專利名稱：一種用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是礦物加工工程領域的磁性礦物分選設備，尤其適用于細粒嵌布鐵礦料的磁選，具體的說涉及一種用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥。本發(fā)明的磁輥也可用于從非磁性物料中剔除磁性雜質(zhì)和提純磁性材料，還可用于冶金、化工、水泥、糧食等部門以及爐渣處理等方面。
背景技術：
磁選是物料分離處理技術中的一種重要方法，其工藝具有潔凈無污染的特點。永磁磁選設備因其具有能耗少、成本低、結構簡單、操作方便，無污染或污染少而被廣泛應用于礦物加工領域。近年來，永磁材料尤其是釹鐵硼永磁材料的性能得到了很大的提高，工業(yè)上已能批量生產(chǎn)磁能積達到420kJ / m3以上的燒結釹鐵硼永磁材料，為永磁磁選設備的發(fā)展提供了條件。隨著我國對鐵礦石的需求日益增加，為了保證資源的有效利用，必須開發(fā)利用大量的極貧礦和表外礦，加之開采技術的提高，導致采出礦石的貧化率上升。為了提高入選礦石品位，減少磨礦能耗，需對礦料提前進行預選，拋棄一部分廢礦。目前，廣泛應用的大塊礦石干式永磁磁選機和磁滑輪，如馬鞍山礦山研究院研制的CTDG系列和北京礦冶研究總院研制CT系列等磁選設備，可提前拋棄109Γ30%的尾礦，雖然在一定程度上提高了入磨前鐵礦品位，減少了入磨量，降低了能耗，但這種磁滑輪干選機只適用于6mm以上粒度的礦料分選，對于原礦品位低，嵌布粒度細的礦物已不再適用，濕法分選雖能處理細粒度礦料， 但在極寒和缺水的地區(qū)卻受到了極大的限制。此外，現(xiàn)在通用的磁選機磁系，不但磁極數(shù)目少，而且在礦粒運動的路程上，磁力大小很不均勻，這使得選礦的兩個指標——回收率和品位發(fā)生矛盾，為提高回收率，要求提高磁力，但是非磁性夾帶物的數(shù)量也隨著增加，從而使品位下降；反之，為提高品位，要求降低磁力，但部分磁性物也會損失，使回收率降低。中國專利CN2220900Y、CN2915265Y均涉及到滾筒式磁選機，但上述磁選機在使用過程中主要存在以下問題磁場的磁極是傳統(tǒng)的沿圓筒的圓周方向交替變化；磁體的固定方式有問題， 造成磁場得不到有效的利用。傳統(tǒng)的的磁輥為了提高磁輥的磁能級和梯度、增強其對弱磁性礦物的分選能力，采用與芯軸同軸心、且沿芯軸軸向挨個并列布置的圓形磁片或扇形磁片進行組合，相鄰圓形磁片或扇形磁片所對應的磁極極性相同，圓形磁片或扇形磁片間夾有高導磁激磁材料，由此聚合成軸向排列的聚磁磁輥，該結構聚磁輥的磁場強度雖然在一定程度上又所提高，但磁場作用深度會受到影響，同時磁力線在工作面上沿軸上呈周期性變化，沿圓周方向近似等值分布，每一磁片的邊段磁場最高，而中間磁場最弱，在分選過程中軸方向上磁場周期性變化導致磁力強部位吸附的礦料較多，磁力弱的地方幾乎不會吸附物料，導致物料不能均勻分散，產(chǎn)生非磁性物料的夾雜，影響產(chǎn)品品位和回收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是上述現(xiàn)有技術中所存在的不足之處而提供一種用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥。該磁輥能大限度發(fā)揮磁體的磁場作用，磁場作用力大，磁程深，高效利用了磁輥的磁場作用，能有效提高產(chǎn)品品位和回收率，節(jié)約礦產(chǎn)資源，且結構簡單。本發(fā)明的目的可通過下述技術措施來實現(xiàn)
