CN206732079U - 一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵，包括变压器及导流管，所述导流管包括顺次连接的竖直部、水平部及L形部，所述水平部的左端封闭，水平部的中部与竖直部的顶部相连通，水平部的右端与L形部的左端相连通，L形部的右端向下弯折，且L形部右端口处设置有射流器；水平部的中部设有磁体组件，磁体组件的左、右两侧均设有电极，所述电极与水平部直接连接，且两个电极分别与变压器的正、负极相连。本实用新型利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动镁合金熔体运动，从而实现高温镁合金熔体转移过程中的流速的平稳精准控制，提高镁合金半连续铸棒产品的品质。

Description

一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵

技术领域

本实用新型属于机械泵技术领域，具体涉及一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵。

背景技术

半连续铸造工艺是生产镁合金棒材、厚板最成熟的生产工艺之一，该工艺凭借其良好的排渣性、优异的组织、较高的效率，是镁合金生产的最常用的生产工艺之一。镁合金半连续铸造工艺一般使用气压转注或者机械泵将镁合金熔体从静置炉中转移到结晶器中，实现棒材的铸造。

气压转注是通过将炉体加盖密封，通入高压气体将镁合金熔体从静置炉中转移到结晶器中，镁合金熔体通过熔体内部流经管道进入结晶器中，能够很好防止镁合金熔体发生氧化。气压转注需要高压气源，并且在使用过程中会发生滞后反应，当铸造过程中发生事故中断时，切断气源后，炉内保持高压存在一个放气过程，在放气过程中炉内仍有压力将镁合金熔体从炉内压出，不能及时阻断镁合金熔体的流出，镁合金熔体的滞后流出会影响工人对事故现场的处置，造成事故的发生。而传统机械泵转注需要机械力，会在炉体泵口产生机械搅拌，造成溶液内部夹杂含量增加，降低产品品质，对成品率影响很大，而且机械泵需要配置专门的加热炉，设备故障率高，后期维护成本高。

实用新型内容

为了实现镁合金熔体转移过程中流速的平稳精准控制，本实用新型提供了一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵，包括变压器及导流管，所述导流管包括顺次连接的竖直部、水平部及L形部，所述水平部的左端封闭，水平部的中部与竖直部的顶部相连通，水平部的右端与L形部的左端相连通，L形部的右端向下弯折，且L形部右端口处设置有射流器；水平部的中部设有磁体组件，磁体组件的左、右两侧均设有电极，所述电极与水平部直接连接，且两个电极分别与变压器的正、负极相连。

优选地，所述水平部的横截面呈矩形，水平部与磁体组件之间设有隔热布。

优选地，所述竖直部的上部及L形部向外依次设有保温层、隔热层和金属套，所述金属套由两个半圆管对接而成，并通过管卡固定。

进一步，所述保温层由耐火水泥涂覆而成，所述隔热层由石棉布缠绕而成。

优选地，所述磁体组件包括若干块呈马蹄形的磁铁。

进一步，所述磁铁由若干马蹄形的软磁合金片叠加压紧而成。

优选地，所述竖直部的管径不小于水平部及L形部的管径。

进一步，所述导流管、金属套及射流器均由不锈钢制成，所述电极为铜电极。

本实用新型的原理是当电流流经水平部，根据右手定则（安培定则）会在水平部外部产生磁场，内部磁场叠加强度为0，通过马蹄形磁体组件后磁场强度增大，在磁体组件内会产生从N到S的磁感线；由于镁合金熔体也是良好的电导体，当导流管内充满镁合金熔体后，镁合金熔体自身也有部分电流通过，通过洛伦兹力左手法则，镁合金熔体内部电流切割磁体组件内部增强的磁力线，产生一个向上的洛伦兹力；当水平部左端被封堵后，镁合金熔体就会在向上的洛伦兹力的作用下向水平部右端流动，通过控制电流大小可以改变洛伦兹力的大小，洛伦兹力的大小与熔体的流速成正比关系。

本实用新型是一种利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动镁合金熔体运动的装置。本实用新型可以实现高温镁合金熔体转移过程中的流速的平稳精准控制，解决了气压转铸过程中镁合金熔体流速的不稳定和气压滞后反应引起的危险性问题，提高了镁合金熔体转铸过程的可控性，能够将结晶器液面控制在±1.5mm范围内，有效防止了镁合金熔体在半连铸铸造过程中液面不稳定导致的漏液等危险现象；同时，使用本实用新型可以避免炉内底部进口处的镁合金熔体搅动，避免机械泵转铸过程中产生的机械搅拌，提高了金属液的纯净度，有效避免了金属液搅动引起的溶液内部夹杂数量的增加，提高镁合金半连续铸棒产品的品质。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中导流管的结构示意图；

图3是图1中射流器的结构示意图；

图4是图1沿A-A线的剖面图；

图5是图2中L形部的横截面示意图。

具体实施方式

如图1~5所示，一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵，包括变压器1及导流管6，所述导流管6包括顺次连接的竖直部601、水平部602及L形部603，所述水平部602的左端封闭，水平部602的中部与竖直部601的顶部相连通，水平部602的右端通过转接头7与L形部603的左端相连通，L形部603的右端向下弯折，且L形部603右端口处设置有射流器5；水平部602的中部设有磁体组件，磁体组件的左、右两侧均设有电极2，所述电极2与水平部602直接连接，且两个电极2分别与变压器1的正、负极相连。

