Máy tuyển từ băng tải dạng treo

Máy tuyển từ băng tải dạng treo (suspended magnetic separator, overband magnet) là "lá chắn" từ tính đặt treo phía trên băng tải để hút và tách sắt thép lẫn (tramp iron) ra khỏi dòng vật liệu rời. Thiết bị này dùng từ trường "xuyên sâu" để kéo vật ferromagnetic lên khỏi lớp vật liệu, sau đó dùng băng gạt tự làm sạch (self-cleaning belt) đưa sắt ra khỏi vùng từ và thả xuống máng thu hồi.

Trong dây chuyền khai thác than, đá, quặng và tái chế (MRF, C&D), sự hiện diện của sắt thép lẫn là vấn đề "không thể tránh" vì đến từ nhiều nguồn: bulong/ốc, răng gầu, mảnh thép từ thiết bị, dây cáp, lò xo, thép cây (rebar) lẫn trong bê tông phế thải. Nếu để kim loại lẫn đi vào máy nghiền/hệ sàng, rủi ro gồm: kẹt buồng nghiền, mẻ búa, gãy trục, phá vỡ băng tải, cháy motor do quá tải, dừng dây chuyền và chi phí sửa chữa + mất sản lượng.

Đây là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng xử lý khối lượng lớn như khai khoáng, nhà máy xử lý rác thải, và dây chuyền sản xuất vật liệu xây dựng. Một case study điển hình: overband điện từ cỡ 13 tấn vận hành tại mỏ vàng ở Phần Lan, xử lý khoảng 2.7 triệu tấn/năm quặng để bảo vệ crusher và screen. Trong MRF, các cơ sở single-stream dùng overband hiện đại có thể đạt gần 98% thu hồi kim loại đi qua nhà máy.

Thông số kỹ thuật

Thông số	Giá trị
Chiều rộng băng từ	400mm - 1800mm
Chiều cao treo	150mm - 500mm (từ mặt nguyên liệu)
Lực từ bề mặt	800 - 3,000 Gauss
Chiều sâu hút hiệu quả	100mm - 400mm
Tốc độ băng	1 - 3 m/s
Motor	0.75kW - 5.5kW
Nguồn điện	380V / 3 pha

Cấu hình lắp đặt: Cross-belt vs In-line

Điểm then chốt của lựa chọn overband không nằm ở "có hút được sắt hay không", mà nằm ở cách bố trí thiết bị phù hợp với dòng vật liệu. Có hai cấu hình chính:

Cross-belt (Treo ngang)

Nam châm treo phía trên băng, băng gạt của chính bộ overband chạy vuông góc với băng tải chính, kéo vật sắt sang một bên để thả xuống máng hông (side discharge). Cấu hình này thường dễ bố trí khi không thể mở khoảng trống phía cuối băng để thả thẳng xuống, hoặc khi cần xả sang bên để tránh rơi lại vào dòng chính.

Ưu điểm: Ít cần khoảng trống đầu băng, dễ retrofit vào hệ thống có sẵn.

Nhược điểm: Cần lực từ lớn hơn để đạt cùng hiệu quả vì vật liệu ở trạng thái "nằm yên" (resting bed).

In-line (Treo dọc)

Nam châm treo "dọc theo" hướng dòng, thường đặt ở đoạn cuối băng (head pulley discharge zone) để lợi dụng trạng thái vật liệu đang "bung" theo quỹ đạo rơi. Băng gạt kéo sắt ra phía sau vào máng thu riêng.

Ưu điểm: Hiệu quả tách tốt nhất vì vật liệu được "loosening" và ở trạng thái free flow, giúp sắt dễ bị kéo tách khỏi nền vật liệu.

Nhược điểm: Cần bố trí ở đoạn đầu băng/đầu rơi, phải có không gian cho khung + chute.

Bảng so sánh Cross-belt vs In-line

Tiêu chí	Cross-belt (Treo ngang)	In-line (Treo dọc)
Hướng băng gạt	Vuông góc với dòng vật liệu	Song song với dòng vật liệu
Cơ chế tách	Dựa vào lực hút kéo sắt lên và băng gạt kéo ngang	Dựa thêm vào trạng thái free-flow ở đầu băng
Yêu cầu lực từ	Cần lực mạnh hơn do vật liệu ở trạng thái tĩnh	Có lợi thế về "cửa sổ tách" ở vùng vật liệu đang rời băng
Ưu điểm không gian	Ít cần khoảng trống đầu băng, dễ retrofit	Cần có không gian cho khung + chute
Tình huống hay dùng	Crusher protection trên mobile plant, tuyến băng ngắn	Dây chuyền cố định, MRF/aggregate muốn tăng hiệu quả tách

