Visafishaji vya ngoma vya sumaku ya kudumu hutumika sana kwa uboreshaji wa madini ya magnetite, ukusanyaji wa awali wa chembe nene na utupaji wa mabaki, ukusanyaji kabla ya uchujaji, urejeshaji wa vyombo vizito vya sumaku, kikolezo cha awali kwa chakula cha utenganishaji wa sumaku wa unyevu wenye nguvu kubwa, na kuondoa chuma na kusafisha madini yasiyo ya kichuma kama vile mchanga wa kwanza, kulingana na mabadiliko katika ukali wa shamba la sumaku, mpangilio wa mfumo wa sumaku, na muundo wa ngoma.

Kichanganishi cha ngoma cha sumaku ya kudumu kina mfumo wa sumaku, ngoma, tanki la kutenganisha, kifaa cha kuendesha, na vifaa vya kulisha, kupakua, na kupita kiasi. Mpangilio wa mfumo wa sumaku na idadi ya ncha za sumaku vina ushawishi mkubwa katika utendaji wa utenganishaji. Kulingana na kipenyo cha ngoma, idadi ya ncha za sumaku kwa kawaida huwa kati ya 4 na 7, huku ncha za sumaku zikibadilika mzunguko wa ngoma. Ngoma hutumika kuvutia na kusafirisha chembechembe za sumaku na kuzuia slurry isipenye kwenye mfumo wa sumaku. Ngoma na vifuniko vyake vya ncha vimetengenezwa kwa vifaa visivyo na sumaku vyenye upinzani mkubwa wa umeme na uwezo wa kustahimili kutu. Tenki la kutenganisha kwa kawaida limetengenezwa kwa chuma cha pua cha austenitic na limepakwa mpako wa mpira au vifaa bandia ili kuzuia uchakavu. Ngoma kwa kawaida huendeshwa na mota ya gia au mota ya mfululizo wa Y kupitia kichunguzi.

Bloki za sumaku za kudumu kawaida hutengenezwa kwa vifaa vya ferriti ya strontiamu na ferriti ya bariamu. Katika miaka ya hivi karibuni, vifaa vya sumaku za kudumu vya ardhi adimu kama chuma cha sumaku cha neodymium-chuma-boroni (NdFeB) pia vimetumika kwa bloki za sumaku; ingawa hizi za mwisho ni ghali zaidi, zinatoa sifa bora za sumaku na zinahitaji kiasi kidogo. Kwa sasa, mifumo ya sumaku mseto inayochanganya bloku za sumaku za kudumu za ferite na bloku za sumaku za kudumu za ardhi adimu hutumika sana, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa utendaji wa kichanganuzi (k.m., zaidi ya kuongeza mara mbili ukali wa shamba la sumaku) na kupanua wigo wa matumizi wa vichanganuzi. Katika miaka ya hivi karibuni, mifumo ya sumaku iliyoundwa kabisa kwa kutumia bloku za sumaku za kudumu za ardhi adimu imetumika ili kufikia viwango vya juu zaidi vya uwanja wa sumaku na utendaji, kama inavyoonyeshwa na visafishaji vya ngoma vya sumaku za kudumu vya ardhi adimu kamili vya mfululizo wa NCT.

Kulingana na modi ya uendeshaji, vichujio vya ngoma za sumaku za kudumu vinapatikana katika usanidi wa matangi matatu, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 13-2, yaani: aina ya mtiririko sambamba (S), aina ya mtiririko kinyume (N), na aina ya nusu mtiririko kinyume (B).

