專利名稱：鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于合金熔煉工藝技術領域，具體涉及一種鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置。
背景技術：
在鋅鋁合金熔煉工藝操作中，當該溶液在熔爐中完全融化后，要進行攪拌使該合金的不同成分元素充分攪拌混合均勻。現有技術均采用人工攪拌方式或機械攪拌方式， 都需將鋼鐵制的工具或攪拌器伸進熔爐爐腔進行攪拌，從而帶動合金熔體旋轉達到攪拌目的。這種攪拌方式中的鋼鐵制的工具和攪拌器與合金熔體直接接觸，容易使鋼鐵制工具逐漸被腐蝕而摻入雜質，影響合金質量。鋼鐵制工具或攪拌器在攪拌使用過程中產生損耗，并多次使用容易損壞。同時這種攪拌方式必須打開爐門或爐頂將鋼鐵制工具或攪拌器伸入熔爐爐腔，因而人工操作復雜并增加了勞動強度也帶來了熔爐的熱量損失，影響熔煉速度。針對上述問題的改進，現有技術中出現了使用電磁設備進行攪拌的工藝，具體的方式是通過鐵芯產生磁場，通過磁場力來進行攪拌。這種設備中通常需要旋轉裝置，對磁場發生裝置進行旋轉，產生的感生電流作用在合金熔體金屬上，改變電流方向產生攪拌作用。 這種設備在使用時本身需要旋轉移動，并非完全采用電磁攪拌，而是通過旋轉裝置應用了一部分向心力進行攪拌，設備使用壽命不高，攪拌效率并沒有得到大幅度提高。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，采用電磁攪拌方式對熔煉中的鋅鋁合金熔體進行無接觸有效攪拌，避免攪拌器與合計熔體的接觸損耗和雜質混入，使熔體的化學成分及溫度均勻化提高了成品率，同時可減少氧化渣的形成減少燒損， 實行關門攪拌減少熱量損失和環境污染，縮短熔煉時間，同時提高攪拌工藝的自動化程度及熔煉自動化水平。本實用新型是通過以下的技術方案實現的一種鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，所述攪拌裝置包括安裝于鋅鋁合金熔爐底部， 能夠通過開啟電源形成電流并產生行波磁場、實現對熔爐內的鋅鋁合金溶液進行完全電磁攪拌的磁場發生感應器；安裝在所述磁場發生感應器底部，能夠任意方向移動的移動組件； 通過電纜與所述磁場發生感應器連接，為其供電的電源及電氣控制系統。所述磁場發生感應器內部安裝可控硅鐵芯并纏繞感應線圈。硅鐵芯數量和排布為任意的，是根據合金重量、熔爐體積等參數進行變化的。啟動電源供電后的感應線圈產生一個行波磁場，此行波磁場穿過爐底作用于鋅鋁合金熔液，產生感應電流，與交流磁場共同作用產生磁場力，推動鋅鋁合金熔液流動，通過改變電源電壓、頻率和相位，即可改變磁場力的大小、方向，從而達到攪拌的目的。所述移動組件包括依次上下安裝的能夠自由無機的向上或向下運動的升降機構和能夠使所述磁場發生感應器前進或后退的行走機構。移動組件滿足了磁場發生感應器置于熔爐底部的適合位置，即滿足了高低的需求，又滿足了工位變化和檢修的需求。所述電源及電氣控制系統包括變頻電源和與其連接的電氣控制柜。在本設備使用時，通常情況下變頻電源為磁場發生感應器提供工頻50Hz的工頻交流電變成頻率為0. 5-3HZ的兩相低頻電源。該電源通入感應器線圈后將產生一個行波磁場，此行波磁場穿透爐底的不銹鋼板及爐襯作用于鋅鋁合金熔液，使該熔液產生有規律的移動從而達到攪拌的目的。 所述變頻電源同時為移動組件供電。所述電氣控制柜控制磁場發生感應器變頻，同時控制升降機構和行走機構的上下運動和進退運動。本實用新型的有益效果為1.使用該電磁攪拌方式進行鋅鋁合金熔體攪拌，為非接觸攪拌，則無需開啟爐門可減少熔體的吸氫和吸氧，同時可減少燒損(相對值)20%-25%，；同時避免鋼鐵制工具或攪拌器損耗和雜質的混入，因而不污染熔體合金溶液確保熔體質量。2.電磁攪拌方向，攪拌時間和換向時間可控，使爐內上下部溫度均勻(上下部溫差降至5度以內)減少并可縮短時間，提高融化效率(提高效率20% -30% )并使熔體的合金成分均勻，所有合金成份的相對偏差值不超過10%亦提高了成品率。3.電磁攪拌的強度(電壓比)和攪拌頻率可控，則可以利用電磁旋流攪拌裝置設定為單一方向攪拌。輔助人工扒渣的目的，從而減少了勞動強度。控制其強度以不破壞表面氧化層為原則，這樣可以進一步降低燒損率，同時又可以達到攪拌目的。提高攪拌速度， 引起枝晶的折斷破碎與增值，達到細化晶粒的目的并可使晶粒球化。對流促使凝固層內的氣泡分離和浮出，從而消除鑄錠層表面的氣孔和促使凝固界面附近夾雜物的分離，加速夾雜物浮出，較好地實現夾雜物與金屬的分離，從而提升了產品質量。
