ferrite de ferro

Quando dizem “ferrite de ferro”, muitos imaginam imediatamente o mesmo pó castanho escuro ou preto que entra nos circuitos magnéticos. Mas se você for mais fundo, na produção, principalmente em equipamentos de mineração e processamento, nem tudo é tão simples. Um erro comum é presumir que o principal é a permeabilidade magnética da ficha técnica do material. Na verdade, sob condições de vibração, cargas de choque e poeira abrasiva, a estabilidade das propriedades de lote para lote e a resistência mecânica do próprio núcleo após prensagem e sinterização são muito mais importantes.

Da teoria ao workshop: onde estão as nuances

Tomemos, por exemplo, a produção de separadores baseados emferrite de ferro. A tecnologia parece estar bem estabelecida: preparação de lote, prensagem, sinterização em alta temperatura. Mas aqui está o ponto: mesmo pequenas flutuações de temperatura no forno, digamos de 15 a 20 graus na zona de sinterização, podem levar a perdas magnéticas no produto acabado, aumentando em porcentagens inaceitáveis. E isso não é revelado de imediato, mas já na fase de montagem e teste do separador acabado. Tive que lidar com isso quando um lote de núcleos, supostamente feitos de acordo com as mesmas regulamentações, deu um spread na indução de até 10%. Eles procuraram o motivo em todos os lugares - no pó, no mofo. Descobriu-se que o problema era o desgaste irregular dos aquecedores da mufla, que não foi diagnosticado a tempo.

Outro ponto prático é a pureza das matérias-primas. Em teoria,ferrite de ferro- são Fe2O3 e óxidos de outros metais. Mas, na prática, o pó pode conter inclusões estranhas, por exemplo, vestígios de óleo de equipamento ou micropartículas de abrasivo. Quando pressionados, tornam-se centros de microfissuras. Posteriormente, quando o separador operar sob carga, essas fissuras poderão crescer devido à vibração, o que levará à divisão do núcleo. Mais de uma vez vi esses “fadiga”. destruição em máquinas antigas após vários anos de operação. Por isso, agora em produção, por exemplo, na mesma empresa da LONGI Corporation, eles prestam muita atenção ao preparo e controle da matéria-prima na entrada. Não apenas um passaporte do fornecedor, mas a sua própria análise adicional.

A propósito, sobre LONJI. No site deleshttps://www.ljmagnet.ruvocê encontra informações de que a empresa atua desde 1993 e é especializada em equipamentos de mineração e processamento. Ao lidar com tal escala - uma área total de 140.000 m2 e produção de cerca de 4.000 unidades de equipamentos por ano - as questões de estabilidade e repetibilidade dos parâmetros dos materiais tornam-se especialmente agudas. Uma coisa é fazer um protótipo de um sistema magnético emferrite de ferro, e outra bem diferente é fornecer as mesmas características para milhares de separadores. Aqui é impossível prescindir de um estudo aprofundado da tecnologia de preparação e processamento do pó magnético.

Problemas de sinterização e geometria

A sinterização é uma história completamente diferente. Parece que o processo é padronizado. Mas o formato do produto faz seus próprios ajustes. Anéis de paredes finas ou perfis complexos são sinterizados de forma diferente dos cilindros sólidos. Surge o problema do encolhimento e empenamento. Isto é especialmente crítico para separadores de alto gradiente, onde o espaço entre os pólos deve ser mantido com alta precisão. O encolhimento desigual do núcleo anula todos os cálculos do campo magnético.

Certa vez, tentamos trabalhar com póferrite de ferrode um novo fornecedor. Segundo o passaporte estava tudo perfeito, ainda melhor que o antigo. Porém, ao sinterizar peças de perfil complexo para rotores, foi obtida uma porcentagem maior de defeitos devido ao empenamento. Eles começaram a descobrir. Descobriu-se que o novo pó tinha uma granulometria ligeiramente diferente - uma composição fracionada mais estreita. Isto levou a uma mudança na cinética de compactação durante a sinterização. Voltamos ao antigo fornecedor de confiança, mas com controle mais rigoroso da granulometria de cada lote. Às vezes a simplicidade e a previsibilidade são mais importantes do que o “ideal”? no papel de características.

