1、引言
隨著輥壓機、立式磨、高細
破碎機等新型破碎機械在工業生產中的廣泛應用，破碎機械的保護也越來越受到重視。破碎機械在對物料進行粉碎時，物料中一旦混入鏈條、扳手、螺栓、廢棄鐵件、銅、鋁、不銹鋼等金屬，對破碎機械將產生嚴重損害，輕則打壞錘頭、襯板、篩條，重則危及破碎機械的中心軸及軸承等重要部位。被譽為“破碎機械的保護神”的電磁分選金屬技術，由于它可以在混有金屬的物料進入破碎系統之前，將金屬人工或自動撿出，避免金屬進入破碎系統造成的巨大損失，因而受到了各行各業破碎機械用戶的關注和歡迎，得到了迅猛發展。本文將對電磁分選金屬技術在破碎機械保護中的應用情況進行綜合介紹，以期對破碎機械應用企業以及廣大自動化工程技術人員對提高電磁分選金屬技術應用水平有所助益。
2、電磁分選金屬設備簡介
電磁分選金屬設備按撿出的金屬不同，一般分為除鐵器和金屬探測儀兩類。
除鐵器，顧名思義，它是一種用于清除塊狀或粉狀物料中雜鐵的除鐵裝置。按磁力來源不同，又可分為電磁除鐵器和永磁除鐵器兩種。電磁除鐵器，實質上是一種直流電磁鐵，其勵磁線圈在通電過程中產生強磁場，將非磁性物料中的鐵件吸起。電磁除鐵器執行JB/T 7689-1995《懸掛式電磁除鐵器》標準。永磁除鐵器是以高矯頑力、高剩磁的稀土磁性材料釹鐵硼和鐵氧體組成磁源，以形成強力磁場，用于吸除鐵磁性雜物，整機不通電，無能耗。永磁除鐵器執行JB/T 8711-1998《懸掛式永磁除鐵器》標準。除鐵器在水泥廠中多用來保護生料及熟料用細碎機、輥壓機、立式磨、包裝機和球磨機等粉磨系統。在玻璃、陶瓷廠多用于清除原料中鐵雜質和鐵粉，用以保護粉碎設備和提高玻璃質量檔次。在磚瓦廠多用于對破碎機、對輥機、制磚機的除鐵保護。
大部分水泥廠目前在破碎機前的皮帶上用一臺懸掛式電磁除鐵器或永磁除鐵器，基本上達到了除鐵效果。但是有些廠家的輸送物料中還會混有一些合金鋼、襯板或錳鉻錘頭等除了鐵塊以外的非鐵磁性雜質金屬，這些合金材料無論用何種強力除鐵器都是無法吸除的。這時可以安裝一臺對應皮帶寬度的金屬探測儀。只要有金屬如銅、鋁、合金、鐵等通過，經過探測儀后就可以發出報警，停車人工撿出。近幾年來，隨著破碎系統的改造，金屬探測儀也得到迅速發展。
3、常見幾種電磁分選金屬設備評介
a) RCDA系列風冷懸掛式電磁除鐵器，內部采用空調風機強迫風冷、具有操作簡單、使用方便等特點，適用環境較好的場合，用于破碎機前及輸送機膠帶上的任何物料除鐵，對輥壓機、破碎機、立式磨等機械設備起著可靠的保護作用。
b) RCDB系列干式電磁除鐵器（同PDC系列盤式電磁除鐵器）是一種用于清除粉狀或塊狀非磁性物料中雜鐵的除鐵裝置。其內部采用電工專用樹脂澆注，自冷式全密封結構。具有透磁深度大、吸力強、防塵、防雨、耐腐蝕等特點，適用于在灰塵大、濕度大等極其惡劣的環境中運行。
c) RCDC系列風冷自卸式電磁除鐵器，是在RCDA系列風冷懸掛式電磁除鐵器的基礎上增加了驅動電機、滾筒、帶刮板的卸鐵膠帶等組成的卸鐵機構。在工作過程中卸鐵機構自動將卸鐵皮帶上吸附的鐵磁性物質材料拋到除鐵器以外的集鐵箱內，無需停電人工清理，實現了除鐵自動化。在鋼鐵廠、水泥廠多用于礦渣除鐵和保護輥壓機、破碎機、立式磨等重要設備。
d) RCDD系列干式自卸式電磁除鐵器，是在RCDB系列干式電磁除鐵器的基礎上增加了一套自動卸鐵機構，它設計精、技術新、安裝簡單、使用壽命長，是電磁除鐵設備中的新型產品。
e) RCDE系列懸掛油冷式電磁除鐵器，內部采用變壓器油循環冷卻，全密封結構。高性能外置式散熱管。具有散熱快、溫升低、磁力大、防塵、防雨、耐腐蝕、連續工作時間長等特點，對輥壓機、破碎機等機械設備起著可靠的保護作用。
f) RCDF系列油冷自卸式電磁除鐵器，是在RCDE系列油冷懸掛式電磁除鐵器的基礎上增加了驅動電機、滾筒、帶刮板的卸鐵膠帶等組成的卸鐵機構。具有磁力大、散熱快、防塵、防雨、耐腐蝕、連續工作時間長、維護費用低等優點，以操作使用方便、故障率低、維護量小等優點贏得了用戶的好評。
