CN101899577A - 金属熔体在线电磁净化装置 - Google Patents
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Abstract
一种金属冶炼技术领域的带C型铁芯的金属熔体在线电磁净化装置，包括：感应线圈、C型铁芯、流槽耐火材料层、流槽保温材料层、流槽外壳和陶瓷分离器，其中：感应线圈缠绕于C型铁芯上，流槽耐火材料层和流槽保温材料层由内而外设置于流槽外壳的内壁，陶瓷分离器固定设置于流槽外壳内并与流槽耐火材料层相接触，流槽外壳与C型铁芯的两端相连并使陶瓷分离器正处于C型铁芯的空隙之中构成闭合回路。本发明在改善净化装置安全性和使用性能的同时，大幅度提高夹杂去除效率。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种金属冶炼技术领域的净化装置，具体是一种金属熔体在线电磁净化装置。
背景技术
很多高性能金属材料对夹杂物非常敏感。如用于制造有机光导体(OPC)-感光鼓基体的铝管、印刷用预涂感光(PS)板的铝基材等，均要求将夹杂物去除到极限，以最大程度降低其危害。与传统的熔体过滤法相比，电磁净化是一种新型的去除夹杂物的方法，它利用夹杂物和金属液的导电性差异，通过直接或感应的方式施加电磁力场加速夹杂物的分离，使其迅速迁移至陶瓷分离器壁面，然后通过分离器的捕获和固定作用实现夹杂的去除，其优点是更高效、更可靠。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利号ZL01142620.9，记载了一种采用电磁净化技术去除铝熔体中非金属夹杂物的装置，该装置中陶瓷分离器安装在线圈内部，铝液流过分离器时，非金属夹杂在电磁力作用下被挤压到分离器表面而分离出来。但实际操作过程中，该装置有以下几点不足：第一，陶瓷分离器需要安装在线圈内部，这样更换起来非常不方便；第二，线圈和铝液间必须由耐火材料层和保温层隔开，耐火材料层和保温层占据了线圈内部面积，分离器截面积受到限制，磁场利用率较低；第三，因为铝液不导磁，空气隙大，系统有效电感较大，导致线圈品质因素较小，感应电源输出电流和输出功率较低，限制了夹杂物的去除效率；第四，工作时线圈铜管中需要通入冷却水，铜管有可能因为老化或者外力作用发生渗漏，且线圈包裹于耐火材料内部，不便于检测线圈密封性，这样铝液从线圈内部的陶瓷分离器流过时，万一发生渗漏，很容易引起铝液爆炸，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种金属熔体在线电磁净化装置，改善净化装置安全性和使用性能的同时，大幅度提高夹杂去除效率。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：感应线圈、C型铁芯、流槽耐火材料层、流槽保温材料层、流槽外壳和陶瓷分离器，其中：感应线圈缠绕于C型铁芯上，流槽耐火材料层和流槽保温材料层由内而外设置于流槽外壳的内壁，陶瓷分离器固定设置于流槽外壳内并与流槽耐火材料层相接触，流槽外壳与C型铁芯的两端相连并使陶瓷分离器正处于C型铁芯的空隙之中构成闭合回路。
所述的感应线圈为若干空心卷曲紫铜管组成，紫铜管内部通循环水进行冷却；
所述的C型铁芯由锰锌铁氧体材料制成；
所述的流槽耐火材料层采用不粘铝浇注料预制成型；
所述的流槽保温材料层采用纳米微孔保温材料制成；
所述的流槽外壳为空心C型结构，采用hp-8型云母板制成；
所述的陶瓷分离器由陶瓷浆料挤压成型后烧结而成，为多通道的方形孔蜂窝结构，其中每个通道均与磁场方向平行，其端面呈楔形，便于在线处理时铝液通过，同时增加了陶瓷分离器的有效长度，从而最大程度的增加除杂效果。
