フェライトの性質

フェライトの特性について話すとき、多くの人はすぐに保磁力、残留誘導、キュリー点などの教科書を調べます。もちろん、これは基礎ですが、実際の磁気コアの作業、特に鉱山機械では、理論が実践から乖離することがよくあります。最もよくある間違いは、Br と HcB の値が高くなると自動的に効率が良くなると考えることです。実際、セパレータのフェライトが保磁力の点で過負荷になると、交流磁場や過熱で不安定になり、採石場の状態ではダウンタイムが発生する可能性があります。私たちのワークショップでも、「最も強力な」ものを取ろうとしたときのようなケースがありました。実際の作業サイクルを考慮せずに材料を計算します。

理論からワークショップへ: フェライトの特性が鉄中でどのように現れるか

たとえば、濃縮分離器用の磁気システムを考えてみましょう。ここで重要なのは、最大値ではなく、シベリアやウラル山脈で一般的な-20〜+80°Cの温度範囲での特性の安定性です。パスポートに合わせて、以前から使っているフェライトブランドのY30Hが良さそうです。しかし、寒さの中でその保磁力が「浮く」可能性があり、セパレーターはその優れたクラスを失い始めました。技術者と協力して、ブランドだけでなくコアの形状も見直す必要がありました。場合によっては、記録パラメータを追うよりも質量を増やしながらも安定性を維持する方が簡単な場合があります。

もう一つのポイントは機械的強度です。フェライトが脆いことは誰もが知っています。しかし、振動フィーダーやクラッシャーでは、株式会社ロンギ衝撃荷重は一定です。たまたま、理想的な磁気特性を備えた磁性プレートのバッチが到着しましたが、1 か月の稼働後、ジョークラッシャーに亀裂の網目状の亀裂が発生しました。磁気フェライトの性質同時に、形式的には変化しませんでしたが、微小亀裂により捕捉効率は 15 ～ 20% 低下しました。重要なコンポーネントの衝撃強度については追加の制御を導入する必要がありましたが、この点は磁性セラミックの GOST 規格には含まれていません。

したがって、現在、材料を選択するときは、まず機器パスポートの動作条件を確認し、次に証明書の番号を確認します。私たちは多くの場合、信頼できるサプライヤーにテストバッチを注文し、振動、温度変化、負荷がかかった状態での長期間の動作など、実際のサイクルをシミュレートするスタンド上でテストバッチを実行します。これは、フェライトの特定のバッチがどのように動作するかを確認する唯一の方法です。

粒度測定と圧縮: 参考書には書かれていないこと

フェライトの磁気特性は、焼結前の状態に大きく影響されます。顆粒の均一性、プレス圧力、成形時のフィールドの向きなど、小さなことがすべてを決定します。約10年前、ポールピース用のブランクを供給してくれる工場と協力したことを思い出します。原料は 1 つだけでしたが、磁気パラメータはバッチごとに 10% 以内のばらつきがありました。問題は古い金型にあり、オペレーターがプレス前に粉末の水分含有量を監視していなかったことが判明しました。湿度により流動性が変化し、成形密度が不均一になり、焼結後の保磁力にばらつきが生じました。

現在、生産中です株式会社ロンギ私たちはこれらの段階を厳密に管理します。特に湿式分離セパレーター用の磁気ドラムなどの重要な製品に適しています。そこでは、わずかな異質性でさえ「死んだ」ものが形成される可能性があります。ドラム上のゾーンと濃縮物の損失。経験豊富な技術者は、ワークピースの破壊によってプレスの品質を視覚的に判断できます。構造が不均一である場合、磁気特性は「縞模様」になります。

これは、別の実際的な結論につながります。パスポート特性が「平均以上」のフェライトを採用する価値は必ずしもあるわけではありません。場合によっては、性能が若干低いものの安定した材料を使用する方が信頼性が高く、コストが安くなり、最終製品で予測可能な結果が得られます。装置の大量生産の場合、撫順にある当社の拠点では年間最大 4,000 台の装置が組み立てられており、これは評判と経済性の両方の問題です。

