铝熔炼应用电磁搅拌器的节能分析.doc

铝熔炼应用电磁搅拌器的节能分析
在应用电磁搅拌器以后，电解铝厂的合金生产技术指标达到国内先进水平，节约了能源、降低了成本、增强了市场竞争力，大大提高了其生存能力。现将其《铝合金炉节能技术研究》中的一些材料摘录如下：
　　设计报告
　　先进的工艺装备必须与高水平的快速熔炼工艺相结合，才能获得较高的综合技术经济指标。在保证熔体质量的前提下尽量提高熔化速度。从节能的角度来看，各项无效热损失均随时间的延长而增加。因此缩短金属熔炼各环节的操作时间，可以提高炉子的生产率，降低能耗，具有明显的经济效益。
　　炉料的加热熔化占整个熔炼时间的70％－80％左右，这是炼铝中耗能最大的过程。应加大热负荷以实现强制熔化，来提高熔炉的熔化能力。熔化时，熔体表面层与炉底相接触部分底温差达200°C左右，未熔化的处于炉底，如不及使搅拌，则会延长熔化时间，而表面熔体过烧。因此，必须对熔体进行搅拌，加强对流传热，加速炉底部分的炉料熔化。同时液面温度变低，与高温燃烧气体温差加大，有利于加速热的交换，实践证明，强制搅拌后，熔体内上下温差由200°C降至10°C左右，并为合金元素的均匀化创造了良好的动力学条件。电磁搅拌可以在熔体量很少的情况下工作，可提高熔化率10－45％，电磁设备容易实现自动化，并可按给定的程序进行工作。
　　炉底感应方式电磁搅拌器是一种完全不与铝溶液接触而靠电磁力对铝液进行搅拌的装置，该设备可完全可以代替人工及机械等外力搅拌装置，基本实现闭门操作，能够提高各种和金的整体均匀性，缩短熔化时间，减少金属烧损，提高产品的质量。
　　本公司采用一套平板式炉底搅拌装置通过感应器的行走对两台搅拌炉进行搅拌，大大降低了设备成本。
　　工业应用报告
　　熔炼 试验过程记录
　　物料准备根据计算及原料的情况，准备用料共计9946kg，熔炼过程见表1
　　表1 熔炼记录（ZL102）
　　步骤 时间 炉内情况 操作
　　1 9：20 空炉750℃
　　2 9：20－9：40 固体料 加切头3252kg、加铝锭3210kg、点燃两个燃烧器开始熔化
　　3 10：20 开始熔化 停火、加入30kg覆盖剂，点火，继续熔化
　　4 11：20 熔化全部 开电磁搅拌10分钟
　　5 11：35 全部熔化 测温695℃，停火，准备加剩余部分料
　　6 11：50 有固体 加入剩余铝锭3295kg,加入ZLD102合金187kg,加完后点火熔化。
　　7 12：20 全部熔化 开电磁搅拌10分钟
　　8 12：30 全部熔化 测温736℃
　　9 12:45 全部熔化 取样送分析
　　10 13:00 全部熔化 分析合格，净化，把渣
　　11 13:20 全部熔化 开始铸造，铸造炉内温度731℃
　　电磁搅拌器试验
　　电磁搅拌器试验在熔炼炉中进行，设备运行良好，搅拌力分四个挡次可调，从目测和取样分析看，搅拌效果很好，同时可以明显缩短熔炼时间和减少烧损。
　　搅拌效果
　　1　铝合金质量
　　整炉合金液成分偏差小于0.3％，从而提高了铝合金的质量。表2为合金成分抽样分析报告。
　　表2ZL102合金成分抽样分析报告％
　　样本号 Si Fe Cu Al
　　1 11.5 0.48 <0.005 余量
　　2 11.6 0.47 <0.005 余量
　　3 11.4 0.47 <0.005 余量
　　4 11.4 0.49 <0.005 余量
　　5 11.3 0.48 <0.005 余量
　　6 11.5 0.46 <0.005 余量
　　7 11.4 0.49 <0.005 余量
　　8 11.3 0.49 <0.005 余量
　　9 11.6 0.50 <0.005 余量
　　10 11.4 0.48 <0.005 余量
　　11 11.5 0.49 <0.005 余量
　　12 11.5 0.48 <0.005 余量
　　2　熔体温差小
　　通常上部加热的熔体，再不进行搅拌的情况下，每100毫米熔体深度，其上下温差可达20°经电磁搅拌15分钟，实测其温差一般为10°C左右。实测情况如下表3表4：
　　表3未实施电磁搅拌熔体表层和底层温度（°C）
　　样本号 表层 低层 温差
　　1 793 687 106
　　2 805 698 107
　　3 800 702 98
　　4 810 695 115
　　5 806 690 116
　　平均 803 694 109
　　表4电磁搅拌15分钟熔体表层和底层温度（°C）
　　样本号 表层 低层 温差
　　1 755 745 10
　　2 750 744 6
　　3 746 743 3
　　4 748 745 3
　　5 750 744 6
　　平均 750 744 6
　　3　不污染熔体
　　电磁搅拌未非接触搅拌，因此搅拌过程不会对熔体带来污染，这对于保持原有的合金成分，控制铁的含量有重要意义。
　　4　缩短熔炼时间，提高设备的生产能力
　　由于电磁搅拌器可以对熔体实施充分搅拌，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。熔炼一炉次成份合格的ZL102合金缩短熔炼时间20％以上，设备的生产能力得到了提高。
　　5　可以降低能源消耗
　　与以前使用的人工搅拌方法不同，由于采用电磁搅拌时不必打开熔化炉炉门，因而可以减少热损失。另外，可以在低温下进行熔化，因而可以降低炉内的气体温度，从而减少废气的热损失和通过炉壁的散热损失。此外，由于缩短了熔化时间，且由于熔体温度均匀，在熔炼过程中可降低熔体温度50°C，能源消耗可降低20％以上。
　　6　可减轻工人的劳动强度
　　电磁搅拌器操作简单容易，运行时炉内不须停电和开启炉门，工人的劳动强度和工作环境得到改善。
　　7　油耗及金属平衡
　　9：20点火前燃油流量计示数237589升，13：20示数为238501升，第一次试验过程共用重柴油912升，大约729.6kg。平均油耗73.36kg/t-AL。
　　对产品生产过程中各种铝渣进行衡量如下：
　　产品：9459kg
　　炉内余铝（估计）：400kg
　　铝损失：87kg
　　金属损失率：0.88％