Mchoro 13-2: Mipangilio mitatu ya matangi ya vichujio vya sumaku vya ngoma
(a) Aina ya sambamba; (b) Aina ya nusu kinyume na mtiririko; (c) Aina ya kinyume na mtiririko

Kichujio cha sumaku cha mtiririko sambamba kinafaa kwa madini yenye ukubwa zaidi ya 6 mm; aina ya mtiririko kinyume inafaa kwa madini yenye ukubwa chini ya 2–3 mm; na aina ya nusu-mtiririko kinyume inafaa kwa madini yenye ukubwa chini ya 0.3 mm. Wakati kiwango cha magnetite katika malighafi ni kidogo, yaani, wakati uzalishaji wa mabaki unapo zidi 50%, aina tatu za matangi hutoa utendaji sawa wa metallurgy. Wakati kiwango cha madini ya chuma ya sumaku katika malighafi ni cha juu, yaani, wakati mavuno ya mabaki ni kidogo kuliko 30%, aina ya sambamba hufanya kazi vizuri zaidi kwa kiasi kikubwa kuliko aina za kinyume na nusu-kinyume. Katika uzalishaji halisi, mpangilio unaofaa wa tanki unaweza kuchaguliwa kulingana na sifa za madini ghafi na mtiririko wa mchakato wa uboreshaji.

Isipokuwa tofauti kubwa katika muundo wa tanki, vipengele vingine vya vichujio vya ngoma za sumaku za kudumu kwa kiasi kikubwa vinafanana na vile vya vichujio vya sumaku vya kawaida. Mchoro 13-3 unaonyesha muundo wa kichujio cha sumaku cha ngoma nusu-mitoano.

Mchoro 13-3 Muundo wa kichanganishi cha ngoma ya sumaku ya kudumu (aina ya nusu-mtiririko kinyume)
1—Ngoma; 2—Mfumo wa sumaku; 3—Tangi; 4—Bamba la kondakta wa sumaku; 5—Uteuzi; 6—Mpipa wa kunyunyizia maji; 7—Sanduku la mlisho; 8—Mpipa wa maji wa utoaji wa madini; 9—Bamba la msingi; 10—Kifaa cha kurekebisha mwelekeo wa sumaku; 11—Braketi.

Kuna watengenezaji wengi wa vichujio vya ngoma vya sumaku ya kudumu nchini China. Kila mmoja, kulingana na utaalamu wake, amefanya maboresho na marekebisho kwa viwango tofauti katika mzunguko wa sumaku, ukali wa uwanja wa sumaku, mwinuko, idadi ya ncha, pembe ya kufunga waya, kina cha utendaji wa uwanja wa sumaku, na vifaa vya ncha vya mfumo wa sumaku, pamoja na mfumo wa uendeshaji, mpangilio na usanidi wa mabearingi, na muundo wa tanki. Kwa matokeo hayo, kuna aina nyingi za mfululizo na anuwai tata ya mifano na vipimo. Hata hivyo, vipimo vya msingi—diameteri na urefu wa ngoma—vimebaki bila kubadilika. Kwa hiyo, mfululizo, mifano, vipimo, na vigezo vya kiufundi vya vichujio vya ngoma za sumaku za kudumu ambavyo kwa sasa ni vya kawaida na vinavyotumika sana nchini China vimeorodheshwa katika Jedwali 13-1.

Jedwali 13-1 Vigezo vya kiufundi vya kichujio cha ngoma chenye sumaku ya kudumu aina BX

Jedwali 13 linaendelea

①10e=79.58A/m.

Vigezo Vikuu vya Uendeshaji vya Vichujio vya Ngoma vya Magnet ya Kudumu

Katika uzalishaji halisi, vigezo vikuu vinavyoathiri utendaji wa mchakato wa visambazaji vya ngoma za sumaku za kudumu ni: kasi ya mzunguko wa ngoma, pembe ya upotovu wa ncha za sumaku, pengo la kazi, pengo wakati wa utoaji wa mkusanyiko, na kiwango cha kupitisha. Hadi sasa, hakuna njia sahihi ya kuhesabu vigezo hivi, na njia pekee ni kuendelea kuvichunguza na kuvijaribu wakati wa utendaji wa uzalishaji ili kubaini vigezo vya uendeshaji vinavyofaa zaidi.

