專利名稱：直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，特別是一種直流電 勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器。
背景技術(shù)：
我國2007年有色金屬中原鋁的產(chǎn)量己達到1200萬噸，較2006年 增長28. 34%,產(chǎn)量居世界第一。
多數(shù)情況下，有色金屬采用反射爐熔煉。使用燃油或燃氣的熔煉 爐，需要釆用攪拌工藝解決下列幾個問題
1、 熔化效率與節(jié)能
爐子的熔化速度是重要考核指標(biāo)。 一般錠料、塊料、棒料和打包 料的熔化速度較慢，影響作業(yè)率；熔化速度慢對燒損、耗能都是不利 的，因而一般會釆用攪拌的工藝方式，加速熔化；
2、 氧化燒損
除金屬本身氧化特性外，在熔煉過程中的氧化燒損與下列因素有 關(guān)溫度和加溫時間長短，為控制熔煉時間和均勻溫度， 一般都釆用 攪拌方式。而回收料(再生熔煉)不能直接用火焰加溫， 一般釆用雙 室熔煉爐。為加速熔化，必須加速熱的熔液和冷料的熱交換，要促使 熔體在兩室間快速流動，因而攪拌是必要的手段；
3、 溫度不均勻
熔煉爐和保溫爐都會有熔體上下溫度不勻的問題， 一般都釆用攪 拌的方法來解決，使熔體上下溫度盡可能均勻；
4、 熔體內(nèi)雜質(zhì)的排除
3金屬在熔化過程中，原料中的雜質(zhì)和熔煉過程中金屬本身的被氧 化的部分，有大部分會上浮或下沉，通過扒渣而排除，但微型夾雜會 混在熔體內(nèi)不能上浮或下沉。攪拌可促使夾雜聚焦，增加上浮或下沉 機會而得以排出。
5、靜置爐(保溫爐)內(nèi)合金成分不均勾
因熔點溫度差異和加入工藝原因，會造成合金成分不均勻，通過 攪拌工藝可解決這個問題。
攪拌可以是機械方式、吹氣方式、磁力方式。而磁力攪拌因不與 熔體直接接觸、攪拌強度可控等優(yōu)勢而應(yīng)用最廣。
機械方式是一種落后的、浪費資源的攪拌方式。勞動強度大，因 攪拌會造成氧化膜破裂，而增加熔煉過程的氧化燒損；
吹氣攪拌因吹管工作面的限制和其它 一 系列問題，使用受到了限
制， 一般適合在小型精煉爐使用；
現(xiàn)在使用磁力攪拌技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛；
通常用于的爐底磁力攪拌器的磁場用兩種方式提供電磁的和永 磁的。
現(xiàn)有的電磁攪拌器的主體由勵磁線圏和鐵芯組成，勵磁電流由低 頻交變電源提供，以獲得運動磁場。為了獲得足夠的磁場強度，線圈 通過的電流很大， 一般，其導(dǎo)線承載的電流密度達15-20A/mm2，相當(dāng) 于通常導(dǎo)線允許的載流密度的8-10倍，因而線圏必需用有一定流速 的冷卻水來冷卻；因線圈直接浸泡在水中(或使用空心銅管內(nèi)部通水冷 卻)，因而電磁線是特制的，且壽命較短。對冷卻水質(zhì)有很高的要求。 為了獲得低頻電流，要配置復(fù)雜且價格很高的變頻電源。攪拌器、電 源和純水系統(tǒng)使常用的攪拌器購置價格昂貴，其推廣受到限制。常規(guī) 電磁攪拌器耗能較大(160 300KVA)，增加熔煉成本，也是影響推廣
使用的一個因素。
永磁攪拌器的主體是一組永磁體。安裝在支架上的磁體作旋轉(zhuǎn)運動時，可在上方空間形成一個交變的旋轉(zhuǎn)磁場。
永磁體攪拌器造價較高，因高溫或強烈震動而易失磁。攪拌器一 旦失磁，就基本報廢，因為構(gòu)成攪拌器的高強度的磁體在現(xiàn)場重新充 磁是不可能的，再者，永磁體的透磁深度受到限制，這影響了永磁攪拌 器的使用。
永磁體因磁場分布規(guī)律的原因，透磁深度受到限制，有時不得不 釆取減薄熔爐爐底厚度來化解矛盾。但是過薄的爐底會影響爐子的強 度和壽命。
由于場強受到限制，永磁攪拌器很難在大型熔煉爐上采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由直流電源勵磁的電磁攪拌器。以克服 低頻交流電磁攪拌器造價高、能耗大、壽命短和永磁攪拌器造價高、 受環(huán)境影響易失磁以及磁力不足的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌 器，由勵磁線圈、鐵芯、軛鐵、主軸、集電環(huán)、傳動輪、軸承、支架 及整流電源和拖動系統(tǒng)構(gòu)成；勵磁線圏和鐵芯安裝在軛鐵上；軛鐵安 裝在主軸頂部；主軸通過軸承安裝在支架上；集電環(huán)設(shè)置在主軸的中 部；傳動輪設(shè)置在主軸的下部；其特征在于勵磁線圈由直流電源供 電，即攪拌器磁場源是由通有直流電的線圈和鐵芯構(gòu)成的磁極組成的 直流電磁鐵所提供。
本發(fā)明的勵磁線圈和鐵芯為一組或二組或多組，每組表現(xiàn)在磁極上 分別有N-S極。
本發(fā)明的 一組或多組磁勵線圈和鐵芯安裝在軛鐵的同 一個平面上。 本發(fā)明的軛鐵為圓形安裝板。
本發(fā)明的勵磁線圈和鐵芯及軛鐵通過傳動輪和主軸帶動向同一個 方向作水平旋轉(zhuǎn)運動，從而在攪拌器平面上方產(chǎn)生一個磁力線作旋轉(zhuǎn) 運動的磁場。本發(fā)明的主軸由一組或多組軸承安裝在支架上。
本發(fā)明的整流電源產(chǎn)生的直流電通過主軸上的集電環(huán)供給勵磁線
