铝熔炼炉中的电磁搅拌

对电磁搅拌器来说，由于它是利用电磁力使金属液产生运动，所以应根据使用目的，对效果进行不同的评价。当对静置炉和快速中频炉出炉前的熔铝进行搅拌时，使其在短时间内达到温度与成分均匀是进行搅拌的主要目的，此时，希望进行圆滑的、上下左右的搅拌；当将搅拌用于废料的熔化过程时，为了达到低温熔化和迅速的热交换，希望金属液的循环量要大，在此种情况下，有必要将电磁搅拌器选定在使金属液容易进行循环的位置上。

图7-16为电磁搅拌器在各种反射炉中的应用实例。图7-16 （a）所示为密闭型中频炉中熔化废料时的应用实例。首先将废料装入反射炉内，随着废料的不断熔化，达到金属液可进行循环的程度时，则可开始启动电磁搅拌器进行搅拌。搅拌可以起到促进炉内金属向未熔化废料供热的作用。因此，电磁搅拌器应设置在偏离反射炉中心的部位，从而可以容易地形成如图中所示的金属液循环。

在开放型中频炉中熔化废金属料的实例如图7-16 (b)所示。先向炉内装入相当于炉子容量1/4 ~ 1/3的预熔化金属液，金属液在电磁搅拌力作用下进行循环，可促进开放式熔池中的废金属料熔化。因此，应将电磁搅拌器放置在稍微偏离反射炉中心的部位，这样可容易形成图中所示的金属液在熔池内的循环流动。

图7-16 (c)中所示的是在快速中频炉的静置炉侧，另增加一个开放的熔池部位，使之成为能更好地熔化废轻金属料的中频炉。此时电磁搅拌器的平面布置图和图中(b)的位置基本相同。

图7-16 (d)为在密闭型炉的一侧设有金属液循环用的熔池，熔池下部设置电磁搅拌器，用于促进金属液的环流和废料的熔化。向炉内加入预熔化的金属液，并在电磁搅拌器的作用下形成循环流。被加热的金属液回流到循环的熔池部位，释放出热量用于熔化加入到熔池中的金属废料。金属液再次流回炉内加热，这样可形成循环式的热交换，使废金属料不断熔化。在这一过程中，即使像切屑这样的轻型废料，不使用烧嘴喷吹火焰加热也能熔化。另外，由于不必打开炉盖，炉内温度容易进行控制，可以完成高效率的熔化。

图7-16 (e)所示为在开放型熔池的中频炉一侧，设置金属液循环用熔池，在该熔池下边安置电磁搅拌器，促使金属液循环而使废金属料熔化。此时，废料的熔化在开放的熔池中进行，而不在供金属液循环用的熔池中进行。为防止该循环部位没有废金属炉料，与图(b)方式相比，开放的熔池部位金属液的流动加快，适用于金属切屑的连续熔化生产。

图7-16 (f)所示为静置炉中设置的电磁搅拌器。对均匀搅拌金属液来说, 将电磁搅拌设置在中心处是有效的。在此情况下，由于不存在妨碍金属液流动的废金属料，所以可对金属液进行左右、上下圆滑地搅拌，使之迅速达到温度和成分的均匀化。

目前，国内外铝熔炉所用的电磁搅拌装置主要的类型有：炉底平板式、炉外直线电磁泵式和炉内中字形循环泵等。

炉底平板式电磁搅拌器由感应器和低频电源组成，感应器安装在炉底(见图7-1),电源柜放在电控室内。其优点是操作方便，对熔炼工艺无影响；但对设备的改造比较麻烦，电源维护也需要有一定的基础。这种搅拌装置在美国、日本等国的铝熔炉均在使用。我国北方工业大学和华北铝加工厂在1987年联合开发成功，已在生产中应用。

炉外循环搅拌是由直线感应电磁泵在炉外用流槽或管路构成通路，连通炉内熔体进行循环的方式。这种方法在前苏联以及日本等国均有研究报道。表7-2为前苏联各铝加工厂试验及工业生产用的炉外循环式搅拌装置的技术特征。中国西北铝加工厂也进行了这方面的试验研究。

表7-2试验用和工业性电磁装置的技术特征

参数	试验用	大型试验用	伊尔库茨克工业试验装置	伊尔库茨克工业装置	德聂伯厂工业试验装置	新库茨涅茨克工业装置
生产能力/t - h-¹	3 ~5	5 ~10	10-15	15-20	10 ~20	40
感应线圈长度	612	612	1080	1080	1116	1080
感应线圈宽度	60	60	100	100	100	160
电流/A	1600	2000	2000	2500	3000	3000
电压/V	15	20	25	30	35	35
倾角/ (°)	20	40	20	25	20	15
线圈极间距/mm	120	120	180	180	180	180
线圈形式	铜的管状	铜的管状	铜的管状	铜的管状	铜的管状	铜的管状
线圈形式	直径11mm	直径11mm	直径16. 5 mm	直径18. 5mm	直径18mm	直径18mm
槽数电源变压器特征	36	36	36	36	36	36
型号	TCY-30/05	TCY-50/05	TCY-50/05	TCY-140/05	TCY-140/05	TCY-140/05
电流/A	400 - 2000	973 ~360	—	1905 - 6600	1905 -6600	1905 - 6000
电压/V	4. 5 ~ 16. 7	4. 85 -23.75	4. 85 -23.75	5.32-42.4	5. 32 ~ 42.4	5.32-42.4
容量/kV • A	15 -30	26.4-40	26.4-40	60. 8 ~ 140	60. 8 ~ 140	60. 8 -140
可调变压器特征型号或型式	FIT20/50	不可调变压器	ATMKT-250/05	ATMKT-250/05	ATMKT-250/05	ATMKT-250/05
电流/A	45	—	250	250	250	250
电压/V	0-400	—	120 -400	250	0-400	250
容量/kV • A	25	一	250	250	250	—