其中，所述导流管6由牌号为316L的耐热不锈钢制成，管壁厚为2.5~3.0 mm；所述竖直部601中部及下部的管径均为50 mm，较大的管径可以增大镁合金熔体存储量，防止堵管；所述L形部603的管径均为30 mm，所述水平部602是由管径为30 mm的圆形管压制成宽度为10 mm的矩形管。所述竖直部601的上部（竖直部601未浸入炉内镁合金熔体的部分）及L形部603向外依次设有保温层605、隔热层606和金属套607，所述保温层605由耐火水泥涂覆而成，保温层605的厚度不小于15 mm，所述隔热层606由石棉布缠绕而成，所述金属套607由两个钢质的半圆管对接而成，并通过钢质的管卡608固定，可以有效防止镁合金熔体转注过程中导流管6热胀冷缩引起的管道弯曲。

所述磁体组件包括主磁铁3及位于主磁铁3左右两侧的副磁铁4，所述主磁铁3及副磁铁4均由若干马蹄形的软磁合金片叠加、用夹具压紧而成，所述软磁金属片选用0.5~0.8mm厚牌号为1J22的高饱和磁感应强度铁钴钒软磁合金板材，切割成马蹄形后，去毛刺，并进行热处理以提高合金的饱和磁感应强度；所述水平部602与磁体组件之间设有隔热布604，所述隔热布604为玻璃丝布。1J22合金是现有软磁合金中饱和磁感应强度最高的合金，经过热处理可以提高该合金的饱和磁感应强度（高达2.4T），该合金的居里点很高（980℃），因此能够在850~950℃之间保持较高的磁感应强度和良好的磁稳定性；该合金的饱和磁致伸缩系数最大（60~100×10^-6），输出能量高，提高工作效率。

所述变压器1为大功率降压变压器，为电磁泵提供大额电流，从而使镁合金熔体产生电磁力通过导流管6流动，同时加热水平部602，保证镁合金熔体流动的温度，变压器1输入380 V，输出12~24 V，输出电流最大为5500 A，功率为60 kW，具备无级调整电流的输出大小功能。所述电极2为铜电极，两个电极2分别包覆水平部602的左、右两端，需要与管道充分接触，避免由于电流过大，缝隙引起火花放电烧蚀管道，引起电磁泵事故。所述射流器5由不锈钢制成，射流器5的吸入口502与L形部603的右端口相连接，射流器5左端的进气口501连接压缩空气，空气从射流器5右端的出气口503排出，可以在导流管6内产生负压，将镁合金熔体引入竖直部601顶部，在电流作用下产生电磁力。

本实用新型使用时，用弓形夹钳将变压器1两极分别固定在左、右两侧的电极2上，检查电极2与水平部602连接的可靠性，电极2导电端头上有锉纹（刻纹），以保障电磁泵与导电端头可靠接触，避免电极2松动造成打火烧蚀水平部602，造成漏液事故。检查完可靠（安全）性之后，打开变压器1，通电加热，导流管6被加热达到赤红色（750~800℃）时，将竖直部601插入炉里的坩埚内，竖直部601的底部端口与坩埚底部之间的间距不小于150 mm，防止镁熔体底部沉渣被吸入导流管6，造成堵管；L形部603的右端口伸入结晶器内；将变压器1电流调至最大，再一次加热导流管6，然后功率调至最大，在L形部603右端口处使用射流器5，使导流管6内产生负压，炉内镁合金熔体上升至水平部602后，移除射流器5，电磁泵实现启动；然后迅速降低变压器1输出电流，观察镁合金熔体流出速度，根据铸造机铸造速度调整输出电流，从而达到调整流速，控制结晶器液面的目的。在铸造过程中随着铸造的持续，炉内镁合金液面持续下降，与结晶器的液面差持续增大，要保证镁合金熔体持续稳定流出，就需要不断的增大电流，增大电磁力造成的压差，合理稳定控制流速。

在使用过程中需要注意：1、电磁泵启动阶段不允许空载时间超过10秒，空载会造成导流管6发热严重，造成导流管6损毁；2、结晶器液面应该高于炉内镁合金熔体液面，避免产生虹吸作用，造成事故危害；3、随着结晶器与炉内液面差的变化，铸造过程中需要不停的改变输出电流大小来改变电磁泵的工作功率，保持熔体流速平稳一致；4、铸造过程中一旦出现事故，需要停止铸造，应立刻按下急停键，停止电磁泵工作，防止液流持续流出造成生产事故危险。

Claims (8)

1.一种镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：包括变压器及导流管，所述导流管包括顺次连接的竖直部、水平部及L形部，所述水平部的左端封闭，水平部的中部与竖直部的顶部相连通，水平部的右端与L形部的左端相连通，L形部的右端向下弯折，且L形部右端口处设置有射流器；水平部的中部设有磁体组件，磁体组件的左、右两侧均设有电极，所述电极与水平部直接连接，且两个电极分别与变压器的正、负极相连。

2.根据权利要求1所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述水平部的横截面呈矩形，水平部与磁体组件之间设有隔热布。

3.根据权利要求1所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述竖直部的上部及L形部向外依次设有保温层、隔热层和金属套，所述金属套由两个半圆管对接而成，并通过管卡固定。

4.根据权利要求3所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述保温层由耐火水泥涂覆而成，所述隔热层由石棉布缠绕而成。

5.根据权利要求1所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述磁体组件包括若干块呈马蹄形的磁铁。

6.根据权利要求5所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述磁铁由若干马蹄形的软磁合金片叠加压紧而成。

7.根据权利要求1所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述竖直部的管径不小于水平部及L形部的管径。

8.根据权利要求1至7任一所述的镁合金熔体导流用传导式电磁泵，其特征在于：所述导流管、金属套及射流器均由不锈钢制成，所述电极为铜电极。