13.2.2.1 Kasi ya mzunguko wa ngoma

Kasi ya mzunguko wa ngoma huathiri moja kwa moja nguvu ya centrifugali inayotumika kwa chembe za madini kwenye uso wa ngoma. Wakati kasi ya mzunguko inapoongezeka, baadhi ya chembe zilizofungwa zenye mvuto dhaifu wa sumaku hutolewa kwenye mabaki, jambo ambalo linaelekea kuongeza kiwango cha mkusanyiko na kiwango cha mabaki, huku urejeshaji wa chuma ukipungua kidogo, ingawa mabadiliko hayo hayajaonekana sana. Kwa kuzingatia uboreshaji wa ubora wa mkusanyiko na kiwango cha uzalishaji, mabadiliko ya kasi ya mzunguko wa ngoma yanapaswa kuwa ya wastani.

13.2.2.2 Pembe ya upotovu wa ncha za sumaku

Kona ya upotevu wa ncha za sumaku inaathiri moja kwa moja upana wa eneo la kusafisha. Kadri pembe ya upotovu inavyoongezeka, eneo la uondoaji linapungua na muda wa uondoaji unafupika. Hii husababisha ongezeko kidogo la daraja la mkusanyiko na daraja la mabaki, na mwenendo wa kupungua kwa urejeshaji wa chuma, lakini mabadiliko hayo ni madogo kiasi, na bado inawezekana kupata utendaji wa metallurgy unaoridhisha. Kwa watoza wengi wa ngoma za sumaku za kudumu zinazotengenezwa nchini China, mfumo wa sumaku umeundwa vizuri ukiwa na mzunguko wa sumaku unaofaa, na pembe ya upotevu inaweza kurekebishwa katika wigo mpana wa 5° hadi 25° kulingana na sifa za madini tofauti.

13.2.2.3 Pengo la kazi

Pengo la kazi linahusu eneo dogo kabisa la msalaba kati ya ngoma na sahani ya chini ya tanki katika eneo la ukusanyaji ambalo slurry inaweza kupita, na kwa kawaida huonyeshwa kama urefu wa msalaba. Pengo hili huamua uwezo wa usindikaji wa kichujio: pengo kubwa huongeza kiwango cha kupitisha lakini husababisha upotevu mkubwa wa mabaki; kinyume chake, pengo ndogo hupunguza kiwango cha kupitisha na huathiri uzalishaji. Kulingana na hali maalum, pengo hili kwa kawaida huwekwa kati ya 35 na 60 mm.

13.2.2.4 Pengo wakati wa utiririshaji wa mkusanyiko

Kipenyo katika mtoleo la concentrate huamuliwa na uwezo wa uzalishaji. Ukubwa usiofaa huathiri mtoleo la madini: ikiwa ni mkubwa mno, kiwango cha mabaki huongezeka na uwezo wa usindikaji hupungua; ikiwa ni kidogo mno, mtoleo la concentrate huwa vigumu. Kulingana na kiasi cha concentrate, kipenyo hiki kawaida huwa 15 hadi 25 mm, na thamani ya kawaida ni 20 mm.

13.2.2.5 Uwezo wa kupitisha

Kiasi cha kupitisha cha kichujio cha ngoma ya sumaku ya kudumu kinaweza kuchaguliwa kulingana na data halisi ya uzalishaji, au kukadiriwa kwa kutumia uwezo wa kitengo kwa kila mita ya urefu wa ngoma, kwa kutumia fomula ya hesabu ifuatayo (Mlinganyo 13-1):

Q = K · q · L (13-1)

Wapi:
Q — kiwango cha uchakataji wa madini kavu cha kichanganuzi cha sumaku, t/h;
K — kiambatanishi, kwa kawaida huchukuliwa kuwa 0.85;
q — kiwango cha upitishaji kwa kila mita ya urefu wa ngoma, t/(m·h);
L — urefu wa ngoma, m.

Ufungaji na Uendeshaji wa Majaribio wa Vichujio vya Ngoma vya Sumaku ya Kudumu

13.2.3.1 Ufungaji wa Vichanganishi vya Ngoma vya Magnetiki vya Kudumu
Maelezo ni kama ifuatavyo:

(1) Wakati wa usakinishaji, tahadhari inapaswa kuchukuliwa kushughulikia vifaa kwa upole, kuvitenganisha na vitu vya chuma, kuepuka mapigo, na kuzuia kupindika kwa maumbo.

