电磁搅拌器与熔炼炉控制系统改造

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。据有关资料介绍，２００８年我国铝锭产量已达到１ ７１７．７万ｔ，铝锭消费量为１ ２５５．６万ｔ，铝材 产量为１ ４２７．４万ｔ，铝材消费量为１ ３０５．４万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７５ ｔ。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“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。

目前最现代化的铝熔铸车间93-11〔美国〕G.J.Binczewski崔凤岐译范靖亚校1前言世界铝加工业中最现代化的熔铸车间最近在美国阿拉巴马州雷诺金属公司的李斯特海尔铝薄板厂建成并投入运行。

该车间并非是将原先设备修整或改造实现现代化的，它完全是一个崭新的车间，耗资1.21亿美元。

该车间的设计基于铝加工业发展的经验和教训，集最新技术装备之大成，并考虑了现在及将来市场的开发。

新车间取代了已有50多年历史的李斯特海尔熔铸车间，旧车间曾为雷诺金属公司殷实服役了半个多世纪，其间虽经无数次的改造和维修，但现在仍显得过时了。

新车间扁铸锭的产能为45500吨/月，产能提高了30%。

从图1可知，新熔铸车间中只有5台熔炼炉，但其熔炼能力与旧车间23台相当；5台铸造机担任了原有16台的任务量；只有6台静置炉。

图1 雷诺金属公司铝合金薄板厂熔铸车间示意图2市场变化效应铝薄板市场变化是促使雷诺金属公司淘汰李斯特海尔铝薄板厂旧熔铸车间的主要原因。

市场变化的效应确实加快铝合金薄板厂许多熔铸车间更新进程了吗？答案是明确的。

近20年来，在铝板市场中，铝饮料罐用板异军突起。

一些熔铸车间已面目全非，例如李斯特海尔铝薄板厂的熔铸车间装备已从原先的“配药柜式拥挤排列”(23台熔炼炉、20台静置炉和16台铸造机生产出为数众多的合金、不同规格的铸锭和系列产品)更新到图1的布局，以满足市场对铝饮料罐用板的需求。

而在美国，铝饮料罐用板已占国内铝板市场总占有量的一半以上，并主要集中在极少数几家铝薄板厂生产，而铝饮料罐用板的产量要占其中每一厂家轧制产品总量的2/3以上。

对铝薄板生产厂家来说，市场对饮料罐用板已完全标准化了，即用两种铝合金冷轧出合格厚度和宽度的薄板。

雷诺金属公司审时度势，将精力集中在制定技术标准并从日益增长的重复规格定货量出发，对铸锭规格标准化。

这种做法对雷诺金属公司尤为重要，因为该公司生产的60%铝饮料罐用板完全为自身所属的制罐厂所用。

拌 ， 免 了人 工 使 用 搅 拌 钯 搅 拌 对 熔 体 的 “ 次 污 避 二 染” 。特别对生 产高纯铝 等需要 严格 控 制微 量元 素 的 合金 提供 了可靠 的技术 保证 ； 由于永 磁搅 拌 在炉 内 ③ 有 １ ３液体 时 即可进行 搅 拌 ， 而加 速 了液体 和未 熔 ／ 从
个 比较 突 出的问题 。 ２ １ 永磁 搅拌技 术的发展 ．
２ 永磁搅 拌 技 术优 势
永磁搅拌 技术 在 设 计 之 初就 充分 考 虑 到 了 节 能 与 环保 。 目前 ， 全球性 的能 源 和温 室气 体排 放 危机 日
趋 加剧 ， 节 能减 排”， 可持 续 发展 之路 成 为我 们 唯 “ 走
提高熔化效 率 ， 减少燃 料 消耗 ， 降低 金 属烧 损 ； 可 以 ④
收 稿 日期 ：０ ８ ０ —１ ２ ０ －８３
使 熔体在熔 炼过程 中温 度均匀 ， 体 表层 和底 部 温差 熔
第 ６期
有 色 金属 加 工
３ ３
一
般 可 以控制 在 ８℃ 以内 ， 而可 以避 免 熔 体局 部 过 从
械式或 人工搅 拌 ， 者 均 为 接触 式 搅 拌 ， 两 由于受 熔 炉 门 口的限制 ， 拌范 围小 ， 搅 自动 化 程度低 ， 拌均 匀性 搅
２ ２ 永磁搅拌 技术的优 点 ．
永磁搅 拌具 有 以下优点 ： 可 以使被 搅拌 的熔 体 ① 化 学成分快 速 均匀 化 。 由 于永 磁搅 拌 器搅 拌 充 分 且
中。于是永磁 搅拌 技 术 在 这一 大背 景 下 得 到 了快 速
的发 展 。
艺提 出了更高 的要 求 。众所 周知 ， 如何 对 熔炼 炉 中的
熔 体进行 有效 的搅 拌 ， 而使 其 成 分 和 温度 更 均 匀 ， 从

