冷軋時鋼帶表面會粘有油污和含有鐵粉末的渣滓，在進入鍍鋅線和連續(xù)退火線的退火爐之前需先經(jīng)過堿洗槽洗去鋼帶表面的油污和渣滓，再經(jīng)過刷洗槽刷洗。鋼帶在刷洗時，附在鋼帶表面的鐵粉末和堿洗溶液被刷離鋼帶，進入刷洗槽。鋼帶在冷軋時需要對軋輥表面進行冷卻，軋制過程中產(chǎn)生的大量鐵粉末隨冷卻液流回循環(huán)罐。清洗液和冷卻液要循環(huán)使用就必須去除其中的鐵粉末。目前國內(nèi)還沒有能長時間使用且使用效果好的專業(yè)除鐵設(shè)備，主要靠進口德國或日本的磁選機。而進口設(shè)備價格高，維護費用也很高，且備件的制備周期長。筆者研制了一種高性能低成本的逆流式鐵粉末磁選機，經(jīng)實際使用，該磁選機除鐵率高達(dá)98.7%，超過德國磁棒式鐵粉末磁選機94%的除鐵效果。另外，還可以根據(jù)使用需要，通過單獨提高永磁體的磁感應(yīng)強度進一步提高除鐵率，這種方法符合磁選機向高梯度方向發(fā)展的趨勢。

　　1 設(shè)備的結(jié)構(gòu)

　　逆流式鐵粉末磁選機結(jié)構(gòu)見圖 1。

　　圖 1 逆流式鐵粉末磁選機結(jié)構(gòu)

　　2 工作原理

　　結(jié)合圖 1，含有鐵粉末的刷洗槽循環(huán)清洗液或軋機冷卻液從磁選機的入口10 進入，在經(jīng)過凹弧形緩沖槽12 時減慢速度，減速后的液體順著箱體9 的弧形底部流經(jīng)輥筒5，到達(dá)出水口1。在含鐵粉末的液體流經(jīng)輥筒5 時，輥筒內(nèi)的永磁體6 將水中的鐵粉末吸附在輥筒上，永磁體不隨輥筒轉(zhuǎn)動。鐵粉末隨著輥筒的順時針方向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過脫水布7 脫水，轉(zhuǎn)到刮板4。刮板將鐵粉末刮掉并使鐵粉末進入廢料收集箱3。

　　3 技術(shù)參數(shù)

　　設(shè)備技術(shù)參數(shù)為：(1)該設(shè)備可以吸附超過98% 的直徑≥20 μm 的鐵粉粉末，適用于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%~ 6%的NaOH 堿溶液。(2)磁包角為230°，各點場強基本一致，磁包角以外扼磁(即沒有磁包角的另外130 度輥筒外表面磁感應(yīng)強度為零)。(3)輥筒外表面平均磁感應(yīng)強度約為0.487 5 T，磁感應(yīng)強度10 a 的衰減率≤7%。(4)輥筒的筒壁厚度為8 mm，表面粗糙度為6.3μm，直徑為1 100mm，長度為1 800mm，輥筒兩端端蓋與輥筒外徑一致。(5)處理能力為110m3/h。(6)工作溫度為80 ℃，環(huán)境濕度為35%~85%，環(huán)境溫度為0~60 ℃。

　　4 輥筒外表面磁感應(yīng)強度

　　輥筒外表面測量點及磁感應(yīng)強度如表 1 所示。磁感應(yīng)強度分布如圖 2 所示。

　　圖 2 磁感應(yīng)強度分布

　　5 磁選機的設(shè)計要素

　　5.1 輥筒設(shè)計要素

　　輥筒5 的材質(zhì)為不銹鋼，輥筒的表面為光滑的圓面，輥筒兩端的端面與輥筒表面同圓(呈圓柱狀)，該結(jié)構(gòu)有利于刮板刮掉輥筒上吸附的鐵粉末，輥筒直徑為1 100 mm，考慮輥筒的透磁性和自身強度，輥筒厚為8 mm。在輥筒的內(nèi)腔中，裝有不隨輥筒轉(zhuǎn)動的永磁體6，永磁體的磁力角設(shè)計為230°，既能最大限度地吸附流體中的鐵粉末，同時又能將吸附的鐵粉末帶到刮板4。永磁體的磁力角以靠近出水口為起點，順時針方向布滿輥筒內(nèi)部圓柱面。磁感應(yīng)強度的增加不會影響磁選機的其他部分，因此磁感應(yīng)強度可以根據(jù)除鐵率的增加而增加，永磁鐵的磁感應(yīng)強度越強則除鐵效果越好。通過調(diào)整輥筒軸11 的軸頭確定永磁鐵的位置(磁力角的起始點)，使取水樣閥門的回流水含鐵粉末最少，然后緊固定位軸頭。

