Магнітний Сепаратор / Металовловлювач

Приймаємо замовлення на виготовлення Магнітних Сепараторів та Металовловлювачів з урахуванням місця встановлення та умов експлуатації.

Що таке магнітний сепаратор і для чого він призначений?

Магнітний сепаратор – це пристрій, призначений для очищення різних продуктів та сировини від залізовмісних частинок та великих предметів та/або поділу технологічних потоків сировини за магнітними властивостями.
Часто, магнітні сепаратори, які використовуються для уловлювання випадкових залізовмісних предметів, називають залізовідділювачами або металовловлювачами.

Металовловлювач, Залізовідділювач  – це синонім магнітного сепаратора, як правило, використовується для підвісного використання над стрічковим конвеєром та/або замість приводного барабана стрічкового транспортера.

Конструкція магнітних сепараторів на постійних магнітах

В основному, різноманітність конструкцій магнітних сепараторів обумовлюється необхідними технологічними характеристиками та місцем встановлення, що, в свою чергу,  впливає на форму робочого органу та конструкцію сепаратора.

Найпоширенішими конструкціями магнітних сепараторів є:

    • пластинчата;
    • барабанна;
    • роликова (шківна);
    • стержнева.

Приклади конструкцій магнітних сепараторів наведені нижче:

Конструкції магнітних сепараторів
Конструкція трубного уловлювача
Конструкція барабанного магнітного сепаратора

Пластинчаста конструкція забезпечує найбільш глибоке магнітне поле ( черз плоску магнітну систему та можливість збільшення розміру магнітних полюсів).
Тому пластинчаста конструкція магнітних сепараторів використовується в підвісних залізовідділювачах, магнітних плитах, трубних (самопливних) металовловлювачах.

Барабанна конструкція  – це конструкція з нерухомою секторною магнітною системою, навколо якої обертається обичайка барабана, забезпечуючи автоматичне розвантаження магнітних включень.
Тому барабанні магнітні сепаратори використовуються коли в дробленому продукті присутні багато (більше 5%) залізовмісних включень.
Глибину магнітного поля барабанних сепараторів забезпечують збільшення збільшення діаметра барабана та оптимізації розміру магнітних полюсів.

Роликова (шківна) конструкція – це конструкція,  в якій  магнітна система заповнює всю окружність барабана та обертається разом з обичайкою барабана.
Такі конструкції встановлюються в стрічкові транспортери (замість приводних або натяжних барабанів) і забезпечують автоматичне розвантаження магнітних включень.
Глибину магнітного поля шківних залізовідділювачів забезпечують за рахунок збільшення діаметра барабана та оптимізації розміру магнітних полюсів.

Стержнева конструкція являє собою магнітну систему, як правило, з потужних NdFeB магнітів, встановлену в трубку D25 мм.
Такі конструкції мають потужне  магнітне поле, але розповсюджується воно на незначну глибину. Тому магнітні стержні (магнітні решітки) встановлюються безпосередньо в потік продукту.

Навіщо використовують магнітний сепаратор?

Залізні та інші феромагнітні металеві предмети часто потрапляють в продукт під час його дроблення, помолу, у процесі транспортування  автомобільним або залізничним транспортом, при ремонтних роботах на виробництві.

Це притаманно для підприємств зернопереробки (комбікормових, борошномельних заводів), переробки деревини, щебеневих заводів, цементних, цегляних, склозаводів та інших.

Присутність “випадкового металу” в потоці сировини та її потрапляння в технологічне обладнання призводить до виведення з ладу та поломки даного обладнання, значних простоїв виробництва у ремонті.

Ось чому магнітний сепаратор (металовловлювач) важливо використовувати для стабільної роботи виробничих ліній.

Також дрібні феромагнітні домішки негативно впливають на якість кінцевого продукту. Найчастіше з такою проблемою зустрічаються борошномельні, цукрові заводи, кондитерські підприємства, підприємства з переробки вторинної сировини (переробка ТПВ, пластмас, автомобільних шин, електронних плат).

Переваги магнітних сепараторів

Магніт
Надійна робота десятиліттями

Постійні магніти зберігають силу притягання десятиліттями без обслуговування та заміни.

Енергія
Відсутнє енергоспоживання

Не потребують підключення до електромережі для створення магнітного поля — працюють автономно.

Обслуговування
Мінімальне обслуговування

Не потребують спеціального технічного обслуговування, що знижує експлуатаційні витрати.

Промисловість
Універсальність застосування

Підходять для 20+ галузей промисловості: від харчової до цементної.

Контроль якості
Постійний контроль якості

Забезпечують відповідність вимогам HACCP і стандартам безпеки продукції.

Захист
Захист обладнання 24/7

Захищають норії, преси, дробарки, млини та інше обладнання від потрапляння металевих включень і поломок.