Các loại nam châm treo theo nguồn từ

Loại	Cường độ từ	Đặc điểm	Ứng dụng phù hợp
Nam châm vĩnh cửu Ferrite	700-1,200 Gauss	Trường xuyên sâu hơn, rẻ, ổn định nhiệt	Burden dày, sắt lớn như rebar
Nam châm vĩnh cửu NdFeB	1,200-1,500 Gauss	Gọn nhẹ, từ trường mạnh nhưng nông	Burden mỏng, sắt nhỏ/mịn
Điện từ làm mát khí	1,500-2,000 Gauss	Bật/tắt được, xuyên sâu hơn	Lớp liệu dày, sắt vùi đáy
Điện từ làm mát dầu	2,000-2,500 Gauss	Cường độ cao nhất, chạy liên tục	Ứng dụng khắc nghiệt nhất

So sánh chi tiết: Nam châm vĩnh cửu vs Điện từ

Lựa chọn giữa nam châm vĩnh cửu (permanent) và điện từ (electromagnetic) là quyết định quan trọng nhất khi mua overband. Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể.

Độ xuyên sâu từ trường (Magnetic Depth)

Magnetic depth là mức từ trường còn đủ "tạo lực hút hữu ích" tại khoảng cách bằng (chiều cao treo + phần vật liệu phủ lên sắt). Đây là thông số quan trọng hơn cả cường độ Gauss bề mặt.

• Điện từ: Có "deeper penetrating magnetic field" nên phù hợp khi lớp liệu dày và sắt bị vùi ở đáy burden
• Vĩnh cửu: Độ xuyên sâu nông hơn, phù hợp lớp liệu mỏng hoặc phối hợp với pulley từ để tăng hiệu quả

Một insight thực tế: Nam châm đất hiếm (NdFeB) thường cho từ trường mạnh hơn để bắt hạt sắt nhỏ mịn, nhưng "magnetic penetration shallower" nên cần treo thấp hơn. Ferrite lại rẻ hơn, ổn định và có trường "deeper penetrating" để bắt vật lớn/vùi sâu, nhưng kích thước cụm nam châm thường lớn hơn.

Bảng so sánh kỹ thuật đầy đủ

Hạng mục	Nam châm vĩnh cửu (Ferrite/NdFeB)	Điện từ (air/oil cooled)
Độ xuyên sâu trường	Thường nông hơn điện từ; phù hợp burden mỏng	Sâu hơn, phù hợp burden dày, sắt bị vùi đáy
Cường độ trường	Chuẩn 700 Gauss; tăng cường đến 1,500 Gauss	Có thể đến 2,500 Gauss với oil cooling cưỡng bức
Khả năng hút	Vật lẫn 0.1-15 kg ở cấu hình chuẩn 700 Gauss	Vật lẫn lớn hơn, nặng hơn với trường mạnh
Điều khiển ON/OFF	Không thuận tiện (phải di chuyển vị trí nếu không muốn hút)	ON/OFF dễ, hữu ích khi kết hợp detector để tiết kiệm điện
Điện tiêu thụ	Chỉ cần motor kéo băng gạt (không cần điện tạo từ)	Cần điện cho cuộn kích từ + motor băng gạt, OPEX cao hơn
Vấn đề nhiệt	Không bị "coil heating"; suy giảm từ không quá 5% trong 8 năm	Coil nóng lâu có thể giảm lực nếu không làm mát tốt
Trọng lượng/kích thước	Gọn và nhẹ hơn điện từ cùng bề rộng băng	Thường nặng hơn; có dòng thiết kế nhẹ để "bridge the gap"
Chi phí ban đầu	Cao hơn (đặc biệt NdFeB)	Thấp hơn
Chi phí vận hành	Thấp (chỉ motor + bảo trì cơ khí)	Cao hơn (điện + làm mát + bảo trì cuộn dây)

Khi nào chọn loại nào?

Chọn nam châm vĩnh cửu khi:

• Treo thấp (≤300 mm tới đỉnh burden)
• Muốn tiết kiệm điện năng và chi phí vận hành
• Hoạt động liên tục 24/7 mà ít cần bảo trì
• Burden mỏng, sắt nằm gần bề mặt

Chọn điện từ khi:

• Burden dày, sắt có thể bị vùi sâu ở đáy
• Cần cường độ từ rất cao (>1,500 Gauss)
• Muốn kết hợp với metal detector để bật/tắt tự động
• Cần điều chỉnh lực từ theo loại vật liệu

Hệ thống làm mát cho điện từ

Với overband điện từ, làm mát là vấn đề sống còn. Cuộn dây nóng lên theo thời gian có thể làm giảm từ lực đáng kể. Có các phương án:

• Làm mát khí bị động: Tản nhiệt tự nhiên, phù hợp môi trường mát, chạy không liên tục
• Làm mát khí chủ động: Có quạt cưỡng bức, phù hợp đa số ứng dụng
• Làm mát dầu bị động: Dầu tuần hoàn tự nhiên, hiệu quả cao hơn khí
• Làm mát dầu chủ động: Bơm dầu cưỡng bức, cho cường độ từ cao nhất (đến 2,500 Gauss)

Cách lắp đặt

Vị trí	Góc treo	Ưu điểm	Nhược điểm
Treo ngang giữa băng	90° với băng tải	Hút cả hai phía	Cần độ cao lớn
Treo ngang cuối băng	90° tại đầu xả	Hiệu quả cao nhất	Chiếm không gian
Treo nghiêng	15-30°	Thoát sắt dễ	Lực hút giảm
Đặt dọc (inline)	Song song	Không cản băng	Chỉ hút một phía

Nguyên lý hoạt động chi tiết

Vật lý "Trajectory Extraction" - Tại sao sắt tách ra được?

Về bản chất, quá trình tách là một bài toán lực–quỹ đạo theo thời gian. Vật sắt đang đi cùng dòng liệu chịu đồng thời:

• Trọng lực (mg) hướng xuống
• Lực cản/ma sát với vật liệu nền xung quanh
• Lực từ hướng lên phía nam châm

Khi lực từ đủ lớn để thắng thành phần "giữ" (ma sát + chèn lấp + quán tính), vật sắt sẽ bị kéo lên khỏi lớp liệu (extraction) rồi bám lên mặt nam châm/đai gạt.

Điểm quan trọng: Tách không chỉ là "hút dính", mà là "hút + vận chuyển + nhả đúng điểm". Nam châm treo đặt trên băng tải "extracts the ferromagnetic materials from the supply flow against the force of gravity", sau đó băng tuần hoàn có gờ sẽ mang sắt ra khỏi vùng từ để rơi vào thùng riêng.

Công thức lực hút từ

F = χ × V × B × (dB/dx) / μ₀

Trong đó:

• F: Lực hút (Newton)
• χ: Độ cảm từ của vật liệu (không thứ nguyên)
• V: Thể tích hạt kim loại (m³)
• B: Cường độ từ trường (Tesla)
• dB/dx: Gradient từ trường (T/m)
• μ₀: Độ từ thẩm chân không

Từ công thức này, ta thấy lực từ phụ thuộc cả cường độ (B) và gradient (dB/dx). Trong thực tế:

• Gradient cao giúp "nhấc" vật nhỏ/miếng mỏng nhanh hơn ở vùng gần mặt nam châm
• Trường sâu giúp "chạm" tới vật nằm xa hơn trong lớp liệu

Quá trình tách 3 giai đoạn

Giai đoạn	Vị trí	Quá trình vật lý
1. Thu hút	Vùng từ trường mạnh (dưới nam châm)	Sắt vụn trên băng tải nguyên liệu bị lực từ kéo lên, vượt qua trọng lực và ma sát với nguyên liệu
2. Vận chuyển	Mặt dưới băng tải từ	Sắt bám vào băng tải từ đang quay (có gờ/projections), được vận chuyển sang bên cạnh ra khỏi vùng nguyên liệu
3. Thải bỏ	Vùng không có từ trường	Khi đến đầu băng tải (nơi không có nam châm), lực từ = 0, sắt rơi tự do vào máng thu riêng

Envelope vận hành của Overband

Một số thông số định hướng cho thiết kế:

• Working distances: Có thể làm việc với khoảng cách lên đến 1 mét
• Layer height: Vận chuyển vật liệu với chiều cao lớp liệu đến 1 mét
• Kích thước hạt: Xử lý được từ 10-300 mm trong ứng dụng khô
• Khả năng hút: Ở cấu hình tiêu chuẩn 700 Gauss, có thể hút vật lẫn 0.1-15 kg

Điều này gợi ý rằng, với burden rất dày hoặc điểm treo cao, bạn phải ưu tiên "deep-reaching field" (điện từ hoặc cấu trúc nam châm vĩnh cửu thiết kế trường sâu) thay vì chỉ tăng tốc băng gạt.

Thông số quyết định hiệu quả tách

Thông số	Ảnh hưởng	Giá trị tối ưu
Chiều cao treo	Càng thấp càng mạnh, nhưng có thể va chạm nguyên liệu lớn	150-300mm từ mặt nguyên liệu
Tốc độ băng tải nguyên liệu	Nhanh quá sắt không kịp bị hút	Tối đa 2.5 m/s
Độ dày lớp nguyên liệu	Càng dày, sắt ở đáy càng khó bị hút	≤ Chiều sâu hút hiệu quả
Góc lắp đặt	Lắp nghiêng giúp thoát sắt dễ hơn	15-30° với phương ngang

Hướng dẫn tính chọn (Sizing & Selection)

Phần này xây dựng phương pháp tính đủ dùng để làm tiền thiết kế và trao đổi với vendor, dựa trên các tham số: belt width, burden depth, belt speed, bulk density.

