CN202229617U - 锌铝合金熔炉电磁搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，包括磁场发生感应器、升降机构、行走机构、电气控制装置和变频电源，所述磁场发生感应器内部排布有可控硅铁芯并缠绕感应线圈，本实用新型设置在锌铝合金熔炉炉底，开启变频电源后产生电流，从而通过感应线圈在所述磁场发生感应器中产生一个行波磁场，此行波磁场穿透炉底的不锈钢板及炉衬作用于锌铝合金溶液，使该溶液产生有规律的移动从而达到搅拌的目的。改变变频电源的电压、频率和相位，即可改变搅拌力的大小和方向，通用性较高。

Description

锌铝合金熔炉电磁搅拌装置

技术领域

本实用新型属于合金熔炼工艺技术领域，具体涉及一种锌铝合金熔炉电磁搅拌装置。

背景技术

在锌铝合金熔炼工艺操作中，当该溶液在熔炉中完全融化后，要进行搅拌使该合金的不同成分元素充分搅拌混合均匀。现有技术均采用人工搅拌方式或机械搅拌方式，都需将钢铁制的工具或搅拌器伸进熔炉炉腔进行搅拌，从而带动合金熔体旋转达到搅拌目的。这种搅拌方式中的钢铁制的工具和搅拌器与合金熔体直接接触，容易使钢铁制工具逐渐被腐蚀而掺入杂质，影响合金质量。钢铁制工具或搅拌器在搅拌使用过程中产生损耗，并多次使用容易损坏。同时这种搅拌方式必须打开炉门或炉顶将钢铁制工具或搅拌器伸入熔炉炉腔，因而人工操作复杂并增加了劳动强度也带来了熔炉的热量损失，影响熔炼速度。

针对上述问题的改进，现有技术中出现了使用电磁设备进行搅拌的工艺，具体的方式是通过铁芯产生磁场，通过磁场力来进行搅拌。这种设备中通常需要旋转装置，对磁场发生装置进行旋转，产生的感生电流作用在合金熔体金属上，改变电流方向产生搅拌作用。这种设备在使用时本身需要旋转移动，并非完全采用电磁搅拌，而是通过旋转装置应用了一部分向心力进行搅拌，设备使用寿命不高，搅拌效率并没有得到大幅度提高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，采用电磁搅拌方式对熔炼中的锌铝合金熔体进行无接触有效搅拌，避免搅拌器与合计熔体的接触损耗和杂质混入，使熔体的化学成分及温度均匀化提高了成品率，同时可减少氧化渣的形成减少烧损，实行关门搅拌减少热量损失和环境污染，缩短熔炼时间，同时提高搅拌工艺的自动化程度及熔炼自动化水平。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

一种锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，所述搅拌装置包括安装于锌铝合金熔炉底部，能够通过开启电源形成电流并产生行波磁场、实现对熔炉内的锌铝合金溶液进行完全电磁搅拌的磁场发生感应器；安装在所述磁场发生感应器底部，能够任意方向移动的移动组件；通过电缆与所述磁场发生感应器连接，为其供电的电源及电气控制系统。

所述磁场发生感应器内部安装可控硅铁芯并缠绕感应线圈。硅铁芯数量和排布为任意的，是根据合金重量、熔炉体积等参数进行变化的。启动电源供电后的感应线圈产生一个行波磁场，此行波磁场穿过炉底作用于锌铝合金熔液，产生感应电流，与交流磁场共同作用产生磁场力，推动锌铝合金熔液流动，通过改变电源电压、频率和相位，即可改变磁场力的大小、方向，从而达到搅拌的目的。

所述移动组件包括依次上下安装的能够自由无机的向上或向下运动的升降机构和能够使所述磁场发生感应器前进或后退的行走机构。移动组件满足了磁场发生感应器置于熔炉底部的适合位置，即满足了高低的需求，又满足了工位变化和检修的需求。

所述电源及电气控制系统包括变频电源和与其连接的电气控制柜。

在本设备使用时，通常情况下变频电源为磁场发生感应器提供工频50Hz的工频交流电变成频率为0.5-3Hz的两相低频电源。该电源通入感应器线圈后将产生一个行波磁场，此行波磁场穿透炉底的不锈钢板及炉衬作用于锌铝合金熔液，使该熔液产生有规律的移动从而达到搅拌的目的。

所述变频电源同时为移动组件供电。

所述电气控制柜控制磁场发生感应器变频，同时控制升降机构和行走机构的上下运动和进退运动。

本实用新型的有益效果为：

1.使用该电磁搅拌方式进行锌铝合金熔体搅拌，为非接触搅拌，则无需开启炉门可减少熔体的吸氢和吸氧，同时可减少烧损(相对值)20％-25％，；同时避免钢铁制工具或搅拌器损耗和杂质的混入，因而不污染熔体合金溶液确保熔体质量。

