同轴电磁场对重介质旋流器分选效果的影响

摘要

近年来将磁场应用于调节三产品重介质旋流器二段的分选已进行了初步的研究，为了优化磁场对三产品重介质旋流器二段分选的在线调控，本试验设计并制作了高为80mm，内径分别为150mm，200mm的矩形横截面线圈以及60°的梯形横截面线圈，通过 Ansoft有限元软件计算模拟出磁性颗粒在线圈内部的受力情况，并将线圈置于重介质旋流器外部的不同位置，进行了固定入料压力的粗煤泥分选试验。
　　首先应用 Ansoft有限元软件对通电线圈产生的磁场的基本性质进行了研究，通过有限元软件模拟计算出磁性颗粒在线圈中所受的磁力的径向力与轴向力的比值只与线圈的形状有关系，与线圈中通过的电流大小没有关系，磁性颗粒在线圈内部同样位置处所受的径向力与轴向力的比值随着线圈内径的增大而减小，所受磁力的合力的数值大小随着线圈的内径增大而减小，磁性颗粒在矩形线圈中受到的磁力关于线圈的中心水平面对称，而在梯形线圈中的所受的磁力却不对称，向下的轴向力作用区间长但是所受轴向力的数值小，向上的轴向力作用区间短但是磁力的数值大，因此可以根据线圈产生磁场的基本性质对试验的效果进行分析。
　　粗煤泥试验先将内径为150mm的矩形横截面线圈置于重介质旋流器外部的不同位置处，通过改变磁系的励磁电流大小等，以-3mm粗煤泥为研究对象，以重介质旋流器的溢流产品与底流产品的灰分为宏观指标，实验结果表明磁系位于重介质旋流器锥部的中下位置时线圈中通以较大的励磁电流情况下，精煤灰分与尾煤灰分同时降低，可以有效地降低重介质旋流器的分选密度，并且当磁系的上端平面位于重介质旋流器的柱锥交界面下160mm处时重介质旋流器分选密度开始降低的起始电流最少，励磁电流为10A时即开始降低重介质旋流器的分选密度。
　　对比研究了不同形状的磁系作用在重介质旋流器柱锥交界面下200mm处溢流产品与底流产品的灰分颗粒，试验表明在较大励磁电流范围内（12.5A-17.5A），重介质旋流器在内径较大的200mm矩形线圈与60°的梯形横截面线圈的作用下分选效果较差，在内径为150mm的矩形线圈的作用下重介质旋流器的分选密度降低，可以得出降低重介质旋流器的分选密度需要较大的方向向下的磁场力的结论。
　　将试验所用的内径为150mm的矩形线圈沿旋流器轴线继续向上移动，可以发现随着线圈向上的移动，当线圈顶端水平面位于重介质旋流器的柱锥交界面上面40mm处的溢流产品与底流产品的灰分高于线圈顶端水平面位于重介质旋流器的柱锥交界面下面40mm处的溢流产品与底流产品的灰分，表明在小电流的作用下随着线圈位置在重介质旋流器柱锥交界面处附近位置的上升，同样电流下重介质旋流器分选密度提升得越明显，因此若要提升重介质旋流器的分选密度需要将线圈的位置向上移动到重介质旋流器的筒体段。
　　本试验绕制了不同形状与内径大小的线圈，基本确定了提升与降低重介质旋流器的电流范围，并对磁系在不同位置提升与降低重介质旋流器的分选效果进行了比较，为选煤工业中三产品重介质旋流器二段分选密度在线调控的工业应用奠定了基础。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容和方法

第二章试验系统的构建

2.1试验系统的构建

2.2样品性质

2.3试验研究方法

2.4线圈的形状设计与加工制作

2.5本章小结

第三章电磁场模拟分析

3.1 Ansoft有限元电磁场模拟分析介绍

3.2磁场强度与磁场力分析

3.3同一线圈内部磁力对比

3.4同一线圈不同电流的磁力对比

3.5不同内径的线圈产生磁力的对比

3.6异形线圈磁场力的比较

3.7本章小结

第四章线圈位置对重介旋流器分选密度影响的研究

4.1线圈位于柱锥交界面下80mm处

4.2线圈位于柱锥交界面下120mm处

4.3线圈位于柱锥交界面下160mm处

4.4线圈位于柱锥交界面下200mm处

4.5其他位置磁系对重介质旋流器分选效果的影响

4.6本章小结

第五章线圈形状对重介质旋流器分选密度影响的研究

5.1线圈位于柱锥交界面下200mm处不同形状线圈的降密度试验研究

5.2重选效果评定

5.3本章小结

第六章结论与建议

6.1主要研究结论

6.2今后研究工作的建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文