冷軋時鋼帶表面會粘有油污和含有鐵粉末的渣滓，在進入鍍鋅線和連續退火線的退火爐之前需先經過堿洗槽洗去鋼帶表面的油污和渣滓，再經過刷洗槽刷洗。鋼帶在刷洗時，附在鋼帶表面的鐵粉末和堿洗溶液被刷離鋼帶，進入刷洗槽。鋼帶在冷軋時需要對軋輥表面進行冷卻，軋制過程中產生的大量鐵粉末隨冷卻液流回循環罐。清洗液和冷卻液要循環使用就必須去除其中的鐵粉末。目前國內還沒有能長時間使用且使用效果好的專業除鐵設備，主要靠進口德國或日本的磁選機。而進口設備價格高，維護費用也很高，且備件的制備周期長。筆者研制了一種高性能低成本的逆流式鐵粉末磁選機，經實際使用，該磁選機除鐵率高達98.7%，超過德國磁棒式鐵粉末磁選機94%的除鐵效果。另外，還可以根據使用需要，通過單獨提高永磁體的磁感應強度進一步提高除鐵率，這種方法符合磁選機向高梯度方向發展的趨勢。

　　1 設備的結構

　　逆流式鐵粉末磁選機結構見圖 1。

　　圖 1 逆流式鐵粉末磁選機結構

　　2 工作原理

　　結合圖 1，含有鐵粉末的刷洗槽循環清洗液或軋機冷卻液從磁選機的入口10 進入，在經過凹弧形緩沖槽12 時減慢速度，減速后的液體順著箱體9 的弧形底部流經輥筒5，到達出水口1。在含鐵粉末的液體流經輥筒5 時，輥筒內的永磁體6 將水中的鐵粉末吸附在輥筒上，永磁體不隨輥筒轉動。鐵粉末隨著輥筒的順時針方向旋轉，經過脫水布7 脫水，轉到刮板4。刮板將鐵粉末刮掉并使鐵粉末進入廢料收集箱3。

　　3 技術參數

　　設備技術參數為：(1)該設備可以吸附超過98% 的直徑≥20 μm 的鐵粉粉末，適用于質量分數為4%~ 6%的NaOH 堿溶液。(2)磁包角為230°，各點場強基本一致，磁包角以外扼磁(即沒有磁包角的另外130 度輥筒外表面磁感應強度為零)。(3)輥筒外表面平均磁感應強度約為0.487 5 T，磁感應強度10 a 的衰減率≤7%。(4)輥筒的筒壁厚度為8 mm，表面粗糙度為6.3μm，直徑為1 100mm，長度為1 800mm，輥筒兩端端蓋與輥筒外徑一致。(5)處理能力為110m3/h。(6)工作溫度為80 ℃，環境濕度為35%~85%，環境溫度為0~60 ℃。

　　4 輥筒外表面磁感應強度

　　輥筒外表面測量點及磁感應強度如表 1 所示。磁感應強度分布如圖 2 所示。

　　圖 2 磁感應強度分布

　　5 磁選機的設計要素

　　5.1 輥筒設計要素

　　輥筒5 的材質為不銹鋼，輥筒的表面為光滑的圓面，輥筒兩端的端面與輥筒表面同圓(呈圓柱狀)，該結構有利于刮板刮掉輥筒上吸附的鐵粉末，輥筒直徑為1 100 mm，考慮輥筒的透磁性和自身強度，輥筒厚為8 mm。在輥筒的內腔中，裝有不隨輥筒轉動的永磁體6，永磁體的磁力角設計為230°，既能最大限度地吸附流體中的鐵粉末，同時又能將吸附的鐵粉末帶到刮板4。永磁體的磁力角以靠近出水口為起點，順時針方向布滿輥筒內部圓柱面。磁感應強度的增加不會影響磁選機的其他部分，因此磁感應強度可以根據除鐵率的增加而增加，永磁鐵的磁感應強度越強則除鐵效果越好。通過調整輥筒軸11 的軸頭確定永磁鐵的位置(磁力角的起始點)，使取水樣閥門的回流水含鐵粉末最少，然后緊固定位軸頭。

　　輥筒由齒輪馬達通過減速機、傳動接手來驅動，輥筒繞輥筒軸做順時針低速轉動即逆流轉動(永磁體用支撐桿安裝在輥筒內部的軸上，不隨輥筒轉動)。經多次實驗證明，若轉速太快則輥筒表面所吸附的鐵粉末中所含的水分過多，廢料收集箱會很快裝滿，不利于后續對分離出來的鐵粉末的處理;若輥筒轉速太慢，則磁選機的除鐵率下降;當滾筒轉速為 1 r/min 時效果最好。為達到1 r/min 的輥筒轉速，選取額定電壓220 V、額定功率3.5 kW、輸出轉速20 r/min 的齒輪馬達和傳動比1/20 的減速機。

