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Transportadores e separadores magnéticos

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Transportadores e separadores magnéticos

  1. 1. TRANSPORTADORES E SEPARADORES MAGNÉTICOS João Pedro Bravo Johnatan Pinheiro da Silva Luís Fernando Ferreira Silva 1
  2. 2. SEPARADORES MAGNÉTICOS • Separação Magnética: • Concentração e/ou purificação de muitas substâncias minerais. • Ação de um campo magnético – Categorias: • Atraídos pelo campo: Ferromagnético e Paramagnéticos • Repelidos pelo campo: Diamagnéticos – Separação Magnética: • Seco: Granulometria Grossa • Úmida: Granulometria Fina 2
  3. 3. SEPARADORES MAGNÉTICOS • Caracaterísticas: • Utilizado em retíficas e laminação de aços à frio. • Retirada de lamas e carepas ferrosas. • Concentração e descontaminação de matéria prima. • Separador tipo Jones 3
  4. 4. SEPARADORES MAGNÉTICOS • Aplicação: • Filtragem por separação magnética. • Aproveitamento de material, ou • Remoção de impurezas magnéticas. 4
  5. 5. SEPARADORES MAGNÉTICOS • Vantagens: • Cooperação para o processo de usinagem. • Eliminação de partículas ferrosas • Fácil manutenção • Elimina partículas sólidas ferrosas que se sedimentam no fundo do tanque da máquina. • 5
  6. 6. TRANSPORTADORES MAGNÉTICOS • Características: • Estrutura robusta • Construídos com ímãs permanentes • Componentes de alta qualidade. • Vida Longa e mínima manutenção. • Altas velocidades • Face magnética em aço inoxidável 6
  7. 7. TRANSPORTADORES MAGNÉTICOS • Aplicação: • Retirada de cavacos, estamparias • Máquinas operatrizes • Transporte de pequenas peças e peças estampadas • Separação mágnética “líquido/sólido” • Banhos de decapagem ou têmpera. 7
  8. 8. TRANSPORTADOR DE CAVACOS • Funcionamento • Travessas e imãs de qualidade • Motoredutor • deslizam debaixo de uma chapa de escorregamento fixa • Ao remover os cavacos ou peças do recipiente de líquido refrigerante ocorre uma separação do líquido. 8
  9. 9. TRANSPORTADOR DE CAVACOS • Grupos de montagem: – Carcaça: • Metálica, fechada • Partes arqueadas permitem inclinações de 15º e no máximo 90º • Retorno em forma redonda ou angular • Guias especiais dentro da carcaça garantem um movimento perfeito da esteira magnética. 9
  10. 10. TRANSPORTADOR DE CAVACOS • Grupos de montagem: – Esteira magnética: • Nº de imãs de alta qualidade depende da largura da esteira magnética • As travessas magnéticas estão interligadas com correntes de rolos de grande resistência • Distância entre as travessas magnéticas = 250 mm 10
  11. 11. TRANSPORTADOR DE CAVACOS • Características: – Esteira com abas laterais – Retorno da Esteira – Pente de Retenção de Cavacos – Calhas coletoras de Líquidos – Reforço 11
  12. 12. Transportadores Magnéticos • Equipamentos magnéticos de levantamento permitem maior agilidade na movimentação de cargas ferrosas: apertar um botão/girar uma alavanca acionamento • Uma força magnética (gerada por ímãs ou bobinas) é usada para atrair o material • Não causa danos à superfície de contato • Desenvolvimento de novos materiais magnéticos: Menores dimensões Menores gastos na instalação de equipamentos 12
  13. 13. Acionamento • Quanto forma de acionamento, pode-se dividir os equipamentos magnéticos de levantamento em 3 tipos: 1. Levantadores magnéticos - Também chamados de levantadores permanentes - Acionamento manual por meio de uma alavanca lateral - Compostos por um conjunto interno de ímãs permanentes de “Terras Raras” (série dos lantanídeos) - Dispensam o uso de eletricidade - Quase nenhuma manutenção preventiva é necessária - Vida útil indefinida 13
  14. 14. 2. Eletroímãs - Também chamados de levantadores eletromagnéticos - Campo eletromagnético gerado por um conjunto de bobinas elétricas internas - São sempre alimentados com corrente contínua 14