Види Магнітних Сепараторів

Магнітні сепаратори та залізовідділювачі поділяються залежно від способу збудження магнітного поля.
Створення магнітного поля може бути за допомогою електромагніту або за допомогою постійних магнітів.
Відповідно, існують:

    • электромагнітні сепаратори/залізовідділювачі
    • магнітні сепаратори на постійних магнітах.

Електромагнітні сепаратори мають великі габарити, дуже важкі і тому використовуються, як правило, тільки в гірничо-рудній промисловості.

Магнітні сепаратори на постійних магнітах дуже компактні, створюють потужне магнітне поле виключно в потрібній зоні сепарації і, через це, використовуються практично у всіх галузях промисловості, в т.ч. і гірничо-рудній промисловості.

Принцип роботи магнітного сепаратора

Принцип роботи магнітного сепаратора / металовловлювача можна описати трьома етапами:

    • вилучення феромагнітних частинок;
    • утримання феромагнітних частинок на робочому органі металовловлювача;
    • розвантаження феромагнітних частинок з металовловлювача

Основний компонент магнітного сепаратора – це магнітна система, яка створює магнітне поле потрібної глибини та потрібної сили.
Немагнітні частинки не реагують на магнітне поля і пролітають природною траєкторією згідно з законами гравітації.
Частинка феромагнітного матеріалу, яка потрапляє в зону дії магнітного поля, змінює свою траєкторію руху і прагне “примагнітитись” до джерела магнітного поля.

Якщо магнітне поле буде досить сильним, але не досить глибоким (наприклад, магнітне поле простого магніту), то воно зможе вловлювати лише ті феромагнітні частинки, які проходитимуть в безпосередній близькості (до 10мм) до джерела магнітного поля.

Сила магнітного поля

Магнітне поле металовловлювача та магнітного сепаратора виконує роботу механічного переміщення феромагнітних предметів (часток).
Переміщення цих частинок здійснюється під дією магнітної сили, яку можна описати за формулою:

Формула сили магнітного поля

де:
fm – сила магнітного поля, Н;
μ0 –  1,25*10-6 , Н/м;
χ – питома магнітна сприйнятливість феромагнітного тіла, безрозмірна величина;
V – об’єм феромагнітного тіла, м3 ;
k – коефіцієнт форми тіла,
Н – напруженість магнітного поля в точці, де знаходиться феромагнітне тіло, А/м;
gradH – (градієнт поля по напруженності) показник нерівномірності магнітного поля, визначається як зміна напруженості магнітного поля в межах розмірів феромагнітного тіла, А/м2

Градієнт магнітного поля показує швидкість зміни напруженості поля з наближенням до джерела магнітного поля.

У спрощеному вигляді можна вважати, що :
Напруженість поля –  показник, що утримує частинку в магнітному полі
Градієнт поля – показник, що переміщує частинку до джерела магнітного поля

Чудово розкриває суть градієнта поля ілюстрація нижче

Магнітна сила магнітного сепаратора

На малюнку показано два умовні магніти “А” та “В”, які генерують свої магнітні поля.
При цьому магніт “А” створює, як здається на перший погляд, слабше поле, ніж магніт “В” –  це видно по силових лініях на однаковій відстані від магнітів (600-400-200 кА/м та 600-500-400 кА/м).

Якщо розмістити в магнітному полі магніту “А” тіло, наприклад кульку, діаметром 10 мм (0,01м) на відстані L від магніту, то в об’ємі кульки V діятиме питома сила НgradH= 400*(600-200/0,01) =16*106 кА/м2

Якщо розмістити в магнітному полі магніту “B” ту ж кульку діаметром 10 мм (0,01мм) на відстані L від магніту, то в б’ємі кульки V діятиме питома сила НgradH= 500*(600-400/0,01)  =10*106 кА/ м2

Отже, магнітне поле напруженістю 400 кА/м  на відстані L для магніту “A” має більшу силу притяжіння, ніж поле магніту “B”,  навіть незважаючи на те, що напруженість поля на тій же відстані для магніту “B” вище на 100 кА/м.

Використовуючи розрахунок НgradH магнітного поля будь-якого залізовідділювача можна визначити (спрогнозувати) механічні сили магнітного поля, що діють на об’єкт без проведення випробувань.

