ferrite de fer

Lorsqu'ils parlent de « ferrite de fer », beaucoup imaginent immédiatement la même poudre brun foncé ou noire qui entre dans les circuits magnétiques. Mais si l’on creuse plus profondément, dans la production, notamment dans les équipements d’exploitation minière et de transformation, tout n’est pas si simple. Une erreur courante consiste à supposer que l’essentiel est la perméabilité magnétique de la fiche technique du matériau. En fait, dans des conditions de vibrations, de chocs et de poussières abrasives, la stabilité des propriétés d'un lot à l'autre et la résistance mécanique du noyau lui-même après pressage et frittage sont bien plus importantes.

De la théorie à l'atelier : où se situent les nuances

Prenons par exemple la production de séparateurs à base deferrite de fer. La technologie semble bien rodée : préparation des lots, pressage, frittage à haute température. Mais voici le point : même des variations mineures de température dans le four, par exemple de 15 à 20 degrés dans la zone de frittage, peuvent entraîner une augmentation des pertes magnétiques dans le produit fini dans des pourcentages inacceptables. Et cela n'est pas révélé immédiatement, mais déjà au stade de l'assemblage et des tests du séparateur fini. J'ai dû faire face lorsqu'un lot de noyaux, soi-disant fabriqués selon la même réglementation, donnait un écart d'induction allant jusqu'à 10 %. Ils en cherchèrent la raison partout – dans la poudre, dans le moule. Il s'est avéré que le problème était une usure inégale des radiateurs du four à moufle, qui n'a pas été diagnostiquée à temps.

Un autre point pratique est la pureté des matières premières. En théorie,ferrite de fer- ce sont Fe2O3 et des oxydes d'autres métaux. Mais en pratique, la poudre peut contenir des inclusions étrangères, par exemple des traces d'huile provenant d'équipements ou des microparticules d'abrasif. Lorsqu'ils sont pressés, ils deviennent des centres de microfissures. Plus tard, lorsque le séparateur fonctionne sous charge, ces fissures peuvent se développer en raison des vibrations, ce qui entraînera la fissuration du noyau. Plus d'une fois, j'ai vu de telles « fatigues ». destruction sur des machines anciennes après plusieurs années de fonctionnement. Par conséquent, maintenant en production, par exemple, dans la même entreprise de LONGI Corporation, ils accordent une grande attention à la préparation et au contrôle des matières premières à l'entrée. Pas seulement un passeport du fournisseur, mais votre propre analyse supplémentaire.

Au fait, à propos de LONJI. Sur leur site internethttps://www.ljmagnet.ruvous pouvez y trouver des informations selon lesquelles l'entreprise est en activité depuis 1993 et est spécialisée dans les équipements d'exploitation minière et de traitement. Lorsqu'il s'agit d'une telle échelle - une superficie totale de 140 000 m2 et une production d'environ 4 000 unités d'équipement par an - les problèmes de stabilité et de répétabilité des paramètres des matériaux deviennent particulièrement aigus. C'est une chose de réaliser un prototype de système magnétique surferrite de fer, et c'en est une autre de fournir les mêmes caractéristiques à des milliers de séparateurs. Ici, il est impossible de se passer d'une étude approfondie de la technologie de préparation et de traitement de la poudre magnétique.

Problèmes de frittage et de géométrie

Le frittage est une toute autre histoire. Il semblerait que le processus soit standardisé. Mais la forme du produit fait ses propres ajustements. Les anneaux à paroi mince ou les profils complexes sont frittés différemment des cylindres pleins. Le problème du retrait et du gauchissement se pose. Ceci est particulièrement critique pour les séparateurs à gradient élevé, où l'espace entre les pôles doit être maintenu avec une grande précision. Un retrait inégal du noyau annule tous les calculs du champ magnétique.

Nous avons déjà essayé de travailler avec de la poudreferrite de ferd'un nouveau fournisseur. D'après le passeport, tout était parfait, encore meilleur que l'ancien. Mais lors du frittage de pièces à profil complexe pour rotors, un pourcentage accru de défauts a été obtenu en raison du gauchissement. Ils ont commencé à comprendre. Il s'est avéré que la nouvelle poudre avait une granulométrie légèrement différente - une composition fractionnée plus étroite. Cela a conduit à une modification de la cinétique de compactage lors du frittage. Nous sommes revenus à l'ancien fournisseur de confiance, mais avec un contrôle plus strict de la granulométrie pour chaque lot. Parfois, la simplicité et la prévisibilité sont plus importantes que « l’idéal » ? sur le papier des caractéristiques.