  15. 15. 3. Levantadores eletropermanentes - Conjunto interno de ímãs permanentes envolvidos por bobinas elétricas - Surto de tensão → ativação / impulso inverso → desligamento - Vantagens:  insensíveis à falta de energia / cortes nos cabos de alimentação / queima da bobina / etc.  segurança total para homens e meio, sem limite de espaço ou tempo  consumo mínimo de energia  Tempo magnetiza/desmagne- tiza < 2 segundos 15
  16. 16. Como funcionam os equipamentos eletropermanentes 1- Polos 2- Ímãs não reversíveis de ferrite 3- Ímãs reversíveis de Alnico 4- Peça ferrosa 5- Bobina elétrica 16
  17. 17. Ativação do sistema - Breve impulso de corrente em intensidade oportuna - Magnetização do grupo inversível de ímãs (3) - (2) e (3) passam a trabalhar em paralelo - O fluxo se fecha sobre a peça atração Desativação do sistema - Impulso de corrente no sentido contrário ao anterior - (2) e (3) passam a trabalhar em série - O fluxo se fecha sobre no interior do equipamento a peça é liberada 17
  18. 18. Funcionamento, limitações e aplicações • Equipamentos magnéticos não fazem milagres! • Deve-se trabalhar com muito critério na fase de especificação: – Segurança – Máximo rendimento 1. Fator de segurança - Por norma: FS ≥ 2 x capacidade nominal do equipamento - Normalmente, se trabalha com fatores maiores (3:1) 18
  19. 19. 2. Princípios básicos da “atração magnética” - Polos N e S → linhas magnéticas de força (fluxo) - Fluxo induzido em materiais ferrosos  Polaridade oposta à do ímã → atração 19
  20. 20. 3. Fluxo magnético - A intensidade do fluxo magnético determina a força de atração - “resistência magnética” (relutância) ↓ densidade de fluxo  Airgaps ou entreferros  Características do material - 5 fatores principais afetam o fluxo magnético 20
  21. 21. I) Área de contato • Airgaps mínimos e área de contato mais contínua → maior força de atração • Quanto melhor o contato da peça com a superfície do levantador magnético, melhor a força de atração: 21
  22. 22. II) Acabamento superficial da peça • Melhor acabamento → contato mais perfeito → melhor força de atração 22
  23. 23. • Qualidade da fixação em função do acabamento da peça: 23
  24. 24. III) Material que se deseja transportar • Em alguns materiais, consegue-se induzir valores de fluxo mais altos que em outros: 24
  25. 25. IV) Condição do material que se deseja transportar • O tratamento térmico afeta a estrutura do material e a tendência de absorver fluxo • Materiais recozidos → boa absorção do fluxo (melhor atração) • Materiais endurecidos → baixa absorção ₋ Tendem a reter o magnetismo quando equipamento é desligado difícil remoção 25
  26. 26. V) Espessura da peça • O fluxo magnético “caminha” em semicírculos pela peça: • Quando a espessura da peça é pequena, parte do fluxo é “desperdiçado”: 26
  27. 27. • A profundidade do campo gerado é outra variável importante • Equipamentos com ímãs permanentes são projetados para levantar uma única peça/chapa por vez! 27
  28. 28. 4. Temperatura • A força de atração cai com o aumento da temperatura • Para levantadores magnéticos permanentes: T ≤ 80°C • Para eletroímãs e eletropermanentes: T ≤ 550/600°C 5. Aceleração • A aceleração de subida causa uma tendência da peça se destacar do equipamento no momento que este deixa o solo 28
  29. 29. 6. Número de pontos de contato • Número da quantidade de equipamentos • Capacidade ≠ versatilidade - Não se levanta uma chapa de 6m e 200kg com um único levantador (mesmo que sua capacidade seja de 3000kg) • O número de pontos de contato varia de acordo com a largura da peça: 29
  30. 30. 30
  31. 31. • Dependendo da gama de chapas, deve-se utilizar uma barra de carga móvel ou extensível: 31
