選煤廠是一座原煤處理能力 4.0 Mt/ a的現代化選煤

2、廠。作為兗礦集團的除雜明星單位之一，選煤廠對磁力除雜工作非常重視，共安裝了18臺除鐵器。位于入廠煤輸送皮帶機頭部的1201除鐵器是第一道除雜設備，因而也是最重要的一臺除鐵器。原除鐵器經多年運轉，存在如下問題：1、 磁場強度不能滿足除鐵要求。原除鐵器磁場性能為B40070mT,而現場因原煤輸送量和顆粒度較大，實際懸掛高度為600mm，在此懸掛高度處磁場只能達到40mT左右,因而除鐵效果不好，給后部工序安全生產帶來隱患。2、 煤流中的超長、超重鐵件大部分不能吸出或者不能拋至異物溜槽。超長、超重鐵件是指長度超過400mm，重量超過30kg的鐵件。 針對以上問題，選煤廠機電、技術部門會同兗礦集團機電設

3、備制造廠、撫順隆基磁電設備有限公司技術人員組成攻關小組，對現場進行了細致的勘察，提出解決方案。1.除鐵器型式的選擇除鐵器按勵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、風冷、油冷、水冷等。永磁除鐵器和電磁除鐵器優(yōu)缺點如下：項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，可方便地斷電卸鐵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輸、安裝及檢修需要解決防磁問題運輸、安裝、檢修方便因清除超長、超重鐵件是

4、本位置除鐵器主要的工作任務，故不能采用永磁式。為保證現場連續(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)缺點如下：項目優(yōu)點缺點自冷不借助其它介質冷卻，工作穩(wěn)定、故障點少需要較低的勵磁功率和熱負荷，體積和重量較大風冷冷卻效果好、溫升低、冷熱態(tài)差距小，磁場穩(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場位于三層廠房位置，承載能力為6.3噸以下，不適合采用自冷和油冷方式。而現場又不具備連續(xù)供水條件，并且在優(yōu)化設計后同等性能風冷重量最

5、小，即在同等重量前提下風冷方式磁性能最高。所以最終決定采用風冷方案。方案中采用新型大功率軸流風機，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帶寬B1400mm，帶速v2.5m/s，傾角15°。除鐵器安裝于皮帶機卸料頭滾位置，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上方。采用傳統(tǒng)單極除鐵器即使磁場強度較高，足以吸出鐵件，但因磁芯長度限制，磁場有效區(qū)域不足以將超長、超重鐵件拋開足夠遠進入異物溜槽，而是再次進入輸煤溜槽混入煤流中。攻關小組決定借鑒撫順隆基磁電設備有限

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

7、參數對比4.1磁場參數對比以國標（GB 9076-88）除鐵器（B40070mT，型號為RCDC14，以下簡稱14型）、超強磁除鐵器（B400120mT，型號為RCDC14T2，以下簡稱T2型）、帶有輔助磁極強磁除鐵器（主磁極B400120mT、副磁極B0150mT，型號為RCDC14T2F，以下簡稱F型）三種性能除鐵器磁場實測參數比較，磁場分布曲線如圖1。圖1由圖1可見，T2型和14型磁場空間分布規(guī)律基本相同，F型主磁極磁場性能與T2型相同，但隨著主磁極軸心距離的增加，輔助磁極作用體現出來，磁場顯著高于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（見圖2），F

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

9、×50進行靜態(tài)吸鐵試驗，三種除鐵器吸鐵高度分別見表1：項目 位置A點B點14型563mm212mmT2型705mm321mmF型757mm455mm表1由表1可見，在B點由于輔助磁極的作用，吸鐵性能大為提高，在A點也有改善。4.3長鐵件受力方向的改變由于鐵件在磁場中受力沿磁力線方向運動，單極除鐵器磁場作用下長鐵件為豎直方向，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鐵件在磁場作用下劃傷皮帶。圖3在實踐中發(fā)現，部分超長、超重鐵件在改造前即使鐵件一端被吸起，但由于磁場強度和區(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)除鐵比例按數量不足30，按質量不足45。改造后按數量不低于