(2) Nafasi *a* kati ya ngoma na tanki, na nafasi *b* kati ya ngoma na tundu la utoaji lazima ziendane na vipimo vilivyobainishwa katika nyaraka za usanifu (tazama Mchoro 13-4).

Mch. 13-4 Mgawaji wa sumaku wa ngoma
1—Mlango wa kuingizia; 2—Ngoma; 3—Mfumo wa sumaku; 4—Mpipa wa maji ya kuosha madini; 5—Mlango wa kutolea; 6—Bwawa la kupitisha maji kupita kiasi; 7—Mlango wa kutolea mabaki unaoweza kurekebishwa; 8—Mlango wa kupitisha maji kupita kiasi;
a—Umbali kati ya ngoma na tanki;
b—Umbali kati ya ngoma na tundu la kutolea;
α—Kona ya marekebisho kwa nafasi ya mfumo wa sumaku.

(3) Upotovu unaoruhusiwa kwa ufungaji wa kichujio cha sumaku cha ngoma na mbinu za ukaguzi lazima zizingatie masharti yaliyoainishwa katika Jedwali 13-2.

13.2.3.2 Uendeshaji wa majaribio wa kitenganishi cha ngoma ya sumaku ya kudumu

Uendeshaji wa majaribio wa kichujio cha ngoma ya sumaku ya kudumu lazima ukidhi mahitaji yafuatayo:

(1) Uendeshaji wa majaribio bila mzigo utaendelea si chini ya masaa mawili.

(2) Kabla ya uendeshaji wa majaribio, mwili wa tanki na vifaa vyovyote vilivyoshikamana navyo lazima visafishwe kikamilifu.

(3) Mfumo wa uendeshaji utafanya kazi bila kusimama ghafla au kelele isiyo ya kawaida.

(4) Vifunga vyote na sehemu zinazounganisha hazipaswi kuwa huru.

(5) Joto la mabearingi yaliyopakwa mafuta halipaswi kuzidi 70 °C, na lile la mabearingi ya kuteleza halipaswi kuzidi 80 °C.

Jedwali 13-2 Upotovu unaoruhusiwa kwa ufungaji wa vichujio vya sumaku vya ngoma

13.2.4 Uendeshaji wa vichujio vya ngoma za sumaku za kudumu

13.2.4.1 Kuanzisha na kuzima

Mchakato wa kuwasha na kuzima ni kama ifuatavyo:

(1) Ukaguzi kabla ya kuanza. Angalia kama vifaa viko katika hali nzuri, kama boliti zote zimefungwa vizuri, kama kuna vizuizi katika sehemu za uhamishaji, na zungusha kwa mkono mara 2–3 kabla ya kuanzisha.

(2) Mfuatano wa kuanzisha. Washa vifaa kwa mpangilio kutoka chini ya mtiririko hadi juu ya mtiririko kulingana na mtiririko wa mchakato. Baada ya tanki la kutenganisha kujazwa maji safi, washa mota kisha weka madini.

(3) Mfuatano wa kuzima. Mfuatano wa kuzima ni kinyume cha mfuatano wa kuwasha, yaani kutoka upande wa juu hadi upande wa chini.

13.2.4.2 Uendeshaji

Mahitaji ya uendeshaji ni kama ifuatavyo:

(1) Angalia mara kwa mara uchakavu wa ganda la ngoma. Ikiwa tabaka linalostahimili uchakavu limechakaa au limeachana, linapaswa kurekebishwa au kubadilishwa mara moja.

(2) Ikiwa vipande vyovyote vya chuma au mabaki yataanguka ndani ya tanki, lazima viondolewe mara moja.

(3) Kuongezeka kwa joto la mabearingi na mota kwa ujumla hakupaswi kuzidi 70 °C.

(4) Mnyororo wa kuendesha unapaswa kuwa na mvutano sahihi; ubadilishe mnyororo mara moja pale uchakavu mkali unapotokea.