З формули магнітної сили видно, що вона залежить від:

  1. топографії магнітного поля, а саме від напруженності та градієнту напруженності
  2. характеристики матеріалу феромагнітного тіла – магнітної сприйнятливості.
    Чим вище магнітна сприйнятливість – тим сильніше матеріал реагує на магнітне поле.
  3. об’єму тіла – чим більший об’єм тіла – тим сильніший матеріал реагує на магнітне поле.
  4. форми тіла. Форма тіла істотно впливає на проходження магнітного потоку. Наприклад, на тіло продовгуватої форми діятиме більша магнітна сила, ніж на тіло у формі кулі.
    Це відображає коефіцієнт форми тіла:
Тіло Коефіцієнт k
Пруток із співвідношенням діаметра D і довжини L 1 х 4 1.34
Пруток із співвідношенням діаметра D і довжини L 1 х 3 1
Шестигранна гайка 0,47
Куб 0,296
Куля 0,23

Більш детально про магнітне поле можна дізнатися з цієї статті тут  https://uk.wikipedia.org/wiki/Магнітне_поле

Часті запитання (FAQ) про магнітні сепаратори

Що таке магнітний сепаратор і для чого він призначений?

Магнітний сепаратор — це пристрій для видалення з сипких або рідких матеріалів феромагнітних включень і домішок за допомогою магнітного поля, створеного магнітною системою на постійних магнітах або електромагнітною котушкою.

Застосування магнітних сепараторів дозволяє запобігати пошкодженню промислового обладнання та підвищувати якість продукції.

Для чого використовують магнітний сепаратор?

Магнітні сепаратори активно застосовують:

  • для захисту дороговартісного обладнання (дробарка, прес, екструдер, шредер, дозатор тощо) від потрапляння феромагнітних металевих предметів (під час переробки зерна, цукрових буряків, глини, вугілля, деревини тощо);

  • для очищення продукції від феромагнітних домішок (цемент, пісок, крейда, доломіт, техвуглець, подрібнена гума, борошно, цукор, комбікорм, спеції тощо);

  • для вилучення металу з металургійних шлаків (залишки чорного металу, ферохрому, різних магнітних спецсталей);

  • для збагачення корисних копалин (розділення сумішей за магнітними властивостями: кварц — магнетит, кварц — мартит, кварц — гематит, кварц — ільменіт тощо).

Що робить магнітний сепаратор?

Магнітний сепаратор видаляє металеві домішки з різних матеріалів за допомогою магнітного поля.
Його основне завдання — захист промислового обладнання від пошкоджень, а також забезпечення якості продукції, очищеної від металу.

Принцип роботи магнітного сепаратора

Принцип роботи магнітного сепаратора ґрунтується на взаємодії магнітного поля з металевими частинками, що мають магнітну сприйнятливість.

Дія магнітного сепаратора включає три основні етапи:

  • Вилученняя — захоплення частинок, що містять залізо, за допомогою магнітного поля.

  • Утримання — фіксація цих частинок на робочій поверхні.

  • Вивантаження — видалення та відведення захопленого металу із зони дії магніту.

Під час проходження через магнітну зону феромагнітні включення притягуються та утримуються на поверхні магнітної системи сепаратора, а немагнітний матеріал (вже очищений від феромагнітних домішок) продовжує рух по технологічній лінії.

Де застосовуються магнітні сепаратори?

Магнітні сепаратори активно застосовуються для захисту дороговартісного обладнання від потрапляння феромагнітних металевих включень і очищення продукції від феромагнітних домішок у різних галузях промисловості:

  • зернопереробній (елеватори)

  • олієжировій (олієекстракційне виробництво)

  • цукровій

  • борошномельно-круп’яній (КХП)

  • комбікормовій

  • деревообробній (виробництво ДСП, ДВП, фанери та шпону)

  • цементній

  • ливарній (чорна та кольорова металургія)

  • нерудних будівельних матеріалів (пісок, вапняк, крейда, гіпс, глина, кварцит)

  • біоенергетичній (виробництво пелет для твердопаливних котлів)

  • виробництві будівельних матеріалів (виробництво цегли, вогнетривів)

  • скляній

  • фарфоро-фаянсовій

  • вугільній

  • торф’яній

  • хімічній (виробництво абразивів)

  • виробництві технічного вуглецю

  • рециклінгу (переробка твердих побутових відходів, металургійних шлаків, бійок скла, електронних плат, лому електронної техніки, пластику, зношених автомобільних шин, макулатури).

Які існують типи магнітних сепараторів?

Основні типи магнітних сепараторів:

1 Пластинчасті Оптимальні для обробки сипких матеріалів з високою продуктивністю.
Пластинчасті магнітні сепаратори можуть бути:
   – підвісні (магнітний блок встановлюється над стрічковими конвеєрами)
   – підпоточні (магнітний блок встановлюється під потоком продукту)
2 Роликові (шківні) Встановлюються в стрічковий транспортер замість приводного (рідше — натяжного) барабана, забезпечуючи безперервне видалення металевих домішок.
3 Барабанні Складаються зі стаціонарної секторної магнітної системи, навколо якої обертається кожух барабана, що дозволяє автоматично видаляти магнітні включення.
4 Стержневі Є набором магнітних стержнів, розташованих в один, два або більше рядів у шаховому порядку, формуючи магнітну решітку.
5 Магнітні фільтри стрижневого типу Використовуються для видалення металевих частинок із рідких середовищ.
6 Трубні магнітні уловлювачі Являють собою корпус із встановленими зовні магнітними плитами. Встановлюються у вертикальні та похилі самопливи.
7 Магнітні колонки Являють собою корпус із встановленим всередині магнітним блоком у формі «ракети». Встановлюються у вертикальні самопливи.

