電磁攪拌器

　　1電磁攪拌器分類

　　[1]美國(guó)Corning公司生產(chǎn)，包含三種數(shù)字顯示的產(chǎn)品：

　　Corning數(shù)字式加熱板；

　　Corning數(shù)字式攪拌器；

　　Corning加熱攪拌器

　　2安裝位置

　　根據(jù)電磁攪拌器在鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度上的不同安裝位置大致有以下幾種模式：

　　結(jié)晶器電磁攪拌：MoldElectromagneticstirring：MEMS攪拌器安裝在結(jié)晶器銅管外面；

　　二冷區(qū)電磁攪拌：StrandElectromagneticStirring：SEMS攪拌器安裝在鑄坯外面；

　　凝固末端電磁攪拌：FinalElectromagneticstirring：FEMS用于方坯連鑄，攪拌器安裝在鑄坯外面。

　　3冶金效果

　　攪拌位置冶金效果適用鋼種

　　MEMS增加等軸晶率低合金鋼

　　減少表面和皮下的氣孔和針孔

　　彈簧鋼

　　減少表面和皮下的夾雜物

　　冷軋鋼

　　坯殼均勻化

　　中高碳鋼等

　　稍稍改善中心偏析

　　SEMS擴(kuò)大等軸晶率不銹鋼

　　減少內(nèi)裂

　　改善中心偏析工具鋼

　　減少中心疏松

　　FEMS細(xì)化等軸晶彈簧鋼

　　有效地改善中心偏析軸承鋼

　　有效地改善中心縮孔和疏松特殊高碳鋼

　　4一般結(jié)構(gòu)

　　電磁攪拌器主要由產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)器、保護(hù)電磁感應(yīng)器的外殼體及冷卻電磁感應(yīng)器的冷卻水路組成。從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，電磁攪拌大致有以下三種結(jié)構(gòu)形式：①“油—水”二次冷卻結(jié)構(gòu)形式、②外水直冷式結(jié)構(gòu)形式、③空芯銅管內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)形式。

　　第一種是“油一水”二次冷卻結(jié)構(gòu)形式其感應(yīng)器浸泡在不導(dǎo)電的硅油中進(jìn)行冷卻，殼體設(shè)計(jì)成夾層結(jié)構(gòu)，夾層中通水與硅油進(jìn)行熱交換以帶走感應(yīng)器的熱量。由于冷卻效率差，電磁攪拌器體積大，現(xiàn)已被淘汰。

　　[2]第二種是以法國(guó)ROTELEC公司為代表的外水直冷式結(jié)構(gòu)形式。其感應(yīng)器直接浸泡在凈化水中進(jìn)行冷卻，其最大的優(yōu)點(diǎn)是冷卻效果較好、體積小。因此電磁攪拌器單位體積產(chǎn)生的攪拌功率大，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，可以制作成結(jié)晶器內(nèi)置式結(jié)構(gòu)；但由于感應(yīng)器長(zhǎng)期浸泡在水中其繞組絕緣很容易損壞，因此缺點(diǎn)也同樣突出，就是使用壽命短，一般為1~2年。

　　第三種是以瑞典ABB公司為代表的空芯銅管內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)形式。其感應(yīng)器繞組由空芯銅管繞制而成，銅管內(nèi)通純水進(jìn)行冷卻?？招你~管內(nèi)冷技術(shù)是一種比較復(fù)雜的電磁產(chǎn)品冷卻技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)在電磁攪拌裝置上的應(yīng)用研究最開(kāi)始主要用于大型板坯連鑄電磁攪拌裝置上，在國(guó)內(nèi)也只有本公司研制成功過(guò)這種裝置。方坯電磁攪拌裝置與板坯電磁攪拌裝置的最大不同在于：方坯電磁攪拌裝置體積小，而空心銅管在同等導(dǎo)電截面下，比實(shí)心電磁線體積要大，因而鐵芯采用常規(guī)的齒槽結(jié)構(gòu)則無(wú)法裝下采用空心銅管繞制的線圈，為此必須改變鐵芯結(jié)構(gòu)，采用不帶齒槽的環(huán)形鐵芯，采用克蘭姆環(huán)形繞組環(huán)繞在鐵芯上?？招俱~管內(nèi)冷式電磁攪拌裝置最大的優(yōu)點(diǎn)是絕緣結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)（可達(dá)5~8年），同時(shí)冷卻效率最高，使用維護(hù)方便；其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制作工藝講究，體積稍大。