(5) Vituo vyote vya kulainisha lazima viwe na mafuta ya kutosha.

(6) Shinikizo la maji kwenye kila bomba la maji halipaswi kuwa chini ya 0.12 MPa.

13.2.5 Matengenezo ya vichanganishi vya ngoma za sumaku za kudumu

13.2.5.1 Yaliyomo katika matengenezo

Muundo wa kichujio cha ngoma ya sumaku ya kudumu ni rahisi. Matengenezo kwa ujumla hufanywa kulingana na kiwango cha uchakavu na uharibifu uliobainika.

13.2.5.2 Mbinu za matengenezo

Njia za matengenezo ni kama ifuatavyo:

(1) Mfumo wa sumaku. Mfumo wa sumaku ni sehemu muhimu zaidi ya kichanganishi, unaojumuisha sahani ya kuunganisha shafu kuu, sahani za yoke, na blokki za sumaku. Blokki za sumaku zimetengenezwa kwa nyenzo ya ferriti ya strontium Y30BH na zimewekwa kwenye sahani za yoke. Mfumo mzima wa sumaku umefunikwa na kulindwa kwa chuma cha pua cha 1Cr18Ni9Ti ili kuzuia bloku za sumaku kuanguka au kuharibika. Hata hivyo, kutokana na uendeshaji wa muda mrefu, bloku za sumaku bado zinaweza kupasuka. Katika hali kama hizo, seti nzima inapaswa kuondolewa na kubadilishwa na mpya, badala ya kubadilisha tu bloku iliyovunjika.

(2) Ngoma. Ngoma ya kichujio cha ngoma ya sumaku ya kudumu kwa kawaida imetengenezwa kwa bati la chuma cha pua 1Cr18Ni9Ti lenye unene wa 3–5 mm, kulingana na kipenyo cha ngoma. Ulinzi wa ngoma huathiri sana maisha ya huduma ya kichujio. Ili kuzuia uchakavu, watengenezaji hufunika uso wa ngoma kwa karatasi ya mpira iliyotiwa nguvu kwa kitambaa, yenye unene wa 6 mm, ambapo safu ya chini (2 mm) imeshikamana na ngoma ya chuma cha pua kwa safu ya gundi, na safu ya juu (4 mm) ni mpira unaostahimili uchakavu. Wakati wa uzalishaji, ikiwa uchakavu wa eneo maalum utapatikana kwenye karatasi ya mpira, unapaswa kurekebishwa mara moja kwa kutumia kipande cha mpira. Ikiwa uchakavu ni mkubwa, karatasi nzima inapaswa kubadilishwa.

(3) Tangi. Tangi limetengenezwa kwa bati la chuma cha pua cha 1Cr18Ni9Ti, lililounganishwa kwa kutumia weldi ya arc ya argon au weldi iliyolindwa na CO₂ ili kuhakikisha ubora wa weldi na kuzuia uvujaji wakati wa uendeshaji. Sehemu ya chini ya tanki ina muundo wa umbo la mviringo ili kuzuia mkusanyiko wa vifaa na kupunguza athari kwenye sakafu ya tanki. Umbo na vipimo vya tanki vinaathiri moja kwa moja utendaji wa utenganishaji; kwa hivyo, wakati wa uendeshaji na matengenezo, umbo lake, vipimo vyake, na hali ya uchakavu vinapaswa kuchunguzwa kwa makini, na matatizo yoyote yanapaswa kurekebishwa mara moja.

(4) Sehemu za transmisheni. Uhamishaji wa mtambazaji wa ngoma ya magneti ya kudumu unajumuisha mota yenye gia na uendeshaji kwa mnyororo wa gurudumu. Mota ya uendeshaji imewekewa kinga ya mkondo wa juu, hivyo matatizo makubwa hayatarajiwi wakati wa uzalishaji. Katika uendeshaji wa muda mrefu, mnyororo wa gurudumu hupanuka na unapaswa kurekebishwa au kubadilishwa kwa wakati m