本發(fā)明用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥包括磁輥芯軸，以與磁輥芯軸同軸心的方式套裝在磁輥芯軸上的非導磁圓筒，在非導磁圓筒上依次間隔套裝有不銹鋼圓環(huán)和低碳鋼圓環(huán)；環(huán)繞每個低碳鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝有由若干個間隔設置的扇形磁體、梯形隔磁材料體構成的磁體環(huán)，低碳鋼的導磁率低于電工純鐵，但飽和磁化強度與電工純鐵相近，由于其成本較低，中低性能的磁輥一般采用此種材料，環(huán)繞每個不銹鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝有非導磁材料環(huán)；所述磁輥的最外層設置有不銹鋼包裹層；所述扇形磁體在整個輥子的軸向和圓周方向上呈N、S極交替排列，且磁極成對出現(xiàn)，每個磁極相鄰的磁極都是異性磁極，扇形磁體采用高性能釹鐵硼(NdFeB)稀土永磁體，永磁體的體積和軸向尺寸對磁輥的工作表面磁感應強度也有一定的影響，較高的磁場強度，一般要求磁體環(huán)的軸向尺寸設計的大一些， 在實踐中，要根據(jù)實際需要，確定永磁體相應的體積和軸向尺寸。本發(fā)明中所述非導磁圓筒的內(nèi)徑大于磁輥芯軸的外徑；所述非導磁圓筒兩端分別通過嵌裝在磁輥芯軸上的法蘭盤通過螺栓與磁輥芯軸結合，且所述法蘭盤的外徑與整個磁輥的直徑相等，非導磁圓筒、芯軸、法蘭盤和連接螺栓為不銹鋼或無磁鋼。本發(fā)明中所述的環(huán)繞每個不銹鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝的非導磁材料環(huán)是由通過焊接方式組合在一起的磁鋼隔離環(huán)和磁鋼隔離環(huán)筋構成。本發(fā)明的結構原理及有益效果如下
本發(fā)明的干式永磁磁輥包括分別將低碳鋼和不銹鋼加工成內(nèi)徑相同、外徑稍有不同且厚度不同的兩種圓環(huán)，將其依次交替套裝于與之內(nèi)經(jīng)相配合的由非導磁性材料做成的套筒上，焊接后再加工成一個整管，完成磁輥的基體；將高能釹鐵硼永磁扇形磁體360°均勻布置于環(huán)形低碳鋼的外環(huán)面，在圓周和軸方向，磁極均以一N_S_N_S_交替配對排列，也就是每個磁極相鄰的磁極都是異性磁極，展開后縱橫皆為偶數(shù)，并將相鄰磁極之間用非導磁性材料隔開，低碳鋼環(huán)成為永磁體發(fā)出的磁通量的通道，圓周方向任意相鄰的兩塊磁鋼皆構成了磁回路，減少了漏磁，同時采用大體積扇形永磁體，并將磁體軸向尺寸設計大一些，可確保在一定背景磁場強度下，獲得較大的磁場深度。在整個磁輥表面，空間磁場沿圓周方向周期性分布，沿軸向呈近似等值磁場分布，所有磁場最強點的軸向連線形成一條條近似峰值場強線，磁輥旋轉時，軸向上每一條近似峰值場強線都無遺漏的映射至物料表面，在一定程度上避免了選礦作業(yè)中的漏選和傳統(tǒng)磁輥不能有效分散物料的缺點，多磁極的應用可以保證在與常規(guī)磁選機表面的場強相當?shù)那闆r下，由于磁場梯度大，在一定的工作范圍之內(nèi)具有較大的磁場力，所述磁輥高效利用了扇形永磁體的磁場作用，有助于提高產(chǎn)品品位和回收率。


圖1為磁輥整體結構示意圖。圖2為圖1的軸向剖切結構示意圖。圖3為圖1的徑向剖切結構示意圖。圖4為磁體布置局部示意圖。圖5磁鋼隔離環(huán)示意圖。
圖6磁鋼隔離筋示意圖。圖7為圖5、圖6組合示意圖。圖8為圖7的A-A剖面示意圖。圖中序號1、芯軸2、無磁螺栓3、不銹鋼包裹層4、扇形磁體5、不銹鋼圓環(huán) 6、低碳鋼圓環(huán)7、磁鋼隔離環(huán)8、磁鋼隔離環(huán)筋9、非導磁圓筒10、法蘭盤。
具體實施例方式本發(fā)明以下將結合實施列(附圖)做進一步描述
