专利名称：磁过滤器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁过滤器装置，是在对钢板冷轧时使用的轧制用油、冷轧后将该轧制用油除去的清洗液等各种流体的净化处理中，用于连续分离混在该流体中的磁性粒子的磁过滤器装置。
背景技术：
对钢板冷轧时使用的轧制用油进行净化、对用于除去残留在冷轧后的钢板表面的轧制用油的清洗液进行净化的时候，采用磁过滤器装置作为除去流体中的磁性粒子的设备。
对传统的具有代表性的磁过滤器装置的一例，用
图1(a)的断面图以及同图中的(b)的侧面图进行说明。图中，序号1表示容器、2表示永磁铁、3表示过滤器体、4表示背面板、5表示流体导入口、6表示流体排出口。
通常是将由钢或SUS 430等铁氧体系不锈钢制的金属丝网等构成的强磁性体作为磁过滤器体3设置在容器1内。并且，在该容器1的外侧，隔着容器1相向设置永磁铁2，使产生的磁力线的方向与作为被处理液的流体的流动方向大致垂直。被处理液从流体的导入口5导入容器1内，穿过磁过滤器体3后从排出口6排出。混在被处理液中的铁粉等磁性粒子在穿过磁过滤器体3的过程中受到被永磁铁2磁化后的磁过滤器体3的磁性吸附，从被处理液中分离出来。
在利用这样的磁过滤器装置进行的磁性粒子的捕捉处理中，来自构成过滤器体的细线或金属丝网的吸力Fm可用下式表达Fm＝χ·V·H·(dH/dx)在此，χ粒子的磁化率；V粒子的体积；H磁场强度；dH/dx磁力梯度(磁场的空间变化)。
在上式中，由于χ和V是磁性粒子的特性参数，所以为了增大吸力Fm、提高过滤器性能，必须增大磁场H，或增大磁力梯度dH/dx。但是，磁力梯度dH/dx是与构成过滤器体的强磁性体的材质和形状有关的参数，又因为该磁力梯度dH/dx，除决定于强磁性体的材质和形状外还受磁场强度的影响，所以，如何保持过滤器内的强磁场，是提高过滤器性能、也即是提高吸力的最重要的课题。
过去，由于对该过滤器性能与磁场的关系没有进行充分的研究，所以，往往发生过滤器内的磁场减小而过滤器性能恶化的不良情况。并且，对于磁铁的选定，也不能确定采用什么程度的强力磁铁才可获得所需的过滤器性能。因为过滤器的形状以及处理的流体的流速等与磁铁的强度的关系不明确，所以，导致不能获得所希望的过滤器性能。
即，即使使用了强力的磁铁，由于设计、规格的关系，不一定能获得良好的效果。
并且，如果采用强力的磁铁，尽管可以期望获得恰当的效果，但还是存在成本上升的不可避免的缺点。
发明内容
本发明，有利于解决上述问题，目的在于提供一种磁过滤器装置，是在采用铁氧体磁铁或钕磁铁这类具有广泛应用性的永磁铁的情况下，通过发挥出最大的过滤器性能，在低成本的前提下使装置小型化的磁过滤器装置。
发明者们，目的在于明确磁过滤器装置上的磁场的强度与过滤器性能的关系，虽然对涉及过滤器性能的各种因素的影响进行过调查，但这次，成功地明确了各种因素对过滤器性能的影响，并据此开发出了廉价且高效的磁过滤器装置。
即，本发明的磁过滤器装置，是在具有流体的导入口以及排出口的容器内，设置由强磁性体构成的过滤器体，并将使该过滤器体磁化的永磁铁隔着容器相向设置，使产生的磁力线的方向与容器内的流体移动方向大致垂直，其特征在于在该磁过滤器装置上，在限定流体的过滤器通过时间在0.5秒以上、1.5秒以内的前提下，设置上述永磁铁使其设置间隔L(mm)与永磁铁的剩磁通密度B(T)之间的关系满足下式的条件B×100≤L≤B×250在本发明中，作为使过滤器体磁化的永磁铁，最好采用剩磁通密度在0.4T以上的材料。
图面的简单说明图1所示是传统的具有代表性的磁过滤器装置的一例，(a)为断面图、(b)为侧面图。
图2是显示永磁铁的剩磁通密度B(T)与磁铁间距离L(mm)对铁粉除去率η的影响的坐标图。
图3是显示磁铁间距离与剩磁通密度的比值(L/B)与设备费的关系的坐标图。
图4是显示获得良好的铁粉除去率的永磁铁的剩磁通密度B与磁铁间距离L的关系的坐标图。
图5是每1组的过滤器性能(铁粉除去率η)与过滤器设备费的关系的坐标图。
图6所示是过滤器长度A与过滤器内流体流速v。
图7是过滤器通过时间t与铁粉除去率η的关系的坐标图。
图8是过滤器通过时间t与过滤器设备费的关系的坐标图。
