ferit

Ketika orang berbicara tentang ferit, banyak orang langsung membayangkan inti kecil dalam elektronik. Namun dalam bisnis kami - di bidang peralatan pertambangan - ceritanya sangat berbeda. Di sini, ferit bukan hanya sekedar material, namun seringkali menjadi elemen kunci dalam sistem pemisahan magnetik. Berkali-kali saya menghadapi kenyataan bahwa para insinyur, yang terbiasa dengan aplikasi frekuensi tinggi, meremehkan persyaratan stabilitas dan kekuatan mekanik elemen ferit dalam kondisi penambangan yang keras. Getaran konstan, perubahan suhu dari -40 hingga +50, debu abrasif - semua ini menciptakan lingkungan di mana parameter laboratorium material memudar ke latar belakang, dan “kemampuan bertahan”-nya menjadi yang terdepan.

Apa yang sebenarnya kita harapkan dari ferit dalam separator?

Jika kita membuang teori, dalam praktiknya semuanya bergantung pada beberapa persyaratan sederhana namun ketat. Induksi magnetik harus tetap stabil, tanpa penurunan yang nyata, setelah ribuan jam pengoperasian di bawah beban. Ini bukan situasi di mana Anda dapat mengambil ferit dengan induksi awal maksimum dari katalog. Seringkali koefisien suhu lebih penting. Saya ingat pada salah satu proyek pertama kami memasang pemisah dengan blok ferit yang tampaknya sangat bagus. Di musim panas, selama shift puncak, suhu di area kerja melonjak, dan efisiensi ekstraksi turun 15-20%. Ternyata bahan tersebut memiliki TCR induksi negatif yang terlalu tinggi. Kami harus merevisi seluruh desain sistem magnet, menambahkan elemen kompensasi.

Poin kedua adalah ketahanan terhadap medan demagnetisasi. Selama pengoperasian, terutama bila ada bongkahan batu yang terjepit atau listrik padam, medan pulsa dengan arah terbalik dapat terjadi. Jika gaya koersif ferit tidak mencukupi, hilangnya sifat magnetis yang tidak dapat diubah di area lokal dapat terjadi. Hal ini tidak selalu langsung terlihat, namun lambat laun mengarah pada munculnya “zona mati”. pada drum pemisah dan, sebagai akibatnya, kehilangan produk. Kami memeriksanya tidak hanya di stand, tetapi juga setelah setiap 500-1000 jam mesin pada objek nyata, mengukur medan dengan Teslameter kontak di titik kontrol.

Dan, tentu saja, kekuatan mekanik. Ferit adalah bahan yang rapuh. Pelat atau segmen standar dapat retak karena benturan titik yang kuat selama pemasangan atau karena baut pengencang terlalu kencang. Kami telah lama beralih menggunakan elemen ferit dalam kaset poliuretan penyerap goncangan khusus. Ini bukan hanya perlindungan, tetapi juga kompensasi untuk ekspansi termal - rumah baja dan ferit memiliki koefisien yang berbeda, tanpa lapisan redaman, tekanan muncul seiring waktu.

Pengalaman dan kesalahan: kasus dengan sistem pemisahan kering

Saya ingin memberikan contoh salah satu proyek yang mengajari saya banyak hal. Kita berbicara tentang sistem pemisahan magnetik kering untuk pengayaan konsentrat bijih besi. Tujuannya adalah menghilangkan batuan sisa pada tahap awal untuk mengurangi beban pada penghancur dan pabrik. Konsep ini melibatkan penggunaan pemisah drum yang kuat dengan sistem multi-kutub berdasarkan magnet ferit.

Awalnya, konfigurasi standar dengan blok ferit strontium Y30 dipilih. Di atas kertas semuanya cocok. Namun selama pengujian ternyata debu bijih halus, yang pasti terbentuk dalam proses tersebut, bersifat magnetis dan menciptakan semacam “serat”. pada permukaan drum. Seiring waktu, lapisan ini menjadi lebih padat, meningkatkan kesenjangan antara ferit dan material yang diproses, yang secara signifikan mengurangi gradien medan dan efisiensi pemisahan. Kami harus menghentikan antrean untuk membersihkan hampir setiap shift.

Solusinya ditemukan bukan dengan mengganti ferit, tetapi dengan mengubah desain. Alih-alih drum yang halus, mereka membuat drum yang berusuk, dengan alur memanjang, sehingga lebih sedikit debu yang tersumbat. Dan blok ferit itu sendiri ditutup dalam selubung tertutup dengan hembusan paksa udara bertekanan rendah. Ini sebagian menyelesaikan masalah. Tetapi kesimpulan utamanya adalah ini: ketika bekerja dengan bahan kering, perhitungan sistem magnet tidak dapat dilakukan hanya pada fraksi murni; perlu untuk memodelkan perilaku komponen debu dan pengaruhnya terhadap medan magnet.

Omong-omong, dalam proyek ini kami berkolaborasi dengan para insinyur dari perusahaan LONGI. Mereka hanya menawarkan visi desain drum berdasarkan pengalaman mereka dalam produksi peralatan pertambangan. Situs web mereka, https://www.ljmagnet.ru, dapat dilihat untuk memahami skalanya - perusahaan telah beroperasi sejak 1993 dan memproduksi ribuan unit peralatan per tahun. Pendekatan praktis mereka, ketika teori diuji langsung di bengkel atau di lokasi pengujian, sering kali membantu menghindari “masalah debu” tersebut. permasalahan pada tahap desain.

