大型熔铝炉中用的永磁搅拌器

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1、·134·全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集大型熔铝炉中用的永磁搅拌器王兆连，贾洪利(山东华特磁电科技股份有限公司，山东省磁电工程技术开发中心。山东潍坊262600)摘要：介绍永磁搅拌技术的发展，工作原理及在大型铝合金熔炼炉中的使用效果，经过长时间的试验、分析、对比，阐述了大型永磁搅拌器的研制，应用前景。关键词：节能；环保；大型熔铝炉；永磁搅拌随着我国建筑行业、轨道交通行业、汽车工业、机械制造、家用电器、电力、通讯、航空、航天等产业快速发展以及出口量的增大，铝合金产业也链快速增长，我国已成为了铝生产和消费大国。

2、据有关资料介绍，2008年我国铝锭产量已达到1717．7万t，铝锭消费量为1255．6万t，铝材产量为1427．4万t，铝材消费量为1305．4万t。虽然暂时受金融危机的影响，铝的产量有所下降，但从长远发展趋势来看，铝的产量将会进一步提高，熔炉也由中小型向中大型发展，目前我国最大的熔炼炉容量为75t。各行业对产品质量的要求会越来越高，能耗也将成为一个比较突出的问题，节能降耗、提高投入产出比、降低产品成本、提高产品质量将成为企业竞争能力的根本。目前我国铝加工材能耗指标虽然呈逐年下降趋势，但从长远发展以及国务院制定的“

3、十一五”规划纲要要求来看，淘汰落后产能、节能降耗、提高产品质量是一项长期艰巨的任务，随着各行业先进技术的应用以及产品质量的不断提升，也对铝合金熔铸质量及能耗问题提出了越来越高的要求。铝熔铸及加工行业必须通过对一些中小企业进行整合和技术装备的改造，生产工艺的改进等来适应提高产品质量的趋势。在铝的熔铸这一重要环节中，搅拌质量与节能已成为比较突出的问题。1大型磁搅拌器研制背景由于铝的需求量在近几年持续增长，对铝熔炼的生产工艺、产量、能耗、环保等方面提出了更高的要求。众所周知，如何对大型熔炼炉中的熔体进行有效的搅拌从而使其

4、成分和温度更均匀，是保证产品质量的重要一环。传统的搅拌一般为机械扒渣搅拌或人工搅拌，两者均为接触式搅拌。扒渣搅拌由于受熔炉门的限制，搅拌范围小，自动化程度低，搅拌均匀性差。同时由于搅拌头处在高温下工作，易损坏，更换频繁，使用成本高。而人工搅拌由于人的操作，受人的技能和劳动态度影响较大，搅拌速度慢，易出现氧化，工作环境恶劣，搅拌均匀性差。而且两者极易造成熔体的污染。因此，机械扒渣搅拌与人工搅拌已越来越不适应大型熔炉的生产需要。这促使我们开始对大型熔炉用的磁力搅拌器进行研制。20世纪30年代有人提出了熔炉磁搅拌技术，但

5、在后来相当长的一段时间内，其产品的开发一直在电磁搅拌的概念里徘徊。由于电磁搅拌技术在国外开发较早，使用较成熟、可靠，但价格昂贵。而国内电磁搅拌生产起步较晚，成长期较长，加之能耗高、结构复杂、故障率高等，从而限制了其在大型铝熔炼炉中的推广和应用，只有一些有实力的企业采用了ABB及国内电磁搅拌产品。针对上述情况，2006年山东华特磁电科技股份有限公司，研制成功了40t以上大型熔铝炉用的永磁搅拌器，并于2007年在山东铝业、河南万达铝业等企业投入应用，效果良好。全国第十四届轻合金，jn-r学术交流会论文集．135．2双感

6、应器搅拌的技术优势2．1双感应器搅拌的条件大型炉用搅拌器是根据熔炉大小来确定的一种采用双感应器并用的搅拌技术，熔炉的容量一般在40t以上。感应器的中心距是根据熔炉的长宽比确定的，长宽比越大，感应器的中心距就越大，反之则越小。搅拌器感应器采用升降方式，以便在停止搅拌时降下来，在正常布置情况下，两台熔炉可用一套搅拌器，实现“一机两炉”。双感应器可应用于固定炉、倾动炉、双室炉等大型熔炉的熔炼搅拌。2．2双感应器搅拌技术的优点两个相对独立的感应器采用相反方向转动，使熔体在两旋流体中间汇聚熔合，可以使被搅拌的熔体化学成分快速

7、均匀。由于双感应器搅拌的熔体在中间形成汇流，熔体熔合得更加充分，正常情况下搅拌15min。20min即可达到预期效果。避免了在机械、人工搅拌条件下，因操作条件、技能、体力或劳动态度等原因，人为引起炉内各处熔体的化学成分、温度的差异。搅拌时实现了非接触式搅拌，避免了对熔体的“污染”。特别是为生产高纯铝等需要严格控制微量杂质的合金时提供了可靠的技术保证。双感应器搅拌在炉内出现1／3液体时即可进行搅拌，从而加速了熔体和未熔化炉料间的热交换。加速了炉料的熔化速度，一般可以提高熔化效率20％，减少能耗约20％，减少金属烧损3

8、％～5％。能够使熔体在短时间内实现温度均匀，由于采用双感应器搅拌，熔体表层和底部温差一般可以控制在5℃以内，从而可以避免熔体局部过热现象的发生，同时也可减少氧化损耗。在搅拌过程中由于熔体处于动态，从而有利于其中的非金属夹杂物和微小的气泡因碰撞聚集而逸出，提高了熔体的纯洁度。有利于减少氧化渣的生成，因为当熔体达到760℃以上时，金属的氧化和吸气加剧，采用双感应