專利名稱：集中短距繞組爐底電磁攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金熔煉電磁攪拌器，特別指一種集中短距繞組爐底電磁 攪拌器。
背景技術(shù)：
目前鋁的熔化目前仍以反射爐為主，這是由于其設(shè)備費(fèi)低廉、操作簡單、 燃料費(fèi)比較便宜，生產(chǎn)運(yùn)行較經(jīng)濟(jì)等原因。但是，另一方面，反射爐與熔煉爐
相比，由于無攪拌作用，難于使成份均勻化；并且存在熔液的表面和底部、燃 燒室和敞開的保溫室之間產(chǎn)生溫差等缺點(diǎn)。過去解決這一缺點(diǎn)的辦法是釆用機(jī) 械式或減壓式攪拌裝置，由于必定存在與熔液接觸的部分，因而存在消耗品增 加、鋁液污染、操作和維護(hù)麻煩等難點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)、創(chuàng)新， 提供一種集中短距繞組爐底電磁攪拌器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是構(gòu)造一種設(shè)置在熔煉爐底部的電磁攪拌器結(jié)構(gòu)， 其特點(diǎn)是
水平設(shè)置的電磁攪拌器鐵芯，鐵芯的芯齒向上均布，芯齒上嵌入線圈，磁 軛位于鐵芯下部，鐵芯磁路設(shè)置為開路，用于形成行波磁場攪拌金屬熔液；
采用兩相正交集中短繞距線圈，或三相集中短線距線圈，線圈繞組為水平 設(shè)置，且各繞組均嵌在鐵芯的芯齒上，用于形成行波磁場帶動金屬烙液定向移 動；
所述的鐵芯和線圈設(shè)在一個(gè)拖動小車上，用于將電磁攪拌器水平移動的設(shè) 置在熔煉爐底部-，
所述的拖動小車與鐵芯和線圈之間設(shè)置有液壓升降裝置，用于將電磁攪拌產(chǎn)生行波磁場的工作平面垂直的升至熔煉爐底部。
本實(shí)用新型在熔煉爐底部設(shè)置電磁攪拌器，對熔煉爐中的鋁液進(jìn)行攪拌， 從而能夠降低能耗、提高金屬收得率、均勻合金成分、減少偏析、縮小熔液上 下溫差等。電磁攪拌裝置是一種基于直線電機(jī)原理的簡單的裝置，爐內(nèi)的全部 熔液能在非常短的時(shí)間內(nèi)被均勻地?cái)嚢?。這種攪拌裝置幾乎消除了反射爐的缺 點(diǎn)，并且也能方便地解決以往攪拌裝置的全部難點(diǎn)。由于電磁感應(yīng)，在熔液內(nèi) 產(chǎn)生推力，卻與熔液沒有任何接觸，確實(shí)是一種免維修、真正理想的攪拌方法。
本實(shí)用新型有以下有益效果
1、 成份的均勻化并消除偏析，提高產(chǎn)品質(zhì)量。與其它方式相比，由于可以 通過調(diào)節(jié)攪拌器的各參數(shù)來調(diào)節(jié)攪拌力，所以攪拌作用可非常強(qiáng)烈，致使?fàn)t內(nèi) 所有熔液快速且均勻地被攪拌，因此，熔液成份均勻化而完全不會產(chǎn)生偏析。 對鎂、鈦、硅等合金含量高的熔液，電磁攪拌器的作用更加明顯。
2、 縮短熔化時(shí)間、降低能耗，節(jié)省生產(chǎn)成本。由于熔液強(qiáng)烈地被攪拌，相 當(dāng)于提高了冷料的導(dǎo)熱率，所以冷料的熔化加速，縮短了熔化時(shí)間。與此同時(shí)， 由于在熔液和冷料之間進(jìn)行了強(qiáng)制接觸，在數(shù)分鐘內(nèi)消除了熔液表面和底部的 溫度差(幅度為100~150°C)，整個(gè)熔液的溫度降低，從而提高了輻射熱的吸收， 減少了熱損失，降低了能耗。
3、 防止氧化，提高原料的利用率，增大效益空間。在提高原料的利用率上，
防止熔液的氧化是重要的。由于電磁攪拌作用，降低了熔液表面的溫度、縮短 了熔化時(shí)間，因而有效地遏制了熔液的被氧化，顯著地提高了原料的利用率。
4、 實(shí)現(xiàn)了自動控制甚至遙控且維護(hù)方便簡單。在以往的攪拌裝置中，需要 人力和特殊的工具進(jìn)行攪拌。但電磁攪拌器卻能夠進(jìn)行全自動或遠(yuǎn)程控制，而 且與熔液沒有直接接觸，幾乎不需要維護(hù)。