熔炼周期内炉料变化过程
矩形铝熔炼炉
蓄热式烧嘴技术
侧井炉
炉底透气砖技术
大大提高铝熔化速度大大提高铝熔化速度（（18~24%）
降低铝液中氢气浓度降低铝液中氢气浓度（（40~60%）
熔体温度均匀
渣量降低30~60%
只允许气体通过只允许气体通过，，阻止铝熔体侵入阻止铝熔体侵入，，即使关掉气源也不例外即使关掉气源也不例外；；可应用于铝熔炼可应用于铝熔炼、、铝精炼铝精炼、、铝运输各个阶段铝运输各个阶段，，固定式及倾动式炉均可安装均可安装，，吹入的气体可采用Ar ，Cl 2和N 2。

优点优点：：
透气砖安装
谢谢!。

12. ABC
13. ABC
14. ABC
15. ABC
第三部分判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. ×
6. ×
7. ×
8. √
9. ×
10. ×
第四部分主观题（参考）
1.温度控制是熔炼过程中的关键，影响金属熔化速度和质量。方法包括：PID控制（比例-积分-微分控制）、手动调节（依靠操作经验调整）、模糊控制（基于模糊逻辑的控制）。
10.在熔炼过程中，只要金属熔化即可停止加热，无需考虑熔池的保温。（）
第四部分主观题（本题共2小题，每题10分，共20分）
1.请简述熔炼过程中温度控制的重要性，并列举至少三种温度控制的方法及其原理。（10分）
2.在熔炼过程中，如何优化金属成分的均匀性？请从熔炼工艺、设备选择和操作技巧等方面进行分析，并提出至少两条具体措施。（10分）
2.优化均匀性措施：采用电磁搅拌技术提高熔池内金属流动，确保成分均匀；合理设计熔炼工艺，控制熔炼时间和温度，避免成分偏析。
A.调整熔炼温度
B.改变熔炼时间
C.控制炉内气氛
D.添加合金元素
6.下列哪种设备不常用于熔炼过程？（）
A.电炉
B.燃气炉
C.感应炉
D.蒸馏塔
7.在熔炼过程中，为了提高金属的纯净度，可以采取以下哪种方法？（）
A.提高熔炼温度
B.延长熔炼时间
C.增加炉内气氛氧化性
D.降低熔炼温度
8.以下哪种因素不会影响熔炼过程的优化？（）
B.炉内气氛不当
C.熔炼设备不清洁
D.炉渣处理不当
13.熔炼过程中，为了减少金属的氧化，可以采取以下哪些措施？（）
A.降低熔炼温度

钢铁冶炼中的电磁技术研究随着工业化的不断发展，钢铁工业成为了国民经济的重要支柱之一，而电磁技术的应用使得钢铁冶炼过程更加智能化、高效化。

本文将介绍电磁技术在钢铁冶炼过程中的应用及其研究进展。

一、电磁技术在钢铁冶炼中的应用1. 电磁感应加热技术电磁感应加热技术是通过改变磁场强度和频率，在钢铁冶炼场景中加热金属材料，用来加速钢铁材料的熔化过程。

该技术具有加热速度快、能耗低、加热均匀等优点，被广泛应用于钢铁熔炼、热处理等领域。

2. 磁悬浮技术磁悬浮技术是指利用电磁力作用使物体悬浮在磁场中的技术。

在钢铁冶炼中，磁悬浮技术可用于提高钢铁液的纯度和透明度，加速冷却时间，提高钢铁质量和生产效率。

3. 电磁搅拌技术电磁搅拌技术是指利用电磁力作用在钢液中引入电流，强迫金属液体产生对流和搅拌的技术。

该技术可用于改善钢铁内部组织结构，提高钢铁品质，减少非金属夹杂物和气孔等缺陷。

4. 电磁铸造技术采用电磁技术进行钢铁铸造，在铸造过程中对铸造材料加热和搅拌，从而实现更快更高效的铸造过程。

该技术可用于提高铸造件的密度、结合度，在提升生产效率的同时，也能降低铸造件的缺陷率。

二、电磁技术在钢铁冶炼中的研究进展1. 磁悬浮技术在钢铁冶炼领域的应用目前，磁悬浮技术在钢铁冶炼工业领域的应用正变得越来越普遍。

Bechtel公司研制出一种基于磁悬浮技术的新型连铸机，该技术可大大减少钢铁生产过程中的不良因素和废品率，增加了生产效率。

2. 电磁隔渣技术的发展传统的钢铁冶炼过程中，会产生大量的隔渣。

电磁隔渣技术是一种旨在减少隔渣量、减少水污染以及降低成本的新型技术，该技术基于电磁感应、电磁场辅助和动态隔渣理论，可以在传统冶炼中取代高消耗的物理隔渣器，大幅提升钢铁质量，并能将含钢的渣料回收利用。

