鋁熔爐電磁攪拌器

鋁合金是世界工業(yè)中目前使用為廣泛的有色金屬結(jié)構(gòu)材料之一，主要大量應(yīng)用在航天工業(yè)、航空工業(yè)、船舶工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)和化工工業(yè)以及民用工業(yè)中。鋁合金的生產(chǎn)過(guò)程中，大多使用的是接觸式攪拌方法，生產(chǎn)效率低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，而且還會(huì)造成熔體的二次污染。電磁攪拌工藝技術(shù)的原理和優(yōu)勢(shì)，利用其安全性和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，提高鋁合金生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。電磁攪拌是借助電磁感應(yīng)原理，在感應(yīng)器中通以低頻電流產(chǎn)生交變行波磁場(chǎng)，熔液在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感生電勢(shì)和電流，此感生電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，推動(dòng)熔液有規(guī)律運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到攪拌目的 。通過(guò)改變行波磁場(chǎng)的方向及強(qiáng)度，便能有效調(diào)節(jié)熔液的攪拌方向及攪拌強(qiáng)度。

          

一、電磁攪拌器設(shè)備用途

      1、成分均勻化：使熔體的合金成分均勻，減少化學(xué)成分相對(duì)偏差值，滿(mǎn)足合金對(duì)成分均勻性的要求，在原生鋁生產(chǎn)和廢鋁回收中都能有效調(diào)整成分。
      2、保證熔體質(zhì)量：攪拌過(guò)程不破壞氧化層，可減少熔體吸氫及吸氧，確保熔體質(zhì)量，同時(shí)減少燒損。
      3、溫度均勻化：讓熔體上下部的溫度均勻，降低熔煉溫度，提高熔體底部合金成分的熔化程度，減少能耗。
      4、提高生產(chǎn)效率：在鋁錠重熔過(guò)程中可縮短熔煉時(shí)間，提高勞動(dòng)效率。在鋁合金的生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)去一直使用的是接觸式攪拌工藝技術(shù)，即生產(chǎn)過(guò)程中工人必須敞開(kāi)爐門(mén)，利用人工使用鐵耙直接攪拌鋁合金熔體，熱量損失非常大。
      5、減少污染：不污染鋁熔液，對(duì)于熔煉高純鋁和對(duì)鐵元素控制嚴(yán)格的合金意義重大。
      6、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度：人力操作鐵耙進(jìn)行攪拌，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也大，由于受熔爐門(mén)口大小的限制，攪拌范圍小，攪拌均勻性差，生產(chǎn)效率低，浪費(fèi)能源，也容易造成鋁合金熔體的二次污染。電磁攪拌無(wú)需人工手動(dòng)攪拌，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件 。

 

二、電磁攪拌器安裝方式

電磁攪拌器在不同的應(yīng)用場(chǎng)合有著不同的安裝形式, 鋁熔爐用電磁攪拌器主要有“ 底裝”及“ 側(cè)裝”兩種安裝形式。目前我國(guó)應(yīng)用以爐底安裝為主, 因?yàn)楦袘?yīng)器放置在爐底, 磁場(chǎng)透過(guò)爐底的耐火層作用于鋁液, 依據(jù)磁流體力學(xué)的作用原理, 靠近爐底的熔液受到較大磁場(chǎng)力的作用, 熔液上部受到磁場(chǎng)力的作用則很小, 熔液內(nèi)部越靠近爐底的部位流速和流量越大,而且有較大的作用面積, 大量的中、下部熔液強(qiáng)烈的涌動(dòng)帶動(dòng)了整爐熔液按照磁場(chǎng)力的作用規(guī)律作有規(guī)律的流動(dòng), 其攪拌效果好, 綜合經(jīng)濟(jì)效益高。側(cè)裝電磁攪拌主要是針對(duì)一些特殊應(yīng)用或舊爐改造 ( 無(wú)法安裝在爐底) 的一種安裝形式。

 

三、電磁攪拌器的工作原理

        

1，電磁攪拌器的工藝技術(shù)，其工作原理就是利用一種特殊的變頻電源，將三相交流電改變成超低頻的兩相或三相正交的交流電，然后在利用直線(xiàn)異步感應(yīng)電機(jī)的工作原理，所產(chǎn)生電磁方向和電磁大小可變的行波磁場(chǎng)，也叫平移磁場(chǎng)，在行波磁場(chǎng)的作用下，這個(gè)磁場(chǎng)可以穿過(guò)熔爐底部作用于鋁熔液，并推動(dòng)鋁熔液在鋁熔爐內(nèi)有規(guī)律的定向平行運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)熔爐內(nèi)的鋁溶液產(chǎn)生無(wú)接觸式攪拌作用。

　　2，把通入交流電的一組感應(yīng)線(xiàn)圈，在其終端產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾妷合辔徊�，再由于電磁�?chǎng)的交變作用，電磁攪拌器系統(tǒng)內(nèi)的金屬包括液態(tài)金屬，感應(yīng)產(chǎn)生震蕩磁場(chǎng)和電流密度場(chǎng)，進(jìn)而形成一個(gè)洛倫茲力場(chǎng)。正由于其之間的相位關(guān)系所產(chǎn)生的不僅僅是震蕩運(yùn)動(dòng)，而是一個(gè)使鋁液體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的力場(chǎng)。

　　3，由此可知，電磁攪拌主要是依靠電磁力對(duì)鋁液體進(jìn)行非接觸式攪拌的，不會(huì)像人工用鐵耙攪拌那樣容易污染熔體。通過(guò)改變電流的大小就可以調(diào)整攪拌力度，只要改變兩相電流的相位即可以改變自動(dòng)攪拌方向，因此攪拌方便而充分，使熔體的溫度和鋁合金成分均勻生產(chǎn)。

　　4，電磁攪拌工藝一般由低頻電源裝置、變頻控制器、隔離變壓器、電氣控制柜、爐底感應(yīng)器和冷卻系統(tǒng)等部分組成。其中變頻控制器是電磁攪拌工藝技術(shù)的核心的部分；感應(yīng)器應(yīng)放置于鋁熔爐的底部，由鐵心和線(xiàn)圈構(gòu)成；冷卻系統(tǒng)主要用于冷卻感應(yīng)器的鐵心和線(xiàn)圈，使鐵心和線(xiàn)圈不會(huì)因熔爐溫度過(guò)熱而遭到損壞。  

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