辅助磁极电磁除铁器在济宁二号煤矿选煤厂的应用

1、带有辅助磁极新型强磁除铁器在济宁二号煤矿选煤厂的应用王中正1，黄进2，王学卫3（1. 兖矿集团济宁二号煤矿选煤厂，山东 济宁 272100；2.兖矿集团有限公司机电设备制造厂，山东 邹城 273500；3.抚顺隆基磁电设备有限公司，辽宁，抚顺，113122）摘要：选煤厂原煤第一道除杂采用带有辅助磁极的新型强磁除铁器，除杂效率大幅度提高。关键词：辅助磁极；除铁器；选煤厂矿井开采的原煤经井下输送系统进入选煤厂，不可避免地带有开采及输送过程中混入的锚杆、刮板、托辊、炮线等杂质。除铁器作为磁力除杂的主要设备，在选煤厂普遍采用。兖矿集团济宁二号煤矿选煤厂是一座原煤处理能力 4.0 Mt/ a的现代化选煤

2、厂。作为兖矿集团的除杂明星单位之一，选煤厂对磁力除杂工作非常重视，共安装了18台除铁器。位于入厂煤输送皮带机头部的1201除铁器是第一道除杂设备，因而也是最重要的一台除铁器。原除铁器经多年运转，存在如下问题：1、 磁场强度不能满足除铁要求。原除铁器磁场性能为B40070mT,而现场因原煤输送量和颗粒度较大，实际悬挂高度为600mm，在此悬挂高度处磁场只能达到40mT左右,因而除铁效果不好，给后部工序安全生产带来隐患。2、 煤流中的超长、超重铁件大部分不能吸出或者不能抛至异物溜槽。超长、超重铁件是指长度超过400mm，重量超过30kg的铁件。 针对以上问题，选煤厂机电、技术部门会同兖矿集团机电设

3、备制造厂、抚顺隆基磁电设备有限公司技术人员组成攻关小组，对现场进行了细致的勘察，提出解决方案。1.除铁器型式的选择除铁器按励磁方式分为永磁和电磁式，按卸铁方式分为自卸式和人工卸铁式（即带式和盘式），电磁除铁器按冷却方式又分为自然冷却、风冷、油冷、水冷等。永磁除铁器和电磁除铁器优缺点如下：项目永磁式电磁式体积、重量较小较大除铁、卸铁适合清除较小铁件，表面积和重量大的铁件清除困难适合清除各种形状、重量铁件，可方便地断电卸铁工作方式一般推荐自卸式，盘式除铁器因卸铁问题只适用于800mm以下带宽可采用自卸式或盘式断电卸铁方式其他运输、安装及检修需要解决防磁问题运输、安装、检修方便因清除超长、超重铁件是

4、本位置除铁器主要的工作任务，故不能采用永磁式。为保证现场连续除铁，只能选择自卸式电磁除铁器。电磁除铁器各种冷却方式的优缺点如下：项目优点缺点自冷不借助其它介质冷却，工作稳定、故障点少需要较低的励磁功率和热负荷，体积和重量较大风冷冷却效果好、温升低、冷热态差距小，磁场稳定。密封较差,绕组与空气直接接触,不耐腐蚀、容易积尘。油冷冷却效果好、温升低、密封好体积和重量较大，需要定期更换导热油，存在渗漏隐患水冷冷却效果好、温升低需要通水配套，定期清理水垢，绝缘处理要求高因现场位于三层厂房位置，承载能力为6.3吨以下，不适合采用自冷和油冷方式。而现场又不具备连续供水条件，并且在优化设计后同等性能风冷重量最