3. 磁流变技术的应用磁流变技术是一种利用磁场来改变流体的物理性质的技术，其特点是可以自动地控制流体的流量和流动方向，提高工作效率。

在钢铁冶炼过程中，磁流变技术可用于提高炉缸式发动机的热效率，从而降低温室气体排放量。

化学成分及温度均 匀化 ，同时可减少氧化渣的形成 ， 缩 短熔炼 时间， 提高生产率 ，大 幅降低工人 的劳动强度 ，电磁搅 拌技术 为铸锭 或铸坯
的质量提供 了可靠 的保证 。
１ ． 电磁搅拌 器的作用及 系统组成
电磁搅拌 器主要 由变频 电源和感应器组成 ，变频 电源把 ５ ０ ／ ６ ０ Ｈ ｚ 的工频交 流电变成频率为 ０ ． ５ — ３ ． ０ Ｈ ｚ的两相， 三相 低频 电源。该 电源 通人感应线 圈后将 产生一 个行波磁场 ，此行波磁场穿透炉底的不锈钢
有 ３台优利科 电磁搅拌器 ，安装于矩形熔炼炉下部 ，每 两台熔炼炉共 用一 台电磁搅拌器 ，电磁搅拌器不工作时位于两个炉体之 间的检修位 置， 工作时移动到对应炉体的底部 ， 液压系统启动 ， 将感应线 圈升起 ， 然后进行搅拌 。电磁搅拌可 以对熔体进行无接触 有效搅拌 ，使熔体 的
（ 河南豫联能源集团有限责任 公司 河南 中孚铝合金有限公司 ，河南 巩义 ４ ５ １ ２ ６ １ ）
【 摘 要】 本文对优利科 电磁搅拌器在铝熔炼过程中因液压系统 出现故 障而导致设备正常工作的现象进行分析并解决。电磁搅拌器位于矩形炉
子的底部 ，环 境温度过高 ，尤其在 夏季，环境温度有时可达 ８ ０ ￣ Ｃ 以上，位 于电磁搅拌器移动小 车上 的液压 系统油箱温度经常升至 ７ ０ ￣ Ｃ ，甚 至更 高 ，导致设备无法正常工作 ，严重影响了正常的生产秩序。通 过技术改 造后 ，在夏季可保证油箱温度在 ５ ５ ％以下 ，为液压系统 的正常工作提供 了有力保证 ，保证 了电磁搅拌器的正常工作 。 ［ 关键词］ 电磁搅拌器
中图分类号 ：Ｔ Ｋ
冷却系统
温度
液压
文章编号：１ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — ２ ７ ６ － ０ １

１ 、电磁搅拌器的结构
铝合 金电磁搅拌器由感 应器 、低频电源和冷却水系统等组成 。电 磁搅拌器的主要工作部件是由铁芯和线圈绕组构成的感应器 ，线圈绕 组 由绝缘的矩形断面中空铜管组成 ，固定在铁芯周围。低频 电源是 由 变频器产生的三相交流电。搅拌 器冷却水系统包括一个闭环净化水 回 路 、一个热交换器和一个工业水 回路 ，通过闭环净化水回路对线 圈绕 组进行冷却以防止线圈绕组过热损坏。 两台 ６（ ０ 倾动式矩形煤气熔炼炉可只配备 １ 电磁搅拌器 ，每台 套
当电磁搅拌器处于检修位置时 ， 若其中任何一个接近开关信号失灵或误 动作 ， 与之配套的两台熔炼炉均不能倾翻。 同时在操作台上也会出现 “ 接 近开关信号错误”的提示，有利于尽快排除故障。
利 用电磁搅拌 器检修位上 的接近开关 限位来 确定 电磁搅 拌 的位 置 ， 而达到熔炼炉进行倾 翻或 回翻动作时安全生产 ，避免熔炼炉、 从 电磁搅拌器设备伤害事故发生。 ３ ． ２电磁搅拌工作 环境温度 的要求 电磁搅拌器台车 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、链 条传动 系统组成 ；液压升降系统由油 箱、油泵、油管 、单 向阀、电磁换 向阀、溢流阀 、行程保护阀和液压 油缸等几部 分组成 ； 整体工作温度必须保持在 ０ ７ ￣之间 ， － ０（ ２ 液压油的 最高工作温度：８ ｃ ；液压密封元件 的最高工作温度为 ：１０ ０ｃ ２ ℃。 熔炼炉在实际生产中 ，尤其在夏季季节温度较高时 ，炉内温度保 持在 ７０度左 右，炉底的钢板温度在 ２ ０度左右 ， ４ ０ 造成炉底周围环境 温度在 ６ 度左 右， ０ 临近台车液压油的工作温度上限值。同时，由于炉 底是一个相对比较封 闭的环境 ，空气流通不 畅．因。 ３ 电磁搅拌器 台车液压工作介质 的选择 ． ３ ４ 号液压油虽然有 良好的抗磨损性能，以及 优良的抗乳化性 ，由 ６ 于工作介质温度较低 ，其粘度指数最大 为 ９ 。 ７ 粘度指数是决定抗磨液压油在高温环境下 良好运行 的重要指标之 粘度高于 】Ｏ ７ Ｏ —ｌＯ的抗磨液压油 ， 具有粘温曲线 变化平缓性 和良 好 的粘温性 。 ４ ３ 酯型难燃液压油工作温度在一 ０ ～ ３ ℃ ， 目 为止具有 ６２ ２ ℃ １５ 是 前 低倾 点、高 闪点 、和 良好 的热稳定性能 ；其粘度指数不小于 １０；在 ８ 高温环境运行时 ，它在油中的溶解度增大 ，蜷曲状的线形分子膨胀仲 长， 从而使粘度增 长较大 ，粘度指数越高 ，粘度随温度变化 越小。适