　　輥筒由齒輪馬達(dá)通過減速機、傳動接手來驅(qū)動，輥筒繞輥筒軸做順時針低速轉(zhuǎn)動即逆流轉(zhuǎn)動(永磁體用支撐桿安裝在輥筒內(nèi)部的軸上，不隨輥筒轉(zhuǎn)動)。經(jīng)多次實驗證明，若轉(zhuǎn)速太快則輥筒表面所吸附的鐵粉末中所含的水分過多，廢料收集箱會很快裝滿，不利于后續(xù)對分離出來的鐵粉末的處理;若輥筒轉(zhuǎn)速太慢，則磁選機的除鐵率下降;當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速為 1 r/min 時效果最好。為達(dá)到1 r/min 的輥筒轉(zhuǎn)速，選取額定電壓220 V、額定功率3.5 kW、輸出轉(zhuǎn)速20 r/min 的齒輪馬達(dá)和傳動比1/20 的減速機。

　　5.2 凹弧形緩沖槽設(shè)計要素

　　凹弧形緩沖槽12 在箱體靠進水口10 的同側(cè)，材質(zhì)為不銹鋼。凹弧形緩沖槽呈流線型，在流體進入凹弧形緩沖槽時不會直接沖擊到槽體，也不會直接沖擊到吸附鐵粉末的輥筒，而是沖擊槽體中的液體。這種設(shè)計既可以減小流體的速度，防止進水因流速大而沖掉吸附在輥筒表面的鐵粉末，又不會使流體直接沖擊到槽體，減小了箱體以及相連部件的震動。

　　5.3 箱體設(shè)計要素

　　箱體9 的材質(zhì)為不銹鋼，其底部為圓弧形，圓弧形的圓心與輥筒同心。箱體的底部和輥筒的距離不宜太大，距離太大則輥筒內(nèi)部永磁體輻射在箱體底部的磁力不能最大限度吸附流經(jīng)箱體底部的鐵粉末;為保持液體的通暢，箱體底部和輥筒的距離也不能太小，所以箱體的底部和輥筒下表面的距離設(shè)計為40 mm。箱體在弧形緩沖槽13 和出水口1 附近的圓弧形底部距離輥筒表面約45 mm。輥筒的兩端面距離箱體為3 mm。箱體在弧形緩沖槽13 靠輥筒的兩側(cè)各設(shè)有1 塊擋水板，擋水板使從凹弧形緩沖槽中流出的含有鐵粉末的液體全部流經(jīng)輥筒的吸附區(qū)，使吸附更徹底。

　　5.4 脫水裝置設(shè)計要素

　　脫水裝置是固定架8 和一端固定在固定架8 的橫桿上的普通白布7。固定架8 安裝在箱體上，位于輥筒表面十點鐘方向。布7 與輥筒5 同寬，順時針自由覆蓋在輥筒的外表面上，布7 覆蓋在輥筒上的長度為200 mm。磁選機工作時，在重力和沾有鐵泥的布與輥筒之間的輕微壓力、摩擦力和吸附力的共同作用下，布7 擠掉輥筒轉(zhuǎn)動時從槽體中帶上來的大部分水。吸附在輥筒上的鐵粉末由于受到磁力的作用隨著輥筒轉(zhuǎn)動被帶到刮板處。

　　5.5 刮板設(shè)計要素

　　刮板在輥筒的右側(cè)兩點鐘方向，通過支架安裝在箱體上。刮板上的尼龍板通過預(yù)緊彈簧緊靠在輥筒的表面。使用尼龍板的優(yōu)點是尼龍板和輥筒的摩擦系數(shù)小且不會磨損輥筒。刮板與輥筒同寬，呈左上右下傾斜狀，角度約為45°。刮板的左上端緊貼輥筒的外表面，刮板與輥筒的外表面呈線接觸，接觸點位于輥筒的兩點鐘方向。在刮板的右端的下方設(shè)置收集箱，以回收刮下來的鐵粉末。

　　6 應(yīng)用部分

　　6.1 工藝介紹

　　鋼鐵廠鍍鋅線循環(huán)水處理工藝流程如圖 3 所示。其中循環(huán)泵1 將含有堿液的循環(huán)水提升至噴嘴 4，噴嘴4 將堿液噴在鋼帶2 上，通過刷輥5 刷洗掉鋼帶上的鐵粉末和污漬，循環(huán)水通過刷洗槽7 流經(jīng)磁選機9 除去水中的鐵粉末，除去鐵粉末的水流回循環(huán)槽8 循環(huán)使用。3 為鋼帶的移動方向，6 為刷輥的轉(zhuǎn)動方向。11 為入口取樣點，10 為出口取樣點。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　圖 3 工藝流程

　　6.2 磁選機的除鐵效果

　　磁選機的除鐵效果如表 2 所示。

　　7 結(jié)束語

　　筆者研制的磁選機在馬鋼1# 鍍鋅線的應(yīng)用結(jié)果表明，其除鐵率平均為98.7%，完全滿足生產(chǎn)線的要求。

　　逆流式鐵粉末磁選機的永磁鐵磁感應(yīng)強度越強則吸附效果越好，而磁感應(yīng)強度的增加不會影響磁選機的其他部件，因此可以根據(jù)生產(chǎn)需要通過增加磁感應(yīng)強度達(dá)到更好的除鐵效果。

　　逆流式鐵粉末磁選機經(jīng)過長達(dá)3 a 的使用沒有出過任何故障，表明其性能穩(wěn)定、安全可靠、維修費用低。目前國內(nèi)鋼廠數(shù)量多，市場需求量大，其具有廣泛的應(yīng)用前景，經(jīng)濟效益和社會效益可觀。