2.电磁搅拌方向，搅拌时间和换向时间可控，使炉内上下部温度均匀(上下部温差降至5度以内)减少并可缩短时间，提高融化效率(提高效率20％-30％)并使熔体的合金成分均匀，所有合金成份的相对偏差值不超过10％亦提高了成品率。

3.电磁搅拌的强度(电压比)和搅拌频率可控，则可以利用电磁旋流搅拌装置设定为单一方向搅拌。辅助人工扒渣的目的，从而减少了劳动强度。控制其强度以不破坏表面氧化层为原则，这样可以进一步降低烧损率，同时又可以达到搅拌目的。提高搅拌速度，引起枝晶的折断破碎与增值，达到细化晶粒的目的并可使晶粒球化。对流促使凝固层内的气泡分离和浮出，从而消除铸锭层表面的气孔和促使凝固界面附近夹杂物的分离，加速夹杂物浮出，较好地实现夹杂物与金属的分离，从而提升了产品质量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型做进一步说明。

如图1，是本实用新型的结构示意图，包括磁场发生感应器1，其底部依次安装升降机构2和行走机构3，磁场发生感应器1还通过电缆连接电气控制柜5和变频电源4，磁场发生感应器1内部还设置缠绕有感应线圈的硅铁芯6。

以下是不同应用场合的搅拌工艺推荐模式。

由锌锭熔化来配制锌铝合金：在熔化到三分之一液体时，控制行走机构3使磁场发生感应器1到达合适的工位，控制升降机构2使磁场发生感应器1到达合适的高度，靠近熔炉底部，启动变频电源4为磁场发生感应器1提供变频电源从而让磁场感应发生器产生磁场，在磁场作用下进行第一次搅拌，本次搅拌时间应不超过5分钟，搅拌结束后控制升降机构2回复原位，控制行走机构3回复到检修位；在熔化到一半液体时重复操作以上步骤进行第二次搅拌，本次搅拌时间应不超过8分钟；在熔化到三分之二至四分之三液体时重复操作以上步骤可进行第三次搅拌，本次搅拌时间应不超过12分钟，前三次搅拌都是在熔化的过程中分段实施的搅拌，其主要目的是为了缩短整体的熔炼时间，提高生产效率；在锌锭全部熔化完毕并添加了各种合金材料(或精炼剂)后重复操作以上步骤可进行第四次搅拌，本次搅拌时间应不超过15分钟，有些成分要求较高的合金如果搅拌后化验成分均匀性不符合要求，则应追加搅拌5分钟，其主要目的是为了达到合金成分和熔体上下温度的均匀；在实际搅拌时，应以能够在端部看到有类似水被烧开的小波浪而又不破坏氧化层为原则，这样可以进一步降低烧损率，同时又可以达到搅拌目的。

如果炉门的开口与搅拌力的方向一致，则可以利用电磁旋流搅拌装置辅助人工扒渣，搅拌方式设定为单一方向搅拌，利用强大的搅拌力迫使氧化渣朝着炉门口的方向移动从而达到辅助扒渣的目的。

经实际生产总结，采用电磁搅拌装置后单台熔炉熔炼总时长为2-2.5小时，比使用机械搅拌方式下的熔炼总时长4小时缩短为三分之一。

提高搅拌速度达480r/min时，引起旋流降低了熔体中的温度梯度以及界面外的成分过冷使初生相生长受到抑制，引起枝晶的折断破碎与增值，因而碎化了晶粒，达到细化晶粒的目的并可使晶粒球化。并利用着金属液中夹杂物颗粒两者之间的电导性差异而将它们分离因此金属液中夹杂物迁移速度大大增加，促使凝固界面附近夹杂物的分离，加速夹杂物浮出，因而大大提高了净化效率，从而提升了产品质量。

Claims (5)

1.一种锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，其特征在于所述搅拌装置包括安装于锌铝合金熔炉底部，能够通过开启电源形成电流并产生行波磁场、实现对熔炉内的锌铝合金溶液进行完全电磁搅拌的磁场发生感应器；安装在所述磁场发生感应器底部，能够任意方向移动的移动组件；通过电缆与所述磁场发生感应器连接，为其供电的电源及电气控制系统。

2.如权利要求1所述的锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，其特征在于所述磁场发生感应器内部安装可控硅铁芯并缠绕感应线圈。

3.如权利要求1所述的锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，其特征在于所述移动组件包括依次上下安装的能够自由无机的向上或向下运动的升降机构和能够使所述磁场发生感应器前进或后退的行走机构。

4.如权利要求1所述的锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，其特征在于所述电源及电气控制系统包括变频电源和与其连接的电气控制柜。

5.如权利要求4所述的锌铝合金熔炉电磁搅拌装置，其特征在于所述变频电源同时为移动组件供电。

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