磁性矿除铁装置_皮带速度检测器_急停开关_料位计
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内置自检式恒磁除铁装置在宝钢应用实例

内置自检式恒磁除铁装置在宝钢应用实例
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工程背景:

高炉高煤比喷吹冶炼是宝钢降低吨铁成本的重要举措,保证喷吹冶炼原料喷吹煤的加工处理,也是一个重要的工序环节。以往在喷吹煤的原料煤中由于开采、运输、加工过程中,混有大小不一的金属杂物,对高炉喷煤处理设备构成极大的威胁。

宝钢的煤处理皮带运输机上原来就装有日本进口的除铁系统装置,其结构示意如下图:

煤除铁装置系统配置示意图
煤除铁装置自动除铁器部分示意图

这是一种金属检测电磁间歇式自动除铁装置系统。这种金属检测电磁间歇式除铁装置系统的除铁工作具体过程是:当运输皮带装有的物料内夹杂有钢铁件时,钢铁件通过安装在自动除铁器前方的金属检测器,金属检测器发出物料内混有铁的信号,自动除铁器控制电路接到金属检测器发出的有铁信号后,使电磁铁通电励磁并同时旋转除铁皮带等待铁件的通过。当物料内夹杂的钢铁件经过带式除铁器下方时,物料内钢铁件被电磁铁吸起,并被旋转的除铁皮带送到弃铁料斗中。除铁器保持运行,直到金属检测器不再发出有铁信号时启动延时,待延时时间过后停止除铁器旋转,等待下次有铁动作。但是在这种自动除铁系统中,除铁器动作是决定于金属检测器的动作。受金属检测器的检测灵敏度限制,有些较小的铁件不能被检测到,所以煤炭中剩余铁件也就不能被除去。这个缺陷在宝钢高炉喷煤处理系统中,是不能被忽略的。运输皮带机非磁性物料电磁除铁系统的控制框图如下图所示:

宝钢高炉喷煤系统用自检式除铁装置改造情况:

上海信通机电工程有限公司的自检式除铁装置,2005年12月开始在宝钢高炉喷煤系统B811BC皮带运输机上投入使用,并拆除了原有的一套金属检测电磁间歇式自动除铁装置。

宝钢高炉喷煤用原料要求很高,对铁件的除尽率要求100%,信通公司的自检式除铁装置投入宝钢高炉喷煤系统B811BC现场运行后,喷煤原料中混有的大、小铁件一网打尽,以其显著的使用效果得到现场使用人员的好评。

宝钢高炉喷煤系统B811BC自检式除铁装置主要参数:

▪ 皮带运输机皮带宽度为1400mm;

▪ 皮带运输机皮带速度为2.5m/sec;

▪ 皮带上物料堆高≯400mm;

▪ 除铁装置操作方式:机侧手动;机侧试验;自动控制

▪ 除铁装置电源电压:AC380V;

▪ 除铁装置总功率:< 4kW

▪ 除铁动作控制方式: 自检控制

▪ 状态显示方式:指示灯

▪ 恒磁铁磁场强度:110mT/500mm

B811BC除铁装置改造工程情况:

拆除原有的除铁器、电气控制盘及金属检测器,保留原有除铁装置的悬挂构架以及卸铁漏斗。新装的自检式除铁装置使用原装置保留的悬挂构架以及卸铁漏斗。自检式除铁装置本体自带电气控制合,无需另外安装控制盘。

信通公司自检式除铁装置主要构成如下图所示:

信通公司自检式除铁装置控制示意如下图所示:

这种用除铁器自己检检测有无铁件吸起的技术,对于以往的技术来说是一个实质性的技术进步。因为这种自检式除铁装置在待机时几乎接近不耗电,仅在有铁被吸起时除铁皮带才运转片刻。这种除铁装置开发成功在除铁效果和能耗等方面几乎接近理想状态,也是非磁性物料除铁技术的一大进步。

