페라이트

사람들이 페라이트에 대해 이야기할 때 많은 사람들은 즉시 전자 제품의 작은 코어를 상상합니다. 하지만 우리 사업, 즉 광산 장비 분야에서는 완전히 다른 이야기입니다. 여기서 페라이트는 단순한 재료가 아니라 자기 분리 시스템의 핵심 요소인 경우가 많습니다. 나는 고주파 응용 분야에 익숙한 엔지니어들이 열악한 채석장 조건에서 페라이트 요소의 안정성과 기계적 강도에 대한 요구 사항을 과소평가한다는 사실을 여러 번 접했습니다. 지속적인 진동, -40에서 +50까지의 온도 변화, 연마성 먼지 등 이 모든 것이 재료의 실험실 매개변수가 배경으로 사라지고 "생존 가능성"이 가장 중요한 환경을 조성합니다.

분리기의 페라이트에서 실제로 무엇을 기대합니까?

이론을 버리면 실제로는 모든 것이 간단하지만 엄격한 몇 가지 요구 사항에 따라 달라집니다. 자기 유도는 부하가 걸린 상태에서 수천 시간 작동한 후에도 눈에 띄는 감소 없이 안정적으로 유지되어야 합니다. 이는 카탈로그에서 초기 유도가 최대인 페라이트를 단순히 선택할 수 있는 상황이 아닙니다. 종종 온도 계수가 더 중요합니다. 첫 번째 프로젝트 중 하나에서 우리는 겉으로 보기엔 훌륭해 보이는 페라이트 블록이 포함된 분리기를 설치했던 것을 기억합니다. 여름, 피크 교대 기간 동안 작업장의 온도가 급등하여 추출 효율이 15~20% 감소했습니다. 재료의 음의 유도 TCR이 너무 높은 것으로 나타났습니다. 우리는 보상 요소를 추가하여 자기 시스템의 전체 설계를 수정해야 했습니다.

두 번째 요점은 자기장 제거에 대한 저항입니다. 작동 중, 특히 암석 조각이 걸리거나 정전 중에 역방향 펄스 필드가 발생할 수 있습니다. 페라이트의 보자력이 부족하면 국부적으로 비가역적인 자기특성의 손실이 일어날 수 있다. 이는 항상 즉시 눈에 띄는 것은 아니지만 점차적으로 "데드 존"이 나타납니다. 분리 드럼에 쌓여 결과적으로 제품 손실이 발생합니다. 우리는 스탠드에서뿐만 아니라 실제 물체에서 500-1000 엔진 시간마다 제어 지점에서 접촉 Teslameter를 사용하여 필드를 측정하여 이를 확인합니다.

그리고 물론 기계적 강도도 마찬가지입니다. 페라이트는 부서지기 쉬운 재료입니다. 표준 슬래브 또는 세그먼트는 설치 중 강한 지점 충격으로 인해 또는 고정 볼트를 과도하게 조이면 균열이 발생할 수 있습니다. 우리는 특수 충격 흡수 폴리우레탄 카세트에 페라이트 요소를 사용하는 것으로 오랫동안 전환해 왔습니다. 이는 보호일 뿐만 아니라 열팽창에 대한 보상이기도 합니다. 강철 하우징과 페라이트는 시간이 지남에 따라 댐핑층 응력이 나타나지 않으면 서로 다른 계수를 갖습니다.

경험과 실수: 건식 분리 시스템 사례

나는 나에게 많은 것을 가르쳐 준 한 프로젝트의 예를 제시하고 싶습니다. 우리는 철광석 정광 농축을 위한 건식 자력 분리 시스템에 대해 이야기하고 있습니다. 목표는 초기 단계에서 폐석을 제거하여 파쇄기와 분쇄기의 부하를 줄이는 것이었습니다. 이 개념에는 페라이트 자석을 기반으로 한 다중 극 시스템과 함께 강력한 드럼 분리기를 사용하는 것이 포함되었습니다.

처음에는 Y30 스트론튬 페라이트 블록을 사용한 표준 구성이 선택되었습니다. 서류상으로는 모든 것이 일치했습니다. 그러나 테스트 과정에서 필연적으로 생성되는 미세 광석 먼지가 자화되어 일종의 "보푸라기"를 생성하는 것으로 나타났습니다. 드럼 표면에. 시간이 지남에 따라 이 층은 더 조밀해졌고 페라이트와 처리된 재료 사이의 간격이 증가하여 전계 구배와 분리 효율이 심각하게 감소했습니다. 우리는 거의 매 교대마다 청소를 위해 줄을 멈춰야 했습니다.

해결책은 페라이트 교체가 아니라 설계 변경에서 찾았습니다. 매끄러운 드럼 대신 먼지가 덜 막히는 세로 홈이 있는 늑골이 있는 드럼을 만들었습니다. 그리고 페라이트 블록 자체는 저압 공기를 강제로 불어넣는 밀봉된 케이스에 담겨 있었습니다. 이로 인해 문제가 부분적으로 해결되었습니다. 그러나 주요 결론은 다음과 같습니다. 건조한 재료로 작업할 때 자기 시스템 계산은 순수한 부분에서만 수행할 수 없습니다. 먼지 성분의 거동과 그것이 자기장에 미치는 영향을 모델링하는 것이 필요합니다.

