proprietà della ferrite

Quando parlano delle proprietà della ferrite, molte persone guardano immediatamente nei libri di testo: forza coercitiva, induzione rimanente, punto di Curie. Questa, ovviamente, è la base, ma nel lavoro reale con i nuclei magnetici, soprattutto nelle attrezzature minerarie, la teoria spesso diverge dalla pratica. L’errore più comune è presumere che valori elevati di Br e HcB diano automaticamente una migliore efficienza. Infatti, se la ferrite per il separatore viene sovraccaricata in termini di coercività, si possono ottenere instabilità nei campi alternati e surriscaldamenti, che in condizioni di cava si traducono in tempi di inattività. Abbiamo avuto casi del genere nel nostro laboratorio quando hanno provato a prendere quello "più potente". materiale senza tener conto del ciclo di lavorazione effettivo.

Dalla teoria al workshop: come si manifestano le proprietà della ferrite nel ferro

Prendiamo ad esempio i sistemi magnetici per i separatori di arricchimento. La chiave qui non sono i numeri massimi, ma la stabilità delle proprietà nell'intervallo di temperature da -20 a +80 ° C, comuni in Siberia o negli Urali. Il marchio di ferrite Y30H, che utilizziamo da molto tempo, sembra essere adatto secondo il passaporto. Ma al freddo, la sua forza coercitiva poteva “galleggiare” e il separatore cominciò a perdere la sua bella classe. Insieme ai tecnici, abbiamo dovuto rivedere non solo il marchio, ma anche la geometria dei nuclei: a volte è più facile aumentare la massa mantenendo la stabilità piuttosto che inseguire parametri da record.

Un altro punto è la resistenza meccanica. La ferrite è fragile, lo sanno tutti. Ma negli alimentatori vibranti o nei frantoiSocietà LONGIi carichi d'urto sono costanti. È successo che è arrivato un lotto di piastre magnetiche con proprietà magnetiche ideali, ma dopo un mese di funzionamento è apparsa una rete di crepe nel frantoio a mascelle. Magneticoproprietà della ferriteallo stesso tempo, formalmente non sono cambiati, ma a causa delle microfessure l'efficienza di cattura è diminuita del 15-20%. È stato necessario introdurre un controllo aggiuntivo sulla resistenza agli urti per i componenti critici, sebbene questo punto non sia incluso negli standard GOST per la ceramica magnetica.

Pertanto, ora, quando scegliamo un materiale, esaminiamo prima le condizioni operative nel passaporto dell'attrezzatura e poi i numeri del certificato. Spesso ordiniamo lotti di prova da fornitori affidabili e li eseguiamo su un supporto che simula cicli reali, con vibrazioni, variazioni di temperatura e funzionamento a lungo termine sotto carico. Questo è l'unico modo per vedere come si comporterà uno specifico lotto di ferrite.

Granulometria e compattazione: di cosa non scrivono nei libri di consultazione

Le proprietà magnetiche della ferrite sono fortemente influenzate da ciò che accade prima della sinterizzazione. Uniformità dei granuli, pressione di pressatura, orientamento del campo durante lo stampaggio: piccole cose che decidono tutto. Ricordo che circa dieci anni fa lavoravamo con una fabbrica che ci forniva pezzi grezzi per espansioni polari. I parametri magnetici variavano entro il 10% da lotto a lotto, sebbene fosse presente una sola materia prima. Si è scoperto che il problema era nel vecchio stampo e che gli operatori non avevano monitorato il contenuto di umidità della polvere prima della pressatura. L'umidità ha modificato la fluidità, la densità di compattazione si è rivelata irregolare e dopo la sinterizzazione ciò ha provocato una dispersione della forza coercitiva.

Ora alla sua produzione inSocietà LONGIControlliamo rigorosamente queste fasi. Soprattutto per prodotti critici come i tamburi magnetici per separatori di separazione a umido. Lì anche una leggera eterogeneità può portare alla formazione di esemplari “morti”. zone sul tamburo e perdita di concentrazione. I tecnologi con esperienza possono determinare visivamente la qualità della pressatura mediante la frattura del pezzo: se la struttura non è uniforme, le proprietà magnetiche saranno “strisce”.

Ciò porta ad un'altra conclusione pratica: non sempre vale la pena prendere la ferrite con proprietà del passaporto “sopra la media”. A volte è più affidabile ed economico prendere materiale con prestazioni leggermente inferiori ma stabili, che dia un risultato prevedibile nel prodotto finito. Per la produzione di massa di apparecchiature, come nel nostro sito di Fushun, dove vengono assemblate fino a 4.000 unità di apparecchiature all'anno, è una questione sia di reputazione che di economia.

