Électroaimant ou aimant permanent suspendu : comment choisir

Les deux types d'aimants ont la même fonction — arracher le métal ferreux d'une charge de matière en mouvement et l'en sortir — et le choix entre eux est gouverné par une variable avant tout : jusqu'où le champ magnétique doit porter. Un électroaimant génère son champ avec une bobine alimentée, porte plus loin et est ajustable; un aimant permanent génère son champ avec un matériau magnétique, ne coûte rien à faire fonctionner et n'exige jamais plus qu'un entretien mécanique. Réglez bien la hauteur de suspension et la profondeur de la charge, et le reste de la séparation se fait pratiquement de lui-même.

Comment fonctionne chacun

Un aimant suspendu électro est une bobine à courant continu enroulée autour d'un noyau d'acier. La force du champ varie avec le courant dans la bobine, ce qui implique deux choses : le champ peut être rendu très profond pour une taille d'aimant donnée, et il est ajustable — on peut l'accorder au service, ou le couper entièrement pour libérer le circuit lors de l'entretien. Le prix de cette capacité est électrique : la bobine consomme de l'énergie en continu, génère de la chaleur qu'il faut gérer (modèles à bain d'huile ou refroidis à l'air) et dépend d'un redresseur ou d'un contrôleur, une composante de plus à entretenir. Le service compte — une bobine qui chauffe perd de la force de champ à mesure que la résistance monte, alors le service lourd continu doit figurer dans la spécification, pas se découvrir en exploitation.

Un aimant suspendu permanent est un bloc de matériau magnétique — ferrite céramique dans la plupart des séparateurs robustes, terres rares là où l'intensité à courte portée compte — dans un boîtier d'acier. Pas d'alimentation, pas de redresseur, pas de refroidissement, pas de contrôleur. La force du champ est fixée à la fabrication et ne se dégrade que de façon négligeable sur des décennies de service normal. Sa limite est le même fait à l'inverse : ce que vous achetez est ce que vous obtenez, et la profondeur de champ utile pour une taille physique donnée est plus faible qu'un électro d'encombrement comparable.

Hauteur de suspension et profondeur de charge : la logique déterminante

La force du champ magnétique chute fortement avec la distance — de petites augmentations de l'écart coûtent de grandes fractions de la force d'attraction. La distance de travail que l'aimant doit couvrir, c'est la hauteur de suspension au-dessus de la courroie plus la profondeur de matière sous laquelle l'acier peut être enfoui. Une armature au fond d'une charge profonde doit ressentir assez de force, à travers toute la charge, pour remonter à travers la matière au-dessus d'elle.

C'est cette arithmétique qui guide le choix. Courroies larges, charges profondes, vitesses de courroie élevées et grandes hauteurs de suspension (souvent imposées par la taille des morceaux — l'aimant doit dégager la plus grosse pièce qui passera dessous) vous poussent vers l'électro. Les charges peu profondes et bien étalées sur des courroies plus étroites, à des hauteurs de suspension modérées, sont bien dans la portée du permanent. Il n'y a pas de nombre de bascule universel — cela dépend de la charge, de la largeur de courroie et du ferreux à capter — mais, comme tendance approximative de l'industrie, les hauteurs de suspension modestes favorisent le permanent et les hautes favorisent l'électro.

Un levier en amont coûte moins cher que n'importe quelle mise à niveau d'aimant : étalez la charge. Un lit plus mince et plus uniforme à la position de l'aimant réduit la profondeur que le champ doit pénétrer et améliore la récupération avec l'une ou l'autre technologie.

Configurations autonettoyantes : transversale et axiale

Sur une ligne de recyclage, l'aimant doit décharger en continu, alors l'arrangement standard est autonettoyant : une courte courroie à taquets tourne autour du boîtier de l'aimant, balayant le ferreux capturé hors de la face et hors du champ, où il tombe sur un convoyeur de collecte ou dans une alvéole.

Deux orientations de montage existent. Un aimant transversal est suspendu perpendiculairement au convoyeur et décharge sur le côté — il peut se placer n'importe où le long du convoyeur. Un aimant axial (en ligne) est suspendu parallèlement au flux, au-dessus de la décharge de la poulie de tête, et projette le ferreux vers l'avant. Le placement axial profite de la physique : à la décharge, la matière est en l'air, la charge s'ouvre, et l'acier est plus facile à extraire d'une trajectoire lâche que d'un lit compact. Là où l'aménagement le permet, l'axial au-dessus de la décharge est habituellement la position de plus haute récupération; le transversal l'emporte là où la zone de décharge est déjà occupée.

L'option du tambour magnétique

Là où la hauteur libre manque ou que la charge est trop profonde et trop dure pour une unité suspendue, un tambour magnétique fait le même travail dans une géométrie différente : la matière s'écoule sur un tambour rotatif avec un arc magnétique fixe à l'intérieur; le ferreux tient à la coquille à travers l'arc et décharge en dessous, séparé de la trajectoire non magnétique. Sur les passants des fines primaires d'une ligne CRD — le service ferreux le plus lourd de l'usine — la réponse est un aimant suspendu autonettoyant ou un tambour magnétique, jamais une poulie de tête magnétique, vite surchargée par cette charge.

Coût de possession, pas prix d'achat

L'aimant permanent gagne haut la main la colonne des coûts d'exploitation : zéro énergie, pas de redresseur, entretien limité à la courroie de nettoyage et son entraînement. L'électro porte aussi un prix d'achat plus élevé — la bobine, le redresseur et le refroidissement sont du vrai capital — en plus de la consommation d'énergie continue, du refroidissement et de l'entretien du contrôleur. Mais la comparaison est incomplète sans la colonne de la récupération : un aimant permanent qui n'atteint pas le fond de votre charge laisse de l'acier dans le flux — de l'acier qui endommage déchiqueteuses, dénoyauteurs et rotors à courants de Foucault en aval, et de l'acier qui était un produit vendable. Le ferreux manqué coûte plus cher que l'électricité. Dans les flux où la fraction ferreuse est assez élevée — le CRD parmi eux — ce surcroît de récupération rembourse le capital et les coûts d'exploitation plus élevés de l'électro; dans les flux pauvres ou à faible charge, peut-être pas, et l'aimant permanent est alors le meilleur achat. L'aimant le moins cher est celui qui sort vraiment votre acier de votre charge à votre hauteur de suspension.

Liste de vérification

Largeur et vitesse de la courroie, et profondeur de charge de conception à la position de l'aimant
Plus gros morceau devant passer sous l'aimant — il fixe la hauteur de suspension minimale
Profil du ferreux : armatures, feuillard, tôle, attaches — taille et forme changent la difficulté d'extraction
Position de montage disponible : axial au-dessus de la décharge (préféré si possible) ou transversal
Hauteur libre — s'il n'y en a pas, évaluez plutôt un tambour magnétique
Cycle de service et température ambiante si électro; type de refroidissement de la bobine
Machines en aval à protéger (courant de Foucault, dénoyauteur) — leur tolérance fixe la récupération requise, pas la fiche du fabricant

Sherbrooke OEM dimensionne et intègre la séparation du ferreux dans chaque ligne qu'elle construit — aimants suspendus autonettoyants, tambours et poulies de tête placés selon le service — dans le cadre de la gamme aimants et trieurs. Pour la question connexe du maintien en vie de la courroie de nettoyage en service CRD, voyez protéger la courroie des aimants suspendus. Pour dimensionner un aimant selon votre charge réelle plutôt que selon une page de catalogue, parlez à l'ingénierie.