g) CFLT系列電磁皮帶輪，是一種旋轉式直流電磁除鐵裝置，與TD - 75、AD - 80型通用膠帶輸送機配套作頭部皮帶輪，具有連續、自動除鐵的特點，場強深、磁力大，用于除去較大或較小的鐵件，并對回收鐵雜質的場合是很有效的。
h) RCYB系列懸掛式永磁除鐵器，內部采用高矯頑力、高剩磁的特殊永磁體組成復合磁系。具有免維護、磁力強、壽命長、安裝簡單、使用方便、運行可靠等優點，適用于皮帶機、振動輸送機、電磁振動給料機、下料溜槽上的非磁性物料中除鐵。
i) RCYP系列懸掛式永磁除鐵器，是由高性能永磁磁芯、卸鐵鏈條及鏈條護罩共同組成的手動清鐵除鐵器，可與各式輸送機配套使用。用于從非磁性物料中自動清除鐵磁性雜質，其內部磁路采用計算機模擬設計，完善的雙磁極結構。當磁鐵底部吸附的鐵磁性雜質積累到一定程度時，人工搖動手柄驅動刮板，清除廢鐵。它與帶式除鐵器相比具有物美價廉、經濟實用等特點。
j) RCYD(C)系列永磁自卸式電磁除鐵器，是由高性能永磁磁芯、棄鐵皮帶、減速電機、框架、滾筒等組成，與各式輸送機配套使用。用于從非磁性物料中自動清除鐵磁性雜質，其內部磁路采用計算機模擬設計，完善的雙磁極結構，保障整機在惡劣環境中無故障長期運行。該系列產品擁有防爆型。
k) RCYA,系列管道永磁除鐵器，專用于對封閉管道內非磁性物料的除鐵，永磁除鐵器內部采用高性能的硬磁材料組成復合磁系。具有體積小、磁力大、重量輕、除鐵干凈、方便、無能耗、使用壽命長等特點，適合于沒有輸送皮帶，只能提供下料溜槽的場合。坡度為400~ 75。現場使用。當散狀物料經過管道式永磁除鐵器時，鐵雜物被高場強的永磁鐵所吸附，清除鐵雜物時，打開管道專用門將雜物取除。RCYA5系列采用計算機模擬設計、完善的雙磁極結構，可有效地從風力輸送的物料或靠重力自由下落的雜物中剔除雜鐵。適用于豎直安裝現場使用。RCYG系列主要用于無輸送皮帶，下料溜槽、鏈板機及管道中的除鐵；RCYF系列采用高性能強磁材料組成多磁極結構，主要用于無輸送膠帶，進出磨機和提升機的場合使用。
1) RCT系列永磁滾筒，內部采用高性能的硬磁材料組成復合磁系。具有磁場強度高、深度大、結構簡單、使用方便、免維護、無能耗、壽命長、運行可靠等優點，可與DT - 75、AD - 80型通用固定式皮帶輸送機配套使用代替主動輪，也可與專用皮帶輸送機制造配套。
m) GJT -B系列金屬探測儀，是目前國內金屬探測領域的新產品。在電路設計中采用了金屬檢測一數字移相及相關檢測技術，性能穩定、檢測靈敏度高。主要應用于火力發電、水泥、造紙、礦山、林業、環保等行業的皮帶輸送機中，它利用金屬進入傳感器電磁場時所產生的變化信號，通過電子技術對其進行處理并驅動執行機構（電磁鐵、電機開關）動作，從而排除有害金屬。特點：靈敏度調試定量化；高靈敏設計可檢測超大金屬及聲光報警。檢測范圍：鐵、鋁、不銹鋼、合金等金屬。定時功能：繼電器吸合后延時釋放，時間1s~10s。控制輸出：繼電器接點一對常開一對常閉。
4、電磁分選金屬設備的選用
4.1 選用原則
a)根據物料的含金屬情況、除金屬要求、使用環境和電磁分選金屬設備自身的特性來選擇。
b)當物料中含鐵較多時，應選用具有連續排鐵能力的自卸式電磁、永磁除鐵器，如RCDC、RCDD、RCDF、RCYC、RCT、CFLT系列。
c)當物料中含鐵較少時，宜選用人工卸鐵式電磁、永磁除鐵器，如RCDA、RCDB、RCDE和RCY系列。適當降低懸掛高度，有利于除鐵。
d)當使用環境粉塵較嚴重時，應選用全封閉結構的除鐵器，如RCDB、RCDE、RCDD、RCDF系列電磁產品和RCYB、RCYD系列永磁產品。
e)除鐵器安裝在皮帶機的頭部時，因物料有前沖力和處于松散狀有利于除鐵，但除鐵器底部的主動輪應為非鐵磁性材料。
f)除鐵器安裝在皮帶機的中部（即交叉位置）時，為提高除鐵效果，可在膠帶下增裝WCG系列非磁性直線托輥。
g)對于電磁除鐵器不能吸附的非鐵磁性金屬材料，宜選用GJT系列金屬探測儀檢測、報警，停機后人工檢出。