Bước 1: Tính lưu lượng khối (Mass Flow)

Với băng tải, lưu lượng thể tích xấp xỉ:

Qv ≈ A × v (m³/s)

Trong đó:

• A: Diện tích tiết diện lớp liệu trên băng (m²)
• v: Tốc độ băng (m/s)

Lưu lượng khối:

Qm = Qv × ρ (kg/s)

Với ρ là bulk density (kg/m³).

Các catalogue overband thường không "chọn theo tấn/giờ" trực tiếp mà chọn theo bề rộng băng và chiều cao treo + lớp liệu. Việc tính Qm giúp đánh giá mức độ "nặng" của duty: càng nhiều tấn/giờ thì lớp liệu thường dày hơn, tốc độ băng cao hơn, sắt bị vùi sâu hơn cần trường sâu hơn.

Bước 2: Xác định khoảng cách hiệu dụng

Khoảng cách hiệu dụng không phải chỉ là chiều cao treo. Nó là:

h_eff = h_susp + h_cover

Trong đó:

• h_susp: Khoảng cách từ mặt nam châm đến đỉnh lớp liệu (mm)
• h_cover: Độ sâu chôn lấp của vật sắt dưới bề mặt lớp liệu (mm)

Lưu ý quan trọng: Đa số thiết kế treo vĩnh cửu phù hợp khi đặt tối đa khoảng 300 mm trên băng (đến đỉnh burden), và càng gần càng tốt để tăng hiệu quả. Tuy nhiên, nếu có surge (đột biến lớp liệu), vật liệu có thể va vào nam châm gây hư cơ cấu băng tự làm sạch, nên cần giải pháp chống surge.

Thông số "300 mm" này rất thực dụng: nhiều dự án thất bại vì để overband quá cao cho "an toàn va đập", rồi kết quả là không hút được sắt vùi sâu.

Bước 3: Chọn cường độ từ theo mục tiêu

Dựa vào field strength đo tại chiều cao treo định mức:

Cường độ từ	Khả năng	Ứng dụng
700 Gauss (chuẩn)	Hút vật lẫn 0.1-15 kg	Đa số ứng dụng thông thường
900-1,200 Gauss	Sắt nhỏ hơn, burden mỏng	Thực phẩm, thức ăn chăn nuôi
1,500 Gauss	Burden trung bình	Khai khoáng, đá xây dựng
2,000-2,500 Gauss	Burden dày, sắt vùi sâu	Than, quặng nặng

Bước 4: Chọn cấu hình theo điều kiện

Điều kiện đầu vào	Gợi ý chọn
Treo cao, burden dày, sắt có thể bị vùi đáy	Điện từ (ưu tiên oil cooled nếu cần trường mạnh), in-line nếu bố trí được
Treo thấp (≤300 mm tới đỉnh burden), muốn tiết kiệm điện	Vĩnh cửu (ferrite hoặc rare-earth tùy mục tiêu)
Cần bật/tắt theo detector (ít sắt, muốn giảm điện)	Điện từ
Không gian đầu băng hạn chế, muốn xả hông	Cross-belt

Ưu điểm của máy tuyển từ băng tải treo

Ưu điểm chính

Công suất xử lý lớn: Có thể xử lý hàng trăm đến hàng triệu tấn/năm. Case study mỏ vàng Phần Lan cho thấy một overband điện từ 13 tấn xử lý 2.7 triệu tấn/năm.

Tự động hoàn toàn: Không cần dừng dây chuyền để vệ sinh. Belt gạt tự động đưa sắt ra khỏi vùng từ và thả vào máng thu riêng, đảm bảo hệ thống hoạt động 24/7.

Hút sâu hiệu quả: Với điện từ làm mát dầu, có thể đạt working distance lên đến 1 mét. Cường độ từ 2,000-2,500 Gauss cho phép hút sắt bị vùi sâu trong lớp liệu.

Loại bỏ sắt lớn: Có thể hút vật lẫn từ 0.1 kg (bu lông nhỏ) đến 15 kg (rebar, mảnh thép lớn) ở cấu hình tiêu chuẩn 700 Gauss.

Bảo vệ thiết bị hạ nguồn: Ngăn chặn tramp iron đi vào máy nghiền, máy cán, sàng rung - những thiết bị có chi phí sửa chữa rất cao khi bị hư hỏng do kim loại lẫn.