本發(fā)明的拖動系統(tǒng)為電機或液壓馬達及調(diào)速機構(gòu)，與傳動輪連接。 本發(fā)明用直流電磁鐵構(gòu)成的攪拌器，材料價格低，磁性不受環(huán)境溫
度的影響，故障時可更換線圈，因而比低頻工作的電磁攪拌器和使用
永磁體的永磁攪拌器有更多的優(yōu)越性。
本發(fā)明的攪拌器也適用于靜置保溫爐或合金精煉爐。


圖i為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1俯視示意圖； 圖3為一組線圈的磁極形態(tài)； 圖4為二組線圈的磁場形態(tài)； 圖5為三組線圈的磁場形態(tài)。
圖中1、線圈；2、鐵芯；3、軛鐵；4、軸承；5、集電環(huán)；6、 傳動輪；7、主軸；8、支架。
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，本發(fā)明由線圈l、鐵芯2、軛鐵3、軸承4、集 電環(huán)5、傳動輪6、主軸7、支架8及整流系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)組成，其中 整流系統(tǒng)連接集電環(huán)，拖動系統(tǒng)連接傳動輪，圖中未畫出。
線圈和鐵芯為兩組，安裝在圓形安裝板即軛鐵3的平面上。軛鐵 平面與主軸相互垂直安裝。主軸通過一組軸承安裝在支架8上，集電 環(huán)安裝在主軸中部，整流系統(tǒng)的整流電源正負極接入集電環(huán)5，攪拌器 的兩個勵磁線圈通過導(dǎo)線與集電環(huán)相連。在通電的情況下，由接線方 式?jīng)Q定在兩個磁極中產(chǎn)生極性不同的N-S磁場，它們一方面通過磁軛 閉合，另一方面則通過空氣形成回路，使磁體表面上空一定距離內(nèi)散 有磁場。當(dāng)主軸7在拖動系統(tǒng)通過傳動輪6帶動下作旋轉(zhuǎn)運動時，在
6攪拌器磁體的上面，激發(fā)一個交變磁場，磁場形態(tài)是旋轉(zhuǎn)的。
如圖3所示，采用單線圏結(jié)構(gòu)，此時鐵芯為磁體的一極S極，則 外磁極為相同極性的N極。
如圖4所示，左右兩個磁極在磁軛接觸的面上極性相反，因此磁
力線通過軛鐵閉合連通，而兩個磁極向上的面，極性也相反，磁力線 則通過空氣閉合連通。這樣在空氣中有一個不均勻磁場。將這個磁體 旋轉(zhuǎn)，就在空中一定范圍內(nèi)產(chǎn)生交變磁場。
權(quán)利要求
1、一種直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，由勵磁線圈、鐵芯、軛鐵、主軸、集電環(huán)、傳動輪、軸承、支架及整流電源和拖動系統(tǒng)構(gòu)成；勵磁線圈和鐵芯安裝在軛鐵上；軛鐵安裝在主軸頂部；主軸通過軸承安裝在支架上；集電環(huán)設(shè)置在主軸的中部；傳動輪設(shè)置在主軸的下部；其特征在于勵磁線圈由直流電源供電，即攪拌器磁場源是由通有直流電的線圈和鐵芯構(gòu)成的磁極組成的直流電磁鐵所提供。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于勵磁線圈和鐵芯為一組或二組或多組，每組表現(xiàn)在磁極上分別有N-S極。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于 一組或多組磁勵線圈和鐵芯安裝在軛鐵的同一個平面上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于軛鐵為圓形安裝板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于勵磁線圈和鐵芯及軛鐵通過傳動輪和主軸帶動向同一個方向作水平旋轉(zhuǎn)運動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于主軸由一組或多組軸承安裝在支架上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于整流電源產(chǎn)生的直流電通過主軸上的集電環(huán)供給勵磁線圈。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器，其特征在于拖動系統(tǒng)為電機或液壓馬達及調(diào)速機構(gòu)，與傳動輪連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流電勵磁的熔煉爐用底裝式電磁攪拌器。由勵磁線圈、鐵芯、軛鐵、集電環(huán)、主軸、支架及整流系統(tǒng)和拖動系統(tǒng)構(gòu)成，主要特征是勵磁線圈由直流電源供電，即攪拌器磁場源是由通有直流電的線圈和鐵芯構(gòu)成的磁極組成的直流電磁鐵所提供。本發(fā)明的攪拌器，材料價格低，磁性不受環(huán)境溫度的影響，故障時可更換線圈，因而比低頻工作的電磁攪拌器和使用永磁體的永磁攪拌器有更多的優(yōu)越性。
文檔編號F27D27/00GK101509730SQ20091000477
公開日2009年8月19日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者張森林, 兵 李 申請人:張森林