Outra observação prática: após a sinterização, muitas vezes é necessário processamento mecânico - retificação das superfícies de assentamento. É importante aqui não superaquecer a peça. O superaquecimento altera localmente a microestrutura da camada superficial, surge uma chamada “camada defeituosa”, que pode ter reduzido a permeabilidade magnética e aumentado as perdas. Isto afetará o aquecimento do núcleo durante a operação. Portanto, os modos de moagem - velocidade, avanço, resfriamento - também fazem parte da cadeia tecnológica de trabalho comferrite de ferro, sobre o qual nem sempre é escrito nos livros didáticos.

Integração no produto final

Um núcleo de ferrite de alta qualidade é apenas metade da batalha. Como funcionará em um sistema magnético depende de muitos fatores. Por exemplo, no método de fixação. Fixação rígida com compostos epóxi em caixa de alumínio - aparentemente confiável. Mas o epóxi e a ferrita têm diferentes coeficientes de expansão térmica. Com mudanças cíclicas de temperatura (e são inevitáveis ​​​​na oficina), podem surgir tensões mecânicas, que com o tempo levarão a fissuras. Já vi casos assim em equipamentos operando sob condições de mudanças repentinas de temperatura diárias.

Portanto, em algumas estruturas eles começaram a mudar para métodos elásticos de fixação ou a deixar lacunas de amortecimento. Mas aqui surge outra questão: vibração. Um núcleo solto pode “brincar”, o que é inaceitável. Acontece que precisamos buscar um equilíbrio. Em desenvolvimentos modernos, por exemplo, para equipamentos de processamento, são frequentemente utilizados sistemas de fixação combinados. Esta é precisamente a área onde a experiência dos engenheiros praticantes, que durante anos observaram como o equipamento se comporta em condições reais, é inestimável. A empresa LONGI, com a sua longa história e um quadro de mais de 1.200 pessoas, das quais mais de 60% são especialistas com formação superior, certamente acumulou uma enorme base de dados de soluções práticas que não podem ser encontradas em fontes abertas.

Uma discussão separada diz respeito aos revestimentos protetores. Nuferrite de ferrobastante frágil e sensível à umidade. A indústria de mineração tem um ambiente agressivo. Portanto, os núcleos são frequentemente revestidos com uma fina camada de epóxi ou verniz especial. Mas também há armadilhas aqui. Um revestimento muito espesso pode criar um espaço de ar indesejado no circuito magnético. Muito fino - não protege. É necessário dosar e controlar com precisão a espessura. Isto, novamente, é uma questão de tecnologia e cultura de produção.

Olhando para o futuro e alternativas

Hoje em dia fala-se muito sobre ímãs de terras raras e suas vantagens. Sim, eles têm um produto de maior energia. Mas quando se trata de grandes sistemas industriais que requerem grandes volumes de material magnético, o custo torna-se um fator determinante.Ferrita de ferrofoi e ainda continua sendo um “burro de carga” para muitos tipos de separadores magnéticos, especialmente para a extração de frações grandes e altamente magnéticas. Sua capacidade de fabricação, processos sofisticados e preço relativamente baixo são enormes vantagens.

Os principais rumos do desenvolvimento, a meu ver, não residem na procura de um substituto para o material, mas na melhoria do seu “ambiente”. Isso inclui modelagem computacional mais precisa de campos magnéticos, levando em consideração as propriedades reais de um lote específico de ferrita, e o desenvolvimento de novas estruturas compostas onde os elementos de ferrita são combinados de maneira ideal com outros materiais, e a introdução de sistemas para monitorar o estado do sistema magnético diretamente durante a operação do equipamento.

É provável que, com o tempo, surjam novas marcas de pós com características mais estáveis ​​ou melhor compressibilidade. Mas os princípios fundamentais permanecerão. O principal é entender queferrite de ferro- não um material abstrato de um livro de referência, mas um produto vivo, cujas propriedades finais nascem da intersecção da experiência em química, metalurgia, mecânica e engenharia. Experiência que permite que empresas como a LONGI criem equipamentos confiáveis ​​que funcionam nas condições mais difíceis durante anos. É esta experiência prática, e não os números das especificações, que determina se o separador extrairá efetivamente a fração valiosa da polpa ou se se tornará uma dor de cabeça para a planta de processamento.