Великобритания
Устройство для измерения петли гистерезиса
Устройство для снятие петли гистерезиса содержит малый барабан с записью характеристики эталона, с которым сравнивают испытуемый образец. Образец подвергается воздействию переменного магнитного поля однослойного соленоида питаемого от понижающего трансформатора с одной вторичной обмоткой. Степень намагниченности образца измеряется сигнальной катушкой подключенной к 2-х полюсному переключателю, который содержит катушку с интегратором через электронный переключатель или через усилитель. Выходной сигнал индикатора подаётся на измерительный прибор и через блок коррекции фазы горизонтальную отклоняющие пластины на котором отображается петли гистерезиса. Для сравнения измеренной величины образца с эталонным, используют двухдорожечный магнитный барабан, который вращается синхронным электрическим двигателем, возбуждая с этой же частотой, что и переменное напряжение поступающее на первичную обмотку трансформатора. Барабан перемещается между положениями в которых против головок оказывается дорожка с сигналом с сигналом намагниченных эталонов или дорожка с сигналом тактовых.
2. Постановка задач исследований. Характеристика объекта исследования
Проведенный литературный анализ показал что, известные методы являются либо дорогостоящими, либо трудоемкими и длительными по времени проведения анализа.
Описанные сложности делают актуальным проблему разработки метода экспресс-анализа, позволяющего проводить оценку состава материала с достаточной точностью и малыми затратами. Для предприятий черной металлургии одной из главных задач анализа состава материала является определение массовой доли железа. Этот параметр в значительной степени определяет качество конечного продукта и требует оперативного контроля.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1.Определение принципиальной возможности использования индуктивного измерительного преобразователя для оценки массовой доли железа в порошкообразных материалах.
2. Влияние числа витков катушки на чувствительность измерений индуктивного преобразователя.
3.Создание экспериментального прибора.
4.Подготовка эталонных проб.
5.Получение градуировочных графиков по эталонным пробам.
6.Разработка алгоритма экспресс-анализа.
3. Объект исследования
Для проведения исследований были взяты концентраты следующих руд и материалов: титаномагнитовая руда Медведевского месторождения, магнетитовая руда месторождения М. Куйбас, шламы металлургического производства ОАО «ММК», хромитовая руда Саксейского месторождения, сидеритовая руда Бакальского месторождения.
3.1 Характеристика титаномагнетитовой руды
Медведевское месторождение расположено на территории, административно подчиненной г. Златоусту. Основные руды Медведевского месторождения залегают на восточном склоне Каменных гор, западном склоне Березовых гор, наивысшая отметка равна 563 м.
Титаномагнетитовые руды залегают в виде выраженных пластовых тел с юго-восточном падением под углами от 10 до 70 градусов с содержанием двуокиси титана 5-10% и железо валового от 20-35%. Руды содержат в среднем: TiO2 – 6.3%, Fe-22.2%, V2O5 – 0.25%.
Минеральный состав руды:
Титаномагнетит Fe3O4*FeTiO3 – образует изометричные, идиоморфные, субидио- морфные и округлые зерна размером чаще 0,1-1 мм, включенных в силикатные минералы габбро.
Ильменит- FeTiO3 имеет неправильную тонкопластинчатую решетку более раннего ильменита. Ширина пластин колеблется от 0,003 до 0,03 мм. Количество ильменита в пластинчатых сростках в титаномагнетите колеблется от 19 до 25%.
Магнетит - Fe3O4, имеет неправильную форму зерен, реже образует кристаллы. Зерна магнетита размером 0,01-0.3 мм редко до 0,5 мм, что обуславливает тонкокристаллическое строение руды.
Нерудные минералы, образующие включения в рудных телах содержатся в переменном количестве и редко превышают 25%. Они представлены, главным образом, плагиоклазом, остальные минералы – пироксен, роговая обманка, хлорит, эпидот, соссюрит, шпинель, апатит – встречаются периодически.
Плагиоклаз – представлен короткими изометрическими и неправильными зернами. Размер зерен плагиоклаза колеблется от 0,1-0,2 мм до 0,5-0,7 мм.
Шпинель – образует мелкие пластинчатые зерна. Размеры их от долей до единиц микрона.
Апатит – наблюдается в виде редких зерен 0,05-0,2 мм. Чаще всего апатит приурочен к хлоритизированным участкам.
В таблице 1 приводятся данные по химическому составу концентратов
Таблица 1. Химический состав титаномагнетитового концентрата
|
Наименование материала |
Содержание компонентов в % | ||||
|
Fe |
Ti |
V |
Al |
Si | |
|
Титаномагнетитовый концентрат |
57,71 |
4,57 |
0,71 |
3,79 |
2,34 |
Руда Медведевского месторождения характеризуется следующими свойствами: Плотность 4,8-5,3 т/м3. Это механические прочные, твердые руды, с твердостью до 18 ( по шкале Протодьяконова). Влажность 3,8%.
Титаномагнетиты – ярко выраженные ферромагнетики. Повышенная магнитная восприимчивость свойственна магнетиту и титаномагнетиту. Ильменит обладает низкой по сравнению с ними магнитностью, но большей, чем основная масса нерудных минералов. Магнетит и титаномагнетит с удельной восприимчивостью χ >3*10-3 см3/г, ильменит - χ =(600:10)*10-6 см3/г).
Для опытов был подготовлен титаномагнетитовый концентрат, полученный магнитно-гравитационным способом. С содержанием железа 57,71%. На рис.5 изображена схема подготовки концентрата для проведение дальнейших опытов на измерительном приборе.
Проба
m=1000г крупность
100 мкм
СМС
концентрат
βFe=67,71% хвосты
