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干式磁选机工艺分析与控制流程设计

发布日期:2018-03-19 23:48 浏览: 作者:磁选机生产厂家

  磁选机是矿业生产、木业加工和资源回收行业中重要的设备,工作原理是利用铁受磁吸引的特性, 将矿粉状粒体中如锰矿、铝矿石、煤炭中的铁粉除去,在资源回收领域应用非常广泛,不仅可以进一步净化矿粉的成分、提高矿粉粒体的纯度,还可以分选出更多的铁基体,减少了资源的浪费,具有良好的市场应用效果,尤其在矿业以外的木材加工业、窑业、化工生产、食品提纯等其他场合也有很广泛的应用。本文设计一种颗粒粒度直径在 准3 mm 以下的磁铁矿、锰矿、钛铁矿、磁黄铁矿等物料的干式磁选, 也可用于建材、煤炭等料的除铁工艺作业流程,基于PLC 设计控制流程,具有良好自动控制性能,可进一步提高劳动生产率。

一、干式磁选机工艺流程分析

  小型干式磁选机的结构如图 1 所示,主要用于锰矿的提纯与精选,主要由滚筒、加料斗、减速器、电机、链传动机构和带传动机构等部分组成,其中滚筒3 的张紧装置如图 2 所示, 滚筒 4 的链传动机构如图 3 所示。

  干式磁选机具体工作过程:
  将颗粒体直径在 准10 mm 以下的锰矿原矿料送入加料斗中,然后开始进行筛分,经筛分分级后进行磁选,出料量可通过振动给料器控制。磁辊通过电机经减速器带动,转速高低按减速器的齿轮传动比设计调节,可根据产量和精矿品级来设计减速器。矿粒经输送带被送入上磁辊分选,由于锰矿的矿粒有磁性,被强磁场吸附在磁辊上,而脉石粒(杂石、砂土)没有磁性(磁性很弱),磁辊的强磁对它不产生吸力,随着磁辊的转动,矿粒一直被吸在磁辊上,而脉石粒在磁辊转到前端位置时被抛出掉在隔矿板的前面,  铁矿粒继续被磁辊带到脱磁区时自动掉入一选集矿斗收集为精矿成品。  由于上磁辊掉下的脉石中还夹带有一些磁性较弱的矿粒,  它们将进入下磁辊继续进行磁选,磁选后的成品矿粒进入二选集矿斗收集为成品,被抛出的脉石经尾矿口排出,至此磁选工序结束。由于原矿中的脉石被抛弃,所以使锰矿的品位得到提高。

图一小型干式磁选机的结构图
1. 滚筒 1 2. 滚筒 2  3. 固定双头螺栓  4. 轴承座  5. 轴承  6. 止推环 7. 滚筒 3 8. 双头螺栓 9. 张紧装置 10. 加料斗 11. 环形平槽 12. 滚筒 4 13. 环形平槽 14. 支架 15. 减速器 16. 电机 17. 链条 18. 链轮

 

  干式磁选机张紧装置的工作原理:该装置为定期张紧装置, 使用一段时间输送带出现松弛后,首先松开双头螺柱(即图 1 中的 8),拧动调节螺栓,推动工作台面向左侧移动,当输送带轻微出现绷紧效果后,固定调节螺栓,这种方法是通过调节两带轮之间中心距的大小,从而使输送带重新张紧。

图2 二级轴辊张紧装置

  图 3 中的链传动为滚筒 4 和滚筒 1 之间的链传动机构,通过调节链条的长度既可改变两链轮之间的距离,从而改变二级轴辊的仰升角度,最终得到不同品级的精选矿粉,根据锰矿的特点和磁选效果,仰升角度设定为 15°较为合适,具体可以根据磁选矿产的种类来分别进行设定。

图 3  链传动示意结构

 

二、干式磁选机控制流程设计

  1、干式磁选机工作流程分析

  磁选机分选流程如图 4 所示,矿物经磁选机进行筛选,选出矿产品并排放矿渣,达到选出矿产品的目的。 设备控制采用西门子公司的 S7-200 PLC 为控制中枢, 型号选择为 CPU226, 扩展模块选用

  EM235,模拟量 I/O 为 4 路输入和 1 路输出,其系统控制框图如图 5 所示,整体控制程序编写相对比较简单

图 4  磁选机工作流程图

图 5  系统结构控制框图

 

  2、干式磁选机A/D 转换

  从图  5  中的控制框图可以看出,通过电压变送器、 温度变送器和电流变送器的信号需要经过 A/D 转换,且温度、电压、电流的 A/D 转换主要是进行标度变换,其转换控制程序如图 6 所示。

图6   A/D 转换程序

 

  3、干式磁选机主电路设计

  主电路电气原理图如图 7 所示, 电机 M11 和M12 为风机和搅拌电机,是用于磁选后需进行吹送和物料进斗时进行搅拌,在本文设计中留出这 2 部分构造,可根据不同的场合来设计使用。电路设计中含有过流过载保护、温度保护、短路保护、断路保护、稳压装置等,提高了设备的运行稳定性与安全性能。

图 7  磁选机主电路电气原理图

三、干式磁选机控制流程有点

  磁选机的工作环境粉尘大、颗粒多、湿度高,环境相对比较恶劣, 需要在整体的控制结构中提高其抗干扰能, 采用 PLC+HIMI 界面在磁选机的控制系统中进行整体运行控制,使用效果较好,基于此设计的控制系统具有以下优点:

  (1)选取 S7-200 CPU226 PLC 为控制中枢, 采用模拟量 EM235 扩展模块;

  (2)预留出电流、电压、温度模块的 A/D 转换;

  (3)主电路设计综合考虑了过流、过载、断路保护等多种因素,保障了该设备能够长期、有效、安全、稳定的运行;

  (4)可根据不同的场合加装风机与搅拌电机,能够根据不同的场合改变工艺参数,从而满足不同的选矿工艺,具有较高的适应能力。


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