正文 第七章 冶金設備(二)(1 / 3)

磁力軋鋼機

磁力軋鋼機是國外新研製成功的沒有電動機和傳動係統的新型軋鋼機。普通軋鋼機的傳動係統笨重而複雜,其重量是軋鋼機本身重量的3~5倍。同時,它還要損失功率6%左右,致使在生產中長期地消耗掉一部份能源。另外,傳動係統設備占地麵積大,還需配置一套潤滑設備,整個設備係統維護工作量大。

能不能革掉包括電動機在內的傳動係統設備,也許有人會回答:這舉夢幻,不可能。然而,新型的磁力軋鋼機的試驗研究,說明是可能的。蘇聯德涅伯捷爾任斯克工業學院生產過程自動化教研室幾年來就在研究如何應用磁力軋製的課題,製作了一台不要電動機和傳動減速係統的二輥式軋鋼機,並獲得發明專利。該軋鋼機的結構和軋製原理是:在上、下軋銀上安裝有石墨電刷,直接與軋輥接觸。在軋輥的上方懸掛支撐著H形磁導體。當向軋輥和H形磁導體繞組供電,導入低壓高安培電流後,就會產生一個垂直於軋輥和磁導體磁力線的磁場力。這一磁場力直接作用於軋件上,不像傳統的軋鋼機由軋輥帶動金屬軋件,而是金屬軋件帶動軋輥旋轉,進行軋製。用改變通向軋輥的電流方向,使金屬軋件可逆軋製,實現了二輥式軋機多道次往複軋製。試驗證明,由於磁場力直接作用於被軋金屬的晶格上,使晶格位錯滑移,變形容易,從而減輕了軋輥受力負荷,可加大壓下量,或可減小抵輥直徑,把軋鋼機設計得更輕巧些。

磁力軋製理論研究和磁力軋鋼機的設計與製造是一個新鮮開發課題,是對傳統軋銅工藝和軋鋼設備的變革,預測它有廣闊的前景。隨著室溫超導材料的開發和應用,將會促進磁力軋鋼機的發展,因磁場力的大小是與通過軋輥的電流大小及H形磁導體的磁感應強度大小成相乘正比關係。一般電機和變壓器的鐵心中的磁感應強度為0。8~1。4特,而通過超導材料的強電流時的磁感應強度可高達1000特,如用超導材料製造形磁導體裝置,將會產生巨大的磁場力,推動被軋金屬進行常溫或低溫條件下軋製,同時一些難以軋製的金屬合金材料也會變得容易加工,節能可觀,效益顯著。

超導磁選機

超導磁選機是70年代以來出現的新型高梯度磁分離選礦實驗裝置。它可以產生2特(2萬高斯)以上的超高強磁飲,不僅可以解決細拉級和微細粒級弱磁性礦物選礦的難題,而且還使磁力選礦法逐漸擺脫了傳統的局限性,在更多的領域中得到應用。例如,製造陶瓷的高嶺土的選別、煤粉脫硫、非金屬除塵、汙水處理、人體紅血球和白血球的分離等方麵。

普通磁選機的種類繁多,其工作原理大同小異,都是利用各種礦石或物料的磁性差異,即將待選別的物料送入磁選機的分選空間,在磁力和重力、離心力、摩擦力,介質阻力等泛械力的共同作用下,不同性質的物料會各自沿著不同的路徑運動,從而得到分選。超導磁選機的磁分離原理與普通磁選機的工作原理相同,機體構造也差不多,所不同的是,超導磁選機中用超導材料繞製的超導磁體需要氦液化裝置來維持其超導狀態,這種超低溫條件下的氦液化裝置結構的複雜性與工作環境的苛刻性,限製了超導磁選機的普及和發展。

但是,由於超導磁體既能夠產生強磁場,而本身不消耗功率,因此,超導磁選機隻消耗為維持氦液化裝置正常工作的製冷功率,其能耗費用可比普通磁選機降低80、90%。例如,普通磁選機的強磁場靠增加通入機中的常規電磁鐵的電流來獲得,一台高梯度磁選機在2特(2萬高斯)強磁場下作業時,能耗為200千瓦,而超導磁選機在5特強磁場下作業,能耗僅0。007千瓦,維持氦液化裝置運行的製冷功率約耗20千瓦。另外,由於超導磁體重量輕、體積小,致使超導磁選機的整體重量輕、體積小、占地麵積小,又由於超導磁選機的強磁場容易獲得,其分離效率比普通磁選機成倍提島。因此,自從第一台超導磁分離實驗裝置問世以來,引起了各國選礦界的極大關注,中國以及日、美、英、法、蘇等國都在從事這方麵的研究。已經有處理能力為100噸1小時的大型超導磁分離實驗裝置問世,英國的超導磁選機已用於一些非洲國家的選礦工業生產中。