5、 實(shí)現(xiàn)了熔液溫度的精確控制。溶液溫度是不均勻的，即使進(jìn)行溫度檢測， 也不能測定熔液的正確溫度。由于電磁攪拌已使熔液溫度整體上均勻化，使得 進(jìn)行熔液溫度的精確控制成為可能。6、縮小反射爐的安裝面積。由于熔液表面的吸熱提高，在設(shè)計(jì)爐子時(shí)，可 以加大深度而減少表面積，從而謀求縮小安裝面積。

圖r為本實(shí)用新型主視圖 圖2為圖i俯視圖
圖3為熔煉爐爐底電磁攪拌器示意圖 圖4為電磁攪拌器安裝在中間熔液運(yùn)動示意圖 圖5為電磁攪拌器安裝在側(cè)部熔液運(yùn)動示意圖 圖6為兩相正交集中短矩線圈繞組簡圖之一 圖7為兩相正交集中短矩線圈繞組簡圖之二 圖8為三相集中短矩線圈繞組簡圖之一 圖9為三相集中短矩線圈繞組簡圖之二具體實(shí)施方式
由圖1至7可知，本實(shí)用新型包括
水平設(shè)置的電磁攪拌器鐵芯2，鐵芯2的芯齒向上均布，芯齒上嵌入線圈3， 磁軛位于鐵芯2下部，鐵芯2磁路設(shè)置為開路，用于形成行波磁場攪拌金屬熔 液；
采用兩相正交集中短繞距線圈3，或三相集中短線距線圈3，線圈3繞組為 水平設(shè)置，且各繞組均嵌在鐵芯2的芯齒上，用于形成行波磁場帶動金屬熔液 定向移動；
所述的鐵芯2和線圈3設(shè)在一個(gè)拖動小車4上，用于將電磁攪拌器水平移 動的設(shè)置在熔煉爐底部；
所述的拖動小車4與鐵芯2和線圈3之間設(shè)置有液壓升降裝置5，用于將電 磁攪拌產(chǎn)生行波磁場的工作平面垂直的升至熔煉爐底部。
本實(shí)用新型所述的鐵芯2和線圈3設(shè)置在一個(gè)外殼1內(nèi)，外殼1的上部為 電磁攪拌的工作面，外殼1的下部包括鐵芯2的底部連接液壓升降裝置5。所述的拖動小車4 一側(cè)連接電磁攪拌器拖鏈，用于設(shè)置電纜。所述的拖動小車4的
底部設(shè)置有移動軌道7，拖動小車4的滾輪設(shè)在移動軌道7上。所述的移動軌道 7的下端設(shè)置有電纜溝8，電磁攪拌器拖鏈6設(shè)置在電纜溝內(nèi)。 本實(shí)用新型的工作原理
行波磁場電磁攪拌器由攪拌器鐵芯、線圈和非磁性不銹鋼殼體構(gòu)成。行波 磁場電磁攪拌器和直線電機(jī)一樣，都是由普通異步電動機(jī)的定子演變而來。它 可看作是將一臺異步電動機(jī)的定子沿徑向剖開，然后將電機(jī)的圓周展成直線， 即形成行波磁場電磁攪拌器。這樣原來沿圓周旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場變成向一個(gè)方向 行進(jìn)的行波磁場。金屬熔液則替代電動機(jī)的次級，從而構(gòu)成行波磁場電磁攪拌 器(簡稱STS)。
行波磁場電磁攪拌器與異步電動機(jī)的區(qū)別如下
1、 行波磁場電磁攪拌器的鐵芯是斷開的，磁路是開路的；異步電動機(jī)的鐵 芯是閉合的，磁路亦是閉合的。
1) 由于行波磁場電磁攪拌器各相繞組在鐵芯的位置不對稱，即使在外加電 壓對稱的情況下，三相電流亦不平衡。為此， 一般采用兩相在空間正交的繞組 形式，確保兩相阻抗相等，兩相電流基本平衡。三相繞組電磁攪拌器一般要加 輔助繞組使電流平衡。
2) 由于磁路開路，除產(chǎn)生正向行波磁場外，還伴隨有反向行波磁場和脈振 磁場。
2、 由于熔融金屬是連續(xù)導(dǎo)體，其中的感應(yīng)電流可以在其內(nèi)部自行閉合，而 電動機(jī)的感應(yīng)電流只能沿轉(zhuǎn)子中導(dǎo)條流動并在兩端的短路環(huán)內(nèi)閉合。
如圖3所不，在爐底10設(shè)置電磁攪拌器11，當(dāng)饋給感應(yīng)器兩相交流電時(shí)， 就產(chǎn)生行波磁場《，由于該磁場的作用，在熔液9內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電勢，從而產(chǎn)生感 應(yīng)電流y (遵循右手定則)。該感應(yīng)電流與當(dāng)?shù)卮艌鱿嗷プ饔迷谌垡簝?nèi)產(chǎn)生電磁 推力f (遵循左手定則)。