  32. 32. Dimensões e modelos disponíveis (ITAL) 1. Levantadores magnéticos permanentes • Disponíveis em 5 modelos (existem outros), conforme a tabela: • Ideais para peças compactas e chapas de espessura superior a 12mm • Podem ser usados em barras de carga para transporte de peças longas 32
  33. 33. • Para correta especificação dos levantadores permanentes, consideram-se 3 fatores multiplicativos: I. Fator contato (F): II. Fator material (M): 33
  34. 34. III. Fator espessura (T): 34
  35. 35. 35
  36. 36. 36
  37. 37. 2. Eletroímãs I) Eletroímãs circulares • Ideais para transporte de sucatas - Usados em aciarias, fundições, pátios de sucata, carregamento de fornos, limpeza d e pátios, etc. • Construídos em aço laminado de alta permeabilidade magnética • O disco inferior é feito de aço manganês amagnético • A tensão standard de alimentação é de 220VCC 37
  38. 38. 38
  39. 39. 39
  40. 40. II) Eletroímãs retangulares • Construção semelhante à dos eletroímãs circulares • Ideais para transporte de cargas plana sou compactas (chapas, billets, bobinas, tubos, blocos, etc.) • Quase sempre usados com 220VCC • Existem diversos tipos de painéis de alimentação: mecânicos, eletrônicos, com nobreak, etc. 40
  41. 41. 41
  42. 42. 42
  43. 43. 43
  44. 44. 44
  45. 45. 3. Eletropermanentes • No caso de sistemas nobreak não garantirem a segurança, recomenda-se o uso de eletropermanentes • São indicados para chapas, blocos, billets e bobinas • São construídos sob encomenda 45
  46. 46. 46
  47. 47. 47
  48. 48. 48
  49. 49. Acessórios • Enroladores de cabos • Balanças suspensas 49
  50. 50. • Limitadores de carga • Painéis nobreak 50
  51. 51. Projeto - Questionário ITAL 51
  52. 52. 52
  53. 53. 53
  54. 54. 54
  55. 55. Separadores Magnéticos • Definição: Emprega-se o termo “separador magnético” para aquelas aplicações em que se deseja retirar um rejeito magnético e em que o fluxo não magnético é o produto de interesse. • A maioria dos métodos magnéticos no Brasil se concentra nas áreas de minérios de ferro e de fosfato; dessa forma, será abordado com mais enfoque os tipos de separadores magnéticos, uma vez que este é um mercado muito fechado e que dificilmente se consegue informações sobre projetos. 55
  56. 56. Separadores Magnéticos Suspensos • Materiais dos quais os componentes ferrosos são extraídos: lixo urbano, carvão, minérios, entulho, material triturado, aparas de madeira, vidro, areia de fundição, entre outros. • Eles extraem sucata ferrosa ao mesmo tempo em que protegem trituradores, moinhos e outros equipamentos dos processos posteriores. Os separadores magnéticos caracterizam-se por seus campos magnéticos extremamente fortes e de longo alcance. 56
  57. 57. Aplicação • Na maioria dos casos, os separadores magnéticos estão suspensos a uma distância de trabalho definida, acima de uma correia transportadora convencional. O ferro contido no material transportado é atraído pelo ímã e assim retirado do fluxo. • As forças magnéticas dos extratores magnéticos são criadas por ímãs permanentes ou por bobinas eletromagnéticas, conforme a necessidade. 57
  58. 58. Tipos • Os extratores suspensos simples são limpos manualmente, a intervalos definidos. São usados quando a quantidade de ferro em questão é pequena. • Os separadores magnéticos de limpeza automática levam o ferro separado para uma cinta transportadora circulante e são mais adequados para maiores concentrações de componentes ferrosos. transversal longitudinal 58
  59. 59. transversal longitudinal 59
  60. 60. Tambores Magnéticos • Materiais dos quais os componentes ferrosos são extraídos: fragmentos, lixo urbano, sucata eletrônica, pó de incinerador, escória de aciaria, mineração, agregados, processamento de madeira, entre outros. Aplicação • são aplicáveis sempre que a produção é grande ou quando a correia do extrator magnético está sobrecarregada ou se desgastando rapidamente. 60