取消铝熔体“静置时间”及优化净化相关工艺操作的探讨丁华国【摘要】铝合金熔炼铸造工序是生产铝材的基础,缩短熔铸的工艺流程有利于节能,提高熔体的洁净度有利于生产出高品质的铝材.作者基于长期在生产第一线工作中积累的经验,就取消熔体“静置时间”来缩短熔铸工艺流程,以及优化与熔体净化相关的工艺操作来提高熔体的洁净度进行了论述.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2011(039)009【总页数】5页(P31-34,69)【关键词】铝合金熔铸;工艺流程;精炼;静置【作者】丁华国【作者单位】东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060【正文语种】中文【中图分类】TG292在国家“十二·五”规划纲要中，发展绿色低碳经济成为重要的政策导向。

低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，现在，节能减排和提高产品的品质是每个生产企业必须研究的课题。

铝合金熔炼铸造工序是生产高品质铝材的基础;它也是铝加工业主要的能耗工序，其能耗占铝材整个生产过程能耗的60%左右。

因此，如何通过熔铸技术创新，改进现有生产工艺和设备，在提高生产效率和产品品质的同时实现节能减排，对铝加工工业实现绿色低碳经济具有重要的意义。

作者根据多年在生产第一线工作的经验，认为现实铝合金熔铸生产中存在不少的节能和优化工艺操作的潜力。

本文就取消熔体“静置时间”来缩短熔铸工艺流程，减少能源消耗，以及优化与熔体净化相关的工艺和操作，提高产品品质的课题进行探讨。

1 铝合金熔铸典型的传统工艺流程变形铝合金熔炼铸造的主要目的是配制所要求成分的合金，进行熔炼，通过适当的工艺措施如精炼、静置和过滤等提高熔体的洁净度，然后铸造成型为塑性加工用的铸锭。

典型的传统熔铸工艺流程为:炉料准备—装炉—熔化—加合金化元素炉料—熔化后扒渣—搅拌—取样分析—搅拌—扒渣—倒炉(导入静置炉)—精炼—扒渣、覆盖—静置一定时间、调温—炉前测氢—铸造。