 

Як правильно вибрати магнітний сепаратор?

Вибір магнітного сепаратора переважно залежить від:

  • властивостей матеріалу (розмір фракції, температура, абразивність, жирність, вологість);

  • характеристик феромагнітних забруднень (розміри металевих частинок, їх форма);

  • ступеня забруднення матеріалу (випадкове потрапляння чи постійна наявність);

  • продуктивності потоку матеріалу;

  • місця встановлення (над стрічковим транспортером або у місцях пересипання — самопливи, норії тощо);

  • способу очищення (ручне, механізоване, автоматичне).

Залежно від вихідних даних вибір магнітного сепаратора може змінюватися, що впливає на його вартість. Тому для підбору оптимального рішення ми рекомендуємо звернутися до наших фахівців.

Які магніти використовуються в магнітних сепараторах?

У магнітних сепараторах можуть застосовуватись феритові, неодимові (NdFeB) магніти та електромагніти.

Для вилучення середніх і великих магнітних предметів з великих відстаней (до 500 мм) магнітні сепаратори оснащуються електромагнітами.

Для вилучення середніх і великих магнітних предметів із середніх відстаней (до 300 мм) магнітні сепаратори комплектуються феритовими магнітами.

Для вилучення дрібних і дуже дрібних (0,1–0,5 мм) магнітних включень за температури до +120 °С магнітні сепаратори оснащуються неодимовими (NdFeB) магнітами, а за температури до +250 °С — самарієво-кобальтовими магнітами (SmCo).

Від чого з часом у магнітному сепараторі може ослабнути магнітне поле?

Сучасні магнітні матеріали (ферити FeSr та неодимові магніти NdFeB) мають добру стійкість до розмагнічування.

Однак існує низка негативних чинників, які можуть послабити магніт.

Умови, що можуть негативно впливати на феритові магніти:

  • Дуже низькі температури (нижче -40 °C)

  • Дуже висока температура (понад +250 °C)

  • Сильні зовнішні магнітні поля — якщо розмістити феритовий магніт поруч із потужнішим магнітом (наприклад, неодимовим), він може частково розмагнітитись

  • Механічні удари та вібрації
    Ферит — крихкий матеріал, подібний до кераміки. Від сильного удару може тріснути або відколотись шматок магніту.

Умови, які можуть негативно впливати на магніти NdFeB:

  • Повітря та вологість (точніше — кисень, який міститься в повітрі та воді).
    Якщо магніт не захищений від доступу кисню та вологи (конденсату), він може почати окислюватися й руйнуватися.

  • Висока температура — при нагріванні магніт може назавжди втратити частину своєї сили.

  • Тепловий шок — різке нагрівання або охолодження може спричинити тріщини або втрату намагніченості.

  • Механічні удари та вібрації — механічний вплив також з часом розмагнічує магніт.

Чи втрачають магніти силу з часом?

Самі по собі магніти не «старіють» і не слабшають лише через те, що минув рік чи два.

Але за несприятливих умов вони можуть ослабнути (див. вище).

Тобто: магніт може служити десятки років, якщо він правильно встановлений і захищений.

Чи може магнітний сепаратор уловлювати нержавіючу сталь?

Існують марки нержавіючої сталі (наприклад, AISI 430), які мають магнітні властивості.

Однак більшість марок нержавіючої сталі (наприклад, AISI 304, AISI 316) у своєму початковому стані дійсно немагнітні. Це пов’язано з їх внутрішньою кристалічною структурою — аустенітом, який не реагує на магнітне поле.

Проте, якщо дрібні часточки харчової нержавіючої сталі (1–5 мм) зазнали значної деформації — наприклад, під час різання, згинання, ударів або тертя — вони можуть змінити свою внутрішню структуру. У результаті метал частково набуває магнітних властивостей, і магнітний сепаратор з потужною неодимовою магнітною системою (індукція магнітного поля від 1000 мТл до 1400 мТл) може притягнути ці частинки.

Для вилучення частинок нержавіючих сталей середніх розмірів (3–10 мм) рекомендуємо використовувати детектори-металосепаратори.
Для вилучення частинок нержавіючих сталей великих розмірів (12–15 мм) рекомендуємо використовувати детектори-металосепаратори або вихретокові сепаратори.