如圖1、2所示，本發(fā)明的用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥，其特征在于所述磁輥包括芯軸1，以與芯軸1同軸心的方式套裝在芯軸1上的非導磁圓筒9，在非導磁圓筒9上依次間隔套裝有不銹鋼圓環(huán)5和低碳鋼圓環(huán)6 ；環(huán)繞每個低碳鋼圓環(huán)6的外環(huán)面安裝有由若干個間隔設置的扇形磁體4、在軸向方向，相鄰兩塊扇形磁體4之間通過磁鋼隔離環(huán)7和磁鋼隔離環(huán)筋8隔開，磁鋼隔離環(huán)7和磁鋼隔離環(huán)筋8均為非導磁性材料，且焊接組合一起 (參見圖5、6、7、8)，該結構具有節(jié)省用料，便于加工成型之特點；在圓周方向上，相鄰兩塊磁鋼4之間用梯形隔磁材料填充，若干個間隔設置的扇形磁體4、梯形隔磁材料體和低碳鋼環(huán) 6構成磁體環(huán)(參見圖3)，所述磁輥的最外層設置有不銹鋼包裹層3 ；所述扇形磁體在整個輥子的軸向和圓周方向上均呈N、S極交替排列，且磁極成對出現(xiàn)，每個磁極相鄰的磁極都是異性磁極(參見圖2、4)；所述非導磁圓筒9的內(nèi)徑大于芯軸1的外徑；所述非導磁圓筒9 兩端分別與磁輥直徑相等且嵌裝在芯軸1上的法蘭盤10通過無磁螺栓2固定，使得整個磁路壓緊固接為一體，構成完整的磁輥。所述的扇形磁體4可以采用高壓壓鑄成型，無須后期磨削加工。所述的磁鋼隔離環(huán)7、磁鋼隔離環(huán)筋8、梯形隔磁材料體(參見圖3)可采用廉價的樹脂、浙青和非導磁金屬體等。所述的非導磁圓筒9和法蘭盤10為鋁合金或奧氏體不銹鋼等非導磁性材料，不銹鋼包裹層3可采用Imm以下厚度不銹鋼板材制作。
權利要求
1.一種用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥，其特征在于所述磁輥包括磁輥芯軸，以與磁輥芯軸同軸心的方式套裝在磁輥芯軸上的非導磁圓筒，在非導磁圓筒上依次間隔套裝有不銹鋼圓環(huán)和低碳鋼圓環(huán)；環(huán)繞每個低碳鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝有由若干個間隔設置的扇形磁體、隔磁材料體構成的磁體環(huán)，環(huán)繞每個不銹鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝有非導磁材料環(huán)；所述磁輥的最外層設置有不銹鋼包裹層；所述扇形磁體在整個輥子的軸向和圓周方向上呈N、S極交替排列，且磁極成對出現(xiàn)，每個磁極相鄰的磁極都是異性磁極。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥，其特征在于所述非導磁圓筒的內(nèi)徑大于磁輥芯軸的外徑；所述非導磁圓筒兩端分別通過嵌裝在磁輥芯軸上的法蘭盤與磁輥芯軸結合，且所述法蘭盤的外徑與整個磁輥的直徑相等。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥，其特征在于環(huán)繞每個不銹鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝的非導磁材料環(huán)是由通過焊接方式組合在一起的磁鋼隔離環(huán)和磁鋼隔離環(huán)筋構成。
全文摘要
一種用于細粒嵌布礦物分選的干式永磁磁輥，其特征在于所述磁輥包括磁輥芯軸，以與磁輥芯軸同軸心的方式套裝在磁輥芯軸上的非導磁圓筒，在非導磁圓筒上依次間隔套裝有不銹鋼圓環(huán)和低碳鋼圓環(huán)；環(huán)繞每個低碳鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝有由若干個間隔設置的扇形磁體、隔磁材料體構成的磁體環(huán)，環(huán)繞每個不銹鋼圓環(huán)的外環(huán)面安裝有非導磁材料環(huán)；所述磁輥的最外層設置有不銹鋼包裹層；所述扇形磁體在整個輥子的軸向和圓周方向上呈N、S極交替排列，且磁極成對出現(xiàn)，每個磁極相鄰的磁極都是異性磁極。
文檔編號B03C1/02GK102357410SQ20111032047
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2011年10月20日
發(fā)明者劉松, 吳金保, 張明旭, 朱金波, 焦紅光, 王超, 田中良, 閔凡飛 申請人:安徽理工大學