上述工艺流程通常是在一台熔炼炉和一台静置炉内完成的，熔炼炉担负熔化和调整成分的任务，静置炉担负净化熔体和保温的任务。

1பைடு நூலகம்
一、感应电炉在铸钢业界中的应用 从上世纪 30 年代开始，一些主要工业国家就都有用感应电炉炼钢的报道。早期，主要 用于熔模精密铸造，也生产少数小型铸钢件。 静态变频电源问世以后， 随着变频设备的不断改善， 感应电炉在各工业国家铸钢行业中 的应用进展很快：产品从一般的小型铸件逐步扩展到重要的中、大型铸件；熔炼的钢种也从 碳钢、低合金钢逐步扩展到高锰钢、工具钢、不锈钢、耐热钢以及各种高温合金。 在这种形势下，1986 年，美国铸造协会铸钢分会曾确立了一项关于发展感应电炉熔炼 ［ ］ 的课题 1 。工作的第一阶段是回顾并分析有关的文献资料；工作的第二阶段是拟订一项推 荐性的 “感应电炉炼钢作业规程” ， 并在承担这一课题的铸造厂进行有目标的实际作业试验， 从而对作业规程进行考核、 评估。 这项研究工作对感应电炉在铸钢行业中的应用是非常有益 的。 我国采用感应电炉炼钢起步较晚，可查阅到的文献资料也很少。有的书上提到： “我国 于 20 世纪 40 年代开始用感应电炉炼钢。 ”但是，迄今还未能查阅到具体的文献。 据我的一管之见，我国铸钢行业采用感应电炉熔炼大约起始于 50 年代后期。早期，基 本上都是用于熔模精密铸造，产量也很有限。70 年代末期实行改革开放政策以后，从 80 年 代起，铸造行业持续以惊人的速度发展，以感应电炉为熔炼设备、生产铸钢件的厂家日益增 多，工艺技术也不断有所改善。起初，只是用于生产质量要求一般的小型铸钢件，90 年代 以后，铸钢件产品的档次也逐步提高，现在已经可以生产各种优质的高合金钢铸件。 铸钢业界采用感应电炉作为熔炼设备，与用电弧炉熔炼相比，确有不少优点值得关注， 这也是其应用范围不断扩展的主要原因。但是，感应电炉熔炼也有不少必须正视的问题。铸 钢企业选用熔炼设备时，应该根据企业的具体条件、铸件产品的特点，从多方面作可行性分 析，不能简单地追逐潮流。 尽管奥钢联 Voest-Alpine 铸造厂已经用 38t 的炉子生产铸钢件，但是，考虑到耐火炉衬 和冶金质量方面的制约，我个人认为铸钢业界用的炉子还是 10t 以下的小型炉子为宜。在与 炉外精炼设备配合使用的条件下，才可以采用更大的炉型。 确定选用感应电炉后，还要按照产品的质量要求，选定炉衬制备方案、制订熔炼作业的 规程。 但是， 我国铸钢业界在感应电炉熔炼方面的经验毕竟还是不多， 据我所知， 到目前为止， 未能掌握感应电炉熔炼要点的铸钢厂家仍然不少， 有的是炉衬材料选用不当， 有的是熔炼作 业不符合冶金要求。其中，不少企业不规范的程度已经越过了保证质量的底线，这种情况当 然会影响产品的质量和档次。特别要提出的是：在我国铸钢业界，感应电炉炼钢不加炉盖可 说是已成为常态，而这种作业方式是不能容忍的。首先是，由于辐射损失的热量多，导致炼 钢的能耗增加 10％以上。再就是，增强了钢液与大气的接触，对冶金质量的负面影响很大， 如：钢液氧化的程度增强；钢液自大气吸收的气体增多；合金元素的烧损增多、收得率不稳 定；钢中非金属夹杂物含量增多等等。 为了切实帮助企业掌握感应电炉炼钢的特点， 切实做到在节能、 降耗的基础上提高产品 的质量和档次， 在采用感应电炉熔炼日益增多的今天， 我觉得协会的铸钢分会有必要参照美 国协会铸钢分会的作法，建立一个课题组，编制推荐性的《感应电炉熔炼铸钢的工艺要点》 。 二、感应电炉炼钢的长处和短处 近 30 年来，感应电炉在铸钢业界的应用发展很快，当然是由于其具有不少长处，但是， 另一方面，它也有很多短处。选用其作为熔炼设备，一定要进行全面的分析、研究，力求扬 其所长、避其所短，切不可凑热闹、赶潮流。设备选定以后，就应该对其特性有比较全面的 了解，力求在节能、减排的基础上不断提高铸件产品的质量。 以下，就感应电炉熔炼铸钢的长处和短处作简单的分析，供参考。

锅炉自动化改造方案引言概述：锅炉自动化改造是利用现代科技手段对传统锅炉进行升级改造，以提高锅炉的效率、安全性和环保性。

本文将从五个方面详细阐述锅炉自动化改造方案，包括控制系统改造、燃烧系统改造、供水系统改造、排烟系统改造和安全保护系统改造。

一、控制系统改造：1.1 更新控制器：将传统的机械控制器替换为现代化的电子控制器，实现对锅炉的自动控制和监测。

电子控制器能够实时获取锅炉的运行数据，并根据需求自动调整燃烧器的工作状态，提高燃烧效率。

1.2 安装传感器：在锅炉的关键部位安装温度传感器、压力传感器等，实时监测锅炉的运行状态，及时发现并解决问题，防止事故发生。

1.3 配置监控系统：通过网络连接锅炉控制系统和监控中心，实现对锅炉的远程监控和管理，方便运维人员及时了解锅炉的运行情况，提高运维效率。

二、燃烧系统改造：2.1 更换燃烧器：将传统的燃煤燃烧器替换为高效、低排放的燃气或者燃油燃烧器，提高燃烧效率，减少污染物排放。

2.2 安装燃烧控制器：配备燃烧控制器，实现对燃烧器的精确控制，保证燃烧的稳定性和安全性。

2.3 优化燃烧过程：通过调整燃烧器的供气量、供油量等参数，优化燃烧过程，提高燃烧效率，减少燃料的消耗和污染物的排放。

三、供水系统改造：3.1 安装水位控制器：在锅炉的水箱中安装水位控制器，实时监测水位，保证水位在安全范围内波动，避免水位过高或者过低导致的安全隐患。

3.2 优化供水方式：采用变频供水泵，根据锅炉的实际需求调整供水量，避免供水过剩或者不足，提高供水效率。

3.3 加装水质处理设备：安装水质处理设备，对供水进行预处理，减少水垢和污染物对锅炉的影响，延长锅炉的使用寿命。

四、排烟系统改造：4.1 安装烟气传感器：在锅炉的烟道中安装烟气传感器，实时监测烟气的成份和排放浓度，及时发现异常情况，保证烟气排放符合环保标准。

4.2 配备烟气净化设备：对烟气进行净化处理，如加装除尘器、脱硫装置等，减少污染物的排放，保护环境。

中频熔炼炉工作原理
中频熔炼炉的工作原理涉及到欧姆定律、电磁感应和电磁搅拌等基本原理。

在中频熔炼炉中，电源产生的交流电被转换成中频电流，经由电源线圈传输到感应线圈上，产生的交变磁场通过感应电流产生的磁场作用在感应线圈中形成强大的电磁感应力线，并且通过电磁感应力线进一步作用在炉内的金属料料层上。

