平板磁选机磁系设计的模拟研究

　　近年来我国磁选设备的研制进展很快。在磁选设备中，磁系设计是关键，了解磁选设备分选空间磁场分布相当重要，它对分析磁选设备的性能，继而明确了适合的磁系结构的参数、磁块形状与尺寸，及研究磁性物料颗粒受力的情况起着重要作用。并且同时，为优化结构、节约材料，设计制作出供应不同用途并且能够达到特定磁场要求的磁系体系，就须对其磁场大小及分布做出严格的分析和准确的计算。

　　有研究运用A.M.软件进行磁系磁场分布形象模拟，优化磁系的参数，主包括有钛铁硼磁块的特性、磁块厚度、磁块纵向的间隙与磁系底板的材料等，为平板磁选机的磁系结构设计和制造提供理论指导。具体模拟与结果如下：

　　一、模拟模型与评价方法：

　　平板式磁选机主要是为-20 mm的贫磁铁矿的干式预磁选而设计的分选设备。考虑该磁选机的皮带厚度、主要磁场作用区域及磁场作用深度等因素，模拟结果的真实性和准确性取决于距磁系统表面0、3、8、30mm处的磁感应强度分布。为了满足较大磁场强度的要求，在尽量减少使用永磁材料的前提下，应在工作空间内聚集更多的磁路磁通量。因此设备用于分离强磁性矿物，只要在分离区有够高的磁场强度，不需要太高的磁场梯度，所以磁系统的磁性材料均采用钛铁永磁块，其长×宽为80mm×60mm。

　　针对平板磁选机磁系不同的结构参数，建立如图1所示模型，设置好每种参数对应的模型后分别进行磁场模拟，可模拟出磁系磁感应强度在空间上的分布，，然后，在垂直距离的永磁体磁系的表面0、3、8、30mm处分别做了和极面平行的直线，对直线上各点的磁场大小求解,即可得到距离磁系表面不同距离处磁感应强度的分布情况,对直线上各点的数据进行分析后选择合理的结构参数。

　　基于二维模拟可以表示磁系纵向上的结构形式,但没有考虑横向磁极对纵向磁场分布的影响,因此,三维模拟条件下建立的模型更贴近实际,模拟结果也更具真实性。为了论证二维条件下模拟结果的牢靠性与准确性,对二维与三维条件下的模拟结果进行了比较。

　　模拟比较表明,二维与三维模拟的磁感应强度基本一致,因此可以认为纵向磁极的二维模拟结果可以代表整个平板磁选机磁系的模拟结果,且由于二维模拟计算量较三维模拟的要小很多,建模也更加简便,因此,本研究将使用二维模拟进行磁系的模拟计算。

　　二、结论：

　　(1)根据平板式磁选机的实际用途,运用A.M.软件对平板式磁选机磁系磁场分布的模拟,确定磁块的牌号是为N50的钕铁硼磁块,磁块的厚度是为30mm,磁块纵向的间隙是为40mm,磁系底板材料是为Q235。

　　(2)根据模拟研究确定的磁系参数制作了实物模型,平板磁选机磁感应强度实测值与模拟结果基本一致,说明模拟结果相当牢靠。