Autre constat pratique : après le frittage, un traitement mécanique est souvent nécessaire - meulage des surfaces d'appui. Il est important ici de ne pas surchauffer la pièce. Une surchauffe modifie localement la microstructure de la couche superficielle, une « couche défectueuse » apparaît, qui peut avoir une perméabilité magnétique réduite et des pertes accrues. Cela affectera alors l’échauffement du noyau pendant le fonctionnement. Par conséquent, les modes de broyage - vitesse, avance, refroidissement - font également partie de la chaîne technologique de travail avecferrite de fer, ce qui n'est pas toujours écrit dans les manuels.

Intégration dans le produit final

Un noyau de ferrite de haute qualité ne représente que la moitié de la bataille. La manière dont cela fonctionnera dans un système magnétique dépend de nombreux facteurs. Par exemple, sur la méthode de fixation. Fixation rigide avec des composés époxy dans un boîtier en aluminium - apparemment fiable. Mais l'époxy et la ferrite ont des coefficients de dilatation thermique différents. Avec les changements cycliques de température (et ils sont inévitables en atelier), des contraintes mécaniques peuvent survenir qui, avec le temps, entraîneront une fissure. J'ai vu de tels cas sur des équipements fonctionnant dans des conditions de changements brusques de température quotidienne.

Par conséquent, dans certaines structures, ils ont commencé à passer à des méthodes de fixation élastiques ou à laisser des espaces d'amortissement. Mais ici une autre question se pose : celle des vibrations. Un noyau lâche peut « jouer », ce qui est inacceptable. Il s’avère que nous devons rechercher un équilibre. Dans les développements modernes, par exemple pour les équipements de traitement, des systèmes de fixation combinés sont souvent utilisés. C’est précisément dans ce domaine que l’expérience des ingénieurs en exercice, qui observent depuis des années le comportement des équipements en conditions réelles, est inestimable. L'entreprise LONGI, avec sa longue histoire et son effectif de plus de 1 200 personnes, dont plus de 60 % sont des spécialistes diplômés de l'enseignement supérieur, a certainement accumulé une énorme base de données de solutions pratiques que l'on ne trouve pas dans les sources ouvertes.

Une discussion distincte concerne les revêtements de protection. Nuferrite de ferassez fragile et sensible à l'humidité. L'industrie minière connaît un environnement agressif. Par conséquent, les noyaux sont souvent recouverts d'une fine couche d'époxy ou de vernis spécial. Mais il y a ici aussi des pièges. Un revêtement trop épais peut créer un entrefer indésirable dans le circuit magnétique. Trop fin, il ne protégera pas. Il est nécessaire de doser avec précision et de contrôler l'épaisseur. Là encore, c’est une question de technologie et de culture de production.

Regard vers l’avenir et les alternatives

De nos jours, on parle beaucoup des aimants aux terres rares et de leurs avantages. Oui, ils ont un produit énergétique plus élevé. Mais lorsqu’il s’agit de grands systèmes industriels nécessitant de grands volumes de matériaux magnétiques, le coût devient un facteur déterminant.Ferrite de ferétait et reste toujours un « cheval de bataille » pour de nombreux types de séparateurs magnétiques, en particulier pour l’extraction de fractions volumineuses et hautement magnétiques. Sa fabricabilité, ses processus sophistiqués et son prix relativement bas constituent d’énormes avantages.

Les principales orientations de développement, à mon avis, ne résident pas dans la recherche d'un remplacement du matériau, mais dans l'amélioration de son « environnement ». Cela comprend une modélisation informatique plus précise des champs magnétiques prenant en compte les propriétés réelles d'un lot spécifique de ferrite, le développement de nouvelles structures composites dans lesquelles les éléments de ferrite sont combinés de manière optimale avec d'autres matériaux, ainsi que l'introduction de systèmes permettant de surveiller l'état du système magnétique directement pendant le fonctionnement de l'équipement.

Il est probable qu’au fil du temps, de nouvelles marques de poudres présentant des caractéristiques plus stables ou une compressibilité améliorée apparaîtront. Mais les principes fondamentaux resteront. L'essentiel est de comprendre queferrite de fer- non pas un matériau abstrait issu d'un ouvrage de référence, mais un produit vivant, dont les propriétés finales naissent à l'intersection de l'expérience de la chimie, de la métallurgie, de la mécanique et de l'ingénierie. Une expérience qui permet à des entreprises comme LONGI de créer des équipements fiables qui fonctionnent pendant des années dans les conditions les plus difficiles. C'est cette expérience pratique, et non les simples chiffres issus des spécifications, qui détermine en fin de compte si le séparateur extraira efficacement la fraction précieuse de la pâte ou s'il deviendra un casse-tête pour l'usine de transformation.