如圖4、 5所示，因?yàn)樵撏屏ρ匦胁ù艌龇较蜃饔茫苿尤垡鹤餍D(zhuǎn)運(yùn)動。并且，因?yàn)樵撏屏哂兴椒至亢痛怪狈至?，因此使熔液向上作傾斜流動，造 成熔液上下層的溫度均勻化的效果。
本實(shí)用新型所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描 述，并非對本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的 前題下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改 進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，己經(jīng) 全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1、一種集中短距繞組爐底電磁攪拌器，其特征在于包括水平設(shè)置的電磁攪拌器鐵芯(2)，鐵芯(2)的芯齒向上均布，芯齒上嵌入線圈(3)，磁軛位于鐵芯(2)下部，鐵芯(2)磁路設(shè)置為開路，用于形成行波磁場攪拌金屬熔液；采用兩相正交集中短繞距線圈(3)，或三相集中短線距線圈(3)，線圈(3)繞組為水平設(shè)置，且各繞組均嵌在鐵芯(2)的芯齒上，用于形成行波磁場帶動金屬熔液定向移動；所述的鐵芯(2)和線圈(3)設(shè)在一個(gè)拖動小車(4)上，用于將電磁攪拌器水平移動的設(shè)置在熔煉爐底部；所述的拖動小車(4)與鐵芯(2)和線圈(3)之間設(shè)置有液壓升降裝置(5)，用于將電磁攪拌產(chǎn)生行波磁場的工作平面垂直的升至熔煉爐底部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中短距繞組爐底電磁攪拌器，其特征在于所述 的鐵芯(2)和線圈(3)設(shè)置在一個(gè)外殼(1)內(nèi)，外殼(1)的上部為電磁攪 拌的工作面，外殼(1)的下部包括鐵芯(2)的底部連接液壓升降裝置(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集中短距繞組爐底電磁攪拌器，其特征在于所述 的拖動小車(4) 一側(cè)連接電磁攪拌器拖鏈，用于設(shè)置電纜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集中短距繞組爐底電磁攪拌器，其特征在于所述 的拖動小車(4)的底部設(shè)置有移動軌道(7)，拖動小車(4)的滾輪設(shè)在移動 軌道(7)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的集中短距繞組爐底電磁攪拌器，其特征在于所述 的移動軌道(7)的下端設(shè)置有電纜溝(8)，電磁攪拌器拖鏈(6)設(shè)置在電纜 溝內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集中短距繞組爐底電磁攪拌器。本實(shí)用新型包括水平設(shè)置的電磁攪拌器鐵芯，鐵芯的芯齒向上均布，芯齒上嵌入線圈，磁軛位于鐵芯下部，鐵芯磁路設(shè)置為開路，用于形成行波磁場攪拌金屬熔液；采用兩相正交集中短繞距線圈，或三相集中短線距線圈，線圈繞組為水平設(shè)置，且各繞組均嵌在鐵芯的芯齒上，用于形成行波磁場帶動金屬熔液定向移動；所述的鐵芯和線圈設(shè)在一個(gè)拖動小車上，用于將電磁攪拌器水平移動的設(shè)置在熔煉爐底部；所述的拖動小車與鐵芯和線圈之間設(shè)置有液壓升降裝置，用于將電磁攪拌產(chǎn)生行波磁場的工作平面垂直的升至熔煉爐底部。本實(shí)用新型能夠降低能耗、提高金屬收得率、均勻合金成分、減少偏析、縮小熔液上下溫差等。
文檔編號C22B9/00GK201151734SQ200720065029
公開日2008年11月19日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者彭立新, 靖 李, 李恒華 申請人:湖南科美達(dá)電氣有限公司