Separador electromagnético y método de separación de materiales ferromagnéticos.

Separador electromagnético, que comprende dos o más solenoides (6,

7) dispuestos en el interior de un tamborrotativo (1) y conectados a un suministro de potencia (8) en corriente continua para generar un campo magnéticoadecuado para separar fragmentos ferromagnéticos, caracterizado porque dicho suministro de potencia (8) estádispuesto para suministrar a los solenoides (6, 7) una corriente sustancialmente constante durante un ciclo detrabajo del separador y con un incremento de la tensión durante dicho ciclo.

Separador electromagnético y método de separación de materiales ferromagnéticos

La presente invención se refiere a un separador electromagnético y a un método de separación de materiales ferromagnéticos y, en particular, a un separador y a un método que permite separar fragmentos ferromagnéticos triturados que contienen cobre, reduciendo de este modo de forma significativa las operaciones manuales para su separación de otros fragmentos ferromagnéticos.

En los procesos de recuperación de materiales derivados de la trituración de vehículos, conocidos asimismo como “proler”, las fragmentos ferromagnéticos que han sido triturados y separados de los no ferromagnéticos mediante un separador electromagnético, pueden ser reutilizados de forma ventajosa para la fabricación de acero. En el flujo de material ferromagnético procedente de este separador, es importante separar además los fragmentos ferromagnéticos que contienen cobre, tales como los rotores de los motores eléctricos. De hecho, tal como es conocido, el cobre contamina el acero fundido que se puede producir a partir de materiales ferromagnéticos triturados y por tanto es ventajoso que esté presente en porcentajes no superiores al 0, 15%.

Se conocen numerosos separadores electromagnéticos y métodos de separación que, por ejemplo, disponen la utilización de tambores electromagnéticos rotativos situados a la salida de un molino triturador con el objeto de separar los fragmentos ferromagnéticos de los fragmentos no ferromagnéticos. Los tambores comprenden generalmente una envolvente rotativa, en el interior de la cual están presentes un sector magnético, que es fijo con respecto al eje de rotación del tambor, y un sector sustancialmente no magnético. El campo magnético inductivo está generado por medio de solenoides conectados a un suministro de potencia y activados con corriente continua. El material es conducido hacia el tambor por medio de un transportador, por ejemplo, una cinta transportadora, un plano vibratorio o una rampa. Cuando el material pasa coincidiendo con el tambor, los fragmentos ferromagnéticos son sometidos al campo magnético producido por el sector magnético del tambor y son atraídos hacia la superficie del tambor rotativo, mientras que los fragmentos no magnéticos caen por su propio peso en una zona de recogida de materiales inertes. Durante la rotación, el material ferromagnético atraído a la superficie cilíndrica del tambor pasa más allá del sector magnético y cae por gravedad en una zona de recogida diferente.

En la solicitud de patente WO2005/120714 y en las patentes GB607682, GB 100062 y GB 152549 se muestran ejemplos de separadores electromagnéticos del tipo mencionado anteriormente.

A pesar de los numerosos tipos constructivos y de funcionamiento de las plantas de separación, los procesos de separación de fragmentos ferromagnéticos por medio de tambores electromagnéticos no permiten realizar una selección entre fragmentos simplemente ferromagnéticos y fragmentos ferromagnéticos que contienen cobre. Por consiguiente, estos últimos deben ser separados manualmente, con costes muy elevados debido a las grandes cantidades de material tratado en las plantas de separación. Además, es bastante difícil identificar el cobre en los fragmentos triturados, ya que debido al triturado, tiene un color que es sustancialmente gris y similar al color del resto del material.

Otro problema de los procesos de separación por medio de separadores magnéticos está relacionado con la temperatura. En el transcurso de un ciclo de trabajo normal (8 a 16 horas) la potencia absorbida tiende a disminuir debido al efecto Joule. De hecho, el flujo de corriente eléctrica genera calor con una potencia igual al producto de la diferencia de potencial entre sus terminales por la intensidad de la corriente que circula a través de los mismos. Dado que este fenómeno produce un incremento de la resistencia eléctrica y una pérdida de energía en las líneas de transporte de la electricidad, la fuerza magnetomotriz generada por los solenoides disminuye considerablemente, con las consiguientes pérdidas de rendimiento en la recogida de material ferromagnético.

La patente US 4702825 da a conocer un imán de gradiente elevado para un separador electromagnético que tiene una bobina de un material superconductor. Está dispuesto un suministro de potencia bipolar para el imán superconductor, con lo que el imán se magnetiza y se desmagnetiza con una variación rápida. La corriente suministrada a la bobina se varía mediante un transformador de corriente a través de un divisor de tensión en base a una tensión de control de referencia. Con el objeto de evitar el problema de la acumulación de calor, el separador está dotado de una protección contra el calor que comprende unos recipientes de helio líquido y nitrógeno líquido y una cámara de vacío.

El objetivo de la presente invención es pues dar a conocer un dispositivo de separación de materiales ferromagnéticos que está libre de dichos inconvenientes. Dicho objetivo se consigue por medio de un separador electromagnético y un método de separación cuyas características principales están especificadas en las reivindicaciones 1 y 8, respectivamente, mientras que otras características están especificadas en las reivindicaciones restantes.