Linh hoạt trong lắp đặt: Có thể lắp cross-belt (treo ngang) hoặc in-line (treo dọc) tùy theo không gian và yêu cầu hiệu quả.

So sánh với các giải pháp khác

Tiêu chí	Overband treo	Puly từ	Trống từ
Công suất	Rất lớn (triệu tấn/năm)	Trung bình	Trung bình-lớn
Chiều sâu hút	Đến 1 mét	Bề mặt	Bề mặt
Retrofit	Dễ (treo phía trên)	Cần thay puly	Cần không gian
Vật lẫn lớn	Phù hợp nhất	Hạn chế	Trung bình
Chi phí đầu tư	Cao nhất	Thấp	Trung bình

Phân tích chi phí 5 năm (CAPEX vs OPEX)

Không có "giá chuẩn" công khai cho mọi overband theo bề rộng và cấp từ trường, nhưng có thể dựng khung Cost-Benefit Analysis dựa trên các khác biệt định tính–định lượng:

Khung tính TCO (Total Cost of Ownership)

CAPEX (Chi phí đầu tư ban đầu):

• Giá máy overband (tùy bề rộng, loại từ)
• Kết cấu treo (khung, dầm, bu lông)
• Tủ điện/rectifier (điện từ)
• Hạ tầng làm mát (điện từ nếu oil cooling)

OPEX điện 5 năm:

E = P × h (kWh)

Với:

• P gồm motor belt + coil (nếu điện từ)
• h là giờ chạy 5 năm

Ví dụ tính toán:

Loại	Motor belt	Coil	Tổng công suất	Điện 5 năm (8000h/năm)
Vĩnh cửu 1200mm	1.5 kW	0 kW	1.5 kW	60,000 kWh
Điện từ 1200mm	1.5 kW	8 kW	9.5 kW	380,000 kWh
Chênh lệch	-	-	8 kW	320,000 kWh

Với giá điện ~2,500 VND/kWh, chênh lệch OPEX điện 5 năm có thể lên tới 800 triệu VND cho một máy cỡ 1200mm.

OPEX bảo trì:

• Belt/bearing/roller: cả hai loại
• Hệ làm mát và coil: chỉ điện từ
• Điện từ thường tốn chi phí bảo trì cao hơn 30-50%

Khi nào CAPEX cao của vĩnh cửu được bù đắp?

Mặc dù CAPEX của vĩnh cửu thường cao hơn 20-40% so với điện từ cùng size, nhưng:

• Sau 3-5 năm vận hành liên tục, OPEX điện tiết kiệm có thể bù đắp chênh lệch CAPEX
• Với ứng dụng chạy 24/7, vĩnh cửu thường có TCO thấp hơn sau 5 năm
• Với ứng dụng gián đoạn hoặc kết hợp detector ON/OFF, điện từ có thể cạnh tranh hơn

Ứng dụng công nghiệp chi tiết

1. Khai thác than & Khoáng sản

Overband được dùng để loại bỏ các vật ferrous như screws, nuts, rock bolts khỏi coal, coke, ore. Trong khai thác than, vật lẫn thường là bu lông, thanh thép gia cố, mảnh cơ khí; mục tiêu không chỉ là thu hồi mà còn là bảo vệ crusher/mill.

Practice phổ biến: Overband thường đi cùng metal detector. Có thể đặt detector trước để bật electromagnet khi phát hiện (tiết kiệm điện khi kim loại lẫn ít), hoặc đặt detector sau để tìm vật không nhiễm từ mà nam châm không bắt được.

Cách bố trí "detector trước + electromagnet ON theo tín hiệu" là chiến lược rất đáng tiền khi tuyến băng dài và điện năng đắt, vì coil điện từ tiêu thụ liên tục nếu chạy 24/7.

Thông số vận hành:

• Tốc độ băng: "very high belt speeds"
• Working distance: đến 1 mét
• Khối lượng xử lý: từ vài trăm đến hàng triệu tấn/năm

2. Khai thác đá & Nghiền sàng (Crusher Protection)

Trong đá xây dựng/quarry, rủi ro cao nhất là "tramp iron" đi vào máy nghiền gây hư hỏng cơ khí nghiêm trọng. Chi phí sửa chữa crusher có thể lên tới hàng chục ngàn đô la, chưa kể mất sản lượng do dừng máy.

Lưu ý thiết kế: Đặt mặt nam châm càng gần vật liệu càng tốt để tăng hiệu quả, nhưng surge lớp liệu có thể làm đá đập vào nam châm, gây hỏng cơ cấu băng tự làm sạch. Cần giải pháp surge protection (cảm biến nâng, thanh dàn mỏng lớp liệu).