自检式除铁器技术主要特点

1.不需要安装金属检测器,就可以达到有铁工作无铁停止的间歇工作方式。

2.装置结构简单,机械损耗小。

3.不需要进行检测灵敏度调节,只要进入除铁器范围的大、小铁件都可以被除去,工作可靠、效率高。

4.自检型除铁器高效、省耗,是一种绿色环保的节能型技术。

信通公司自检式除铁器在宝钢喷煤B811BC现场使用图片:

内置自检式恒磁除铁装置与宝钢原使用的除铁技术比较

技术种类 比较内容
运转方式 金属检测器 除铁效果 机械磨损 电耗作业率90%,每度电0.8元计算。
原有电磁式 连续 不需要 差(由于连续励磁只能额定电压弱励磁) 设备合计功率30kw,作业率90%,年耗电约236520度,约合18.92万元。
间歇 需要 较差(受金检灵敏度影响) 设备合计功率40kw,动作率5%,年耗电约17520度,约合1.40万元。
信通自检式 间歇 不需要 除铁循环皮带电机功率4kw,工作率5%,年耗电约1752度,约合0.14万元。

非磁性物料中自动除铁技术有关知识

运输皮带机上自动除去物料中夹杂钢铁件的技术,称为运输皮带自动除铁技术。运输皮带自动除铁技术根据运输的物料不同又分为磁性物料⑴回收式自动除铁技术和非磁性物料⑵自动除铁技术。磁性物料回收式自动除铁技术,是将除铁装置在除铁过程中同时带起的磁性物料自动送回运输皮带的一种技术。非磁性物料自动除铁技术由于除铁装置在除铁过程不会带起非磁性物料,所以相对简单。关于磁性物料回收式自动除铁技术我们将在有关栏目里作专门的介绍。在这里我们仅对非磁性物料自动除铁技术作一简单介绍,为了简便下文中的“除铁装置”、“除铁器”是专指用于非磁性物料场合的,“物料”也是专指非磁性物料,在实际生产使用中两者是不能混淆的。

现有国内、外在运输皮带机上自动除去非磁性物料中夹杂钢铁件的技术,主要有电磁自动除铁装置和恒磁自动除铁装置,无论是电磁自动除铁装置或恒磁自动除铁装置,其除铁器在除铁过程中一般都是采用皮带来变换工作过程,所以也称作为带式除铁器。

电磁自动除铁装置

电磁自动除铁装置一般有三种工作形式:电磁连续式、金属检测电磁间歇式以及电磁连续加金属检测间歇式。

电磁连续式自动除铁装置

电磁连续式的除铁过程如下:1.装有物料的运输皮带机启动时,运输皮带控制电路发出运输皮带运转信号。2. 皮带运转信号送达自动除铁器控制电路,在自动除铁器控制电路的控制下使电磁铁以额定电压励磁,同时使除铁皮带运转,完成除铁准备。3.当运输皮带上的物料内夹杂有钢铁件,物料和夹杂的钢铁件经过悬挂在运输皮带上方带式除铁器电磁铁下方时,夹杂在物料内导磁的钢铁件被除铁器的电磁铁磁场吸起,并被带式除铁器上不停旋转的除铁皮带带离电磁铁的磁力区,到达无磁的弃铁料斗上方,钢铁件脱离磁力区后失磁,在重力的作用下掉入弃铁料斗中,完成在物料中除铁的过程。只要物料运输皮带开始运转输送物料,带式除铁器就连续运转除铁皮带和使电磁铁额定电压弱励磁,直到运输皮带输送物料结束停止运转,才停止带式除铁器的工作。这种方式早期使用比较多,原因是因为比较简单,不需要使用金属检测器,设备造价比较低。但是这种电磁连续式的除铁方式,除铁器始终处于一种连续性的工作状态,只要运送物料的运输皮带机运转,带式除铁器的电磁铁即长时间的通电励磁,除铁皮带也长时间的保持运转。由于电磁铁长时间连续通电励磁,为了防止电磁铁过热,电磁铁只能以额定电压励磁,所以磁性较弱,只能除去一些小块的金属。而且在这种工作方式下,铁带式除铁器长时间连续工作电耗很大。