5、小，即在同等重量前提下风冷方式磁性能最高。所以最终决定采用风冷方案。方案中采用新型大功率轴流风机，减少积尘，并要求定期清理。2.卸铁距离的解决入厂原煤皮带机带宽B1400mm，带速v2.5m/s，倾角15°。除铁器安装于皮带机卸料头滚位置，头滚直径1000mm，异物溜槽挡煤板与头滚中心间距为1900mm，挡煤板上端高于滚筒中心200mm。除铁器的最佳安装位置是磁芯中心位于煤流抛物线最高点上方。采用传统单极除铁器即使磁场强度较高，足以吸出铁件，但因磁芯长度限制，磁场有效区域不足以将超长、超重铁件抛开足够远进入异物溜槽，而是再次进入输煤溜槽混入煤流中。攻关小组决定借鉴抚顺隆基磁电设备有限

6、公司“火电厂专用除铁器”国家专利技术（专利号ZL 02 2 75469.5），主磁芯采用风冷电磁磁系，增加稀土钕铁硼辅助磁极，从而优化磁场分布，加长磁场作用区域，解决抛铁问题。3.主磁极和辅助磁极磁场强度的设计选择主磁极磁场设计的主要思想是在有限载荷条件下尽量提高磁场性能参数，保证除铁效果。辅助磁极磁场设计的主要思想是选择适合的磁场强度和磁极面积，与主磁极配合形成适合的磁场分布，达到铁件在辅助磁极后部位置顺利抛出的目的。主磁极设计热态磁场表面中心场强B0400mT，额定悬挂高度400mm处场强B400120mT。辅助磁极设计表面中心场强B0150mT。4.带有辅助磁极新型除铁器与传统除铁器性能

7、参数对比4.1磁场参数对比以国标（GB 9076-88）除铁器（B40070mT，型号为RCDC14，以下简称14型）、超强磁除铁器（B400120mT，型号为RCDC14T2，以下简称T2型）、带有辅助磁极强磁除铁器（主磁极B400120mT、副磁极B0150mT，型号为RCDC14T2F，以下简称F型）三种性能除铁器磁场实测参数比较，磁场分布曲线如图1。图1由图1可见，T2型和14型磁场空间分布规律基本相同，F型主磁极磁场性能与T2型相同，但随着主磁极轴心距离的增加，辅助磁极作用体现出来，磁场显著高于T2型。例如在额定高度400mm水平高度，距离主磁极轴心距离840mm的B点（见图2），F

8、型磁场比T2型提高260Gs。在距离主磁极下表面50mm水平，B点磁场F型比T2型提高1730Gs。而铁件被除铁器主磁极吸附后，正是在近处高磁场的引导下，通过辅助磁极的表面在D点附近脱离磁场，沿抛物线轨迹进入异物溜槽。在图2中，A点是主磁极中心位置，B点为主磁极导板位置，C点为辅助磁极中心位置，D点为辅助磁极导板位置。在没有辅助磁极情况下，铁件在C点位置脱离磁场抛出，而增加辅助磁极后在D点位置脱离磁场抛出。抛出可以看出，在卸铁皮带带速相同条件下，F型比T2型增加抛铁距离500mm，从而解决了部分铁件不能进入异物溜槽的问题。图24.2吸铁距离对比以行标JB/T 7689-2004规定的试件M16

9、×50进行静态吸铁试验，三种除铁器吸铁高度分别见表1：项目 位置A点B点14型563mm212mmT2型705mm321mmF型757mm455mm表1由表1可见，在B点由于辅助磁极的作用，吸铁性能大为提高，在A点也有改善。4.3长铁件受力方向的改变由于铁件在磁场中受力沿磁力线方向运动，单极除铁器磁场作用下长铁件为竖直方向，而增加辅助磁极后则呈水平方向被吸起，如图3所示。因而增加辅助磁极避免了超长铁件在磁场作用下划伤皮带。图3在实践中发现，部分超长、超重铁件在改造前即使铁件一端被吸起，但由于磁场强度和区域的缺陷，往往在煤流的冲击下再次混入落煤溜槽。改造后超长超重铁件吸除效果非常显著。5.改造前后除铁效果比较改造前1201除铁器在选煤厂输煤系统除铁比例按数量不足30，按质量不足45。改造后按数量不低于