1 永磁强磁选机磁系结构特点
磁系结构决定磁场分布特性，磁场特性包含磁场强度（磁感应强度）、磁场梯度（深度）、磁场方向等，合理、有效的磁系结构是磁选机设计的核心。
1.1 磁系结构
筒式强磁选机磁系设置在筒体内部，具有维护简便，使用寿命长的特点。目前，在筒式磁选设备中的常用的磁系为开放式磁系，常规磁系磁极极性沿磁系圆周方向N、S极交替，或沿轴向N、S级交替。这种磁系磁场分布特点是，磁场作用深度大，磁感应强度值高，适用于强磁性矿物分选，目前工业应用的磁感应强度均值约最高达700 mT。
另一种典型磁系结构是挤压磁系，N极与N极、S极对S极对极布置，这种磁系磁场通过磁极间的导磁介质将磁场强行挤压到空气中，之后再形成磁系回路，在导磁介质对应的位置形成强磁场区域。磁场强度值远远高于常规开放式磁系，磁系表面磁感应强度可达1T以上。同时挤压磁系沿圆周方向极性不变，没有磁翻滚现象，减少了磁性物的流失，适用于对弱磁性矿物的分选。
对赤铁矿、褐铁矿等弱磁性矿石进行粗颗粒预选时，所需的磁感应强度在0.8 T以上，同时需要一定的磁场深度。常规磁系受结构限制，无法提供足够的磁场强度，不适于对弱磁性矿物的选别。
1.2 磁场模拟
永磁辊式强磁选机和永磁挤压筒式磁选机的磁系结构基本相同，均是采用两个同极性的磁极挤压在一起，使磁力线沿着两者之间的导磁板传递出去，形成N、S极沿轴向交替的磁系形式。导磁介质上的磁通密度很大，在其两端产生比较高的磁场，磁系结构如图1所示。
传统两面挤压磁系结构中，由于导磁介质的两端均处于开放状态，磁力线从两端同时发散出去，在磁系内外均形成较强磁场。如图2所示。
两面挤压磁系内外磁场分布特性相似，磁系近表（5 mm处）值较高，可达1T以上，不过磁场衰减较快，15 mm处接近500 mT，磁场高值降幅已达50%，50 mm处已经较低，约40mT左右，如图3所 ’示。由于挤压磁系近高远低、衰减快的特点，决定了 2该种磁系主要利用近表磁场进行分选，分选空间小，分选颗粒粒度小。
两面挤压磁系结构中，由于导磁介质的两端均处于开放状态，磁力线从两端同时发散出去，这就降低了导磁板一端的磁场强度，使筒体或辊体表面的磁场降低，而且降低了磁场的作用深度。永磁强磁选机：
2 永磁强磁选机的磁系优化
挤压磁系只有具备足够的磁感应强度和较高的磁场作用深度，才能满足大颗粒矿石的分选要求。为了提高磁感应强度，在上述的双面挤压磁系结构中，导磁板对磁路的形成起到重要的作用，导磁板构成了磁力线的主要通道，所以要想调节挤压磁系表面的磁场特性，可以先从导磁板结构人手。
在传统磁系结构的基础上，将导磁板的位置及尺寸进行调整，导磁板与磁极在磁系外表面仍然对齐，降低导磁板径向尺寸，如图4。观察该磁系的磁场分布情况，可见内部磁感应强度有所降低，外部磁感应强度得到了提高，如图5所示。这说明，改变导磁板结构可以有效提高磁系表面的磁感应强度。
2.1 磁极径向尺寸分析
调整后挤压磁系与常规挤压磁系相比，调整了导磁板尺寸与导磁板配合，通过导磁板向磁系外发射磁力线。导磁板的结构直接关系到挤压空间磁力线的传导效果。
为了探索导磁板尺寸对磁系磁场的影响因素，假设一种磁系参数结构，为了满足粗粒分选要求，设定导磁板厚度为较大值，然后对不同导磁板尺寸磁系进行模拟，得到了相应的磁场变化曲线，如图6。
由图6可见，随着导磁板尺寸风的递增，磁系5mm处磁感应强度依次递增，导磁板尺寸约45 mm时，磁感应强度最高。从50 - 80 mm，磁感应强度呈下降趋势，下降趋势小于曲线上升趋势。也就是当震磁系尺寸H1:H=0.5-0.65时磁感应强度较高。初步分析产生这种现象原因，主要是因为，当导磁板尺寸Hi较小时，传导磁力线的导磁介质较小，降低了主磁极挤压磁场磁能的集中扩散，导致磁系表面磁场较弱，当H1处于合理尺寸时，有利于主磁极磁力线的传导，磁感应强度达到最大值。