金属检测电磁间歇式自动除铁装置

由于电磁连续式存在这些严重的缺陷,如宝钢等一些技术先进,又比较重视能耗的企业大多采用金属检测电磁间歇式的自动除铁方式。这种金属检测电磁间歇式的自动除铁方式需要增设一台金属检测器,用金属检测器输出的有铁、无铁信号来控制除铁器的工作。金属检测电磁间歇式的工作方式和设备配置如下图所示:

金属检测电磁间歇式的除铁工作具体过程是:当运输皮带装有的物料内夹杂有钢铁件时,钢铁件通过安装在带式除铁器前方的金属检测器,金属检测器发出物料内有铁信号送达自动除铁器控制电路,在自动除铁器控制电路的控制下使电磁铁以高电压强励磁,同时启动除铁皮带旋转作好除铁的准备,等待铁件的通过。当物料内夹杂的钢铁件,经过带式除铁器下方时,物料内钢铁件被电磁铁的强磁场吸起,并被旋转的除铁皮带送到弃铁料斗中。当运输皮带上的物料内不再有钢铁件,金属检测器检测不到有铁件存在时停止发出有铁信号,除铁器控制电路在接受不到有铁信号时,稍加延时后切断电磁铁励磁电源停止励磁,同时停止除铁皮带旋转,等待下次有铁动作。这种间歇励磁方式比前一种连续励磁方式的优点是节约电耗,减少机械损耗。由于电磁铁是间歇励磁,所以在需要励磁时电磁铁可以加比较高的电压进行强励磁,除去比较大的铁件。但是在这种方式下,除铁器的动作是决定于金属检测器的动作。由于受金属检测器的检测灵敏度限制,有些较小的铁件不能被检测到,所以也就不能被除去。这个缺陷在那些需要将物料中小铁件也除尽的场合是一个问题,物料中的剩余铁件将会生产造成威胁。

电磁连续加金属检测间歇式自动除铁装置

在既需要从物料中除去比较大的铁件又同时需要将小铁件也除去的场合,通常会使用一种连续弱励磁加间歇强励磁的方式。即装有非磁性物料的运输皮带机启动时,使电磁铁以额定电压弱励磁,同时使除铁皮带运转,进行长时间的弱励磁以除去经过除铁器下面的小铁件(由于磁场较弱,埋在物料中的小铁件除去有困难)。此时虽然小铁件也经过金属检测器,但由于金属检测器灵敏度不够不会发出有铁经过的信号给除铁器。当有较大铁件经过金属检测器时,金属检测器检测到有铁经过,发出有铁信号给除铁控制器。除铁控制器停止电磁铁额定电压弱励磁,然后给电磁铁加高励磁电压,使电磁铁强励磁以准备除去较大的铁件。当金属检测器不再检测到有较大的铁件经过,停止输出有铁信号时,除铁器在除铁控制器的控制下停止高电压强励磁,恢复额定电压弱励磁。直到下次有较大铁件经过再切换为强励磁,或者在物料运输皮带停止时停止除铁器。

原有国内外运输皮带机电磁连续加金属检测间歇式除铁装置的控制框图如下图所示

这种方式在一定程度上可以解决较小铁件除去的问题,也可以除去比较大的铁件。但缺点也是比较明显的,主要有如下几个方面:除铁器在强励磁状态下电磁铁是超额定值工作的,为了防止电磁铁过热,电磁铁只能以间歇的短时间强励磁工作,在强励磁方式下电磁铁电压升高虽然磁性可以得到加强,但是由于在电磁铁高电压强励磁工作状态前,长时间以额定电压励磁状态工作,已积聚一定热量,这些积聚的热量会使电磁绕组电阻增大,影响强励磁工作状态的励磁效率,反复高电压强励磁也同时会使电磁铁产生过热缩短使用寿命。控制比较复杂、电耗大、设备造价高。

