干式预选磁选机的电磁仿真分析与冷却结构设计

作     者：杜静娟 黄新雨 赵坚 李朝江 DU Jingjuan;HUANG Xinyu;ZHAO Jian;LI Chaojiang

作者机构：天津城建大学控制与机械工程学院天津300384 

出 版 物：《金属矿山》 (Metal Mine)

年 卷 期：2022年第51卷第8期

页      面：196-202页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081902[工学-矿物加工工程] 08[工学] 

主　　题：有限元分析 磁选机 电磁分析 板式冷却结构 

摘      要：我国有大量中低品位钒钛磁铁矿资源,随着资源综合利用以及绿色节能可持续发展带来的节能降耗要求,对入磨铁矿石的品位要求越来越高。在钒钛磁铁矿干式预选工艺中,磁选机是分选的核心设备。永磁磁选机以其体积小、磁性能强作为优势,但稀土钕铁硼磁材价格不断上涨,磁滚筒成本大幅提升。同时,长时间工作后,永磁磁选机的磁场容易衰退,造成干式预选效果不佳。电磁磁选机以成本低、不退磁为优势,但工作时发热量大,温度过高,影响磁选机性能和使用年限。对直径1.5 m的永磁滚筒磁选机和电磁选机分别进行电磁有限元计算,分析得出冷态时电磁磁选机比永磁滚筒性能高出10%,然而热态时电磁滚筒性能迅速下降,相较冷态下的磁感应强度降低了26%,磁场力密度数值下降50%,严重影响分选效果。因此,作为替代永磁滚筒的方案,需提高电磁磁选机的热态性能,为此,提出一种新型的板式电磁磁选机。为提高散热效果与减小体积,线圈采用阳极氧化铝绝缘与扁铝线相结合的方式;新型冷却板结构与激磁线圈相贴近,形成一个整体,板内导入变压器油吸收线圈热量,将热量带至散热器,大幅度降低线圈热量。利用有限元对磁选机激磁线圈的热场进行仿真,激磁线圈在安装冷却板后热态工作温度为70℃。该板式结构的电磁磁选机热态性能大幅提升,在工作范围内磁感应强度达到永磁机的90%以上。最后通过试验验证磁选机的温升分布以及热态电磁性能,得到了较为理想的数据。