【華特磁気分離百科事典】磁気分離装置における油冷技術の応用

磁気電気選鉱装置は、金属および非金属の選鉱生産において不可欠な役割を果たしています。水冷、空冷、強制油冷技術の開発、原理、利点と欠点、および産業応用について分析・比較しました。その結果、油冷技術は鉱物処理装置製造分野における重要な技術であり、装置の性能向上、鉱山生産の要求への対応、磁性物質の分離および磁性不純物の非磁性物質除去の分野において幅広い応用が見込まれることが分かりました。

磁気電気選鉱装置は、強力な磁力を発生させることができる装置の一種であり、黒色鉱石、非鉄金属鉱石、および希少金属鉱石の分離に広く用いられている。

強磁場磁気分離器は、主に弱磁性鉱物の選別問題を解決するために使用されます。現在、強磁場磁気分離器は主に電磁場を利用しています。高磁場強度の電磁場を得るには、主に2つの方法があります。1つは装置の線形サイズを大きくすること、もう1つは電磁負荷を大きくすることです。実際には、部品の制約により線形サイズを大きくすることにも限界があるため、電磁負荷を大きくすることが有効な方法となります。

電磁負荷が増加すると、電磁コイルの温度は必然的に上昇します。そのため、鉱物処理装置の安全な運転を確保するには、電磁コイルの温度を許容範囲内に制御する冷却技術が必要です。したがって、冷却技術は大型装置において非常に重要な意味を持ちます。

磁気電気選鉱装置において、主要なコアコンポーネントは電磁コイルであり、これは装置の耐用年数に直接関係します。そのため、電磁コイルの冷却方法は非常に重要であり、その開発過程は、空冷、水冷から液油冷却、強制空冷、油水複合冷却、そして蒸発冷却へと徐々に変化してきました。これらの冷却方法にはそれぞれ長所と短所があります。

ソレノイド冷却技術

1.1 ソレノイドコイル中空線水冷

1980年代には、磁気電気選鉱装置の電磁コイルは単一の中空線で冷却されていました。この方法は構造がシンプルでメンテナンスが容易なため、垂直リング高勾配磁気分離器に初めて採用されました。しかし、磁場強度の増加に伴い、水冷コイルでは要求を満たすことが次第に困難になってきました。これは、中空線を通る水が必然的に線の内壁にスケールを付着させ、コイルの放熱に影響を与え、最終的には電磁場の強度に影響を与えて選鉱効果にも影響を及ぼすためです。

1.2 ソレノイドコイルワイヤの油冷、強制空冷、および油水複合冷却

励磁コイルは、H級（耐熱温度180℃）の二重ガラスシルク巻き電磁線で構成され、立体巻線構造を採用し、コイル群間に絶縁を施しているため、各コイル群が油と完全に接触します。製品のコイルは独立したコイルで構成され、循環油通路、コイル外部の空冷器および熱交換器の設置、強制循環により、高い放熱効率を実現し、電磁コイルの温度上昇を25℃以下に抑えています。

変圧器は油冷方式を採用しており、冷却効果が大幅に向上し、材料利用率の改善、装置の線形サイズの縮小、電気絶縁性能の向上、装置の耐用年数の延長を実現しています。現在、磁気電気選鉱装置では油冷技術が広く採用されています。

垂直リング型高勾配磁気分離器に油冷却技術を応用。

電磁式スラリー高勾配磁気分離器に適用される油冷技術

電磁式鉄粉除去装置に適用される油冷技術

1.3 電磁コイルの蒸発冷却

蒸発冷却技術の研究は国内外で長年行われており、一定の成果は得られているものの、実際の応用効果は満足のいくものではない。原理的には、蒸発冷却技術は効率的な冷却技術であり、さらなる研究に値する。使用する媒体は蒸発性と絶縁性という特性を持つため、自然循環状態を形成できる。蒸発冷却技術は、2005年に山東華特磁石技術有限公司と中国科学院電気工学研究所の協力により、磁気電気選鉱装置の電磁コイルの冷却に初めて応用・移植された。現在、主に電磁鉄除去装置や垂直リング高勾配磁場装置の選定と現場適用において、放熱効果は良好で理想的な生産効果が得られていることが示されている。現在、蒸発冷却技術で使用される冷却媒体はフロンであるが、大気のオゾン層に悪影響を与えるため、現在使用が制限されている。したがって、効率的で低コストかつ環境に優しい冷却媒体の開発が、今後の開発の方向性となる。

大型磁気電気選鉱装置は油冷却技術を採用しており、性能、温度上昇、消費電力、装置品質、コストパフォーマンスを大幅に向上させることができる。

磁気電気選鉱冷却技術の応用