Masalah pasokan dan pengendalian kualitas elemen ferit

Salah satu kesulitan yang tidak terlihat jelas adalah memastikan homogenitas batch ferit. Katakanlah Anda memesan 200 pelat standar berukuran 100x50x20 mm. Parameter di paspor semua orang normal. Tetapi ketika Anda mulai merakit sistem magnet darinya, di mana pelat-pelatnya ditempatkan berdekatan, penyebaran induksi sebesar 5-7% mungkin muncul. Untuk pemisah gradien tinggi, hal ini sudah penting - alih-alih bidang seragam, yang diperoleh adalah garis kuat dan lemah.

Kami telah mengembangkan prosedur penerimaan kami sendiri. Pertama, pengukuran selektif bukan 10%, tetapi hampir 30% dari batch. Kedua, kami mengukur tidak hanya induksi di bagian tengah kompor, tetapi juga di sudut-sudutnya. Kebetulan karena kekhasan pengepresan atau sintering, ujung-ujungnya memiliki sifat yang berbeda dari bagian tengah. Jika penyebarannya besar, pelat tersebut dikirim ke unit yang kurang kritis atau dikembalikan ke pemasok. Mahal? Ya. Namun hal ini lebih murah dibandingkan membuat ulang sistem magnetik pada separator yang sudah jadi di lokasi pelanggan.

Nuansa lainnya adalah geometri. Tampaknya lempengan itu adalah lempengan. Namun jika toleransi kerataan tidak dipertahankan, celah mikro akan muncul di antara elemen-elemen saat paket dirakit. Di udara. Dan dia mengalami kerusakan magnetik. Akibatnya, kekuatan adhesi yang dihitung tidak tercapai. Oleh karena itu, kini dalam spesifikasi teknis kami selalu menentukan tidak hanya parameter magnetik, tetapi juga toleransi geometri yang ketat, terutama untuk elemen ferit yang akan bekerja dalam sistem prefabrikasi dengan celah minimal.

Alternatif dan sistem hibrida: apakah ada kehidupan tanpa ferit?

Tentu saja, dalam beberapa tahun terakhir banyak perbincangan tentang magnet tanah jarang berbasis NdFeB. Produk energi mereka jauh lebih tinggi. Namun jika menyangkut sistem berskala besar yang memproses ratusan ton material per jam, harga menjadi faktor penentu. Mengganti satu ton ferit dengan magnet neodymium meningkatkan biaya unit beberapa kali lipat, bukan persentase. Oleh karena itu, diperkirakan tidak akan ada penghentian total ferit dalam pemisahan magnetik industri dalam waktu dekat.

Jalur sistem hibrida nampaknya lebih menjanjikan. Misalnya, medan utama diciptakan oleh elektromagnet yang kuat atau unsur tanah jarang, dan konsentrator ferit atau potongan tiang digunakan untuk membentuk gradien tertentu atau membuat zona penangkapan tambahan. Ferit di sini berfungsi bukan sebagai sumber medan, melainkan sebagai konduktor dan pembentuknya. Hal ini memungkinkan Anda untuk menggunakan keunggulan utamanya - stabilitas dan prediktabilitas perilaku pada rentang suhu yang luas.

LONGI Corporation, pabrikan yang sama dengan luas 140.000 m2 dan tim beranggotakan lebih dari 1.200 orang, memiliki solusi portofolionya di mana elemen ferit diintegrasikan ke dalam sistem pemisah halus magnetik yang kompleks. Pendekatan mereka, ketika lebih dari 60% karyawannya berpendidikan tinggi, justru dirasakan dalam perkembangan yang kompleks di mana perlunya menggabungkan ilmu material, elektromagnetisme, dan teknik mesin. Ini bukan sekedar perakitan besi, ini adalah pekerjaan teknik dimana pemahaman kemampuan dan keterbatasan ferit adalah keterampilan dasar.

Melihat ke masa depan: apa yang bisa berubah?

Kalau bicara tren, menurut saya perkembangan utamanya bukan ke arah material baru yang revolusioner, tapi ke arah optimalisasi penggunaan ferit yang sudah ada. Pertama, peningkatan teknologi sintering untuk meningkatkan keseragaman dan kekuatan mekanik produk berukuran besar. Pelat berukuran setengah meter atau lebih yang tidak takut terhadap beban kejut sudah menjadi keuntungan yang serius.

Kedua, cakupan dan perlindungan akan menjadi semakin penting. Pengembangan lapisan polimer atau komposit tahan lama yang tidak mengelupas ferit selama siklus termal dan melindunginya dari keausan abrasif dan atmosfer korosif di bengkel. Hal ini secara langsung mempengaruhi masa pakai semua peralatan.

Dan yang terakhir adalah digitalisasi. Pengenalan sensor untuk memantau suhu elemen ferit secara real time dan menyesuaikan mode pengoperasian pemisah. Meskipun hal ini mungkin tampak berlebihan saat ini, jika menyangkut proses berkelanjutan dengan biaya waktu henti yang tinggi, diagnostik proaktif dapat menghemat banyak uang. Ferit, sebagai jantung dari sistem magnet, akan membutuhkan sikap yang semakin penuh perhatian dan cerdas terhadap dirinya sendiri. Bukan sebagai barang habis pakai, namun sebagai aset utama dalam rantai nilai.