Eigenschaften von Ferrit

Wenn sie über die Eigenschaften von Ferrit sprechen, schauen viele Leute sofort in Lehrbücher – Koerzitivkraft, remanente Induktion, Curie-Punkt. Dies ist natürlich die Grundlage, aber bei der realen Arbeit mit Magnetkernen, insbesondere in Bergbaumaschinen, weicht die Theorie oft von der Praxis ab. Der häufigste Fehler besteht darin, anzunehmen, dass hohe Br- und HcB-Werte automatisch zu einer besseren Effizienz führen. Wenn der Ferrit für den Separator in Bezug auf die Koerzitivfeldstärke überlastet ist, kann es tatsächlich zu Instabilität in Wechselfeldern und Überhitzung kommen, was unter Steinbruchbedingungen zu Ausfallzeiten führt. Wir hatten solche Fälle in unserer Werkstatt, als versucht wurde, den „Stärksten“ zu nehmen. Material ohne Berücksichtigung des tatsächlichen Arbeitszyklus.

Von der Theorie zum Workshop: Wie sich die Eigenschaften von Ferrit im Eisen manifestieren

Nehmen Sie zum Beispiel magnetische Systeme für Anreicherungsabscheider. Dabei kommt es nicht auf die Maximalzahlen an, sondern auf die Stabilität der Eigenschaften im Temperaturbereich von -20 bis +80 °C, wie er in Sibirien oder im Ural üblich ist. Laut Pass scheint die Ferritmarke Y30H geeignet zu sein, die wir seit langem verwenden. Aber in der Kälte könnte seine Zwangskraft „schweben“ und der Separator begann seine feine Klasse zu verlieren. Gemeinsam mit den Technologen mussten wir nicht nur die Marke, sondern auch die Geometrie der Kerne überprüfen – manchmal ist es einfacher, die Masse zu erhöhen und gleichzeitig die Stabilität aufrechtzuerhalten, als Rekordparameter zu jagen.

Ein weiterer Punkt ist die mechanische Festigkeit. Ferrit ist spröde, das weiß jeder. Sondern in Vibrationsförderern oder Brechern ausLONGI CorporationStoßbelastungen sind konstant. Es kam vor, dass eine Charge Magnetplatten mit idealen magnetischen Eigenschaften ankam, aber nach einem Monat Betrieb trat im Backenbrecher ein Netz von Rissen auf. MagnetischEigenschaften von FerritGleichzeitig veränderten sie sich formal nicht, aber aufgrund von Mikrorissen sank die Einfangeffizienz um 15–20 %. Es war notwendig, eine zusätzliche Kontrolle der Schlagfestigkeit kritischer Komponenten einzuführen, obwohl dieser Punkt in den GOST-Standards für magnetische Keramik nicht enthalten ist.

Daher achten wir bei der Materialauswahl zunächst auf die Betriebsbedingungen im Gerätepass und dann auf die Zahlen aus dem Zertifikat. Wir bestellen oft Testchargen bei vertrauenswürdigen Lieferanten und lassen sie auf einem Stand laufen, der reale Zyklen simuliert – mit Vibration, Temperaturwechsel und Langzeitbetrieb unter Last. Nur so lässt sich erkennen, wie sich eine bestimmte Ferritcharge verhält.

Granulometrie und Verdichtung: worüber in Fachbüchern nicht geschrieben wird

Die magnetischen Eigenschaften von Ferrit werden stark davon beeinflusst, was vor dem Sintern geschieht. Gleichmäßigkeit des Granulats, Pressdruck, Ausrichtung des Feldes beim Formen – kleine Dinge, die alles entscheiden. Ich erinnere mich, dass wir vor etwa zehn Jahren mit einer Fabrik zusammengearbeitet haben, die uns Rohlinge für Polschuhe lieferte. Die magnetischen Parameter schwankten von Charge zu Charge innerhalb von 10 %, obwohl es nur einen Rohstoff gab. Es stellte sich heraus, dass das Problem in der alten Form lag und dass die Bediener den Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers vor dem Pressen nicht überwachten. Durch die Luftfeuchtigkeit veränderte sich die Fließfähigkeit, die Verdichtungsdichte erwies sich als ungleichmäßig und nach dem Sintern führte dies zu einer Streuung der Koerzitivkraft.

Jetzt bei seiner Produktion inLONGI CorporationWir kontrollieren diese Phasen streng. Speziell für kritische Produkte wie Magnettrommeln für Nassabscheider. Dort kann bereits eine geringe Heterogenität zur Bildung „toter“ Arten führen. Zonen auf der Trommel und Konzentratverlust. Erfahrene Technologen können die Qualität des Pressens visuell anhand des Bruchs des Werkstücks bestimmen. Wenn die Struktur ungleichmäßig ist, werden die magnetischen Eigenschaften „gestreift“.

Dies führt zu einer weiteren praktischen Schlussfolgerung: Es lohnt sich nicht immer, Ferrit mit „überdurchschnittlichen“ Passeigenschaften zu nehmen. Manchmal ist es zuverlässiger und kostengünstiger, Material mit etwas geringerer, aber stabiler Leistung zu verwenden, was zu einem vorhersehbaren Ergebnis im Endprodukt führt. Bei der Massenproduktion von Geräten, wie an unserem Standort in Fushun, wo bis zu 4.000 Geräte pro Jahr montiert werden, ist dies sowohl eine Frage des Rufs als auch der Wirtschaftlichkeit.