그건 그렇고, 이 프로젝트에서 우리는 LONGI 회사의 엔지니어들과 협력했습니다. 그들은 광산 장비 생산 경험을 바탕으로 드럼 설계에 대한 비전을 제시했을 뿐입니다. 웹사이트 https://www.ljmagnet.ru를 보면 규모를 이해할 수 있습니다. 이 회사는 1993년부터 운영해 왔으며 연간 수천 대의 장비를 생산합니다. 이론이 작업장이나 테스트 현장에서 즉시 테스트될 때 실제적인 접근 방식은 종종 이러한 "먼지 문제"를 피하는 데 도움이 됩니다. 설계 단계의 문제.

페라이트 소자 공급 및 품질관리 문제

명백하지 않은 어려움 중 하나는 페라이트 배치의 균질성을 보장하는 것입니다. 100x50x20mm 크기의 표준 슬래브 200개를 주문한다고 가정해 보겠습니다. 모든 사람의 여권에 있는 매개변수는 정상입니다. 그러나 플레이트가 서로 가깝게 배치된 자기 시스템을 조립하기 시작하면 5-7%의 유도 분산이 나타날 수 있습니다. 고구배 분리기의 경우 이는 이미 중요합니다. 균일한 필드 대신 강하고 약한 줄무늬가 얻어집니다.

우리는 자체 승인 절차를 개발했습니다. 첫째, 선택적 측정은 배치의 10%가 아니라 거의 30%입니다. 둘째, 스토브 중앙뿐만 아니라 모서리에서도 인덕션을 측정합니다. 프레싱이나 소결의 특성으로 인해 가장자리가 중심과 다른 특성을 갖는 경우가 있습니다. 분산이 큰 경우 해당 슬래브는 덜 중요한 장치로 보내지거나 공급업체에 반환됩니다. 값비싼? 예. 하지만 고객 현장에서 완성된 분리막의 자기 시스템을 다시 제작하는 것보다 비용이 저렴합니다.

또 다른 뉘앙스는 기하학입니다. 슬래브는 슬래브인 것 같습니다. 그러나 평탄도 공차가 유지되지 않으면 패키지 조립 시 부품 사이에 미세한 틈이 발생하게 됩니다. 공중에서. 그리고 그는 자기를 없애줍니다. 결과적으로 계산된 접착력이 달성되지 않습니다. 따라서 이제 기술 사양에서는 항상 자기 매개변수뿐만 아니라 형상에 대한 엄격한 허용 오차도 지정합니다. 특히 최소한의 간격으로 조립식 시스템에서 작동하는 페라이트 요소의 경우 더욱 그렇습니다.

대안과 하이브리드 시스템: 페라이트가 없는 생명체가 있을까요?

물론 최근에는 NdFeB를 기반으로 한 희토류 자석에 대한 이야기가 많이 나오고 있다. 그들의 에너지 제품은 비교할 수 없을 정도로 높습니다. 그러나 시간당 수백 톤의 자재를 처리하는 대규모 시스템의 경우 가격이 결정적인 요소가 됩니다. 1톤의 페라이트를 네오디뮴 자석으로 교체하면 장치 비용이 백분율이 아니라 몇 배 증가합니다. 따라서 산업용 자기 분리에서 페라이트를 완전히 포기하는 것은 가까운 미래에 예상되지 않습니다.

하이브리드 시스템의 길이 더 유망해 보입니다. 예를 들어, 메인 필드는 강력한 전자석이나 희토류 원소로 생성되며, 페라이트 집속기나 폴 피스를 사용하여 특정 구배를 형성하거나 추가 캡처 영역을 생성합니다. 여기서 페라이트는 자기장의 소스가 아니라 전도체 및 셰이퍼 역할을 합니다. 이를 통해 넓은 온도 범위에서 동작의 안정성과 예측 가능성이라는 주요 이점을 사용할 수 있습니다.

140,000m2의 면적과 1,200명 이상의 직원으로 구성된 동일한 제조업체인 LONGI Corporation은 페라이트 요소가 미세 분리막의 복잡한 자기 시스템에 통합되는 포트폴리오 솔루션을 보유하고 있습니다. 직원의 60% 이상이 고등 교육을 받았을 때 그들의 접근 방식은 재료 과학, 전자기학 및 기계 공학을 결합해야 하는 복잡한 개발에서 정확하게 느껴집니다. 이는 단순한 철 조립이 아니라 페라이트의 성능과 한계를 이해하는 것이 기본 기술인 엔지니어링 작업입니다.

미래를 바라보다: 무엇이 바뀔 수 있을까?

추세에 대해 이야기하면 제 생각에는 주요 개발은 혁신적인 신소재 방향이 아니라 기존 페라이트 사용을 최적화하는 방향이 될 것입니다. 첫째, 대형 제품의 균일성과 기계적 강도를 높이기 위한 소결 기술의 개선이다. 충격 하중을 두려워하지 않는 0.5m 이상의 슬래브는 이미 심각한 이점입니다.

둘째, 보장과 보호가 점점 더 중요해질 것입니다. 열 순환 중에 페라이트가 벗겨지지 않고 작업장의 마모 및 부식성 대기로부터 페라이트를 보호하는 내구성 있는 폴리머 또는 복합 코팅 개발. 이는 모든 장비의 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

그리고 마지막으로 디지털화입니다. 페라이트 소자의 온도를 실시간으로 모니터링하고 분리막의 작동 모드를 조정하는 센서 도입. 현재로서는 이것이 과도한 것처럼 보일 수 있지만 가동 중지 시간 비용이 많이 드는 지속적인 프로세스의 경우 사전 진단을 통해 막대한 비용을 절약할 수 있습니다. 자기 시스템의 핵심인 페라이트는 그 자체에 대해 점점 더 세심하고 지능적인 태도를 요구할 것입니다. 소모품이 아닌 가치 사슬의 핵심 자산입니다.