Gracias a la particular selección y ajuste de los parámetros de funcionamiento de los solenoides del separador, es posible separar los fragmentos ferromagnéticos que tienen un porcentaje despreciable o nulo de cobre de los

fragmentos ferromagnéticos que tienen un porcentaje notable de cobre, en particular las bobinas de los rotores, con el objeto de llevar a cabo las operaciones manuales solamente en este flujo de fragmentos ferromagnéticos.

Además, la particular selección y ajuste de los parámetros de funcionamiento permite la estabilización del campo magnético y de la fuerza magnetomotriz, permitiendo de este modo mantener unas condiciones de funcionamiento óptimas durante todo el ciclo de trabajo.

Además, el separador y el método de separación, según la presente invención, permiten la atracción de todos los tipos de fragmentos ferromagnéticos que componen el material triturado, comprendiendo los que tienen bajos factores de forma, es decir, la proporción entre la altura y el diámetro de la sección, tal como los rotores, por ejemplo.

Otras ventajas y características del dispositivo y del método de separación, según la presente invención, serán evidentes a los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada de una realización de la misma, haciendo referencia al dibujo adjunto, que muestra una vista esquemática en sección de un tambor de un separador magnético.

La figura muestra un separador electromagnético que comprende un tambor -1- y un transportador -2- que conduce el material a separar hacia el tambor -1-.

El tambor -1- incluye una envolvente cilíndrica -3- y puede girar, por ejemplo, alrededor de su eje por medio de un motor y un accionamiento a cadena. En la figura, la flecha -F- indica un sentido probable de rotación del tambor -1-. La envolvente cilíndrica -3- está dotada de una serie de perfiles salientes -4- que están dispuestos a lo largo de la dirección longitudinal del tambor, paralelos a su eje, y ayudan a transportar el material ferromagnético atraído por el tambor -1- sobre la superficie de la envolvente -3- durante la rotación del tambor. Unos solenoides -6- y -7- están dispuestos en el interior de la cámara -5-, rodeados por la envolvente cilíndrica -3- del tambor -1-, estando conectados dichos solenoides a un suministro -8- de potencia en corriente continua dispuesto al exterior del tambor. Estos solenoides -6- y -7- al estar activados con una corriente continua generan un campo magnético capaz de atraer sobre el tambor -1- los fragmentos ferromagnéticos que constituyen el material conducido por el transportador -2-, incluyendo los que tienen unos factores de forma bajos, por ejemplo, iguales a 2, 5. El polo norte -N- del campo magnético generado por los solenoides -6- y -7- está cerca del extremo del transportador -2-, a una distancia -/- del mismo comprendida entre 10 y 30 cm. El polo sur -S- está orientado sustancialmente perpendicular con respecto al polo norte -N- a lo largo de la dirección de rotación del tambor -1-. Por consiguiente, los solenoides -6- y -7- definen en la cámara -5- del tambor -1- un sector magnético comprendido entre 150º y 180º, dispuesto delante del tambor... [Seguir leyendo]

1. Separador electromagnético, que comprende dos o más solenoides (6, 7) dispuestos en el interior de un tambor rotativo (1) y conectados a un suministro de potencia (8) en corriente continua para generar un campo magnético

adecuado para separar fragmentos ferromagnéticos, caracterizado porque dicho suministro de potencia (8) está dispuesto para suministrar a los solenoides (6, 7) una corriente sustancialmente constante durante un ciclo de trabajo del separador y con un incremento de la tensión durante dicho ciclo.

2. Separador, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el suministro de potencia (8) está dispuesto

para suministrar a los solenoides (6, 7) una tensión que se incrementa proporcionalmente al incremento de la resistencia eléctrica de los solenoides (6, 7) debido al efecto Joule.

3. Separador, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos solenoides (6, 7) tienen

una masa por unidad de potencia absorbida mayor de 200 kg/kW. 15

4. Separador, según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichos solenoides (6, 7) tienen una masa por unidad de potencia absorbida comprendida entre 380 y 500 kg/kW.

5. Separador, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos solenoides (6, 7) tienen 20 una densidad de corriente comprendida entre 0, 2 y 0, 7 A/mm2.

6. Separador, según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichos solenoides (6, 7) tienen una densidad de corriente comprendida entre 0, 45 y 0, 5 A/mm2.

7. Separador, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fuerza magnetomotriz resultante del campo magnético generado por los solenoides (6, 7) es sustancialmente constante durante el ciclo de trabajo.

8. Método para la separación de fragmentos ferromagnéticos, que comprende las etapas de funcionamiento 30 siguientes:

- transporte de los fragmentos ferromagnéticos por medio de un transportador (2) ;

- disponer un separador electromagnético dotado de un tambor rotativo (1) al final de dicho transportador (2) ; 35

- generar un campo magnético mediante el suministro de corriente continua a los solenoides (6, 7) introducidos en dicho tambor (1) ;

- hacer girar el tambor (1) ,

caracterizado por suministrar a los solenoides (6, 7) una corriente sustancialmente constante durante un ciclo de trabajo del separador y una tensión que se incrementa durante dicho ciclo.

9. Método de separación, según la reivindicación anterior, caracterizado porque la tensión suministrada a los

45 solenoides (6, 7) , se incrementa proporcionalmente al incremento de la resistencia eléctrica de los solenoides (6, 7) debido al efecto Joule.

10. Método de separación, según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque la fuerza magnetomotriz resultante

del campo magnético es sustancialmente constante durante el ciclo de trabajo. 50