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电磁搅拌器－DJ系列，DJC系列

电磁搅拌器－DJ系列，DJC系列
产品简介
　　电磁搅拌器是靠电磁力对金属熔液进行非接触搅拌的一种工艺装置，是铝熔铸行业的必备设备。目前我公司生产的电磁搅拌装置主要有： 
　　1、炉底感应式铝熔炉用系列电磁搅拌装置（适用于5-100吨铝熔炉）。 
　　2、侧壁感应式铝熔炉用系列电磁搅拌装置（适用于5-100吨铝熔炉）。 
　　3、废铝回收炉用系列电磁搅拌装置（适用于各种双室或多室炉） 
　　4、结晶过程用电磁搅拌装置 
　　5、压铸过程用电磁搅拌装置 
　　6、半固态铸造（成型）用电磁搅拌装置 
　　7、稀有金属提纯用电磁搅拌装置 
　　我公司产品已在国内几十家大型铝冶炼及铝加工企业应用，受到用户的一致好评。 

　　应用电磁搅拌装置的优点： 
　　1、熔体的化学成分均匀，可大幅度提高铝及铝合金的质量 
　　2、改善铝熔体的整体偏析（适用于重金属含量多的铝合金） 
　　3、细化晶粒，提高结晶质量（适用于结晶过程或压铸过程） 
　　4、非接触搅拌，不污染铝溶液（在生产高纯铝时有重要意义） 
　　5、温度均匀，熔体上下部的温差可控制在10℃以内 
　　6、可缩短熔炼时间20％左右，可减少烧损率20％左右 
　　7、可减少氧化渣的形成，减少清炉次数，延长熔炉使用寿命 
　　8、可使氧化渣定向移动，便于扒渣 
　　9、可大幅减轻工人的劳动强度 
　　10、没有易耗品，设备的维护费用低，使用寿命长。 

　　我公司的另外一种电磁产品电磁泵是依靠电磁力输送熔融状态金属的一种装置，在废铝回收中有重要的作用。在双室或多室炉中可以使用电磁泵把铝熔液由加热室（熔化室）输送到废料室，对废铝进行间接加热，可大幅提高实收率；在回收铝箔、铝屑等表面积较大的废铝时可利用电磁泵把废铝快速卷入到熔液底部，加快废铝的熔化速度，从而减少烧损。 
　　电磁泵由电磁泵本体、控制部分、冷却部分等组成。 
　　目前我公司可提供5吨／分钟和10吨／分钟两种规格的电磁泵。 
　　欢迎各位同仁及对我公司产品感兴趣的朋友来电或来访。
产品特征
型号
DJ系列，DJC系列
规格
适用5～100吨级铝熔炉各种规格
产量
100台、套/年
价格
10～200万元，视规格及配置而定。
公司名称
河北优利科电气有限公司

