ferriet staal

Als ze erover pratenferriet staal, denken veel mensen meteen aan laboratoriummonsters of elektronica. Maar in ons vakgebied – de productie van zwaar mijnbouwmaterieel – is alles anders. Hier werkt dit materiaal onder omstandigheden die maar weinig mensen zich voorstellen: trillingen, schokbelastingen, temperatuurveranderingen en constante blootstelling aan schurend stof. Een veelgemaakte fout is om te veronderstellen dat het belangrijkste isferriet staal- dit is de maximale magnetische inductie. Ja, het is belangrijk, maar als het materiaal niet bestand is tegen mechanische belastingen, faalt het hele systeem. Op onzeLONGI-bedrijfEr was een geval waarin een partij magnetische scheiders uitstekende resultaten liet zien op een testbank, maar na drie maanden werken in de verrijkingsfabriek begonnen de problemen. Het bleek dat bij lage temperaturen in de groeve de ferrietstructuur bros werd. We moesten de hele warmtebehandelingstechnologie herzien.

Van theorie naar praktijk: waarom compositie nog maar het begin is

Alles is mooi in de leerboeken: ik heb de chemische samenstelling bepaald, een warmtebehandeling uitgevoerd en de nodige magnetische eigenschappen verkregen. In werkelijkheid kunnen in onze fabriek in Fushun zelfs twee smeltingen met dezelfde nominale samenstelling zich na walsen en gloeien verschillend gedragen. Het komt allemaal neer op details, die vaak niet in de normen zijn vastgelegd. Bijvoorbeeld de afkoelsnelheid na homogenisatie. Lange tijd konden we geen consistentie bereiken in batches voor trommelscheiders. De dwangkrachtindicatoren stegen met 10-15%. Ze begonnen het uit te zoeken en elke fase te volgen. Het bleek dat het probleem een ​​ongelijkmatige koeling van werkstukken met grote doorsneden in de werkplaats was: één zijde koelde sneller af vanwege tocht. Het lijkt een kleinigheid. Maar juist door zulke kleine dingen ontstaat het verschil tussen een goede en een defecte magneetkern.

Een ander punt is de invloed van mechanische verwerking. Snijden, boren, frezen - dit alles introduceert interne spanningen in de oppervlaktelaagferriet staal. Deze spanningen kunnen de magnetische permeabiliteit lokaal veranderen. Dat merkten we toen we kernen testten voor nieuwe krachtige elektromagneten voor hefwerktuigen. Na mechanische montage daalden de prestaties. Het was noodzakelijk om een ​​extra bewerking in te voeren: gloeien bij lage temperatuur na alle mechanische bewerkingen. Dit verhoogde de kosten, maar zorgde ervoor dat elke eenheid op hetzelfde niveau werd gemonteerdLONGI-bedrijf, werkt op basis van de paspoortwaarden.

Mensen vragen vaak waarom we niet voor alle apparatuur overstappen op modernere amorfe of nanokristallijne legeringen. Het antwoord is economie en betrouwbaarheid. Voor 90% van de toepassingen in mijnbouwapparatuur – in dezelfde scheiders of magnetische vallen – goed verwerktferriet staalbiedt een optimaal evenwicht tussen kosten, duurzaamheid en onderhoudbaarheid. Onze engineeringafdeling, waar ruim 60% van de medewerkers hoger opgeleid is, doet voortdurend onderzoek naar nieuwe materialen, maar een grootschalige transitie is vaak niet gerechtvaardigd. Het nieuwe materiaal moet niet alleen beter presteren in het laboratorium, het moet ook een steengroeve bij -40°C overleven en compatibel zijn met de bestaande reparatie-infrastructuur.

Case uit de workshop: een mislukking die meer leerde dan succes

Ik wil het graag hebben over één specifiek project dat bijna mislukte door onderschatting van de stof. De discussie ging over de ontwikkeling van een hoge intensiteit magnetische scheider voor natte verrijking. Het ontwerp vereiste de creatie van een krachtig en compact magnetisch veld. We kozen voor een van de soorten elektrisch staal met ogenschijnlijk ideale verlieseigenschappen. Er werd een prototype gemaakt. In fabriekstests vertoonde het een fantastische efficiëntie - 20% hoger dan zijn analogen.

Maar toen de afscheider voor testen naar een operationele onderneming werd gestuurd - een verrijkingsfabriek in Kemerovo - begonnen de problemen. Na twee weken onafgebroken werken, 24/7, begonnen operators te klagen over een daling van de efficiëntie. De eenheid werd gedemonteerd. Het bleek dat in de agressieve omgeving van de pulp (een mengsel van water, erts en reagentia) intense corrosie begon op het oppervlak van het magnetische systeem. De beschermende coating, die perfect werkte in droge afscheiders, hield hier niet stand. De corrosielaag creëerde een extra niet-magnetische opening, waardoor de veldsterkte sterk verminderde. Dit was een klassiek geval van focussen op magnetische eigenschappenferriet staal, maar vergat de corrosieweerstand in een specifieke omgeving.