  61. 61. Princípios de funcionamento Tambor alimentado a partir da parte superior: • O material a granel é distribuído de maneira uniforme por um sistema de alimentação até o tambor magnético giratório. Qualquer item magnético é atraído à carcaça do tambor e levado ao ponto em que termina o núcleo magnético. As partículas não-magnéticas já se separaram antes deste ponto. 61
  62. 62. Princípios de funcionamento Tambor alimentado a partir da parte inferior: • A carcaça do tambor magnético alimentado pelo lado inferior gira ao contrário do movimento do material, ao longo dos pólos internos alternados, e possibilita a agitação e a limpeza. 62
  63. 63. Polias Magnéticas • Materiais dos quais os componentes ferrosos são extraídos: escória, minerais, aparas de madeira, vidro, areia, sucata eletrônica, lixo urbano. • As Polias Magnéticas retiram as partes magnéticas do fluxo dos materiais descritos acima, ocupando o mesmo espaço que as polias convencionais da correia. Isto evita a necessidade de uma ampla modificação da planta. • As polias magnéticas geralmente são utilizadas depois da extração de grandes peças ferrosas por outros separadores magnéticos. Através de ímãs de neodímio com campos magnéticos extremamente fortes, as polias podem separar pequenas partículas ferrosas ou de baixo magnetismo – como componentes com partes em aço inox – do fluxo de material. 63
  64. 64. Funcionamento • O campo magnético atrai os elementos ferrosos contidos no fluxo de material e os mantêm presos junto à correia enquanto os materiais não ferrosos são lançados para fora dela. Quando a correia se afasta da polia magnética, durante o retorno, o material ferroso cai em uma pilha separada. Quanto maior a velocidade da correia, melhor o resultado da separação. 64
  65. 65. Sistemas de Separação por Indução • Materiais dos quais os componentes ferrosos são extraídos: aço inoxidável, lixo urbano, escórias, sucata eletrônica, aparas de madeira, vidro, areia de moldagem, entre outros. Como funciona • O material a granel, previamente separado, é transportado por uma correia de alta velocidade para uma área de separação. Abaixo desta correia, imediatamente na frente da bobina principal, há um arranjo de sensores que analisam por indução magnética o material transportado pela correia. Assim que partículas metálicas são detectadas, sinais eletrônicos são enviados para a unidade de controle central e os jatos de ar comprimido, controlados individualmente por computador, expulsam os metais detectados para a área de descarga, que é dividida por uma placa defletora. 65
  66. 66. http://www.steinert.com.br/equipamentos_iss_tecnologia.html 66
  67. 67. Tambores de Separação Magnética Via Úmida • Tem a função de remover partículas magnéticas muito finas, a partir de soluções líquidas de baixa concentração, que podem ser encontradas no tratamento de minérios (beneficiamento mineral) e no tratamento dos meios densos provenientes da lavagem de carvão. 67
  68. 68. Funcionamento • A parte inferior do tambor giratório, feito de aço inox, é imersa no tanque e os ímãs permanentes, distribuídos no interior do tambor, criam um campo magnético de elevado gradiente, o qual atrai as partículas finas dos metais ferrosos em suspensão para a superfície do tambor. tipos 68
  69. 69. Projeto Questionario Steinert 69
  70. 70. Questionario Steinert – informações sobre o transportador já utilizado: 70
  71. 71. Questionario Steinert – informações sobre o material transportado 71
  72. 72. Questionario Steinert – informações sobre o material a ser retirado 72
  73. 73. Questionario Steinert – informações sobre as condições de operação 73
  74. 74. Questionario Steinert – informações sobre o tipo de equipamento requerido 74
  75. 75. Questionario Steinert – figuras para auxílio à questão E 75

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