用电磁搅拌技术改进铝电解铸造车间混合炉铝液的搅拌方式

用电磁搅拌技术改进铝电解铸造车间混合炉铝液的搅拌方式[摘要]:原铝电解铸造车间铝液混合炉配料采用人工铁耙搅拌，对生产存在配料不均、劳动强度大等诸多不利因素。采用电磁搅拌技术后，避免了铁耙搅拌带来的弊端。本文主要介绍电磁搅拌的工作原理以及采用搅拌器后的应用效果。[键关词]:电磁搅拌混合炉EMSusedelectrolytictechnologytoimprovethemixingofmoltenaluminumfoundryfurnaceLIHai-yuLIUJin-liang（ChinaAluminiumCo.，LtdQinghaiDatong，810108）[Abstract]:Mixingoriginalelectrolyticaluminumfoundryfurnaceironrakeartificialingredientsmixingoftheingredientsexistunevenproduction,labor-intensiveandmanyotheradversefactors.Usingelectromagneticstirringtechniques,andtoavoidtheevilsofmixingironrake.Thispaperdescribestheworkingprincipleandtheuseofelectromagneticstirringeffectaftertheblender.[Keywords]:electromagneticmixing、relationsfurnace一、 引言我公司是大型的铝冶炼企业，铝锭产量达40万吨。铸造车间铝锭生产的铝液混合炉采用铝液加固体（添加元素）调配，采用人工用铁耙搅拌，使添加的元素混合尽量均匀。但熔体上下温差很大，合金元素不能很好地扩散均匀，且熔化不完全的微颗粒进入铸锭（或铸件），造成组织缺陷，另外，劳动强度大，时间长，炉内热损大，铁工具腐蚀污染（Fe元素增加）熔体。同时，添加元素分布不均匀，铝液上、下温差大（温差50°C），达不到铝合金铸造的要求，直接影响铝锭铸造的质量，还会增大氧化烧损。为了解决以上问题，我公司采用电磁搅拌技术对铸造车间的搅拌方式进行改进，经实践证明，电磁搅拌的采用解决了铁耙搅拌带来的弊端，大大提高了铝锭质量和工作效率，改善了工人的劳动强度。二、 电磁搅拌器工作原理及组成电磁搅拌器主要由变频电源、感应器、冷却系统及台车系统组成。变频电源将50HZ的工频电源转换成低频电源供给感应器工作，安置在炉底的感应器产生一低频行波磁场作用于铝溶液，使铝溶液运动，其流动示意图如图一所示。由于电磁搅拌器的功率较大，一般还设有冷却系统，为设备的相关部分散热，为了使感应器移动，往往还设有托动系统。电磁搅拌为非接触式搅拌，因此，搅拌过程中不会污染铝液，此外通过调整低频电源的输出频率、电压及相位便可方便地调整搅拌力的大小和方向，因此，使用电磁搅拌器实时搅拌方便、充分，可以满足搅拌工艺的需求。图一溶液流动示意图三、电磁搅拌的特点本搅拌器的感应器可以在炉底内、外行走，以便使感应器在需要维修时打开炉底，平时停在炉底工作为。本搅拌器采用了比较完善的电路保护措施。电源输入端采用隔离变压器，使电网与本系统隔离，从而提高设备的安全性和可靠性。并且，在其工作时既能减少电网对设备的十扰，也能抑制设备对电网的干扰。电源一次侧设有过压、过流保护，可抑制瞬间过电压、过电流的冲击。二次侧设置有输入电抗器，品闸管采用了阻容吸收、抑制、快速溶断器以及辅助继电器等保护手段。水冷却系统中纯水冷却装置具有水位报警、水压报警及电导率报警等功能，感应器设有水流开关等保护措施；常规电器控制中采用了PLC进行复杂的逻辑控制，增强了设备工作的稳定性及可靠性。当然，由于本设备是一个感性负载，功率因数还是比较低，大约为0.5左右。可选用相应的电容补偿柜以提高功率因数。另外，还有下列功能。1）电磁搅拌与溶液无物理直接接触，可减少废铝的产生。2） 可以改善溶体的整体偏析，可细化品粒，提高金属的结品质量。3） 大幅度降低工人的劳动强度。4） 搅拌方向及搅拌强度可任意调节。5） 操作维护简单便捷。6） 节约能源，提高生产效率。7） 操作简单方便。四、 采用电磁搅拌产生的效益电磁搅拌工艺在我国铝熔铸行业中的应用已有10多年的历史，它产生的巨大经济效益已被许多厂家证实，下面分几个方面加以分析。电磁拌器的最主要作用是大幅度提高和稳定产品质量，因而将会提高我们产品的市场竞争力，这是一个潜在的经济效益，是目前无法定量计算的。由于使用电磁搅拌可以使整体熔炼时间缩短20%，如果我们按日产25吨的熔炼炉熔炼铝锭，一年按300个工作日来算的话，正常年加工铝量为7500吨，若按缩短20%熔炼时间即可增加20%的产量，那么一台铝熔炉一年就可以多生产1500吨铝合金，若按加工一吨铝可产生2000元毛利来算，一年可多创利300万元。由于使用电磁搅拌器可以减少烧损0.5%，若按一台炉年产7500吨铝，按减少烧损0.5%来计算，则一年可多产37.5吨铝，如按每吨成品铝价格为1.5万元来算，那么一年就相当于增加纯利56.25万元。仅此一项就可以当年收回设备投资。另外使用电磁搅拌器还可以使炉渣朝着炉门口方向移动，有利于扒渣，并且由于炉壁挂渣减少，可以减少清炉次数，从而延长了炉子的使用寿命；不再使用大耙子，也可以节约一部分资金；由于电磁搅拌器的维护工作量很小，工人的劳动强度大大降低，还可以降低企业的管理费用。铝合金熔炼过程中搅拌不均会使熔体上下温差悬殊，合金元素不可能很好地扩散均匀，还会增大氧化烧损，熔化不完全还可能使微颗粒进入铸锭（或铸件），造成组织缺陷。电磁搅拌可以完全克服上述缺点，搅拌力充满到熔体的各个部位，不但使熔体上下温度、成分均匀，而且可促进合金熔体质传热、缩短熔炼时间以上，且合金质量有明显的提高了。另外，由于电磁搅拌能使熔体各个部分温度趋于一致，化学成分均匀性好，实际熔炼温度可以降低40〜50°，熔炼时间也相应缩短，每吨合金可以节省电能近220kwh，节能近40%另外使用电磁搅拌器还可以使炉渣朝着炉门口方向移动，有利于扒渣，并且由于炉壁挂渣减少，可以减少清炉次数，从而延长了炉子的使用寿命；不再使用大耙子，也可以节约一部分资金；由于电磁搅拌器的维护工作量很小，工人的劳动强度大大降低，还可以降低企业的管理费用。五、 结论4.另外使用电磁搅拌器还可以使炉渣朝着炉门口方向移动，有利于扒渣，并且由于炉壁挂渣减少，可以减少清炉次数，从而延长了炉子的使用寿命；不再使用大耙子，也可以节约一部分资金；由于电磁搅拌器的维护工作量很小，工人的劳动强度大大降低，还可以降低企业的管理费用。总之，电磁搅拌器是铝熔铸行业提高产品质量、增强综合实力的理想设备。为此，混合炉采用先进的磁电搅拌器，实现搅拌设备不与炉内熔体直接接触，可克服人工搅