CN201151734Y - 集中短距绕组炉底电磁搅拌器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集中短距绕组炉底电磁搅拌器。本实用新型包括：水平设置的电磁搅拌器铁芯，铁芯的芯齿向上均布，芯齿上嵌入线圈，磁轭位于铁芯下部，铁芯磁路设置为开路，用于形成行波磁场搅拌金属熔液；采用两相正交集中短绕距线圈，或三相集中短线距线圈，线圈绕组为水平设置，且各绕组均嵌在铁芯的芯齿上，用于形成行波磁场带动金属熔液定向移动；所述的铁芯和线圈设在一个拖动小车上，用于将电磁搅拌器水平移动的设置在熔炼炉底部；所述的拖动小车与铁芯和线圈之间设置有液压升降装置，用于将电磁搅拌产生行波磁场的工作平面垂直的升至熔炼炉底部。本实用新型能够降低能耗、提高金属收得率、均匀合金成分、减少偏析、缩小熔液上下温差等。

Description

集中短距绕组炉底电磁搅拌器

技术领域

本实用新型涉及冶金熔炼电磁搅拌器，特别指一种集中短距绕组炉底电磁搅拌器。

背景技术

目前铝的熔化目前仍以反射炉为主，这是由于其设备费低廉、操作简单、燃料费比较便宜，生产运行较经济等原因。但是，另一方面，反射炉与熔炼炉相比，由于无搅拌作用，难于使成份均匀化；并且存在熔液的表面和底部、燃烧室和敞开的保温室之间产生温差等缺点。过去解决这一缺点的办法是采用机械式或减压式搅拌装置，由于必定存在与熔液接触的部分，因而存在消耗品增加、铝液污染、操作和维护麻烦等难点。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进、创新，提供一种集中短距绕组炉底电磁搅拌器。

本实用新型的技术方案是：构造一种设置在熔炼炉底部的电磁搅拌器结构，其特点是：

水平设置的电磁搅拌器铁芯，铁芯的芯齿向上均布，芯齿上嵌入线圈，磁轭位于铁芯下部，铁芯磁路设置为开路，用于形成行波磁场搅拌金属熔液；

采用两相正交集中短绕距线圈，或三相集中短线距线圈，线圈绕组为水平设置，且各绕组均嵌在铁芯的芯齿上，用于形成行波磁场带动金属熔液定向移动；

所述的铁芯和线圈设在一个拖动小车上，用于将电磁搅拌器水平移动的设置在熔炼炉底部；

所述的拖动小车与铁芯和线圈之间设置有液压升降装置，用于将电磁搅拌产生行波磁场的工作平面垂直的升至熔炼炉底部。

本实用新型在熔炼炉底部设置电磁搅拌器，对熔炼炉中的铝液进行搅拌，从而能够降低能耗、提高金属收得率、均匀合金成分、减少偏析、缩小熔液上下温差等。电磁搅拌装置是一种基于直线电机原理的简单的装置，炉内的全部熔液能在非常短的时间内被均匀地搅拌。这种搅拌装置几乎消除了反射炉的缺点，并且也能方便地解决以往搅拌装置的全部难点。由于电磁感应，在熔液内产生推力，却与熔液没有任何接触，确实是一种免维修、真正理想的搅拌方法。

本实用新型有以下有益效果：

1、成份的均匀化并消除偏析，提高产品质量。与其它方式相比，由于可以通过调节搅拌器的各参数来调节搅拌力，所以搅拌作用可非常强烈，致使炉内所有熔液快速且均匀地被搅拌，因此，熔液成份均匀化而完全不会产生偏析。对镁、钛、硅等合金含量高的熔液，电磁搅拌器的作用更加明显。

2、缩短熔化时间、降低能耗，节省生产成本。由于熔液强烈地被搅拌，相当于提高了冷料的导热率，所以冷料的熔化加速，缩短了熔化时间。与此同时，由于在熔液和冷料之间进行了强制接触，在数分钟内消除了熔液表面和底部的温度差(幅度为100～150℃)，整个熔液的温度降低，从而提高了辐射热的吸收，减少了热损失，降低了能耗。

3、防止氧化，提高原料的利用率，增大效益空间。在提高原料的利用率上，防止熔液的氧化是重要的。由于电磁搅拌作用，降低了熔液表面的温度、缩短了熔化时间，因而有效地遏制了熔液的被氧化，显著地提高了原料的利用率。

4、实现了自动控制甚至遥控且维护方便简单。在以往的搅拌装置中，需要人力和特殊的工具进行搅拌。但电磁搅拌器却能够进行全自动或远程控制，而且与熔液没有直接接触，几乎不需要维护。

5、实现了熔液温度的精确控制。溶液温度是不均匀的，即使进行温度检测，也不能测定熔液的正确温度。由于电磁搅拌已使熔液温度整体上均匀化，使得进行熔液温度的精确控制成为可能。