中频熔炼炉中的感应线圈通过电磁感应力线将能量传输到炉料中，使其发生感应加热。

由于炉料具有一定的电阻，在感应线圈提供的电磁感应力线的作用下，炉料中的电流通过材料自身的电阻造成的能量损耗，将产生热量。

金属料的温度逐渐升高，并最终融化。

与此同时，中频熔炼炉还通过电磁感应力线对炉内的金属料进行电磁搅拌。

通过改变电磁搅拌装置的工作频率和电流大小，能够实现对炉内金属料的磁场强度和方向的控制，从而实现炉内金属料的搅拌和翻转，促进炉内温度的均匀分布和金属的混合，提高熔炼效果和质量。

综上所述，中频熔炼炉通过电磁感应原理将电能转化为热能，将电磁力作用于金属料中进行感应加热和电磁搅拌，实现金属材料的熔化和混合，达到熔炼和炼化金属的目的。

电磁搅拌在小方坯中的应用和日常维护发布时间：2023-07-11T06:04:43.330Z 来源：《科技潮》2023年12期作者：潘孝银[导读] 电磁搅拌（EMS）首先由瑞典发明用于电弧炉炼钢，后来随着在磁流动力学方面的不断深入研究，电磁搅拌技术日渐成熟，开始逐渐应用于感应熔炼炉、钢包精炼炉和连铸机。

江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴 214400摘要：电磁搅拌是提升连铸坯质量的有效方法，在我国生产应用过程中相关技术得到了极大的优化，取得了良好的效果，目前电磁搅拌技术仍在不断优化，本文主要介绍电磁搅拌技术在我分厂小方坯连铸机上的应用，如电磁搅拌装置的工作原理，电磁搅拌控制系统结构组成以及实际应用过程中存在的问题和解决措施，希望在以后的生产过程中可以更好的维护好电磁搅拌器，将电磁搅拌故障率降到最低。

关键词：电磁搅拌；磁场强度；线圈前言：电磁搅拌技术在钢厂连铸中得到大范围的应用，技术人员以及生产者意识到连铸技术对钢铁生产起到的作用，加强对连铸坯技术的关注以及研究程度，围绕连铸坯质量进行深入研究，电磁搅拌技术作为钢铁工业成功的连铸技术，依托于电磁流体力学理论，在定量认识电磁场介质传递的情况下，通过连铸过程中对钢水传热、流动、凝固等工作的控制，以此提升连铸技术作用效果，规避成分偏析、中心缩孔等情况出现，电磁搅拌技术是在科学的理论下进行，可以提升铸坯材料的整体质量，但是在其应用过程中依然要不断优化技术短板，比如我厂小方坯连铸机实际生产中根据钢种工艺需要采用差异化的频率和电流，跟踪试验情况良好，铸坯质量稳定。

一、电磁搅拌技术的发展概况电磁搅拌（EMS）首先由瑞典发明用于电弧炉炼钢，后来随着在磁流动力学方面的不断深入研究，电磁搅拌技术日渐成熟，开始逐渐应用于感应熔炼炉、钢包精炼炉和连铸机。