在主磁极尺寸和导磁板宽度相同的情况下，对比常规挤压磁系与调整后挤压磁系磁场特性，调整后磁系磁感应强度最大值提高了11.1%。在磁系表面10 mm处，磁感应强度提高了5.3%，如图7所示。
2.2 磁极厚度比例分析
主磁极参数是影响三面挤压磁系磁场特性的重要因素。直接影响磁系磁感应强度和磁场作用深度。固定导磁板的位置，对主磁极的厚度w参数进行分析，设定W不变，改变导磁板F真，设置 W真：Ⅳ等于1：3、1：4、1：5的三种磁系，对其分别进行分析。
由于主磁极径向尺寸H仅会影响磁系实际磁场的强度水平，要分析其厚度规律，可以预先设定尺寸刀，值。上节中分析到H1:H=0.5-0.65时，磁感应强度值较高，因此设定H1= 50，见表 1。
对三种磁系进行仿真模拟，分别获得磁场衰减曲线，并进行对比，如图8所示。0-10 mm范围内，磁感应强度从大到小依次为：1:5磁系，1：4磁系，1：3磁系，即 1：5磁系表面以及近表面区域磁感应强度较高，说明主磁极与导磁板厚度之比较大时，对磁感应强度的提高作用明显。10 - 80 mm，磁感应强度从大到小依次为1：3磁系、l：4磁系、1:5磁系，此种顺序与0-10 mm范围内情况相反，说明主磁极与导磁板厚度之比较大时虽然能够提高磁系近表区域磁感应强度，但是距离磁系较远区域磁感应强度不易提高，即该种比例磁系，磁场作用深度较差。1：3磁系虽然具有较好的磁场深度，不过磁系近表区域磁感应强度较之其它两种磁系均较低，例如5 mm处磁感应强度小于1T，不利于粗粒级弱磁性矿的分选。
总体来看，当w1：w=1：4时，磁系磁场分布情况较好，此种磁极配比磁系，不仅距离磁系5 mm处磁感应强度大于1T，同时具有较高的磁场梯度值和较好的磁场作用深度。
2.3 周向N.S极交替磁系方案
通过分析，新型挤压磁系具有较好的磁场分布特性，可以将新型挤压磁系结构应用在周向N、S极交替磁系上，如图9。与轴向N、s极交替磁系相比，整体磁感应强度略有降低，不过仍然具有较高的磁场强度和磁场作用深度，比传统两面挤压磁系高2%，提高幅度降低是因为周向N、S极交替磁系磁力线发散所致，如图10。同时5 mm处场强接近1T，满足弱磁性矿分选对磁场强度的要求，不过实际应用效果有待进一步试验验证。
3 结论
1)传统挤压磁系结构中，导磁板是磁系的关键组成部件，主磁极通过导磁板向内外发散磁力线，使磁系内外均形成较强磁场分布，这种磁场分布特性造成了磁能的浪费，不利于对矿石的分选。通过调整导磁板尺寸设计了新型挤压磁系，该磁系提高了磁能利用率，可以有效提高外侧磁场强度和磁场作用深度，在主磁极规格和导磁板宽度相同的情况下，通过计算机磁场仿真模拟，调整导磁板，磁系磁感应强度最大值提高了11.1%。在磁系表面 10 mm处，磁通密度提高了5. 3%。
2)为了探讨磁极尺寸配比问题，对新型磁系导磁板径向尺寸和磁极厚度比例分别进行了多条件仿真模拟，结果证明当导磁板与主磁极径向尺寸比为0.5-0.65时，磁感应强度值较高，导磁板与主磁极宽度比为1:4时，具有较好的磁场分布特性。
3)将新型挤压磁系结构运用在周向N、S极交替磁系上，与轴向交替磁系相比，磁感应强度略有降低，但磁场分布特性仍较好，其应用效果有待验证。
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