　　5.2 凹弧形緩沖槽設計要素

　　凹弧形緩沖槽12 在箱體靠進水口10 的同側，材質為不銹鋼。凹弧形緩沖槽呈流線型，在流體進入凹弧形緩沖槽時不會直接沖擊到槽體，也不會直接沖擊到吸附鐵粉末的輥筒，而是沖擊槽體中的液體。這種設計既可以減小流體的速度，防止進水因流速大而沖掉吸附在輥筒表面的鐵粉末，又不會使流體直接沖擊到槽體，減小了箱體以及相連部件的震動。

　　5.3 箱體設計要素

　　箱體9 的材質為不銹鋼，其底部為圓弧形，圓弧形的圓心與輥筒同心。箱體的底部和輥筒的距離不宜太大，距離太大則輥筒內部永磁體輻射在箱體底部的磁力不能最大限度吸附流經箱體底部的鐵粉末;為保持液體的通暢，箱體底部和輥筒的距離也不能太小，所以箱體的底部和輥筒下表面的距離設計為40 mm。箱體在弧形緩沖槽13 和出水口1 附近的圓弧形底部距離輥筒表面約45 mm。輥筒的兩端面距離箱體為3 mm。箱體在弧形緩沖槽13 靠輥筒的兩側各設有1 塊擋水板，擋水板使從凹弧形緩沖槽中流出的含有鐵粉末的液體全部流經輥筒的吸附區，使吸附更徹底。

　　5.4 脫水裝置設計要素

　　脫水裝置是固定架8 和一端固定在固定架8 的橫桿上的普通白布7。固定架8 安裝在箱體上，位于輥筒表面十點鐘方向。布7 與輥筒5 同寬，順時針自由覆蓋在輥筒的外表面上，布7 覆蓋在輥筒上的長度為200 mm。磁選機工作時，在重力和沾有鐵泥的布與輥筒之間的輕微壓力、摩擦力和吸附力的共同作用下，布7 擠掉輥筒轉動時從槽體中帶上來的大部分水。吸附在輥筒上的鐵粉末由于受到磁力的作用隨著輥筒轉動被帶到刮板處。

　　5.5 刮板設計要素

　　刮板在輥筒的右側兩點鐘方向，通過支架安裝在箱體上。刮板上的尼龍板通過預緊彈簧緊靠在輥筒的表面。使用尼龍板的優點是尼龍板和輥筒的摩擦系數小且不會磨損輥筒。刮板與輥筒同寬，呈左上右下傾斜狀，角度約為45°。刮板的左上端緊貼輥筒的外表面，刮板與輥筒的外表面呈線接觸，接觸點位于輥筒的兩點鐘方向。在刮板的右端的下方設置收集箱，以回收刮下來的鐵粉末。

　　6 應用部分

　　6.1 工藝介紹

　　鋼鐵廠鍍鋅線循環水處理工藝流程如圖 3 所示。其中循環泵1 將含有堿液的循環水提升至噴嘴 4，噴嘴4 將堿液噴在鋼帶2 上，通過刷輥5 刷洗掉鋼帶上的鐵粉末和污漬，循環水通過刷洗槽7 流經磁選機9 除去水中的鐵粉末，除去鐵粉末的水流回循環槽8 循環使用。3 為鋼帶的移動方向，6 為刷輥的轉動方向。11 為入口取樣點，10 為出口取樣點。具體參見http://m.bnynw.com更多相關技術文檔。

　　圖 3 工藝流程

　　6.2 磁選機的除鐵效果

　　磁選機的除鐵效果如表 2 所示。

　　7 結束語

　　筆者研制的磁選機在馬鋼1# 鍍鋅線的應用結果表明，其除鐵率平均為98.7%，完全滿足生產線的要求。

　　逆流式鐵粉末磁選機的永磁鐵磁感應強度越強則吸附效果越好，而磁感應強度的增加不會影響磁選機的其他部件，因此可以根據生產需要通過增加磁感應強度達到更好的除鐵效果。

　　逆流式鐵粉末磁選機經過長達3 a 的使用沒有出過任何故障，表明其性能穩定、安全可靠、維修費用低。目前國內鋼廠數量多，市場需求量大，其具有廣泛的應用前景，經濟效益和社會效益可觀。