由於世界礦產資源日益枯竭,出現了“貧、細、雜、難”的總趨勢。處理這類礦石將成為當前和今後選礦工業的主要任務。超導磁選機由於具有上述優點,其應用範圍可以擴大到下列幾個方麵:一是可以從貧、細、弱磁性礦物中,富集有價值的精礦,尤其適合選別铌、鉭等稀有金屬礦物。二是工作置比普通磁選機大得多。三是可以從用其他方法不能處理的尾礦和工業廢渣中,回收有用礦物。四是可以選別體積特別粗大的礦塊。五是可以從非磁性物質中,除去磁性雜質,得到高品位產品。例如分選鋁土礦、紅柱石、鎂砂、螢石、重晶石等等。

中國有色金屬總公司北京有色金屬研究總院和冶金部長沙礦冶研究院,都在開展超導磁分離的試驗研究工作,並取得了初步成效。從1986年到現在,北京有色金屬研究院用超導磁分離機處理江西滸坑鎢尾礦,其中-2至1毫米以上的尾礦采用幹濕兩種方法分選,隻經過一次粗選,富集比都大於20,回收率大於90%。他們的試驗成果還表明:超導磁分離技術對於極微細粒的赤鐵礦、褐特礦、黃鐵礦,以及鉻、錳、鎢、鎳、鉬等礦物,無論是氧化礦還是硫化礦都能有效地回收。自前,超導材料的臨界轉變溫度已接近室溫,這預示著將來的超導磁選機將不再需要氦液化低溫裝置而達到普及和完善。

“顏氏燃燒器”點火不冒煙

眾所周知,各種工業用燒嘴在燃燒時普遍都存在著冷爐點火冒煙,汙染環境等問題。但是,由著名燃燒專家發明的“顏氏燃燒器”,在燃燒時卻能噴出純淨無煙的均勻高溫火焰。這種新型燃燒器燒出的火焰,被人稱讚為“人間最純美的火焰”。

顏氏燃燒器主要是改變了老式燒嘴在爐膛中組織燃燒的傳統燒油方法,這樣,即使是冷爐點火,使用重油也可在兒秒鍾後形成純淨無煙的高溫火焰,升溫特別快。在調整得當的情況下,過剩空氣係數可降至1。04,且火焰中一氧化碳可低於0。1%。鐵道部勞衛所對這種2H燃燒器進行測定,在點火幾秒鍾後,排放煙氣中的煙塵濃度僅39。3,大大低於國家標準,顯示了比任何燒嘴都優越的特性。因此顏氏燃燒器具有顯著的節電、節油、快速升溫和減少環境汙染等優點。

簿坯連鑄機

一種新型連鑄機一一薄坯連鑄機已經完成工業性試驗,進入設備製造階段。這種薄坯連鑄機由聯邦德國公司研製,可生產厚40~50毫米、寬為1200~1600毫米的薄鑄坯。單流機組的年產能力隨薄磁勘寬度不同約在卯~120萬噸之間。

這種連鑄機的結晶器上,下口為長矩形的異形。結晶器上段的中部,有一個鼓凸的漏鬥體,是為了插入長水口並由此向結晶器各部分配鋼水用的。在結晶器澆注的上段有鼓肚的鑄坯,當拉坯時,隨著鑄坯的向下移動,鼓凸部分因受擠壓而逐漸扁塌,進入到結晶器下段,變成平整的矩形鑄坯。

這種連鑄機的其它部分,與常規的連鑄機大體相同,現有連鑄機的許多新技術都可為其所用,如全封閉的澆鋼通道係統、保護渣粉的采用,結晶器的液位控製,結晶器的可調寬機構,加密並且增加中間軸承支點的小直徑夾輥,多頰小振幅的結晶器振動裝置,二冷控製以及輕壓下拉坯等。當然,由於鑄坯的變薄,液相深度隨之大為縮短,可使二冷輯道及拉矯機組大大簡化。