Er werd een oplossing gevonden, maar deze bleek complex. Het was niet alleen nodig om de staalsoort te veranderen in een meer resistente staalsoort (wat de kosten deed stijgen), maar ook om het ontwerp van de eenheid volledig te herzien om het contact met de pulp te minimaliseren, en om een ​​nieuw meerlaags beschermingssysteem te ontwikkelen. Deze ervaring is nu een verplichte trainingscasus voor onze jonge ingenieurs. Het laat duidelijk zien dat een materiaal niet slechts getallen in een specificatie is, maar gedrag in reële, vaak niet-ideale omstandigheden. Nu ondergaan al onze nieuwe projecten voor natte omgevingen verplichte corrosietests op lange termijn, niet alleen in zoutnevel, maar ook in een echte pulpsimulator.

Interactie met andere componenten: een systeem, geen onderdeel

Magnetisch materiaal werkt nooit op zichzelf. De kenmerken ervan zijn rechtstreeks afhankelijk van de manier waarop het wordt geassembleerd, van het ontwerp van het juk, van de kwaliteit van de isolatie tussen de pakketten, en zelfs van de bevestigingsmethode. Op onze productieoppervlakte van 140.000 m2 produceren wij ruim 4.000 apparaten per jaar, waarbij elke magneeteenheid altijd een compromis is.

Om wervelstromen te verminderen, assembleren we bijvoorbeeld magnetische kernen uit van elkaar geïsoleerde platenferriet staal. Het lijkt erop dat hoe dunner het vel, hoe minder verlies. Maar in de praktijk zorgt een te dunne plaat (minder dan 0,3 mm) voor krachtige hefmagneten die stukken erts van meerdere tonnen optillen voor problemen met de stijfheid van de hele constructie. Bij veelvuldig in- en uitschakelen en schokbelastingen begint de micromobiliteit van het pakket, wat leidt tot slijtage van de isolatie en uiteindelijk tot kortsluiting en oververhitting. We moesten empirisch de optimale dikte voor elk type apparatuur vinden. Voor sommige taken is dit 0,35 mm, voor andere 0,5 mm. Geen enkele theorie zal dit geven, alleen ervaring en soms analyse van mislukte eenheden.

Een apart verhaal is de veroudering van het materiaal. Ja, ferromagnetisch staal kan in de loop van de tijd van eigenschappen veranderen, vooral wanneer er onder omstandigheden met variabele mechanische belastingen wordt gewerkt. We houden statistieken bij over de belangrijkste onderdelen die worden geretourneerd voor geplande reparaties. We merken bepaalde trends op. In magnetische systemen van trillende feeders wordt bijvoorbeeld na enkele jaren gebruik een lichte toename van de dwangkracht waargenomen - het materiaal lijkt de constante trillingen "moe te worden". Hier wordt bij het ontwerp rekening mee gehouden - we hebben in eerste instantie iets andere magnetisatiemodi ingesteld, zodat de apparatuur na vijf jaar nog steeds binnen de ontwerpparameters zal werken. Deze benadering van betrouwbaarheid op de lange termijn is een van de redenen waarom technologieLONGI-bedrijfgewaardeerd in veel mijnbouw- en verwerkingsfabrieken.

De toekomst en het conservatisme van de industrie

Waar gaat het heen met de sector? De vraag naar energie-efficiëntie groeit, wat betekent dat de vraag naar het verminderen van verliezen in magnetische systemen ook groeit. Dit dwingt ons om naar nieuwe oplossingen te zoeken. We experimenteren met legeringen, met nieuwe lasersnijmodi die de door hitte beïnvloede zone aan de rand minimaliseren, met verbeterde isolerende coatings.

Maar de mijnindustrie is conservatief. Elke verandering in materiaal of technologie moet niet alleen beter zijn, maar ook bewezen duurzaam zijn bij langdurig gebruik. Introductie van een nieuw assortimentferriet staalis altijd een groot risico. Het is noodzakelijk om technologische ketens opnieuw op te bouwen, personeel om te scholen en een volledige testcyclus uit te voeren. Daarom vinden veranderingen evolutionair plaats. Een overgang van de ene staalsoort naar de andere, waarbij de specifieke verliezen met 5% zijn verbeterd, kan bijvoorbeeld slechts anderhalf jaar duren in de fase van het testen en aanpassen van alle productievoorschriften.

Wat is uiteindelijk het belangrijkste bij het werken met ferritische staalsoorten voor toepassingen zoals de onze? Dit is geen blinde naleving van normen, maar een diep begrip van de fysica van de processen die plaatsvinden in het materiaal onder belasting. Dit is het vermogen om een ​​materiaal te zien als onderdeel van een complex systeem en te anticiperen op zijn gedrag, niet op een testbank, maar in de zware omstandigheden van een steengroeve of verwerkingsfabriek. Het is deze praktische ervaring, vaak opgedaan met vallen en opstaan, die een eenvoudig product onderscheidt van betrouwbare industriële apparatuur die jarenlang probleemloos moet werken. En dit is misschien wel onze hoofdtaak als fabrikant.