Temperaturfaktor und Verluste in realen Zyklen

Der Curie-Punkt ist gut, aber davor kann Ferrit sein Verhalten stark ändern. Bei der Umrichtertechnik unserer elektromagnetischen Speiser sind Wirbelstromverluste und Hysterese wichtig. Und sie hängen nicht nur stark von der Zusammensetzung des Ferrits ab, sondern auch von der Häufigkeit der Magnetisierungsumkehr. Es gab ein Projekt, bei dem wir von 50 Hz auf 400 Hz umgestellt haben, um die Leistung zu steigern. Der Standard-Y33-Ferrit funktionierte hier nicht – er wurde so heiß, dass wir eine zusätzliche Kühlung einbauen mussten.

Ich musste mich mit der Thematik auseinandersetzen und Materialien mit Kobalt- und Nickelzusätzen testen, die Eigenschaften in einem weiten Frequenzbereich stabilisieren. Es ist teurer, aber für einen konkreten Auftrag für Hochfrequenzseparatoren war es die einzige Lösung. Übrigens auf der Websitehttps://www.ljmagnet.ruIm Produktbereich findet man das nicht – solche Nuancen bleiben meist in internen Testberichten erhalten.

Unter Feldbedingungen in Verarbeitungsbetrieben ist die Temperatur der Hauptfeind. Im Sommer können die Innentemperaturen rund um den Abscheider 50 °C überschreiten. Wenn der Ferrit ohne Spielraum für den Temperaturkoeffizienten der Induktion ausgewählt wird, kann die Trennleistung am Abend merklich sinken. Wir haben aus unseren Fehlern gelernt – jetzt fügen wir für heiße Klimazonen, bei Lieferungen beispielsweise nach Kasachstan, sofort Ferrit mit niedrigem TCI hinzu und berechnen zusätzlich das Belüftungssystem des Magnetsystems.

Wechselwirkung mit anderen Baumaterialien

Die Eigenschaften von Ferrit hängen nicht nur vom Material selbst ab, sondern auch davon, wie es in einer Baugruppe funktioniert. Der Kontakt mit dem Metallkörper, die Erwärmung durch benachbarte Bauteile, sogar die Farbe, mit der die Magnetplatte bedeckt ist – all das hat Auswirkungen. Bisher hat niemand darauf geachtet, dass eine dicke Schicht Pulverlack, die zum Schutz vor Abrieb aufgetragen wird, als Wärmeisolator wirken und die Wärmeableitung aus dem Kern beeinträchtigen kann. Dadurch arbeitete der Ferrit bei einer Temperatur, die 10–15 Grad höher war als die berechnete, und seine Lebensdauer wurde verkürzt.

Ein weiteres Beispiel sind Verbindungselemente. Wenn das Magnetelement starr in einer Stahlnut befestigt ist und die gesamte Struktur Vibrationen ausgesetzt ist, können mit der Zeit Mikrorisse entstehen. Wir sind auf eine Halterung mit Dämpfungspads aus Spezialgummi umgestiegen, die nicht magnetisch und temperaturbeständig ist. Diese einfache Lösung eliminierte viele Probleme mit Ausfällen in der Zerkleinerungsausrüstung.

Daher bei der Entwicklung neuer Geräte inLONGI CorporationVon Anfang an arbeiten Magnetingenieure mit Konstrukteuren und Montagetechnologen zusammen. Man kann nicht erst ein magnetisches System entwerfen und es dann „einpassen“. sie ins Auto. Es ist notwendig, thermische Verformungen, Vibrationsbelastungen und Wartungsfreundlichkeit sofort zu berücksichtigen. Nur dann können die im Labor festgelegten Eigenschaften von Ferrit in der Arbeit voll zum Tragen kommen.

Qualitätskontrolle: Misstrauen und doppelte Kontrolle

Sie sollten Zertifikaten für magnetische Keramik niemals blind vertrauen, auch nicht von vertrauenswürdigen Lieferanten. Wir haben in unserem Labor einen einfachen, aber anschaulichen Stand: eine Referenz-Magnetbaugruppe aus einem Separator, die seit Jahren stabil funktioniert. Wir vergleichen damit jede neue Charge von Ferritelementen anhand indirekter, aber praktischer Parameter – der Reißkraft einer Standardstahlplatte bei verschiedenen Temperaturen, der Entmagnetisierungszeit nach Entfernung des Feldes.

Es gab Fälle, in denen laut Pass zwei Chargen Ferrit aus einem Werk identisch waren, tatsächlich aber eine 8 % weniger magnetischen Fluss in der Baugruppe erzeugte. Als Ursache stellte sich heraus, dass bei der zweiten Charge der Abkühlmodus nach dem Sintern leicht verändert wurde, was sich auf die Mikrostruktur auswirkte. Das Material erfüllte die Grundparameter (Br, Hcb), nicht jedoch das Verhalten im Gerät.

Deshalb ist in einem Unternehmen, das mehr als 1.200 Mitarbeiter beschäftigt, von denen die meisten Ingenieure und Technologen sind, ein eigenes leistungsstarkes Labor so wichtig. Sie können die modernsten Rohstoffe kaufen, aber wenn Sie nicht wissen, wie man sie unter Berücksichtigung aller beschriebenen Feinheiten richtig testet und anwendet, funktioniert das Gerät nicht wie vorgesehen. Bei den Eigenschaften von Ferrit handelt es sich nicht um eine Reihe von Zahlen, sondern um das Wissen darüber, wie sich diese Zahlen in Eisen, unter dem Lärm von Brechern und im Staub eines Steinbruchs verhalten. Das ist das wirklich Wertvolle.