图9是设置了本发明的磁过滤器装置的清洗设备的模式图。
实施发明的最佳形式以下，对本发明进行具体的说明。
首先，对本发明的详细经过进行说明。
而作为与过滤器性能相关的诸因素考虑了以下的内容·磁铁强度·磁铁间距离·过滤器体的材质与形状·流体速度·过滤器体的长度·流体的性质在此，在对与过滤器性能相关的诸因素的实验中，作为过滤器体，是在容器内充满最经常使用的铁氧体系不锈钢SUS 430制的金属丝网(10目、线束φ10mm)，而作为流体，采用了冷轧钢板的清洗处理中一般使用的碱性清洗液。该碱性清洗液通常是被重复使用，且使用的是通过过滤器前的进入侧铁粉浓度的质量成分大致为60ppm到100ppm的清洗液。
另外，对于过滤器性能，用下式评价铁粉除去率η＝(F-E)/F×100(％)在此，F进入侧铁粉浓度；E排出侧铁粉浓度；在此，如果铁粉除去率η在60％以上，则可说过滤器性能良好。反之，铁粉除去率η不到60％，则如后面所述那样，为了确保流体的净化程度，必须增大循环流量，结果是导致过滤器设备增大，所以并非良策。
另外，在确认过滤器性能时，铁粉除去率η的测定，是在反洗(backwashing)过滤器之后，经过10到20分钟，进行稳定的过滤的时候，采样测定。
又，对于永磁铁，采用的是剩磁通密度B的大小大致在0.2T到0.6T的常用的铁氧体磁铁或钕磁铁。
另外，如图1(a)所示的永磁铁的磁铁间距离L，是被视为对在磁过滤器装置上获得所期望的性能而言非常重要的值，因此，使该磁铁间距离L在35mm到200mm间变化来测定了铁粉除去率η。
图2所示为对使用的永磁铁的剩磁通密度B(T)与磁铁间距离L(mm)对铁粉除去率η的影响的调查结果。另外，将流体的过滤器通过时间设为1.0秒。
如该图所表明的那样，当永磁铁的剩磁通密度B(T)与磁铁间距离L(mm)满足下式的关系时L≤250×B表明可稳定获得高过滤器性能。
其次，对减小了磁铁间距离L的情况也进行了考察，表明当L小于B×100时，虽然铁粉除去率η能维持稳定的高值，但因为过滤器断面积变得太小，所以为了确保循环流量必须设计多个过滤器组，结果是设备变得复杂，保养也麻烦，除此之外，还导致设备费的显著增加。
图3所示为在实际的轧制后的钢板的碱性清洗设备上，设清洗钢板的清洗液的量为大约20m3、循环流量为0.2m3/分钟，对变化L/B为不同值时的过滤器的设备费的调查结果。另外，在同图中，设L/B＝150时的设备费为1.0，从而对设备费进行了相对比较。
如同图所表明的那样，当L/B减小时，即使提高了过滤器的铁粉除去性能，但为了确保循环流量，必须增加过滤器的组数，因此使设备费上升。特别是当L/B不到100时，设备费急剧增加。
因此，在本发明中，如图4所示那样，设计永磁铁的剩磁通密度B与磁铁间距离L满足下式的关系100×B≤L≤250×B另外，在上述实验中，虽然设流体在过滤器进入侧的铁粉浓度的质量成分大致为60ppm到100ppm，但因为通常过滤器是恒常循环使用的，所以，对于循环的流体的净化程度，多将铁粉浓度的目标定在质量成分30ppm以下。
图5所示，是在实际的轧制后的钢板的碱性清洗设备上，在清洗钢板的清洗液的量约为20m3、过滤器进入侧的平均铁粉浓度的质量成分大致为150ppm的碱性清洗液的流路上，设置有循环流量为0.2m3/分钟的过滤器，对在保持碱性清洗液的铁粉浓度约为20ppm的情况下的每1组的过滤器性能(铁粉除去率η)与过滤器的设备费之间的关系的调查结果。
另外，在同图中，设铁粉除去率η＝70％时的设备费为1.0，从而对设备费进行相对比较。
如同图中所示那样，当每1组的过滤器的铁粉除去率η不到60％时，为保持清洗液达到设定的净化程度所必需的过滤器规模宏大，导致设备费增加。因此，将过滤器的铁粉除去率η设在60％以上，从设备效率方面来说也是良策。
然后，对通过过滤器的处理液的流量、流速以及通过时间进行了调查。进行铁粉除去率η的测定，是在使处理液的流速在100mm/秒到300mm/秒之间变化、并将过滤器通过长度设为50mm、100mm、150mm、200mm的4种模式下进行的。在图6中，所示为过滤器长度A与过滤器内流体流速v，但在此，过滤器通过时间t可用下示表达t＝A/vt流体通过过滤器的时间(秒)；A过滤器长度(mm)；v过滤器内流体流速(mm/秒)。
