自卸式除铁器在糖厂的应用和探讨

玉华烺，谢远忠

（1.广西九二科技有限公司，广西 南宁 530031；2.广西高进贸易有限公司，广西 南宁 530007）

在糖厂生产过程中，有相当多的环节需要用到除铁器，以便清除流程中的铁块、铁渣、铁锈等物质，以保证下一工序生产的正常进行和物料的合格率。生产除铁器的厂家非常多，产品的结构、工作原理、安装方式等也是多种多样，目前糖厂使用了很多除铁器，但基本上都需要停机清理铁锈，很少安装有自卸式除铁器。因此，对各糖厂各环节的除铁器进行分析、对比，以求能找到更合理、经济、高效率的除铁器。

1 除铁器的分类

按工作原理，除铁器主要可以分为电磁除铁器和永磁除铁器。

1.1 电磁除铁器

1.1.1 工作原理

电磁除铁器主要由壳体、电磁线圈、铁芯、磁极填充材料、接线盒等组成。接通电源后，励磁系统产生强大的磁场，当输送机械上的物料经过除铁器下方时，混杂在物料中的铁性杂物，在除铁器磁场力作用下被不断吸起，吸附在除铁器磁场表面。需要除去吸附在除铁器上的铁性杂物时，需切断励磁电源，除铁器磁场消失，部分铁性杂物在重力作用下自动掉落，需要人工清除。电磁除铁器磁力较强，以一次性吸起0.1～35公斤的物料，但是不适合长期连续工作。

1.1.2 冷却方式

冷却方式有自然冷却、风冷系统和油冷却系统。

1.1.3 使用环境要求

第一，海拔高度不超过4000米。

第二，周围空气温度不高于40℃，不低于零下20℃。

第三，温度在25℃时，周围环境的相对湿度不大于90%。

第四，不含腐蚀性气体的环境中。

1.2 永磁除铁器

1.2.1 工作原理

永磁除铁器由外壳体、内部采用高矫顽力、高剩磁的特殊永磁体“钕铁硼”等材料排列组成复合磁系，自然产生强大的磁场，当物料经过永磁除铁器的磁场范围时，混杂在物料中的铁性杂质，重量在0.1～0.36公斤范围内的，被吸附到除铁器表面而除去。

1.2.2 冷却方式

冷却方式有自然冷却和风冷系统。

1.2.3 使用环境要求

永磁除铁器适应能力较强，能在粉尘、潮湿、海边盐雾腐蚀严重的环境中正常工作，具有免维护、磁力强、寿命长、安装简单、使用方便和运行可靠等优点。不存在温升问题，磁场恒定，密封性好，但是使用久了永磁除铁器的磁场逐渐衰减。

从除铁器的工作原理可以看出，电磁除铁器的适用性较差，受工作条件、工作环境的影响较大。

2 糖厂使用除铁器的主要工序

2.1 压榨蔗带

压榨车间一级蔗带至二级蔗带处，常装有悬挂式的电磁除铁器，破碎后的甘蔗经一级蔗带翻转，触碰到悬挂的除铁器后再进入二级蔗带，如图1所示。过程中夹带的铁块会被吸附在除铁器表面，需停机后人工清除铁块。常有螺母螺栓、撒解机掉落的蔗刀、甘蔗带来的砍蔗刀、钢筋等。

图1 压榨蔗带的电磁除铁器安装示意图

这种电磁除铁器，普遍存在如下问题。

一是磁场强度低，约2000～3000GS，除铁效率低。

二是需要停机才能清理吸附上来的铁块，这些铁块又有被冲刷重新掉入撕解机的风险。

安装在一级蔗带至二级蔗带处的铁块大且重，有些蔗刀重达1～3kg，故选型时应注意如下问题。

第一，可选用磁力强度8000GS左右的皮带式电磁自卸除铁器，如图2所示。

图2 皮带式电磁自卸除铁器实物图

第二，该位置的工作特点是长期流水线工作，所以需选用油冷系统的除铁器，避免长时间工作引起除铁器温升，磁场减弱，影响除铁效果。

第三，强调油冷系统的密封性、安全性。

第四，选用自卸方式，带速可调，可以自动清除吸附上来的铁块。

皮带式电磁自卸除铁器比糖厂现用的电磁除铁器主要有如下优点：一是磁场强度更高，清除铁块效果更好；二是能自动卸除铁块，避免了对设备的二次破坏。虽然价格比原电磁除铁器高约30%，但除铁效率提高80%以上，设备安全率大大提高。