直到1977年，法国钢研院开发了低频电源，在一台四流方坯连铸机上进行了MEMS技术的第一次工业应用，达到了比较成熟的程度而被迅速推广。

第４２卷２００６年５月第５期５４０—５４４页金属学改ＡＣＴＡＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｂｌ．４２ＮＯ．５Ｍａｙ２００６ＰＰ．５４０—５４４钢连铸电磁搅拌工艺中电磁力的计算术于洋李宝宽（东北大学材料与冶金学院，沈阳１１０００４）摘要利用旋转磁场特征变换模型方程并结合边界更新法，提出一种计算旋转型电磁搅拌器在钢连铸坯中产生的电磁力场的方法．用该方法计算了考虑铁心影响的不同尺寸钢连铸方坯内的电磁场．模拟结果与实验数据符合良好，同时详细给出了旋转电磁场在搅拌区域内产生的电磁力的空间分布，并分析了不同电流、频率等参数对电磁力分布的影响．关键词电磁搅拌，电磁力场，预测模型，钢连铸中图法分类号ＴＦ７７７文献标识码．Ａ文章编号０４１２—１９６１（２００６）０５一０５４０—０５ＣＵＬＣＵＬＡＴＩｏＮｏＦＥＬＥＣＴＲｏＭＡＧＮＥＴＩＣＦｏＲＣＥＩＮＥＬＥＣＴＲｏＭＡＧＮＥＴＩＣＳＴＩＲＲＩＮＧＤＵＲＩＮＧＣｏＮＴＩＮＵｏＵＳＣＡＳＴＩＮＧｏＦＳＴＥＥＬｙＵ玩ｎｇ．ＬＩＢａｏｋｕａｎＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０００４Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ＬＩＢａｏｋｕａｎ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｔｅｔ：（０２４）８３６０２２１６｝Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｂｋ６３８２＠１６３．ｃｏｍＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｌＣｈｉｎａＮｏ．５０４７４０８５１Ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔｒｅｃｅｉｖｅｄ２００５—０９－０９．ｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ２００５—１２—０４ＡＢＳＴＲＡＣＴＢｙｕｓｉｎｇａｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｍｏｄｅｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｒｅｎｅｗａｌｍｅｔｈｏｄ，ａｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅｆｉｅｌｄｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｏｆｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｉｎｂｉｌｌｅｔｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙａｇｒｅｅｓｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｎｅ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅ３Ｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅｓａｒｅｇｉｖｅｎｉｎｄｅｔａｉｌｕｎｄｅｒｖａｒｉａｂｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＫＥＹＷｏＲＤＳｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｔｉｒｒｉｎｇ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅｆｉｅｌｄ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃａｓｔｉｎｇｏｆｓｔｅｅｌ电磁搅拌技术是提高金属冶炼工艺效率和产品质量的重要辅助手段．该工艺从应用到钢的连铸生产开始，迄今已日益成熟，不仅应用于中间包加热、凝固末端、结晶器和二冷区，还应用于合金熔炼炉，并且从单一的形式发展为组合形式．由于电磁搅拌技术在改善铸坯的表面及皮下质量、改善铸坯凝固组织、提高等轴晶率、减轻中心偏析及中心疏松等内部缺陷方面都有显著的作用效果，与机械搅拌法相比，具有不直接接触金属熔体、对金属熔体无污染和明显降低金属熔体氧化等优点．２０世纪８０年代冶金学界开始了对电磁搅拌电磁场的计算，１９８６年Ｓｐｉｚｅｒ等ｔｌＪ将搅拌器简化为无限长并且利用数学物理方程求解方法得到了电磁力的时均解析解．＋国家自然科学基金项目５０４７４０８５和上海宝山钢铁集团公司资助收到初稿日期：２００５—０９－０９，收到修改稿日期：２００５—１２—０４作者简介：于洋，男，１９８０年生，硕士生Ｍｅｙｅｒ等引最早对方坯行波磁场电磁搅拌的三维模型利用Ｂｉｏｔ—Ｓａｖａｒｔ定理进行了模拟计算，由于扩大了求解区域，导致求解过于复杂．Ｎａｔａｒａｊａｎ等例采用位函数Ｔ和砂对该方法进行了改进，但未考虑铁芯作用，且物理模型中的线圈电流布置不准确．稳定的行波磁场产生的原理图见文献Ｊ４】．Ｕｅｙａｍａ等【５Ｊ和Ｇｌｉｅｒｅ等【６Ｊ分别利用励磁电流密度五结合位函数Ａ和妒进行了三维电磁场计算，但是每个节点存在４个求解量，计算量较大．Ｓｐｉｚｅｒ和Ｓｃｈｗｅｒｄｔｆｅｇｅｒ［７］还提出用实验测量空隙中磁感应强度以确定边界条件的模拟方法，并对端部的边界条件假设为ＯＢ／Ｏｚ＝０，当搅拌器的高度较小时，该假设与实际的误差很大．麻永林等【８】和周伟等【９Ｊ测量了搅拌器在铁轭端部的磁感应强度，并且作为边界磁感应强度幅值对磁场模拟，该法仅是二维计算且过于依赖实验测量．李光等【１０Ｊ利用直线电机中电流层线电流密度幅值五。

用电磁搅拌技术改进铝电解铸造车间混合炉铝液的搅拌方式[摘要]：原铝电解铸造车间铝液混合炉配料采用人工铁耙搅拌，对生产存在配料不均、劳动强度大等诸多不利因素。

采用电磁搅拌技术后，避免了铁耙搅拌带来的弊端。

本文主要介绍电磁搅拌的工作原理以及采用搅拌器后的应用效果。

[键关词]：电磁搅拌混合炉EMS used electrolytic technology to improve the mixing of molten aluminum foundry furnaceLI Hai-yu LIU Jin-liang（China Aluminium Co.，Ltd Qinghai Datong，810108 ）[Abstract] : Mixing original electrolytic aluminum foundry furnace iron rake artificial ingredients mixing of the ingredients exist uneven production, labor-intensive and many other adverse factors. Using electromagnetic stirring techniques, and to avoid the evils of mixing iron rake. This paper describes the working principle and the use of electromagnetic stirring effect after the blender.[Key words]: electromagnetic mixing 、relations furnace一、引言我公司是大型的铝冶炼企业，铝锭产量达40万吨。