Fattore di temperatura e perdite nei cicli reali

Il punto di Curie è buono, ma prima di esso la ferrite può cambiare notevolmente il suo comportamento. Nella tecnologia dei convertitori utilizzata nei nostri alimentatori elettromagnetici, le perdite per correnti parassite e l'isteresi sono importanti. E dipendono fortemente non solo dalla composizione della ferrite, ma anche dalla frequenza dell'inversione della magnetizzazione. C'era un progetto in cui siamo passati da una frequenza di 50 Hz a 400 Hz per aumentare le prestazioni. La ferrite Y33 standard qui non ha funzionato: faceva così caldo che abbiamo dovuto installare un raffreddamento aggiuntivo.

Ho dovuto approfondire l'argomento e testare materiali con additivi di cobalto e nichel, che stabilizzano le proprietà in un'ampia gamma di frequenze. È più costoso, ma per un ordine specifico di separatori ad alta frequenza era l'unica soluzione. A proposito, sul sito webhttps://www.ljmagnet.ruNon lo troverai nella sezione prodotti: tali sfumature di solito rimangono nei rapporti di test interni.

Sul campo, negli impianti di lavorazione, la temperatura è il nemico principale. In estate, la temperatura interna attorno al separatore può superare i 50°C. Se la ferrite viene selezionata senza margine per il coefficiente di temperatura di induzione, entro la sera l'efficienza di separazione potrebbe diminuire notevolmente. Abbiamo imparato dai nostri errori: ora per i climi caldi, nelle consegne, ad esempio, in Kazakistan, aggiungiamo immediatamente ferrite con un TCI basso e calcoliamo inoltre il sistema di ventilazione del sistema magnetico.

Interazione con altri materiali da costruzione

Le proprietà della ferrite non riguardano solo il materiale stesso, ma anche il modo in cui funziona in un assemblaggio. Il contatto con il corpo metallico, il riscaldamento dei componenti vicini, persino la vernice utilizzata per coprire la piastra magnetica: tutto ciò ha un effetto. In precedenza, nessuno prestava attenzione al fatto che uno spesso strato di vernice in polvere applicato per proteggere dall'abrasivo può fungere da isolante termico e compromettere la dissipazione del calore dal nucleo. Di conseguenza, la ferrite ha funzionato a una temperatura di 10-15 gradi superiore a quella calcolata e la sua durata è stata ridotta.

Un altro esempio sono gli elementi di fissaggio. Se l'elemento magnetico è fissato rigidamente in una scanalatura di acciaio e l'intera struttura è soggetta a vibrazioni, nel tempo potrebbero comparire microfessure. Siamo passati a un supporto con cuscinetti smorzatori in gomma speciale, non magnetica e resistente alla temperatura. Questa semplice soluzione ha eliminato molti problemi legati ai guasti alle apparecchiature di frantumazione.

Pertanto, quando si sviluppano nuove apparecchiature inSocietà LONGIGli ingegneri magnetici lavorano sin dall'inizio in collaborazione con progettisti e tecnici di assemblaggio. Non è possibile prima progettare un sistema magnetico e poi “adattarlo”. lei in macchina. È necessario tenere immediatamente conto delle deformazioni termiche, dei carichi di vibrazione e della facilità di manutenzione. Solo allora le proprietà della ferrite depositate in laboratorio saranno pienamente realizzate nel lavoro.

Controllo qualità: diffidare e ricontrollare

Non dovresti mai fidarti ciecamente dei certificati per la ceramica magnetica, anche da fornitori fidati. Nel nostro laboratorio abbiamo uno stand semplice ma dimostrativo: un gruppo magnetico di riferimento di un separatore che funziona stabilmente da anni. Confrontiamo ogni nuovo lotto di elementi di ferrite con esso secondo parametri indiretti ma pratici: la forza di lacerazione di una piastra di acciaio standard a diverse temperature, il tempo di smagnetizzazione dopo la rimozione del campo.

Ci sono stati casi in cui, secondo il passaporto, due lotti di ferrite di uno stabilimento erano identici, ma in realtà uno produceva l'8% in meno di flusso magnetico nell'assemblaggio. Il motivo è che nel secondo lotto la modalità di raffreddamento dopo la sinterizzazione è stata leggermente modificata, il che ha influito sulla microstruttura. Il materiale ha superato i parametri di base (Br, Hcb), ma non il comportamento nell'unità.

Ecco perché in un'azienda che impiega più di 1.200 persone, la maggior parte dei quali sono ingegneri ed esperti di tecnologia, il proprio forte laboratorio è così importante. Puoi acquistare le materie prime più moderne, ma se non sai come testarle e applicarle correttamente, tenendo conto di tutte le sottigliezze descritte, l'attrezzatura non funzionerà come previsto. Le proprietà della ferrite non sono un insieme di numeri, ma la conoscenza di come questi numeri si comportano nel ferro, sotto il ruggito dei frantoi e nella polvere di una cava. Questo è ciò che è veramente prezioso.