実際のサイクルにおける温度要因と損失

キュリー点は良好ですが、キュリー点以前ではフェライトの挙動が大きく変化する可能性があります。当社の電磁フィーダに使用されているコンバータ技術では、渦電流損失とヒステリシスが重要です。そして、それらはフェライトの組成だけでなく、磁化反転の周波数にも大きく依存します。パフォーマンスを向上させるために 50 Hz から 400 Hz に切り替えるプロジェクトがありました。標準の Y33 フェライトはここでは機能しませんでした。非常に熱くなったため、追加の冷却装置を設置する必要がありました。

このテーマを掘り下げて、広い周波数範囲で特性を安定させるコバルトとニッケルの添加物を含む材料をテストする必要がありました。高価ですが、高周波分離器の特定の注文の場合、これが唯一の解決策でした。ちなみにWebサイトではhttps://www.ljmagnet.ruこれは製品セクションでは見つかりません。通常、このようなニュアンスは内部テストレポートに残ります。

現場の状況や加工工場では、温度が主な敵です。夏場はセパレータ付近の室内温度が50℃を超えることがあります。誘導温度係数に余裕を持たずにフェライトを選択すると、夕方までに分離効率が著しく低下する場合があります。私たちは失敗から学びました。現在、暑い気候に備えて、たとえばカザフスタンへの配送では、すぐに低 TCI のフェライトを追加し、さらに磁気システムの換気システムを計算しています。

他の建築材料との相互作用

フェライトの特性は、材料自体に関するものだけでなく、アセンブリ内でどのように機能するかにも関係します。金属本体との接触、隣接するコンポーネントからの加熱、さらには磁性プレートを覆うために使用される塗料など、これらすべてが影響を及ぼします。これまでは、研磨剤から保護するために塗布された粉体塗装の厚い層が断熱材として機能し、コアからの熱放散が損なわれる可能性があるという事実に誰も注意を払いませんでした。その結果、フェライトは計算値より 10 ～ 15 度高い温度で動作し、寿命が短くなりました。

別の例はファスナーです。磁気要素が鋼製の溝にしっかりと固定されており、構造全体が振動を受けると、時間の経過とともに微小亀裂が発生する可能性があります。非磁性で温度に強い特殊ゴム製のダンピングパッド付きマウントに変更しました。このシンプルなソリューションにより、破砕装置の故障に関する多くの問題が解消されました。

そのため、新たな設備を開発する際には、株式会社ロンギ磁気エンジニアは、最初から設計者や組立技術者と協力して作業します。最初に磁気システムを設計してから、それに「適合」させることはできません。彼女を車に乗せる。熱変形、振動負荷、メンテナンスの容易さを直ちに考慮する必要があります。そうして初めて、実験室で確立されたフェライトの特性が実際の作業で完全に実現されることになります。

品質管理: 不信感と二重チェック

たとえ信頼できるサプライヤーからのものであっても、磁性セラミックの証明書を盲目的に信頼してはいけません。私たちの研究室には、シンプルだが実証的なスタンドがあります。それは、長年にわたって安定して動作してきたセパレーターからの基準磁気アセンブリです。さまざまな温度での標準鋼板の引裂き力、磁場を除去した後の消磁時間など、間接的ではあるが実際的なパラメータに従って、フェライト要素の新しいバッチをフェライト要素と比較します。

パスポートによれば、1 つのプラントからの 2 つのバッチのフェライトが同一であるにもかかわらず、実際には 1 つのバッチの方がアセンブリ内で生成する磁束が 8% 少ない場合がありました。その理由は、2 番目のバッチでは焼結後の冷却モードがわずかに変更され、微細構造に影響を与えたためであることが判明しました。材料は基本パラメータ (Br、Hcb) を渡しましたが、ユニット内の動作は渡しませんでした。

そのため、従業員のほとんどがエンジニアや技術者である 1,200 名を超える企業において、自社の強力な研究所が非常に重要です。最新の原材料を購入することはできますが、説明されているすべての微妙な点を考慮して、それらを適切にテストして適用する方法がわからない場合、機器は意図したとおりに機能しません。フェライトの特性は一連の数値ではなく、これらの数値が鉄の中で、破砕機の轟音の下で、採石場の塵の中でどのように動作するかについての知識です。それこそが本当に価値のあるものなのです。