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公司信息
　　河北优利科电气有限公司（前身：石家庄优利科电气公司）成立于1994年，坐落于石家庄高新技术产业开发区，是河北省高新技术企业。十几年来，我公司一直致力于电磁搅拌装置的研发、生产和销售，为我国有色金属行业特别是铝工业的几十家企业提供了近百套电磁搅拌器装置。其产品包括炉底、侧壁感应式铝熔炉用系列电磁搅拌装置，废铝回收双室炉用系列电磁搅拌装置，结晶过程、压铸过程，半固态铸造（成型）、稀有金属提纯用电磁... [ 查看详情 ]
会员信息
公司类型：
制造型，贸易型
员工人数：
51 ~ 200
客户行业：
冶金矿产和能源
注册为会员年份：
2007
最近登录日期：
2009-07-13
产品列表
产品名称
更新日期
 电磁搅拌器－DJ系列，DJC系列
2007-04-10
相关目录：电子元器件 » 电磁设备和材料
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徐金海 先生(销售部)

电磁搅拌器创建词条
电磁搅拌器
电磁搅拌器（Electromagnetic stirring: EMS） 的实质是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，强化钢水的运动。具体地说，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯的钢水内，就在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力是体积力，作用在钢水体积元上，从而能推动钢水运动。　　
目录
· • 电磁搅拌器分类
· • 电磁搅拌器的冶金效果
· • 一般结构
· • 电磁搅拌技术及电磁搅拌装置概述
[显示全部]
英汉词典解释
电磁搅拌器
词性解释
【化】 magnetic stirrer
electromagnetic stirrer
>>到爱词霸英语查看详解
电磁搅拌器分类[回目录]
　　美国Corning公司生产,包含三种数字显示的产品:

Corning数字式加热板,

　　Corning数字式搅拌器,

　　Corning加热搅拌器.

　　Corning提供的数字式加热仪与搅拌器提供拥有40年历史的独特的玻璃陶瓷顶面。

　　信息有北京康林科技有限责任公司提供；
安装位置
　　根据电磁搅拌器在铸机冶金长度上的不同安装位置大致有以下几种模式

　　结晶器电磁搅拌：Mold Electromagnetic stirring: MEMS 搅拌器安装在结晶器铜管外面

　　二冷区电磁搅拌：Strand Electromagnetic Stirring: SEMS 搅拌器安装在铸坯外面

　　凝固末端电磁搅拌：Final Electromagnetic stirring:FEMS 用于方坯连铸 搅拌器安装在铸坯外面
电磁搅拌器的冶金效果[回目录]
　　搅拌位置 冶金效果 适用钢种

　　MEMS 增加等轴晶率 低合金钢

　　减少表面和皮下的气孔和针孔

　　弹簧钢

　　减少表面和皮下的夹杂物

　　冷轧钢

　　坯壳均匀化

　　中高碳钢等

　　稍稍改善中心偏析

　　SEMS 扩大等轴晶率 不锈钢

　　减少内裂

　　改善中心偏析 工具钢

　　减少中心疏松

　　FEMS 细化等轴晶 弹簧钢

　　有效地改善中心偏析 轴承钢

　　有效地改善中心缩孔和疏松 特殊高碳钢
一般结构[回目录]
　　电磁搅拌器主要由产生电磁场的电磁感应器、保护电磁感应器的外壳体及冷却电磁感应器的冷却水路组成。从结构上来讲，电磁搅拌大致有以下三种结构形式：①“油—水”二次冷却结构形式、②外水直冷式结构形式、③空芯铜管内冷式结构形式。

　　第一种是“油一水”二次冷却结构形式其感应器浸泡在不导电的硅油中进行冷却，壳体设计成夹层结构，夹层中通水与硅油进行热交换以带走感应器的热量。由于冷却效率差，电磁搅拌器体积大，现已被淘汰。

　　第二种是以法国ROTELEC公司为代表的外水直冷式结构形式。其感应器直接浸泡在净化水中进行冷却，其最大的优点是冷却效果较好、体积小。因此电磁搅拌器单位体积产生的搅拌功率大，且结构简单、使用方便，可以制作成结晶器内置式结构；但由于感应器长期浸泡在水中其绕组绝缘很容易损坏，因此缺点也同样突出，就是使用寿命短，一般为1~2年。