Đây là logic thiết kế quan trọng khi làm retrofit trên mobile crusher: đừng chỉ hỏi "nam châm mạnh bao nhiêu", mà phải hỏi "surge envelope là bao nhiêu và cơ chế bảo vệ ra sao".

3. Tái chế (MRF, C&D Waste)

Trong MRF (Material Recovery Facility), dòng liệu thường phức tạp, kích thước hỗn hợp và nhiều tạp. Quy trình điển hình dùng suspended self-cleaning magnet để thu hồi ferrous.

Hiệu quả thực tế:

• Các hệ thống hiện đại có thể thu hồi gần 98% kim loại đi qua cơ sở
• Công nghệ mới giúp thu hồi kim loại có kích thước nhỏ hơn 1 inch (2.54 cm) từ dòng fines
• Nghĩa là khi thiết kế cho MRF/C&D, mục tiêu tách có thể bao gồm cả "ferrous fines" chứ không chỉ rebar lớn

4. Case Study: Mỏ vàng Phần Lan

Một overband điện từ cỡ 13 tấn được lắp đặt tại mỏ vàng ở Phần Lan, dự kiến xử lý khoảng 2.7 triệu tấn/năm quặng băng tải. Mục tiêu: bảo vệ crusher, screen và thiết bị thượng nguồn khỏi hư hỏng do kim loại lẫn.

Bài học rút ra:

• Quy mô công nghiệp lớn đòi hỏi overband điện từ thay vì vĩnh cửu
• Làm mát dầu cưỡng bức là bắt buộc cho ứng dụng liên tục
• ROI nhanh nhờ giảm chi phí sửa chữa crusher

5. Nhiệt điện & Nhà máy thép

• Băng tải than nhà máy điện: Loại bỏ bu lông, mảnh thép từ hệ thống vận chuyển than
• Xử lý xỉ lò cao: Thu hồi sắt thép từ xỉ luyện kim
• Dây chuyền luyện thép: Bảo vệ thiết bị sau công đoạn nghiền

6. Thực phẩm & Thức ăn chăn nuôi

• Nhà máy chế biến ngũ cốc: Bảo vệ máy nghiền, đảm bảo an toàn thực phẩm
• Sản xuất thức ăn gia súc: Loại bỏ sắt từ nguyên liệu đầu vào
• Nhà máy xay xát: Thu hồi đinh, bu lông từ lúa mì, ngô

Thiết kế cơ khí quan trọng

Belt của overband: Vật liệu và gờ

Self-cleaning overband dùng một belt tuần hoàn ngắn chạy quanh cụm nam châm để "cào" sắt ra khỏi mặt từ. Belt có projections (gờ/gân) để mang sắt đi và nhả đúng điểm.

Lựa chọn gờ (cleats/flights) không thể làm qua loa:

• Gờ phải đủ cao để giữ vật sắt (đặc biệt bulong dài, thép cây)
• Nhưng không quá cao gây va đập mạnh/ồn và tăng tải cho hộp số
• Không có gờ thì sắt dễ trượt/rơi lại vào dòng nguyên liệu

Motor, Gearbox và Truyền động

Drive của overband thường gồm motor TEFC + reducer:

• TEFC (Totally Enclosed Fan-Cooled): Motor kín có quạt làm mát, phù hợp môi trường bụi
• Shaft-mounted reducer + V-belt coupling: Dễ bảo trì và chịu rung tốt

Trong thiết kế, cần đảm bảo 3 điều:

1. Tốc độ belt gạt đủ để "kéo sạch" sắt trước khi nó rơi trở lại
2. Mô-men đủ để vượt qua lực dính từ + tải vật sắt lớn (ví dụ rebar)
3. Khả năng chịu shock khi vật sắt bị hút "đập" vào belt

Khung (Frame) và Bảo vệ

Khung kênh (channel frame) dạng "rugged but simple continuous channel frame" là archetype phổ biến vì:

• Dễ gia cường, dễ hàn
• Chịu rung tốt trong môi trường công nghiệp

Cảnh báo: Với khai thác đá/than, nếu treo quá sát đỉnh burden trong điều kiện surge, đá có thể đập vào nam châm và cơ cấu belt. Thiết kế khung/ốp bảo vệ + chiến lược chống surge (cảm biến nâng hạ, thanh gạt phân phối liệu) là hạng mục bắt buộc.

