螺线管磁系是新发展起来的高梯度磁选机常用的磁系。它能

较大的磁场空间产生均匀磁场。当钢毛类聚磁介质充填在这种

场中时，能得到均匀地磁化，这样便使磁性矿粒在整个分选空

受到基本相等的磁力，从而可以****分选效率。

本文在简述未铠装螺线管磁系磁场特性、磁利用率的基础

，*论述铠装螺线管磁系的磁场特性。

2 未铠装螺线管磁系的磁场特性

2.1 螺线管中心轴线上的磁场强度

图1为一圆柱形多层螺线管，在轴线 X-x′上某点 P的磁场

强度可用下式计算：

由于磁位只有相对意义，考虑到计算机计算时记录数值解和

绘场图的方便，可设

ADA=0 （3）

ACB=100 （4）

由于所论场域是一无源场，场域内各点的向量磁位函数均应

足拉普拉斯方程，即



2

A=0 （5）

用正交网格剖分场域 ABCD（图 2），使介质界面线及周界

CD均与节点重合，并设abcd长边为L（μm），宽边为W（μm），

点步距为h（μm）。经差分离散处理后，该场域拉普拉斯方程

差分表达式为

［5］

A1+A2+A3+A4-4A0=0 （6）

依此可列出场域中任一节点（abcd界面上的节点除外）上的

量磁位与其相邻四点上的向量磁位间的差分方程为

11

图7表示L/W均为3，而W各不相同的介质的磁场磁力。由

可知，当介质长宽比相同时，W小的介质，其表面附近磁场磁

较大，而其作用深度较小。

横切面积相同的各种介质的形状效应示于图8。图中曲线显

L/W>3的矩形介质各点的 By值均比圆切面的大，且跌落较

，故相应各点的By

dBy

dy

较大，因而能提供较大的磁力。计算表

，L/W=7的矩形介质表面的磁场磁力约为与其等面积的圆切

介质的3.2倍。这说明当所用的钢毛量相同时，L/W>3的矩

形钢毛比圆形钢毛能提供更大的磁力。

上面讨论了单丝介质的几何尺寸效应和形状效应。由求解过

程可知，上述结论只适用于钢毛未达磁饱和时的情况。由于钢毛

饱和磁化后，其磁场梯度不再随 B0的升高而*，因而钢毛在

磁场中的效应将与未饱和时有所不同。