圖1是本實用新型的結構示意圖具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型做進一步說明。如圖1，是本實用新型的結構示意圖，包括磁場發生感應器1，其底部依次安裝升降機構2和行走機構3，磁場發生感應器1還通過電纜連接電氣控制柜5和變頻電源4，磁場發生感應器1內部還設置纏繞有感應線圈的硅鐵芯6。以下是不同應用場合的攪拌工藝推薦模式。由鋅錠熔化來配制鋅鋁合金在熔化到三分之一液體時，控制行走機構3使磁場發生感應器1到達合適的工位，控制升降機構2使磁場發生感應器1到達合適的高度，靠近熔爐底部，啟動變頻電源4為磁場發生感應器1提供變頻電源從而讓磁場感應發生器產生磁場，在磁場作用下進行第一次攪拌，本次攪拌時間應不超過5分鐘，攪拌結束后控制升降機構2回復原位，控制行走機構3回復到檢修位；在熔化到一半液體時重復操作以上步驟進行第二次攪拌，本次攪拌時間應不超過8分鐘；在熔化到三分之二至四分之三液體時重復操作以上步驟可進行第三次攪拌，本次攪拌時間應不超過12分鐘，前三次攪拌都是在熔化的過程中分段實施的攪拌，其主要目的是為了縮短整體的熔煉時間，提高生產效率；在鋅錠全部熔化完畢并添加了各種合金材料(或精煉劑)后重復操作以上步驟可進行第四次攪拌，本次攪拌時間應不超過15分鐘，有些成分要求較高的合金如果攪拌后化驗成分均勻性不符合要求，則應追加攪拌5分鐘，其主要目的是為了達到合金成分和熔體上下溫度的均勻；在實際攪拌時，應以能夠在端部看到有類似水被燒開的小波浪而又不破壞氧化層為原則，這樣可以進一步降低燒損率，同時又可以達到攪拌目的。如果爐門的開口與攪拌力的方向一致，則可以利用電磁旋流攪拌裝置輔助人工扒渣，攪拌方式設定為單一方向攪拌，利用強大的攪拌力迫使氧化渣朝著爐門口的方向移動從而達到輔助扒渣的目的。經實際生產總結，采用電磁攪拌裝置后單臺熔爐熔煉總時長為2-2. 5小時，比使用機械攪拌方式下的熔煉總時長4小時縮短為三分之一。提高攪拌速度達480r/min時，引起旋流降低了熔體中的溫度梯度以及界面外的成分過冷使初生相生長受到抑制，引起枝晶的折斷破碎與增值，因而碎化了晶粒，達到細化晶粒的目的并可使晶粒球化。并利用著金屬液中夾雜物顆粒兩者之間的電導性差異而將它們分離因此金屬液中夾雜物遷移速度大大增加，促使凝固界面附近夾雜物的分離，加速夾雜物浮出，因而大大提高了凈化效率，從而提升了產品質量。
權利要求1.一種鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，其特征在于所述攪拌裝置包括安裝于鋅鋁合金熔爐底部，能夠通過開啟電源形成電流并產生行波磁場、實現對熔爐內的鋅鋁合金溶液進行完全電磁攪拌的磁場發生感應器；安裝在所述磁場發生感應器底部，能夠任意方向移動的移動組件；通過電纜與所述磁場發生感應器連接，為其供電的電源及電氣控制系統。
2.如權利要求1所述的鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，其特征在于所述磁場發生感應器內部安裝可控硅鐵芯并纏繞感應線圈。
3.如權利要求1所述的鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，其特征在于所述移動組件包括依次上下安裝的能夠自由無機的向上或向下運動的升降機構和能夠使所述磁場發生感應器前進或后退的行走機構。
4.如權利要求1所述的鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，其特征在于所述電源及電氣控制系統包括變頻電源和與其連接的電氣控制柜。
5.如權利要求4所述的鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，其特征在于所述變頻電源同時為移動組件供電。
專利摘要本實用新型公開了一種鋅鋁合金熔爐電磁攪拌裝置，包括磁場發生感應器、升降機構、行走機構、電氣控制裝置和變頻電源，所述磁場發生感應器內部排布有可控硅鐵芯并纏繞感應線圈，本實用新型設置在鋅鋁合金熔爐爐底，開啟變頻電源后產生電流，從而通過感應線圈在所述磁場發生感應器中產生一個行波磁場，此行波磁場穿透爐底的不銹鋼板及爐襯作用于鋅鋁合金溶液，使該溶液產生有規律的移動從而達到攪拌的目的。改變變頻電源的電壓、頻率和相位，即可改變攪拌力的大小和方向，通用性較高。
文檔編號F27D27/00GK202229617SQ20112032629
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者陳鐵 申請人:寧波市鄞州鑫源有色金屬鑄造廠