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| 电磁搅拌器在铝行业的应用 | |
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电磁搅拌技术作为一种成熟的技术手段，自国家“七五”计划之后已成功地应用于我国的有色金属生产领域，取得了良好的经济效益和社会效益。实践证明，电磁搅拌器是铝及铝合金生产必要设备。
1、电磁搅拌技术的发展历史和现状
目前，电磁搅拌技术已很成熟，在世界范围内，这一技术在黑色冶金领域得到了广泛的应用。
在我国“七五”计划期间，中国有色金属工业总公司把铝熔炉用电磁搅拌装置的研制列为“七五”科技攻关课题。成功地研制了“炉底平板式”电磁搅拌装置，填补了国内空白，达到国际80年代末期水平，通过了部级鉴定，获得了有色金属工业总公司科技进步二等奖，还被列为国家“八五”及“九五”计划期间重点新技术推广项目。
2、电磁搅拌器的工作原理与特点
电磁搅拌器一般由低频电源装置、感应器和冷却系统组成。低频电源装置把50Hz 的工频电转换成两相正交的低频率电源，频率根据炉子的大小、感应器的结构来确定，一般在0.5 ~ 5Hz之间选取。感应器置于炉子的底部（见图1），由铁心和线圈构成。冷却系统用于冷却线圈和铁心，使线圈和铁心不因过热损坏。
图1感应器安装示意图
电磁搅拌器的工作原理与直线电动机的工作原理相似，感应器相当于电机的定子，铝熔液相当于电机的转子，炉底的厚度决定了电机的气隙，因此，它相当于一个气隙很大的直线电动机。当在感应器线圈内通入低频电流时，就会产生一个行波磁场，这一磁场穿过炉底，作用于铝熔液，在铝熔液中产生感应电势和电流，这感生电流又和磁场作用产生电磁力，从而推动铝熔液定向流动，起到搅拌作用。
由此可知，电磁搅拌是靠电磁力对金属液体进行非接触搅拌的，不会象用铁耙搅拌那样污染熔体。通过改变电流的大小即可调整搅拌力，改变两相电流的相位即可改变搅拌方向，因此搅拌方便而充分，使熔体的温度和合金成分均匀，这在铝熔铸过程中是很重要的。电磁搅拌装置一般设有强搅、弱搅、正搅、反搅、自动搅拌等多种搅拌方式，可以满足生产过程的不同需要，电磁搅拌装置是铝熔铸行业不可替代的设备。
3、使用电磁搅拌装置的效果
我国铝熔炉用电磁搅拌装置已有十几年的历史，电磁搅拌技术成熟。在熔炼过程中使用电磁搅拌器可获得如下效果：
（1）由于电磁搅拌是非接触搅拌，不存在搅拌过程中对熔体的污染，对熔炼高纯铝及铝合金具有重要意义。
（2）电磁搅拌充分，熔体的合金成分均匀，因而可使合金的质量得到大幅度的提高，电磁搅拌不存在人工搅拌因操作人员的技能、体力乃至劳动态度的不同产生的质量差异，质量控制容易。图2为测试中测得的合金成分（Mg）变化曲线，采样点见图3。原铝液加镁锭后进行电磁搅拌，5分钟后合金成分均匀。
图2 合金成分变化曲线图3 合金成分取样点分布
（3）电磁搅拌可使熔体温度趋于一致，使熔体的上部与下部的温差小于10℃。甚至可以控制在5℃，在熔炼过程中可降低熔体温度50℃，节省能源。熔体上部及下部的温度变化曲线见图4。可见搅拌2分钟后，熔体的温度基本均匀。
图4 搅拌后熔体上、下部温度变化曲线
（4）由于电磁搅拌器可对熔体实施充分的搅拌，使熔体温度均匀，合金成分能很好的扩散，促进了熔体的传质和传热，因而可缩短熔炼时间。经10t250kW电阻反射炉实测，熔炼一炉次成分合格的ZL 102合金可缩短熔炼时间20%，设备的生产能力得到了提高。
（5）电磁搅拌不破坏熔体表面的氧化膜，可减少金属的氧化，这样既减少了烧损，又减少了氧化渣的数量。电磁搅拌可使氧化渣流向炉门，便于扒渣，减少扒渣时间，可减轻氧化渣挂炉壁现象，减少清炉次数，大大延长炉子的使用寿命。
（6）电磁搅拌可减轻工人的劳动强度。
国外的资料及国内的实践表明，在铝的熔炼过程中使用电磁搅拌装置可以使熔体合金成分的不均匀度减少到3‰以下，能耗减少10% ~15%，熔炼时间缩短20 %左右，烧损减少0.5%，氧化渣数量减少20%~50%，清炉次数减少50%。
虽然电磁搅拌器的价格较高，电磁搅拌器的感应器必须安装在炉底，企业需要有一定的资金投入。但与所得到效益相比还是值得的。国内实践表明，电磁搅拌器投入使用后，即使不计质量提高所得的效益，一般也能在一到两年内收回投资，使用电磁搅拌技术在经济上是可取的。
目前，我国铝材市场竞争激烈，市场疲软，一些企业的生产经营遇到了困难。然而这也是一种机会，企业可利用当前生产任务较少的时机，进行技术改造，提高产品质量，降低成本，那么企业就能走出低谷，重塑辉煌。
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9/8/2006 | |
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