6、缩小反射炉的安装面积。由于熔液表面的吸热提高，在设计炉子时，可以加大深度而减少表面积，从而谋求缩小安装面积。

附图说明

图1为本实用新型主视图

图2为图1俯视图

图3为熔炼炉炉底电磁搅拌器示意图

图4为电磁搅拌器安装在中间熔液运动示意图

图5为电磁搅拌器安装在侧部熔液运动示意图

图6为两相正交集中短矩线圈绕组简图之一

图7为两相正交集中短矩线圈绕组简图之二

图8为三相集中短矩线圈绕组简图之一

图9为三相集中短矩线圈绕组简图之二

具体实施方式

由图1至7可知，本实用新型包括：

水平设置的电磁搅拌器铁芯2，铁芯2的芯齿向上均布，芯齿上嵌入线圈3，磁轭位于铁芯2下部，铁芯2磁路设置为开路，用于形成行波磁场搅拌金属熔液；

采用两相正交集中短绕距线圈3，或三相集中短线距线圈3，线圈3绕组为水平设置，且各绕组均嵌在铁芯2的芯齿上，用于形成行波磁场带动金属熔液定向移动；

所述的铁芯2和线圈3设在一个拖动小车4上，用于将电磁搅拌器水平移动的设置在熔炼炉底部；

所述的拖动小车4与铁芯2和线圈3之间设置有液压升降装置5，用于将电磁搅拌产生行波磁场的工作平面垂直的升至熔炼炉底部。

本实用新型所述的铁芯2和线圈3设置在一个外壳1内，外壳1的上部为电磁搅拌的工作面，外壳1的下部包括铁芯2的底部连接液压升降装置5。所述的拖动小车4一侧连接电磁搅拌器拖链，用于设置电缆。所述的拖动小车4的底部设置有移动轨道7，拖动小车4的滚轮设在移动轨道7上。所述的移动轨道7的下端设置有电缆沟8，电磁搅拌器拖链6设置在电缆沟内。

本实用新型的工作原理：

行波磁场电磁搅拌器由搅拌器铁芯、线圈和非磁性不锈钢壳体构成。行波磁场电磁搅拌器和直线电机一样，都是由普通异步电动机的定子演变而来。它可看作是将一台异步电动机的定子沿径向剖开，然后将电机的圆周展成直线，即形成行波磁场电磁搅拌器。这样原来沿圆周旋转的旋转磁场变成向一个方向行进的行波磁场。金属熔液则替代电动机的次级，从而构成行波磁场电磁搅拌器(简称STS)。

行波磁场电磁搅拌器与异步电动机的区别如下：

1、行波磁场电磁搅拌器的铁芯是断开的，磁路是开路的；异步电动机的铁芯是闭合的，磁路亦是闭合的。

1)由于行波磁场电磁搅拌器各相绕组在铁芯的位置不对称，即使在外加电压对称的情况下，三相电流亦不平衡。为此，一般采用两相在空间正交的绕组形式，确保两相阻抗相等，两相电流基本平衡。三相绕组电磁搅拌器一般要加辅助绕组使电流平衡。

2)由于磁路开路，除产生正向行波磁场外，还伴随有反向行波磁场和脉振磁场。

2、由于熔融金属是连续导体，其中的感应电流可以在其内部自行闭合，而电动机的感应电流只能沿转子中导条流动并在两端的短路环内闭合。

如图3所示，在炉底10设置电磁搅拌器11，当馈给感应器两相交流电时，就产生行波磁场

，由于该磁场的作用，在熔液9内产生感应电势，从而产生感应电流

(遵循右手定则)。该感应电流与当地磁场相互作用在熔液内产生电磁推力

(遵循左手定则)。

如图4、5所示，因为该推力沿行波磁场方向作用，推动熔液作旋转运动。并且，因为该推力具有水平分量和垂直分量，因此使熔液向上作倾斜流动，造成熔液上下层的温度均匀化的效果。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前题下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1、一种集中短距绕组炉底电磁搅拌器，其特征在于包括：

水平设置的电磁搅拌器铁芯(2)，铁芯(2)的芯齿向上均布，芯齿上嵌入线圈(3)，磁轭位于铁芯(2)下部，铁芯(2)磁路设置为开路，用于形成行波磁场搅拌金属熔液；

采用两相正交集中短绕距线圈(3)，或三相集中短线距线圈(3)，线圈(3)绕组为水平设置，且各绕组均嵌在铁芯(2)的芯齿上，用于形成行波磁场带动金属熔液定向移动；

所述的铁芯(2)和线圈(3)设在一个拖动小车(4)上，用于将电磁搅拌器水平移动的设置在熔炼炉底部；

所述的拖动小车(4)与铁芯(2)和线圈(3)之间设置有液压升降装置(5)，用于将电磁搅拌产生行波磁场的工作平面垂直的升至熔炼炉底部。

2、根据权利要求1所述的集中短距绕组炉底电磁搅拌器，其特征在于所述的铁芯(2)和线圈(3)设置在一个外壳(1)内，外壳(1)的上部为电磁搅拌的工作面，外壳(1)的下部包括铁芯(2)的底部连接液压升降装置(5)。

3、根据权利要求1所述的集中短距绕组炉底电磁搅拌器，其特征在于所述的拖动小车(4)一侧连接电磁搅拌器拖链，用于设置电缆。

4、根据权利要求1所述的集中短距绕组炉底电磁搅拌器，其特征在于所述的拖动小车(4)的底部设置有移动轨道(7)，拖动小车(4)的滚轮设在移动轨道(7)上。

5、根据权利要求4所述的集中短距绕组炉底电磁搅拌器，其特征在于所述的移动轨道(7)的下端设置有电缆沟(8)，电磁搅拌器拖链(6)设置在电缆沟内。

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