2.2 压榨1#蔗渣流槽

糖厂在第1座榨机入口处的蔗渣流槽上安装的是永磁固定式除铁器，以避免铁块进入压榨机造成破坏。这种除铁器无法完成自动卸除铁块，安装位置也不便于清理，还需停机清理。而且蔗渣不停的往下冲刷，也有铁块被冲掉重新进入榨机的风险。因此，此处的除铁器建议加装自动卸除铁块装置，如皮带式永磁自动卸铁器。

2.3 煮糖罐入料口

有些糖厂在每个煮糖罐的入料口，安装管道式除铁器。这个位置物料属液体，且温度较高，一般有80℃左右，要使用磁棒式的永磁除铁器，吸附进入煮糖罐的物料和水中所含有的铁等磁性物质。难以实现自动清理铁锈，需在停罐时取出磁棒进行清理。

安装了除铁器能有效减少进入煮糖罐的杂质，对减少煮糖时间，提高结晶率是有帮助的。中粮糖业、广西糖业集团等的部分糖厂在煮糖罐入料口处安装了除铁器，如图3所示。

图3 磁棒式的永磁除铁器实物示意图

2.4 白砂糖除铁器

制糖生产线上大部分设备为金属设备，由于成本原因，较难全部采用不锈钢设备，因此，这些金属设备或多或少会带有铁锈和小金属块，不可避免地进入到成品白砂糖中。如果不能有效的除去，很大程度上会影响白砂糖的产品质量，影响产品的品牌效应和糖厂的声誉。生产线中，白砂糖输送一般都是采用振动筛、输送带和提升机来输送白砂糖，只要在输送设备的衔接处的合适落差位置或其他合适的地方装上除铁器，就可以吸附白砂糖里的金属物质。目前大多数糖厂也都有采用不同的除铁器对成品白砂糖里的金属物质进行清除。

常用的除铁器有如下几种。

2.4.1 悬挂式电磁除铁器

悬挂式电磁除铁器悬挂在白砂糖输送带上，一般距离输送带面100mm左右，该电磁除铁器磁力低，加上距离较远，除铁效果不理想。有的除铁器装在两条白砂糖输送带落差处，白砂糖先抛落到除铁器表面再进入下一级输送带。悬挂式电磁除铁器实物，如图4所示。

图4 悬挂式电磁除铁器实物图

悬挂式电磁除铁器具体有如下问题。

第一，白砂糖里的铁和铁锈被吸附到除铁器表面后，因生产过程是流水线生产，生产过程中无法及时清除被吸附的铁锈，当铁锈累积多后，就被冲击再次落入下一级白砂糖输送过程，进入包装工序。

第二，有些糖厂安排有临时工清理铁锈，但存在因责任心不强和管理力度不够等原因，造成清理不及时。

第三，不能自动清除吸附的铁锈，需经常停机后人工清理，影响生产。

第四，由于被吸附的铁锈集中，再次进入白砂糖的风险大，白砂糖含杂率增加，对白砂糖产品质量造成更大的影响。

第五，此处不适用油冷式除铁器，以免漏油污染白砂糖。一般使用风冷或自然冷却，但是长时间运行后，除铁器表面温升过高，磁力减弱，除铁效果降低。南华糖业的某个糖厂电磁除铁器温升太大，致使部分白砂糖溶成糖水，对产品质量和环境分别造成损失和二次污染。

2.4.2 永磁棒除铁器

永磁棒除铁器主要有格栅式除铁棒和磁棒式除铁器两种形式，如图5所示。永磁棒表面磁力最高可达12000GS。

图5 格栅式除铁棒和磁棒式除铁器实物图

有的糖厂安装在白砂糖输送带落差处；有的糖厂将磁棒做成弧状装在输送带上，磁棒跟白砂糖接触，能较好吸附铁锈。但是，无法实现自动清除铁锈，在生产过程中，需要人工清理吸附的铁锈，如清理不及时，存在铁锈再次集中进入白砂糖的问题。

2.4.3 永磁滚筒式自卸除铁器

滚筒自卸除铁器采用永磁材质，钕铁硼强磁材料组合成复合磁系，具有强磁场、连续工作无故障、自动卸铁等特点。可做成半磁或全磁，半磁滚筒除铁器最高磁力可达12000GS，全磁滚筒除铁器最高磁力可达15000GS。

