ijzer ferriet

Als ze ‘ijzerferriet’ zeggen, stellen velen zich onmiddellijk hetzelfde donkerbruine of zwarte poeder voor dat in magnetische circuits terechtkomt. Maar als je dieper graaft, in de productie, vooral in de mijnbouw- en verwerkingsapparatuur, is alles niet zo eenvoudig. Een veelgemaakte fout is om aan te nemen dat het belangrijkste de magnetische permeabiliteit is uit het materiaalgegevensblad. Onder omstandigheden van trillingen, schokbelastingen en schurend stof zijn de stabiliteit van de eigenschappen van batch tot batch en de mechanische sterkte van de kern zelf na persen en sinteren veel belangrijker.

Van theorie tot workshop: waar de nuances liggen

Neem bijvoorbeeld de productie van scheiders op basis vanijzer ferriet. De technologie lijkt goed ingeburgerd: batchvoorbereiding, persen, sinteren op hoge temperatuur. Maar hier is het punt: zelfs kleine temperatuurschommelingen in de oven, bijvoorbeeld 15-20 graden in de sinterzone, kunnen ertoe leiden dat de magnetische verliezen in het eindproduct met onaanvaardbare percentages toenemen. En dit wordt niet onmiddellijk onthuld, maar al in de fase van assemblage en testen van de voltooide scheider. Ik kreeg te maken met een partij kernen, zogenaamd gemaakt volgens dezelfde voorschriften, die een inductiespreiding van wel 10% opleverden. Ze zochten overal naar de reden: in het poeder, in de mal. Het bleek dat het probleem ongelijkmatige slijtage van de moffelovenverwarmers was, die niet op tijd werd gediagnosticeerd.

Een ander praktisch punt is de zuiverheid van grondstoffen. In theorie,ijzer ferriet- dit zijn Fe2O3 en oxiden van andere metalen. Maar in de praktijk kan het poeder vreemde insluitsels bevatten, bijvoorbeeld sporen van olie uit apparatuur of microdeeltjes schuurmiddel. Wanneer ze worden ingedrukt, worden ze centra van microscheuren. Later, wanneer de afscheider onder belasting werkt, kunnen deze scheuren groter worden als gevolg van trillingen, wat zal leiden tot splijten van de kern. Meer dan eens heb ik zulke ‘vermoeidheid’ gezien. vernietiging van oude machines na meerdere jaren gebruik. Daarom besteden ze nu, bijvoorbeeld in productie bij dezelfde onderneming van de LONGI Corporation, veel aandacht aan de voorbereiding en controle van grondstoffen bij de ingang. Niet zomaar een paspoort van de leverancier, maar uw eigen, aanvullende analyse.

Trouwens, over LONJI. Op hun websitehttps://www.ljmagnet.ruU kunt informatie vinden dat het bedrijf sinds 1993 actief is en gespecialiseerd is in mijnbouw- en verwerkingsapparatuur. Bij het omgaan met een dergelijke schaal - een totale oppervlakte van 140.000 m2 en een productie van ongeveer 4.000 eenheden apparatuur per jaar - worden problemen met de stabiliteit en herhaalbaarheid van materiaalparameters bijzonder acuut. Het is één ding om een prototype van een magnetisch systeem op te makenijzer ferriet, en het is iets heel anders om dezelfde kenmerken te bieden voor duizenden scheiders. Hier is het onmogelijk om te doen zonder een diepgaande studie van de technologie voor het bereiden en verwerken van magnetisch poeder.

Sinter- en geometrieproblemen

Sinteren is een heel ander verhaal. Het lijkt erop dat het proces gestandaardiseerd is. Maar de vorm van het product maakt zijn eigen aanpassingen. Dunwandige ringen of complexe profielen worden anders gesinterd dan massieve cilinders. Het probleem van krimp en kromtrekken doet zich voor. Dit is vooral van cruciaal belang voor afscheiders met een hoge gradiënt, waarbij de opening tussen de polen met hoge nauwkeurigheid moet worden gehandhaafd. Een ongelijkmatige krimp van de kern maakt alle berekeningen van het magnetische veld teniet.

We hebben ooit geprobeerd met poeder te werkenijzer ferrietvan een nieuwe leverancier. Volgens het paspoort was alles perfect, zelfs beter dan het oude. Maar bij het sinteren van werkstukken met complexe profielen voor rotoren werd een verhoogd percentage defecten verkregen als gevolg van kromtrekken. Ze begonnen het uit te zoeken. Het bleek dat het nieuwe poeder een iets andere korrelgrootte had: een smallere fractionele samenstelling. Dit leidde tot een verandering in de kinetiek van verdichting tijdens het sinteren. We keerden terug naar de oude, vertrouwde leverancier, maar met strengere controle op de granulometrie voor elke batch. Soms zijn eenvoud en voorspelbaarheid belangrijker dan ‘ideaal’? op het kenmerkenpapier.