Checklist thiết kế cơ khí-điện

Hạng mục spec	Tại sao quan trọng
Belt gạt (rubber belt + projections)	Quyết định khả năng mang sắt ra khỏi vùng từ và nhả đúng điểm
Bearing + sealing	Bụi đá/than rất "ăn" mỡ, gây hỏng bi nếu seal kém
Adjustable take-ups	Giữ tracking, tránh trượt, tăng tuổi thọ belt
Reducer shaft-mounted	Dễ bảo trì và chịu rung tốt hơn trong layout treo
Motor TEFC	Phù hợp môi trường bụi, giảm nguy cơ bụi lọt vào motor
Bảo vệ surge/va đập	Tránh đá đập hỏng magnet/belt khi burden tăng đột biến

Lưu ý khi vận hành

Lưu ý	Chi tiết
Chiều cao treo	Cần khảo sát kỹ để tránh va chạm với nguyên liệu lớn. Đa số phù hợp ≤300mm
Bảo trì băng tải	Kiểm tra độ căng băng, bạc đạn định kỳ mỗi tháng
Làm sạch nam châm	Kiểm tra vệ sinh hàng ngày dù máy tự động thải sắt
Không hút được	Inox, nhôm, đồng (chỉ hút kim loại từ tính)
Điện từ	Loại điện từ cần kiểm tra cuộn dây, cách điện định kỳ

Cài đặt chiều cao treo (Suspension Height)

Nguyên tắc vận hành: đặt mặt nam châm càng gần vật liệu càng tăng hiệu quả, nhưng đa số thiết kế permanent phù hợp treo tối đa khoảng 300 mm phía trên băng (so với đỉnh burden) và cần tránh va đập do surge.

Khi nghiệm thu, bạn nên đo burden depth theo tải thực tế (không phải tải danh nghĩa), rồi đặt h_susp sao cho vẫn giữ khoảng hở an toàn khi surge.

Căn Belt Tracking và Tension

Vì cụm self-cleaning có belt riêng, việc belt lệch sẽ làm:

• Mòn mép belt
• Mòn pulley
• Gây rung/ồn

Thao tác chuẩn: nới/siết take-up hai bên để belt chạy giữa, kiểm tra độ võng theo quy định vendor, và kiểm tra sau khi chạy "warm-up" vì belt cao su sẽ giãn nhiệt.

Bảo trì làm mát (cho điện từ)

Với overband điện từ, lịch bảo trì phải coi hệ làm mát là "critical equipment":

• Kiểm tra quạt/đường dầu/bơm (nếu có)
• Vệ sinh tản nhiệt định kỳ
• Theo dõi nhiệt độ coil (nếu vendor có sensor)
• Coil điện từ nóng lâu làm giảm lực từ nếu không có làm mát cưỡng bức

Xử lý sự cố thường gặp

Hiện tượng	Nguyên nhân có thể	Giải pháp
Không hút được sắt	Treo quá cao, burden quá dày	Hạ thấp nam châm, giảm chiều cao lớp liệu
Sắt rơi lại vào dòng	Belt gạt chậm, gờ mòn	Tăng tốc độ belt, thay belt có gờ mới
Motor quá tải	Sắt lớn kẹt belt, bi khô	Kiểm tra vật kẹt, tra mỡ bi
Từ lực giảm (điện từ)	Coil quá nóng, làm mát kém	Kiểm tra hệ thống làm mát, vệ sinh tản nhiệt
Belt lệch	Take-up không đều, mòn không đều	Căn chỉnh take-up, thay belt nếu mòn quá
Surge va đập nam châm	Burden đột biến, không có sensor	Lắp cảm biến nâng hạ, thanh gạt dàn liệu
Ồn rung bất thường	Bi mòn, khung lỏng	Thay bi, siết lại khung

Các loại máy tuyển từ khác

Tùy theo ứng dụng và đặc điểm nguyên liệu, bạn có thể cân nhắc các giải pháp thay thế:

• Máy tuyển từ con lăn: Giải pháp tiết kiệm hơn, lắp thay con lăn đầu băng tải, không cần motor riêng.
• Máy tuyển từ khô: Phù hợp cho nguyên liệu dạng bột, hạt khô như ngũ cốc, thức ăn chăn nuôi.
• Máy tuyển từ ướt: Dùng cho tuyển quặng dạng bùn, huyền phù với hiệu suất thu hồi cao hơn.

Xem thêm tất cả sản phẩm máy tuyển từ của Nam Châm Hoàng Nam.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Nên chọn lắp cross-belt hay in-line để hút hiệu quả hơn?

Bố trí dọc theo hướng dòng (in-line/longitudinal) thường cho kết quả tốt nhất vì vật liệu ở trạng thái free flow, còn bố trí ngang (cross-belt/lateral) cần lực từ lớn hơn để đạt cùng hiệu quả nhưng tiết kiệm không gian. Nếu có thể bố trí ở vùng đầu băng nơi vật liệu đang rơi, hãy chọn in-line.

Chiều cao treo bao nhiêu là hợp lý?