　　5技術(shù)及裝置概述

　　電磁攪拌技術(shù)是瑞典在1930年首先提出的，1939年電磁攪拌裝置在瑞典鋼廠的電弧爐上做了初步實(shí)驗(yàn)，在針對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了多次改進(jìn)后，世界上第一臺(tái)能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的裝置——15噸電弧爐用電磁攪拌裝置在1947年問(wèn)世。

　　進(jìn)入50年代初期，世界各國(guó)對(duì)電磁攪拌裝置極為重視并開(kāi)始廣泛研究應(yīng)用。原蘇聯(lián)在50年代中期研制成功并定型生產(chǎn)，配套使用在25噸電弧爐上。我國(guó)是在60年代中期開(kāi)始研制，到70年代中期制成了40噸電弧爐配套使用的大型水冷電磁攪拌裝置。目前，電磁攪拌技術(shù)已在黑色冶金領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

　　繼瑞典在電弧爐上應(yīng)用電磁攪拌裝置之后，美國(guó)、日本等國(guó)家又相繼研制了鋁熔爐用電磁攪拌裝置，取得了明顯的工藝效果，并且發(fā)展很快，發(fā)展至今鋁熔爐用電磁攪拌裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)均已成熟，可滿足不同噸位鋁熔爐的攪拌要求。

　　鋁熔爐用電磁攪拌裝置是我國(guó)“七五”期間的科技攻關(guān)項(xiàng)目，相關(guān)研制單位經(jīng)過(guò)不斷努力，成功研制了鋁熔爐用平板式電磁攪拌裝置，并于1987年12月28日通過(guò)了中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司組織的專家鑒定，獲得了1991年部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，被列為國(guó)家“八五”重點(diǎn)新技術(shù)推廣項(xiàng)目及中國(guó)有色金屬工業(yè)“九五”重點(diǎn)新技術(shù)推廣應(yīng)用項(xiàng)目計(jì)劃。

　　進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)的鋁工業(yè)發(fā)展很快。大容量鋁熔爐不斷涌現(xiàn)，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的人工及機(jī)械攪拌方法根本不能適應(yīng)這一需要，而電磁攪拌技術(shù)以其實(shí)施攪拌方便、充分、能確保產(chǎn)品質(zhì)量、不污染鋁熔液等優(yōu)勢(shì)得到了快速的發(fā)展，有人評(píng)價(jià)電磁攪拌技術(shù)是目前國(guó)際鋁合金熔煉攪拌工藝中最先進(jìn)的技術(shù)，而電磁攪拌裝置更成為了鋁熔鑄業(yè)的必備設(shè)備。

　　6組成

　　電磁攪拌裝置主要由低頻電源、感應(yīng)器和水冷系統(tǒng)等幾部分組成。

　　電磁攪拌裝置在不同的應(yīng)用場(chǎng)合有著不同的安裝形式，根據(jù)安裝形式和位置的不同，鋁熔爐用電磁攪拌裝置主要有“爐底感應(yīng)式”和“側(cè)壁感應(yīng)式”兩種。目前我國(guó)應(yīng)用最多的還是以將感應(yīng)器安裝在爐底的為主，即爐底感應(yīng)式電磁攪拌裝置，因?yàn)檫@種形式為感應(yīng)器安裝在爐底，磁場(chǎng)穿透爐底的耐火材料作用于鋁液，根據(jù)磁場(chǎng)在空間分布的情況和在金屬熔液內(nèi)部的作用規(guī)律也即磁流體力學(xué)的作用原理，靠近爐底的熔液受到較大磁場(chǎng)力的作用，熔體上部受到磁場(chǎng)力的作用則相對(duì)較小，這樣一來(lái)，熔液內(nèi)部越靠近爐底（感應(yīng)器安裝位置）的部分流速和流量越大，而且有較大的作用面積，大量的中、下部熔液強(qiáng)烈的涌動(dòng)帶動(dòng)了整爐熔液按照磁場(chǎng)力的作用規(guī)律作有規(guī)律的流動(dòng)，因而，攪拌效果比較明顯，綜合經(jīng)濟(jì)效益高。側(cè)壁感應(yīng)式電磁攪拌裝置主要是針對(duì)一些特殊應(yīng)用或舊爐改造（只能安裝在爐子側(cè)壁）的情況，其工作原理與爐底感應(yīng)式電磁攪拌裝置原理大同小異。