Nog een praktische opmerking: na het sinteren is vaak een mechanische bewerking nodig: het slijpen van de zittingoppervlakken. Het is hierbij belangrijk dat het onderdeel niet oververhit raakt. Oververhitting verandert lokaal de microstructuur in de oppervlaktelaag, er ontstaat een zogenaamde “defecte laag”, die mogelijk een verminderde magnetische permeabiliteit en verhoogde verliezen heeft. Dit heeft dan invloed op de verwarming van de kern tijdens bedrijf. Daarom maken maalmodi - snelheid, voeding, koeling - ook deel uit van de technologische keten van werkenijzer ferriet, waarover niet altijd in de leerboeken wordt geschreven.

Integratie in het eindproduct

Een hoogwaardige ferrietkern zelf is slechts het halve werk. Hoe het zal werken in een magnetisch systeem hangt van veel factoren af. Bijvoorbeeld over de bevestigingswijze. Stevige bevestiging met epoxyverbindingen in een aluminium behuizing - schijnbaar betrouwbaar. Maar epoxy en ferriet hebben verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten. Bij cyclische temperatuurschommelingen (en die zijn onvermijdelijk in de werkplaats) kunnen mechanische spanningen ontstaan, die na verloop van tijd tot scheurvorming zullen leiden. Ik heb dergelijke gevallen gezien bij apparatuur die werkte onder omstandigheden van plotselinge dagelijkse temperatuurveranderingen.

Daarom begonnen ze in sommige structuren over te schakelen op elastische fixatiemethoden of lieten ze dempingsspleten achter. Maar hier rijst een andere vraag: trillingen. Een losse kern kan “spelen”, wat onaanvaardbaar is. Het blijkt dat we op zoek moeten naar een balans. Bij moderne ontwikkelingen, bijvoorbeeld voor verwerkingsapparatuur, worden vaak gecombineerde bevestigingssystemen gebruikt. Dit is precies het gebied waarop de ervaring van praktiserende ingenieurs, die jarenlang hebben gezien hoe apparatuur zich onder reële omstandigheden gedraagt, van onschatbare waarde is. Het bedrijf LONGI, met zijn lange geschiedenis en een personeelsbestand van meer dan 1.200 mensen, waarvan meer dan 60% specialisten met een hogere opleiding, heeft zeker een enorme database opgebouwd met dergelijke praktische oplossingen die niet in open bronnen te vinden zijn.

Een aparte discussie betreft beschermende coatings. Naaktijzer ferrietvrij kwetsbaar en gevoelig voor vocht. De mijnbouwsector kent een agressieve omgeving. Daarom worden kernen vaak bedekt met een dunne laag epoxy of speciale vernis. Maar ook hier zijn er valkuilen. Een te dikke coating kan een ongewenste luchtspleet in het magnetische circuit veroorzaken. Te dun - het beschermt niet. Het is noodzakelijk om de dikte nauwkeurig te doseren en te controleren. Dit is wederom een ​​kwestie van technologie en productiecultuur.

Kijkend naar de toekomst en alternatieven

Tegenwoordig wordt er veel gesproken over zeldzame aardmagneten en hun voordelen. Ja, ze hebben een hoger energieproduct. Maar als het gaat om grote industriële systemen die grote hoeveelheden magnetisch materiaal vereisen, worden de kosten een bepalende factor.IJzer ferrietwas en blijft nog steeds een “werkpaard” voor veel soorten magnetische scheiders, vooral voor de extractie van grote en zeer magnetische fracties. De maakbaarheid, geavanceerde processen en relatief lage prijs zijn enorme voordelen.

De belangrijkste ontwikkelingsrichtingen liggen naar mijn mening niet in de zoektocht naar een vervanging voor het materiaal, maar in het verbeteren van de ‘omgeving’. Dit omvat nauwkeurigere computermodellering van magnetische velden, waarbij rekening wordt gehouden met de werkelijke eigenschappen van een specifieke partij ferriet, en de ontwikkeling van nieuwe composietstructuren waarbij ferrietelementen optimaal worden gecombineerd met andere materialen, en de introductie van systemen voor het monitoren van de toestand van het magnetische systeem direct tijdens de werking van de apparatuur.

Het is waarschijnlijk dat er in de loop van de tijd nieuwe merken poeders met stabielere eigenschappen of verbeterde samendrukbaarheid zullen verschijnen. Maar de fundamentele principes zullen blijven bestaan. Het belangrijkste is om dat te begrijpenijzer ferriet- geen abstract materiaal uit een naslagwerk, maar een levend product, waarvan de uiteindelijke eigenschappen ontstaan op het snijvlak van chemie, metallurgie, mechanica en technische ervaring. Ervaring waarmee bedrijven als LONGI betrouwbare apparatuur kunnen creëren die jarenlang onder de moeilijkste omstandigheden werkt. Het is deze praktijkervaring, en niet de naakte cijfers uit de specificaties, die uiteindelijk bepalen of de separator de waardevolle fractie effectief uit de pulp zal halen of een hoofdpijn voor de verwerkingsfabriek zal worden.