Đa số thiết kế permanent phù hợp khi đặt tối đa khoảng 300 mm phía trên băng (tính tới đỉnh burden), và càng gần vật liệu càng tốt nhưng phải tránh surge va đập. Với điện từ có trường xuyên sâu hơn, có thể treo cao hơn nếu cần.

Vì sao đôi khi đặt nam châm "mạnh" mà vẫn không hút được sắt?

Vì sắt có thể bị vùi sâu trong burden, làm tăng khoảng cách hiệu dụng. Điện từ có độ xuyên sâu lớn hơn nên phù hợp lớp liệu dày, còn permanent thường nông hơn. Cần đánh giá đúng h_eff = h_susp + h_cover khi chọn thiết bị.

Có thể dùng rare-earth (NdFeB) để bắt sắt lớn như rebar không?

Rare-earth thường có độ xuyên sâu nông hơn và không phù hợp để tách các tramp iron nặng/bulky vì va đập mạnh có thể làm hư thiết bị và ảnh hưởng nam châm. Với rebar lớn, nên dùng ferrite hoặc điện từ.

Cường độ từ 700 Gauss có "đủ" không?

700 Gauss (đo tại chiều cao treo định mức trên bề mặt băng) phù hợp đa số điều kiện và có thể hút tramp iron 0.1-15 kg. Với ứng dụng khó (burden dày, sắt vùi sâu), có các mức tăng cường tới 2500 Gauss với điện từ làm mát dầu.

Điện từ có lợi thế gì ngoài "mạnh hơn"?

Điện từ bật/tắt được, rất hữu ích khi kết hợp metal detector đặt trước electromagnet để chỉ bật khi phát hiện kim loại, tiết kiệm điện đáng kể khi kim loại lẫn ít.

Vì sao cần belt có gờ (projections)?

Belt tuần hoàn có projections để mang sắt ra khỏi vùng từ và nhả xuống thùng riêng. Không có gờ thì sắt dễ trượt/rơi lại vào dòng nguyên liệu, làm giảm hiệu quả tách.

Khi nào nên cân nhắc làm mát dầu/khí?

Với điện từ kích thước lớn hoặc chạy liên tục trong môi trường nóng, làm mát tốt giúp duy trì lực từ khi chạy lâu. Có các lựa chọn làm mát khí/dầu chủ động/bị động tùy size và điều kiện môi trường.

Overband có thể làm việc ở khoảng cách lớn đến mức nào?

Overband có thể làm việc với working distances lên đến 1 mét và layer height lên đến 1 mét trong envelope ứng dụng của các hãng lớn. Tuy nhiên, khoảng cách càng xa, lực từ càng giảm theo quy luật nghịch đảo bình phương.

Trong MRF, thu hồi ferrous có thể đạt mức nào?

Các cơ sở single-stream dùng thiết bị tách hiện đại có thể thu hồi gần 98% kim loại đi qua, và có thể thu hồi kim loại nhỏ hơn 1 inch (2.54 cm) trong dòng fines với công nghệ mới.

Chi phí vận hành vĩnh cửu vs điện từ như thế nào?

Vĩnh cửu chỉ cần điện cho motor băng gạt (thường 0.75-2.2 kW). Điện từ cần thêm điện cho cuộn kích từ (có thể 3-15 kW tùy size) + hệ làm mát. OPEX điện 5 năm có thể chênh lệch đáng kể, cần tính TCO cụ thể theo số giờ chạy và đơn giá điện.

Làm thế nào để bảo vệ overband khỏi surge va đập?

Lắp cảm biến nâng hạ tự động để nâng nam châm khi burden tăng đột biến, hoặc dùng thanh gạt/sàng dàn mỏng lớp liệu trước khi vào vùng nam châm. Đây là hạng mục bắt buộc trong môi trường khai thác đá/than. Một số hệ thống hiện đại có thể kết hợp PLC để điều khiển nâng/hạ tự động theo tín hiệu từ cảm biến level.

Tuổi thọ của nam châm vĩnh cửu trong overband là bao lâu?

Với nam châm vĩnh cửu chất lượng tốt, tốc độ suy giảm từ tính thường không quá 5% trong 8 năm sử dụng. Đây là một ưu điểm lớn so với điện từ, vì không có vấn đề "coil heating" làm giảm lực từ theo thời gian. Tuy nhiên, va đập mạnh hoặc nhiệt độ quá cao có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ nam châm.

Có thể dùng overband để thu hồi inox hoặc nhôm không?

Không. Overband chỉ hoạt động với kim loại từ tính (ferromagnetic) như sắt, thép carbon, gang. Inox 304/316 (austenitic), nhôm, đồng không có tính từ và không thể bị hút bởi nam châm thường. Để tách các kim loại này, cần dùng máy tách Eddy Current (dòng điện xoáy) hoặc cảm biến kim loại chuyên dụng.