h)除鐵器吸鐵有以下特點：吸大的長的易于小的短的；吸尖的易于球的；吸動的易于靜的。對除鐵要求較高的場合，應適當提高除鐵器的規格或采用兩級除鐵。
i)當采用多級除鐵時，后級的除鐵吸力應高于前級的除鐵吸力，否則，后級的除鐵器除鐵效果差。
j)當物料中含鐵件很少時，采用GJT系列金屬探測儀配合強勵磁自卸式電磁除鐵器使用，省電節能，除鐵效果好。
k)為了避免使用劣質電磁或永磁除鐵器，吸鐵不干凈，導致人鐵打壞破碎機的現象發生，一定要“貨比三家”，到有關用戶處了解情況進行詳細的設備考察，從而選擇性能優良、讓人放心的除鐵器和金屬探測儀。
4.2 選用舉例
北京水泥廠、海螺水泥集團公司、冀東水泥集團公司、峨眉金頂建材集團、耀華玻璃集團、深圳南玻集團等大型現代化企業現在全部采用不耗電、使用壽命長的RCY系列懸掛式永磁除鐵器。牡丹江水泥股份公司、新疆天山水泥股份公司、南京雙龍水泥集團、陜西漢江建材集團公司、江西萬年青水泥股份公司、廣東塔牌水泥集團公司等大型企業集團均采用全密封、自冷式結構，防塵、防潮、防雨的RCDB、RCDD系列干式電磁除鐵器。山東榴園水泥公司、重慶富皇水泥廠、寧夏賽馬水泥集團、蒙西高新材料股份公司等均選用了全密封結構，防塵、散熱效果好的RCDE、RCDF系列油冷式電磁除鐵器。河南焦作堅固水泥有限公司水泥一廠在向石灰石二級破碎錘式破碎機輸送石灰石皮帶上選用了GJT10B型金屬探測儀。
上世紀七八十年代流行使用的RCDA系列風冷式電磁除鐵器因不能適應水泥廠粉塵大、環境條件差、連續工作等要求在水泥行業基本被淘汰。
5、電磁分選金屬設備的使用與維護
在電磁分選金屬設備中，除鐵器較為簡單，其使用與維護也相對簡單，本文不再贅述。著重對金屬探測儀的使用與維護進行介紹。
5.1金屬探測儀安裝注意事項
a)皮帶機振動幅度不應太大，如太大應加隔振膠墊或單獨做支架安裝探測儀。
b)金屬探測儀周圍不能有大的共用電源，如電壓不穩定應加穩壓電源。
c)原料中不能含礦渣或鐵礦石太多。如有礦渣、鐵礦石應最好將其下料置于金屬探測儀之后，以免發生誤報。
d)輸送皮帶上不能有鐵扣或鐵釘，如有應改為膠粘接頭，以免影響金屬探測儀使用。
5.2金屬探測儀誤動作的處理
a)首先檢查各插件是否接觸牢靠。再檢查傳感器安裝是否穩固，運行時有無較大震動。
b)確定是否是物料反應。方法是看每次停機后是否有濕的物料。處理方法是改變系統的相位。
c)附近是否有大型用電設備頻繁啟動或電焊機在使用。
d)系統靈敏度是否過高。若過高，降低靈敏度，觀察效果。
e)是否是熱態或環境溫度過高引起的。
5.3金屬探測儀常見故障的分析與處理
金屬探測儀最常見的故障是電源故障和電氣接點接觸不良故障。下面以GJT10B型金屬探測儀為例加以說明。
電源故障。首先檢查儀器電源是否正常。方法是看電源指示LED顯示是否正常。LED從左到右依次分別指示的是- 12V、+12V和+24V。比較常見的是最右邊+24V指示燈不亮，說明+24V電源有問題。首先將儀器總電源斷掉2分鐘后重新送上電源，看+24V指示燈是否亮。若不亮，一般是線路板下面的鋁底板上的集成穩壓塊LM7824已壞，更換即可。
金屬探測儀控制箱內小繼電器動作，而皮帶輸送機不停。應首先檢查控制箱內下面線路板最下邊的8腳插排中，最右邊的三根線與控制插頭接觸是否良好。可能在8腳插排中有灰塵而接觸不良。
金屬探測儀中的電位器較多，有2W。2W4共4個電位器，而且每個電位器的調節相互影響。再加上生產廠家處于技術保密，又不提供金屬探測儀內部電路圖紙，建議用戶不要自己隨意亂調。否則，很容易調亂，造成金屬探測儀失靈，甚至不能工作。如金屬探測儀方波振蕩環節，是將直流12V電壓通過與非門振蕩器，使之產生頻率為10kHz的正弦波。可通過調整2W,電位器來調節方波的頻率。生產廠家在出廠前已整定好。若用戶亂調2Wi電位器，使頻率偏離10kHz的5%以上，即可使整個選頻網絡失諧，造成系統靈敏度過低，甚至不能工作。
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