铸造车间铝锭生产的铝液混合炉采用铝液加固体（添加元素）调配，采用人工用铁耙搅拌，使添加的元素混合尽量均匀。

２ ． １ 电流 的 放 大 和 精 度 控 制
本 系统 能够 向稳弧 线 圈提供直 流和交 流两 种工 作 方式， 电流 在 ０ Ａ～６ ０ Ａ 范 围 内连 续 可调 ， 同时 交 流 电 流的 变化 周期 为 ０ ． １ ｓ ～３ ０ ０ Ｓ 。 电磁 搅 拌 系统 应 用 于 真空 白耗 电弧 炉 ， 产生可调 的直 流 、 交 流形式 的稳 弧 电流， 其 系统 结构 如 图 １ 所示 。 由图 ｌ可 知 ， 该 系 统 主 要 由 电 子搅 拌 控 制 、 Ｐ Ｌ Ｃ 、 Ｐ ５ ９ ０ 硬件 电路 以及搅 拌 线 圈 等几 部分 组 成 。其 中采 用Ｐ ５ ９ ０ 使得 系统简单 紧凑 ， 配合 其 内部 的 Ｐ Ｉ Ｄ 控制 ，
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文 献标 识码 ：Ａ
０ 弓 Ｉ 言
可获得高精度的线 圈电流 ， 从而获得了较好 的搅拌效果。
电磁 搅拌作 为 改善 金属元 素分布 和组织 的一种 有 效 的工艺 方法 已广 泛应用 于钢 、 铝、 钛 等合 金 的熔铸 控 制技 术 中［ １ ］ 。电 磁 搅 拌 装 置 包 括 电磁 搅 拌 器 、 变 频 电源 、 控制 设备 以及 冷却 水 处理 系统 。 电磁 搅 拌 器 的 工作 频率 一般 在几 赫兹左 右 ， 处于低 频 区域 ， 但 是其 逆 变器 装置 的载 波 开关 频 率 却 超过 ｌ ｋ Ｈｚ ， 处 于 中频 区 域 。搅 拌 形式 主要 有旋 转 搅 拌 、 直 线搅 拌 和 双 边 行 波 磁场 产生 的旋 转 搅 拌 。 目前 该 方 面 可 实 现 的 电 路 很 多， 有 的采用 调节 电阻 的大小来 改变 输 出电流 幅值 ， 其 输 出电流 精度 不高 ， 控 制 不 方便 ； 有 的直 流 、 交 流 分 开 实现 ， 交 流 采用 行 波 磁 场 （ ＴＥ ＭＳ ）或 旋 转 磁 场 （ Ｒ Ｅ ＭＳ ） ， 直 流在 交流 基础上 整流 滤 波获得 ， 加上 电流 闭环 控制 ， 其 硬件 电路 复杂 。 本文 提 出 了一 种基 于欧 陆数字调 速器 ＰБайду номын сангаас５ ９ ０ 的 电 磁搅 拌控 制 系统 ， 配合 Ｓ Ｉ ＭＥ ＮＳ可 编 程控 制 器方 便 实 现交 直 流形式 ， 并能 通 过 软 件设 定 和修 改 电流 大 小 和 交 流 电流 的运 行周 期 ， 其 输 出电流精 度高 ， 自动 化程 度 高， 控 制 柔性 强 。

化 炉 渣 、不 易 达 到合 金 成 分 的均 匀性 ，同 时 又带
烧 损 部 分 。氢 在 铝 液 中 以原 子 态 存 在 ，它 会 以吸 附 、溶 解 、化 合物 状 态存 在 ， 当凝 固时 ，以气 体 的方式 存 在 与铝 合 金 中 。 由于 氢 气 为 铝合 金熔 体 中最 易 溶 解 的 气 体 ， 它 占所 有 溶 解 气 体 总 和 的 ９ ％。它 是使板 带 材产 生气 泡 、分层 ，使 材料 发 生 ０
部 分 金 属 铁 离 子 ，造成 铁 含量 增 加 。同 时 在 搅 拌
铲 上 容 易 粘 结 一些 有机 物 和水 分 ，根 据 上 面 的 化
１ 原 因分 析
油 炉 对 铝 的熔 化 过 程 中 ，铝液 与 炉气 中接 触 的氧气 ，水分 ，有 机物等 都会 产生 化学反 应 。 铝 合 金熔 液 与炉 气 在 接 触 表 面发 生 氧化 反 应
学 反 应 原 理会 在熔 体 中产 生 反 应 ，生 成 氢 离 子 等 有 害 元 素 ，严 重 影 响产 品质 量 。人 工搅 拌 搅 拌 速 度慢 ，易 产生 大 量 粉 尘 ，工 人 劳 动 强度 大 。 再 者 由于 受 炉 门 和搅 拌 Ｔ具 的 限制 ，搅 拌 区域 小 ，造 成 搅 拌 不 均 匀 。 电磁 搅 拌 是 一 种 非 接 触 式 搅 拌 ， 搅 拌 过程 会 加 速 热 量 的释 放 ，使 在较 大 的体 积 范 同 内 析 ｝ 氢 气 和 通 过 液 体 的流 动 带 出 细微 夹 渣 的 ｛ Ｉ
与 有 机 物及 油 污 反 应 ：Ａ ＋ Ａ ４３ＩＨ ， ＩＣ． 一 １ 十１ １ Ｈ ｃ ｌ
作 者 简 介 ：李 旺太 （９ ５ ） １６ 一 ，男 ，汉 族 ，甘 肃 廿 县 人 ，高 级 丁 程 帅 。