自动电磁除铁装置应用广泛,装机量很大。由于其电磁铁消耗电能很大,励磁功率一般需要数十千瓦,每年要消耗大量的电能。另一方面带式电磁除铁装置的工作与否决定于金属检测器的灵敏度,金属检测器检测不到就会发生漏铁,除铁效果达不到100%,而且金属探测器不能在钢丝带芯的皮带机上使用,所以这种除铁装置的使用场合有局限性。

恒磁自动除铁装置

近年来随着企业对设备能源消耗的日益关注,国内外出现了使用恒磁铁的带式除铁装置。恒磁铁自动除铁装置,由于不需要通电励磁就可以保持磁场的长久存在,其相对带式电磁除铁装置显著优点是节约能耗。

恒磁铁自动除铁装置发展至今一般也有三种工作形式:连续运转式、金属检测间歇运转式以及时间控制间歇运转式。

连续运转式恒磁自动除铁装置

连续运转式恒磁自动除铁装置的除铁过程如下:1.装有物料的运输皮带机启动时,运输皮带控制电路发出运输皮带运转信号。2. 皮带运转信号送达自动除铁器控制电路,在自动除铁器控制电路的控制下使除铁皮带保持连续运转,完成除铁准备。3.当运输皮带运输的物料内夹杂有钢铁件,钢铁件随同物料一起经过装设在运输皮带上方恒磁自动除铁器恒磁铁的下方时,夹杂在物料内导磁的钢铁件被除铁器的恒磁铁磁场吸起,并被带式除铁器上不停旋转的除铁皮带带离恒磁铁的磁力区,到达无磁的弃铁料斗上方,钢铁件脱离磁力区后失磁,在重力的作用下掉入弃铁料斗中,完成在物料中除铁的过程。只要物料运输皮带开始运转输送物料,带式除铁器的除铁皮带就连续运转,直到运输皮带输送物料结束停止运转,才停止带式除铁器除铁皮带的运转。

由于恒磁自动除铁装置发展较晚,目前这种方式使用比较普遍,这种连续式的除铁方式,除铁皮带始终处于连续运行状态,工作电耗、机械磨损较大。恒磁自动除铁装置的结构示意如下图:

金属检测间歇运转式恒磁自动除铁装置

由于连续运转式恒磁自动除铁装置存在工作电耗、机械磨损大的缺陷,后期发展了一种金属检测间歇运转除铁皮带的自动除铁方式。这种金属检测间歇运转的恒磁自动除铁方式需要增设一台金属检测器,用金属检测器输出的有铁、无铁信号来控制除铁器的除铁皮带工作。金属检测恒磁间歇式的除铁工作过程是:当运输皮带装有的物料内夹杂有钢铁件时,钢铁件通过安装在带式除铁器前方的金属检测器,金属检测器发出物料内有铁信号送达自动除铁器控制电路,在自动除铁器控制电路的控制下使除铁皮带旋转作好除铁的准备,等待铁件的通过。当物料内夹杂的钢铁件,经过恒磁带式除铁器下方时,物料内钢铁件被恒磁铁的磁场吸起,并被旋转的除铁皮带送到弃铁料斗中。当运输皮带上的物料内不再有钢铁件,金属检测器检测不到有铁件存在时停止发出有铁信号,除铁器控制电路在接受不到有铁信号时,稍加延时后停止除铁皮带旋转,等待下次有铁动作。

这种间歇励磁方式比前一种连续励磁方式的优点是节约电耗,减少机械损耗。缺陷是需要增设一台金属检测器,增加设备的投资和调试难度,而且在除铁器前面装设金属检测器需要有一定的皮带机长度空间,在皮带机长度空间不充裕的场合就无法安装金属检测器,另一缺陷是在双向运行的皮带运输机场合就无法使用,除非是安装二台金属检测器。金属检测间歇运转式恒磁自动除铁装置的工作方式和设备配置如下图所示:

时间控制间歇运转式恒磁自动除铁装置

这种时间控制间歇运转的恒磁自动除铁方式是使用时间定时来控制除铁皮带工作。时间控制恒磁间歇式的除铁工作过程是:当运输皮带运行,皮带机运输的物料内夹杂有钢铁件时,经过恒磁带式除铁器下方时,物料内钢铁件被恒磁铁的磁场吸起,在一定的时间间隔内多个被吸起的铁件积聚在恒磁铁磁面上,等待控制器内除铁皮带启动定时器设定的时间到,控制器启动除铁皮带运行,并同时启动除铁皮带运行定时器,在除铁皮带运行时积聚在恒磁铁磁面上的铁件被旋转的除铁皮带送到弃铁料斗中。当除铁皮带运行定时器设定的时间到,控制器停止除铁皮带旋转,等待下次除铁皮带启动定时器的设定时间到,再次进行除铁皮带运转,如此循环反复直到皮带运输机工作停止。

这种时间控制间歇方式也能在一定程度上节约电耗,减少机械损耗,而且设备投资少,结构简单。但是缺陷也是很明显的,有时甚至是很严重。缺陷之一是,可能在无铁被吸起时也要频繁的启动除铁皮带,机械冲击损耗大,缩短除铁器使用寿命,节约电能也有限。缺陷之二是,如果皮带运输物料中在短时间内(除铁皮带启动定时设定时间间隔内)有多个铁件,同时被吸起积聚在恒磁铁磁面上,过大的负载就会造成除铁皮带因驱动电机过载无法启动运行,造成电机堵转,甚至造成设备损坏。

最新专利技术的恒磁自检式除铁装置

最新专利技术的自检式除铁装置由于采用了恒磁自检除铁技术,该技术是在细致分析了已有各类非磁性物料运输皮带机自动除铁装置的基础上,集成了已有各类非磁性物料除铁装置优点,摈弃了缺陷,创新开发的一种新颖非磁性物料除铁技术。恒磁自检除铁技术与已有各类非磁性物料除铁技术比较,具有除铁可靠、节约能耗、机械损耗小、使用寿命长、故障少、维护量小等显著优点,代表了非磁性物料除铁装置技术的发展方向。

各类非导磁原料中除铁技术的主要技术与性能比较

技术种类 比较内容
运行控制方式 金属检测器 性能 机械损耗 电耗作业率90%,每度电0.8元计算。
当前国内外已有技术 电磁自动除铁装置 连续 不需要 除铁效果差(由于连续励磁只能额定电压弱励磁)设备控制简单 设备合计功率30kw,作业率90%,年耗电约236520度,约合18.92万元。
需要 除铁效果较差(受金检灵敏度影响)运输皮带不能双向运行,受安装场地限制,设备控制较复杂,投资较大。 设备合计功率40kw,动作率5%,年耗电约17520度,约合1.40万元。
需要 除铁效果较好(大铁受金检动作影响)运输皮带不能双向运行,受安装场地限制,设备控制复杂,投资较大。 设备综合功率40kw,作业率90%,动作率5%,年耗电约260900度,约合20.87万元。
恒磁自动除铁装置 连续 不需要 除铁效果好,连续运行,设备维护量较大,设备控制简单 除铁循环皮带电机功率4kw,工作率90%,年耗电约31536度,约合2.52万元
金检控制间歇 需要 除铁效果好,设备控制较复杂,运输皮带不能双向运行,受安装场地限制,投资较大。 除铁循环皮带电机功率4kw,工作率5%,年耗电约1752度,约合0.14万元。
时间控制间歇 不需要 除铁效果好,设备控制较简单,吸铁多时容易出故障 除铁循环皮带电机功率4kw,工作率20%,年耗电约7008度,约合0.56万元。
新技术 自检控制间歇 不需要 除铁效果好,设备控制较简单,适用性强 除铁循环皮带电机功率4kw,工作率5%,年耗电约1752度,约合0.14万元。
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