根据上述的调查，表明过滤器性能，即铁粉除去率η可以根据过滤器的通过时间进行整理。
图7所示为对过滤器通过时间t与铁粉除去率η的关系的调查结果的整理。
如同图中所示那样，表明无论什么情况，在过滤器通过时间t不到0.5秒时铁粉除去率η急剧下降，过滤器性能大幅降低。另外，在过滤器通过时间t超过1.5秒时，也不认为铁粉除去率η会大幅度提高。
然后，在实际的轧制后的钢板的碱性清洗设备上，在清洗钢板的清洗液的量约为20m3、过滤器进入侧的平均铁粉浓度的质量成分大致为150ppm的碱性清洗液的流路上，设置循环流量为0.2m3/分钟、通过时间为1.0秒时铁粉除去率η为70％的过滤器，对在保持碱性清洗液的铁粉浓度约为20ppm的情况下的过滤器通过时间t与过滤器设备费的关系进行调查，调查结果示于图8。另外，在同图中，将过滤器通过时间t＝1.0秒时的设备费设为1.0，从而对设备费进行了相对比较。
如同图中所示那样，表明当过滤器通过时间t超过1.5秒时，虽然在永磁铁的剩磁通密度稍微减小，并且磁铁间距离稍微大些的情况下，也可确保必要的铁粉除去率，但是为了保持清洗液的净化程度所需要的过滤器结果是变得规模宏大，所以，设备费增加。因此，将过滤器通过时间t设在1.5秒以内，从设备效率的角度来看也是良策。
从上述图7以及图8所示的结果，表明考虑了过滤器性能以及设备费的有效的过滤器通过时间t是在0.5秒到1.5秒之间。
因此，在本发明中，将流体的过滤器通过时间t限制在0.5秒以上、1.5秒以内。
实施例在图9所示的实际的清洗设备上，采用了本发明的磁过滤器装置进行清洗液的净化处理。
在同图中，轧制后的钢板7，在通过通常叫做槽箱(ダンクタンク)的粗洗箱8后，在第1刷洗机9中刷洗，然后在洗涤箱10中被最终清洗。
在槽箱8和洗涤箱10上分别设置循环箱11、12，以碱性清洗液为主的清洗液利用泵13、14被循环使用。
循环箱11或12的清洗液由泵17、18导入本发明的磁过滤器装置15、16，将清洗过程中从钢板除掉的铁粉吸附除去。
在此，洗涤箱的循环箱用磁过滤器装置16的规格、清洗液的过滤器通过时间以及进入侧铁粉浓度示于表1。
并且，在表1中，还记录有对在上述条件下进行清洗液的净化处理后的清洗液的排出侧铁粉浓度以及铁粉除去率η的调查结果。
如同表所示那样，采用本发明的磁过滤器装置进行处理时，铁粉除去率η总在60％以上，可获得良好的结果。
并且，对于槽箱的循环箱用磁过滤器装置15采用本发明的磁过滤器装置进行净化处理的情况也进行了调查，确认可获得良好的结果。
发明的效果如果采用本发明，在采用具有广泛应用性的永磁铁进行流体的净化处理时，可发挥最大的过滤器性能，其结果，可以低成本达成装置的小型化。
并且，传统上在清洗后的连续退火过程中，钢板表面的残余铁粉附着在炉内的轧棍表面上，经常产生叫做轧棍压痕的凹凸缺陷，这样，成品率被迫下降大约0.2～0.5％，但是，通过将本发明的磁过滤器装置应用在洗涤处理上，可使铁粉被强有力且稳定地除去，其结果，是成功地杜绝了该缺陷。表1
权利要求
1.一种磁过滤器装置，是在具有流体的导入口以及排出口的容器内，设置由强磁性体构成的过滤器体，并将使该过滤器体磁化的永磁铁隔着容器相向设置，使产生的磁力线的方向与容器内的流体移动的方向大致垂直的磁过滤器装置，其特征在于在限定流体的过滤器通过时间在0.5秒以上、1.5秒以内的前提下，设置上述永磁铁使其设置间隔L(mm)与永磁铁的剩磁通密度B(T)之间的关系满足下式的条件B×100≤L≤B×250。
全文摘要
是在将永磁铁隔着容器相向设置使产生的磁力线的方向与该容器内的流体移动方向大致垂直的磁过滤器装置上,在限定流体的过滤器通过时间在0.5秒以上、1.5秒以下的前提下,设置上述永磁铁使其设置间隔L(mm)与永磁铁的剩磁通密度B(T)之间的关系满足下式的条件:B×100≤L≤B×250,这样,在使用具有广泛应用性的铁氧体磁铁或钕磁铁的情况下,通过发挥出最大的过滤器性能,可在低成本的前提下实现装置的小型化。
文档编号B01D35/06GK1388765SQ01802616
公开日2003年1月1日 申请日期2001年9月4日 优先权日2000年9月5日
发明者饭田祐弘, 中川健次, 上野直人, 加藤克彦 申请人:川崎制铁株式会社