电磁搅拌器在铝熔炼过程中的应用及效果

－60－基于电磁感应原理而研制出的电磁搅拌

器是当前铝熔炼过程中应用较广的搅拌技术之

一。如何对熔铝炉中的铝液进行有效的搅拌从

而使其成分和温度更均匀，是保证铝合金产品

质量的重要一环。以往的人工搅拌为接触式搅

拌，由人力操纵铁扒进行搅拌，劳动强度大，由

于受熔炉门口的限制，搅拌范围小，搅拌均匀性

差，且生产效率低，浪费能源，易造成熔体的二

次污染。基于以上原因，我公司引进了电磁搅拌器，用于铝合金的熔炼，以提高生产效率及产品

质量。1电磁搅拌器的组成及功能电磁搅拌器主要由感应器、电控系统、冷却水循环系统、移动升降台车等组成。图1为电磁搅拌器系统示意图。

1.1感应器由感应线圈、铁芯和不锈钢外壳等组成。不锈钢外壳用以保护线圈，在外壳内壁和感应器之间衬有硅酸铝隔热材料，防止热辐射对线圈的影响，感应线圈绕组由绝缘的矩形断面中空铜管组成，内部由闭路循环的去离子水直接冷却，线圈绝缘为干式绝缘，线圈整体热压成型，并通过不锈钢压条紧固在铁芯上，不被低频电磁力产生的振动所影响，避免了绝缘层的破碎和裂纹。

1.2电控系统由隔离变压器、变频器柜和PLC 控制柜等

组成。隔离变压器输出380V/50Hz 工频电源到

变频器柜，产生的三相交流低频电供搅拌器使用。变频器为柜装式，包括一个供电单元，一个放电单元及一个驱动单元，拥有多种诊断功能,能够进行故障显示,并在各种情况下提供操作指南。PLC 负责冷却水系统的控制和监控功能以及整个搅拌器系统的监控功能，和具有过程控制能力的CPU ，

一起构成了功能完善的控制系统。

1.3冷却水循环系统包括热交换器、电机和水泵、启动装置、滤

网、

离子交换器、电导率表、阀门和温度表及带水位开关的膨胀水箱等，另外还有纯净水的监视单元，监视线圈出水端的流量和温度，构成一个闭路循环冷却水回路和一个工业水回路(见图2冷却水循环系统示意图)。闭路循环冷却水

通过热交换器、

水泵和线圈内的水冷通道，并在搅拌器的出口端进行水流量和温度监测，净化水在热交换器内被工业水冷却。

1.4移动升降台车由行走系统、液压升降系统和台车本体组

成。行走系统由行走电机、

减速器、传动系统组成，液压升降系统由油箱、油泵、油管、阀件和液

降系统采用液控单向阀，即液压锁，在液压管线意外爆裂时能安全自锁，且采用立柱支撑,使安全系数更高。2电磁搅拌器的工作原理时，

就会产生一个行波磁场，过炉底，

作用于铝熔液，在铝熔液中产生感应电势和电流，感生电流又和磁场作

用产生电磁推力，因为该推力沿行波磁场方向作用并且具有水平分量和垂直分量，因此推动铝熔液作倾斜向上流动，

起到搅拌作用，可使铝熔液上下层的温度及合金成分达到均匀化的效果。图3为铝熔液运动示意图。3电磁搅拌器的工作方式在熔铝炉中的铝液达到到三分之一时即可进行搅拌，根据工艺要求可进行连续或分段搅拌。

在熔化过程中实施的搅拌，是为了缩短整体的熔炼时间，

提高生产效率；在铝锭全部熔化完毕并添加了各种合金材料

（或精炼剂）后进行的搅拌，其主要目的是为了达到合金成分和熔体上下温度的均匀。

在设定搅拌强度时，应以能在铝熔液表面看到小波浪而又不破坏氧化层为

原则，这样可以进一步降低烧损率。通过改变电流的大小即可调整搅拌强度，改变三相电流的相位即可改变搅拌方向。4实际应用效果电磁搅拌是靠电磁力对金属液体进行非接触搅拌，

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。应用电磁搅拌效果如下：

4.1在搅拌器打开10分钟内即可使熔体的上部与下部的温差控制在4℃以内，加快了熔体的熔化速度，

节省了燃料消耗。熔化速度相对于人工搅拌约提高15%，燃料消耗相对于人工搅拌可节约6%以上。4.2Cu,Mg,M n,Zn,Si 等高含量元素熔池内两点成分绝对偏差不高于0.12%，当熔池温度达到取样温度后5分钟内即可达到上述的

成分均匀指标。

4.3不破坏熔体表面的氧化膜，可减少金属的氧化，

炉渣量相对于人工搅拌降低10%。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。4.4减轻了工人的劳动强度，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，因而可使合金的质量得到大幅度的提高，质量容易控制。5结论电磁搅拌器在实际应用中，降低了燃气耗量、废渣产生量及工人的劳动强度，缩短了熔炼时间，

提高合金成分均匀性，保证了产品质量，创造了良好的经济效益。参考文献[1]贵广臣.电磁搅拌装置在熔铝炉中的应用[J].有色金属加工，2004，33(5)：13-14.作者简介：李兴波（1981~），男，吉林白山人，助理工程师，大学本科，主要从事技术改造、项目管理等工作。崔秀兰（1980~），女，吉林德惠人，工程师，大学本科，主要从事技术改造、项目管理等工

作。张保林（1956~），男，河北青龙人，技师，主要从事设备检修及维护等工作。图1电磁搅拌器系统示意图图3铝熔液运动示意图电磁搅拌器在铝熔炼过程中的应用及效果

李兴波崔秀兰张保林

（东北轻合金有限责任公司工程建设指挥部，黑龙江哈尔滨150060）

摘要:介绍电磁搅拌器的结构组成、工作原理和工作方式，以及在铝熔炼过程中的应用及效果。

关键词:电磁搅拌；铝熔炼；电控系统；均匀性

Abstract ：It introduced the structure composition of electromagnetic stirrer,working principles and working ways,as well as the application and its effect in aluminum smelting process.

Key words ：electromagnetic stirring;aluminum smelting;electrical control system;uniformity

图2冷却水循环系统示意图科技论坛