本发明将线圈绕于C型铁芯上，将安装好陶瓷分离器的流槽置于C型铁芯的气隙位置，通过C型铁芯将线圈产生的磁场引出并作用于陶瓷分离器内的铝液，使铝液内部杂质附着于陶瓷分离器壁面而分离，这样有四个方面的优点：第一，陶瓷分离器开放式的放置方式使更换陶瓷分离器方便；第二，线圈内部磁场被C型铁芯引出后，只要C型铁芯截面积和陶瓷管匹配，磁场就会主要从陶瓷管内部通过，而且陶瓷管的长度不再受线圈长度的限制，大大提高了磁场利用率；第三，有C型铁芯后，线圈品质因素提高，电源输出电流和输出功率可显著提高，从而增大了夹杂去除效率；第四，线圈处于流槽外，即使线圈漏水，也不会流入流槽而发生危险，而且线圈不用包覆在耐火材料中，有问题可以及时发现和更换，安全性能大大提高。
本发明在线圈匝数、长度、截面积相同的条件下，分离器截面积和长度可提高40％以上，夹杂去除效率提高30％以上，同时安全性也得到改进。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明陶瓷分离器示意图。
图3为现有结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：感应线圈1、C型铁芯2、流槽耐火材料层3、流槽保温材料层4、流槽外壳5和陶瓷分离器6，其中：感应线圈1缠绕于C型铁芯2上，流槽耐火材料层3和流槽保温材料层4由内而外设置于流槽外壳5的内壁，陶瓷分离器6固定设置于流槽外壳5内并与流槽耐火材料层4相接触，流槽外壳5与C型铁芯2的两端相连并使陶瓷分离器6正处于C型铁芯2的空隙之中构成闭合回路。
所述的感应线圈1为若干空心卷曲紫铜管组成，紫铜管内部通循环水进行冷却；
所述的C型铁芯2由锰锌铁氧体材料制成；
所述的流槽耐火材料层3采用不粘铝浇注料预制成型；
所述的流槽保温材料层4采用纳米微孔保温材料制成；
所述的流槽外壳5为空心C型结构，采用hp-8型云母板制成；
如图2所示，所述的陶瓷分离器6由陶瓷浆料挤压成型后烧结而成，为多通道的方形孔蜂窝结构，其中每个通道均与磁场方向平行，其端面呈楔形相对于如图3所示的不采用楔形的形式更便于在线处理时铝液平稳地通过，并增加了陶瓷分离器的有效长度，从而最大程度的增加除杂效果。
在感应线圈1两端输入中频电流时，在C型铁芯2作用下，感应线圈电感大大降低，并在C型铁芯2气隙处产生均匀的交变磁场，将带陶瓷分离器6的电磁流槽放置于C型铁芯气隙处，使得陶瓷分离器6的内部通道平行于磁场方向，则铝液连续通过陶瓷分离器6时，铝液内部杂质将会在电磁场的作用下附着于陶瓷分离器6，达到净化铝液的效果。
本装置通过采用带C型铁芯的感应线圈和楔形的陶瓷分离器结构，感应线圈和陶瓷管内铝液组成的负载有效电感下降1/3，作用在铝液上的磁场强度增加1/3；并且陶瓷管截面积和长度增大40％以上，相同铝液流量条件下夹杂在陶瓷管内的平均停留时间增加了2/3以上，从而使电磁净化装置的除杂效果提高30％以上。
Claims (7)
1.一种金属熔体在线电磁净化装置，包括：感应线圈、C型铁芯、流槽耐火材料层、流槽保温材料层、流槽外壳和陶瓷分离器，其特征在于：感应线圈缠绕于C型铁芯上，流槽耐火材料层和流槽保温材料层由内而外设置于流槽外壳的内壁，陶瓷分离器固定设置于流槽外壳内并与流槽耐火材料层相接触，流槽外壳与C型铁芯的两端相连并使陶瓷分离器正处于C型铁芯的空隙之中构成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的金属熔体在线电磁净化装置，其特征是，所述的感应线圈为若干空心卷曲紫铜管组成，紫铜管内部通循环水进行冷却。
3.根据权利要求1所述的金属熔体在线电磁净化装置，其特征是，所述的C型铁芯由锰锌铁氧体材料制成。
4.根据权利要求1所述的金属熔体在线电磁净化装置，其特征是，所述的流槽耐火材料层采用不粘铝浇注料预制成型。
5.根据权利要求1所述的金属熔体在线电磁净化装置，其特征是，所述的流槽保温材料层采用纳米微孔保温材料制成。
6.根据权利要求1所述的金属熔体在线电磁净化装置，其特征是，所述的流槽外壳为空心C型结构，采用hp-8型云母板制成。
7.根据权利要求1所述的金属熔体在线电磁净化装置，其特征是，所述的陶瓷分离器由陶瓷浆料挤压成型后烧结而成，为多通道的方形孔蜂窝结构，其中每个通道均与磁场方向平行，其端面呈楔形。
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