滚筒自卸除铁器，主要优势是能够自动卸除吸附的铁锈。滚筒的一部分没有磁场，转动到指定位置时，铁锈自动掉落。如果用全磁除铁器，需加装自动扫除铁锈装置才能完成自卸功能。半磁或全磁滚筒除铁器的两种安装示意图，如图6所示。

图6 半磁或全磁滚筒除铁器的两种安装示意图

据实验数据表明，在物料层厚度小于等于55mm时，除铁锈效果明显，除去率达98.6%以上，小于0.3mm的铁锈也能够被吸附除去。目前使用滚筒除铁器的糖厂，普遍反映效果好。广西糖业集团红河制糖有限公司2011年就开始使用了2台滚筒自卸除铁器，除铁效果好。

选型时，除考虑磁力强度外，还要注意滚筒直径，也就是白砂糖与滚筒接触面的问题，直径太小，则表面积小，接触面和时间就少，影响除铁锈效果。

悬挂式除铁器也可以用于白砂糖除锈，其安装示意图，如图7所示。

图7 悬挂式除铁器用于白砂糖除锈时的安装示意图

这种安装方式，除铁器与白砂糖不直接接触，磁力强度减弱，除铁锈效果比不上直接接触的除铁器。

当前，永磁滚筒自卸式除铁器在广西糖业集团、东亚糖业集团等糖厂已得到大量使用，并得到糖厂的高度认可。因此，白砂糖除铁器的选择，建议选用永磁滚筒自卸式除铁器或带有自卸功能的永磁除铁器。

2.5 糖袋装包口管道除铁器

随着白砂糖自动包装系统的大量使用，白砂糖包装袋口安装除铁器的越来越多。

一般使用管道式除铁器，里面安装有强磁棒以吸附白砂糖中的铁质，需人工清理铁锈。一般安装在白砂糖流通的管道上，垂直安装，如条件限制，倾斜角度不宜过大，否则容易引起堵塞。可选用自动旋转式，磁棒会慢速旋转，避免堵塞。管道式除铁器实物图，如图8所示。

图8 管道式除铁器实物图

2.6 金属检测系统

金属检测系统是在白砂糖称重、包装好后，在糖包通过金属检测器时，通过红外线、超声波或采用了最新金属检测技术—数字移相及相关检测技术，检测糖包里是否含有铁、铜和铝等金属物质，并有信号反馈到执行机构，自动将异常糖包移出。但是目前使用的金属检测系统误动作比较多，其准确度、灵敏度有待提高。金属检测系统实物图，如图9所示。

图9 金属检测系统实物图

2.7 除髓机前除铁器

为了降低铁块对蔗渣除髓设备的破坏，近年来，有些糖厂提出了安装蔗渣除铁器的想法。若有铁块进入除髓机，破坏了筛网等部件，一是要停机处理；二是除髓机的维修工作量比较大。所以，选用经济、合理的永磁自动除铁器，安装在蔗渣输送带上清除铁块，也是必要的。

3 结束语

目前，大多数糖厂在各个环节都安装使用了除铁器，但大部分没有自动卸除功能。仅2019～2020年不完全统计，因白砂糖中发现含有铁锈被客户投诉的糖厂超过8家。主要原因是除铁器磁力低，除铁效果差；均需停机清理铁锈，常因管理不到位造成铁锈清除不及时。可见选用合适、高效的自卸式除铁器十分重要。

中国糖业受国外市场冲击，形势越来越严峻，糖业的发展面临巨大压力。制糖企业的发展，除了提高产品收回，降低生产成本，还要充分保证设备安全运行，提高生产安全率，提高生产能力和设备利用率，从而降低生产成本。还要不断提高产品质量，以提高产品的市场竞争力。在市场低迷的情况下，糖类产品的消费者对糖产品的品质要求越高、条件越苛刻。

所以，制糖企业要准确把握方向，把有限资源、资金用在关键点上，提升设备性能，提高生产自动化程度，避免靠原始的人工操作造成的失误，使企业得到更好的发展。

结合以上分析和各糖厂除铁器的实际使用情况，对于除铁器的选用有如下建议。

一是选用自卸式除铁器，这样可以避免管理、人为操作等原因造成的不良影响。

二是白砂糖除铁器，建议选用永磁滚筒自卸式除铁器，滚筒直径至少在Φ400mm以上，以提高接触面积，提高除铁效率。

三是磁力是选用除铁器的重要考虑因素。