　　第三种是以瑞典ABB公司为代表的空芯铜管内冷式结构形式。其感应器绕组由空芯铜管绕制而成，铜管内通纯水进行冷却。空心铜管内冷技术是一种比较复杂的电磁产品冷却技术。此项技术在电磁搅拌装置上的应用研究最开始主要用于大型板坯连铸电磁搅拌装置上，在国内也只有本公司研制成功过这种装置。方坯电磁搅拌装置与板坯电磁搅拌装置的最大不同在于：方坯电磁搅拌装置体积小，而空心铜管在同等导电截面下，比实心电磁线体积要大，因而铁芯采用常规的齿槽结构则无法装下采用空心铜管绕制的线圈，为此必须改变铁芯结构，采用不带齿槽的环形铁芯，采用克兰姆环形绕组环绕在铁芯上。空芯铜管内冷式电磁搅拌装置最大的优点是绝缘结构合理，性能稳定，使用寿命长（可达5~8年），同时冷却效率最高，使用维护方便；其缺点是结构较复杂，制作工艺讲究，体积稍大。
电磁搅拌技术及电磁搅拌装置概述[回目录]
　　电磁搅拌技术是瑞典在1930年首先提出的，1939年电磁搅拌装置在瑞典钢厂的电弧炉上做了初步实验，在针对试验中出现的问题进行了多次改进后，世界上第一台能适应工业生产的装置——15吨电弧炉用电磁搅拌装置在1947年问世。

　　进入50年代初期，世界各国对电磁搅拌装置极为重视并开始广泛研究应用。原苏联在50年代中期研制成功并定型生产，配套使用在25吨电弧炉上。我国是在60年代中期开始研制，到70年代中期制成了40吨电弧炉配套使用的大型水冷电磁搅拌装置。目前，电磁搅拌技术已在黑色冶金领域得到了广泛的应用。

　　继瑞典在电弧炉上应用电磁搅拌装置之后，美国、日本等国家又相继研制了铝熔炉用电磁搅拌装置，取得了明显的工艺效果，并且发展很快，发展至今铝熔炉用电磁搅拌装置的设计制造技术均已成熟，可满足不同吨位铝熔炉的搅拌要求。

　　铝熔炉用电磁搅拌装置是我国“七五”期间的科技攻关项目，相关研制单位经过不断努力，成功研制了铝熔炉用平板式电磁搅拌装置，并于1987年12月28日通过了中国有色金属工业总公司组织的专家鉴定，获得了1991年部级科技进步二等奖，被列为国家“八五”重点新技术推广项目及中国有色金属工业“九五”重点新技术推广应用项目计划。

　　进入21世纪后，我国的铝工业发展很快。大容量铝熔炉不断涌现，同时对产品质量也提出了更高的要求，传统的人工及机械搅拌方法根本不能适应这一需要，而电磁搅拌技术以其实施搅拌方便、充分、能确保产品质量、不污染铝熔液等优势得到了快速的发展，有人评价电磁搅拌技术是目前国际铝合金熔炼搅拌工艺中最先进的技术，而电磁搅拌装置更成为了铝熔铸业的必备设备。
组成[回目录]
　　电磁搅拌装置主要由低频电源、感应器和水冷系统等几部分组成。

　　电磁搅拌装置在不同的应用场合有着不同的安装形式，根据安装形式和位置的不同，铝熔炉用电磁搅拌装置主要有“炉底感应式”和“侧壁感应式”两种。目前我国应用最多的还是以将感应器安装在炉底的为主，即炉底感应式电磁搅拌装置，因为这种形式为感应器安装在炉底，磁场穿透炉底的耐火材料作用于铝液，根据磁场在空间分布的情况和在金属熔液内部的作用规律也即磁流体力学的作用原理，靠近炉底的熔液受到较大磁场力的作用，熔体上部受到磁场力的作用则相对较小，这样一来，熔液内部越靠近炉底（感应器安装位置）的部分流速和流量越大，而且有较大的作用面积，大量的中、下部熔液强烈的涌动带动了整炉熔液按照磁场力的作用规律作有规律的流动，因而，搅拌效果比较明显，综合经济效益高。侧壁感应式电磁搅拌装置主要是针对一些特殊应用或旧炉改造（只能安装在炉子侧壁）的情况，其工作原理与炉底感应式电磁搅拌装置原理大同小异。
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