CN113310326A - 一种变功率电磁搅拌*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变功率电磁搅拌***，它属于电磁搅拌装置技术领域，包括：熔炉，熔炉底部设有称重传感器；电磁搅拌器，电磁搅拌器设于熔炉的下方；电磁搅拌器包括铁芯和套设在铁芯上的励磁线圈，励磁线圈连接有电流调节组件；移动组件，移动组件带动电磁搅拌器移动；控制器，控制器分别与称重传感器、电流调节组件和移动组件连接；本发明利用熔炉底部的称重传感器可是实时的测量熔炉内铝水的质量，利用控制器可以根据熔炉内铝水的质量调节电磁搅拌器的功率，自动的使得电磁搅拌器的搅拌力度与熔炉内的铝水质量之间达到最佳匹配状态，有效的降低了能耗，提高了铝水的搅拌效果，提高了自动化程度。
Description
技术领域
本发明涉及电磁搅拌装置技术领域，具体涉及一种变功率电磁搅拌***。
背景技术
通常情况下，电磁搅拌器在搅拌时，无论熔炉内铝水的多少，均采用上限大功率搅拌， 能耗较高。虽然部分电磁搅拌器可以根据铝水的多寡调节功率，也需要专门的工作人员通过 原始的预估的方式频繁的调节电磁搅拌器的功率参数，工作效率极低，并且浪费人工，无法 实现精准自动调节，因此，难以达到铝水质量与电磁搅拌器的搅拌力度“刚刚好”的最佳匹 配状态。
随着北铝南移，水电铝项目持续落地，集中的电解铝产业集群，使得铝熔铸企业采用电 磁搅拌的方式越来越清晰化。
电解铝企业周边的熔铸企业可以直接采购铝水，用搅拌器调匀合金成分，消除温差。对 于一机多炉(一台电磁搅拌器对多台熔炉实施搅拌)，因各熔炉的容量不一或熔炉内铝水质 量不等，电磁搅拌器只能按上限设定搅拌参数，在小容量熔炉上搅拌时，就会存在过大功率 搅拌，造成电能浪费。同时，在对调匀合金成分与消除温差的过程中，应以不破坏表面氧化 膜为优，然而，各熔炉的属性(如最大容量、熔炉内铝水质量等)不一致是客观存在的，不 可能做到搅拌器在每台炉上的搅拌均为最佳状态，一般以最大容量的熔炉为基准设定电磁搅 拌器的参数，因此，就会存在在小吨位、小质量熔炉上搅拌时，因搅拌力度过大，导致氧化 膜破裂，使得烧损严重，产生大量氧化渣，造成资源的浪费。
对于离电解铝企业较远的熔铸企业，直接采购铝水熔铸已不具备优势，此类企业大多采 用部分铝水加铝锭或废铝重熔，搅拌时间长，因此，采用搅拌器提高熔化速度，缩短熔化时 间是此类熔炼的第一需求。一机多炉，即使熔炉属性一致，也会因加料时间、质量不一，现 有的电磁搅拌器不能根据每一熔炉铝水质量的变化自动的调节功率，做不到适时精准搅拌。 由于搅拌时间较长，使上限大功率搅拌电耗高的弊端显现出来。进一步的，对于无电解铝水 可用，需要全部采用铝锭重熔或废铝重熔、双室炉加冷料连续搅拌的熔铸企业，搅拌时间更 长，如果不能全自动调节电磁搅拌器的搅拌功率，会使得能耗高的问题更加凸显出来。
综上所述，为了提升熔铸过程的搅拌工艺，实现电磁搅拌器针对每台属性不同的熔炉的 精准搅拌，并降低能耗，提高自动化程度，是现阶段亟待解决的问题。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种变功率电磁搅拌***，应用于铝熔铸 过程中的搅拌，可以实现电磁搅拌器针对每台属性不同的熔炉的精准搅拌，节能降耗，并提 高了自动化程度。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种变功率电磁搅拌***，包括：
熔炉，所述熔炉底部设有称重传感器；
电磁搅拌器，所述电磁搅拌器设于所述熔炉的下方；所述电磁搅拌器包括铁芯和套设在 所述铁芯上的励磁线圈，所述励磁线圈连接有电流调节组件；
移动组件，所述移动组件带动所述电磁搅拌器移动；
控制器，所述控制器分别与所述称重传感器、所述电流调节组件和所述移动组件连接。
作为一种优选的技术方案，还包括冷却组件，所述冷却组件用于降低所述励磁线圈的温 度；所述冷却组件与所述控制器连接。
作为一种优选的技术方案，所述冷却组件包括水冷组件和/或风冷组件；所述水冷组件包 括水冷却器，所述水冷却器具有进水口和出水口；所述励磁线圈设为空心导线，所述励磁线 圈的两端分别与所述进水口和所述出水口连通；所述风冷组件包括风机，所述风机设于所述 励磁线圈的一侧。
作为一种优选的技术方案，所述风机具有出风口，所述出风口连接有风管，所述风管连 接有风罩，所述风罩套设在所述励磁线圈上。
作为一种优选的技术方案，所述励磁线圈处设有温度检测组件，所述温度检测组件与所 述控制器连接。
作为一种优选的技术方案，所述移动组件包括升降组件和行走组件；所述升降组件与所 述电磁搅拌器连接，所述升降组件带动所述电磁搅拌器在竖直方向移动；所述行走组件与所 述升降组件连接，所述行走组件带动所述升降组件在水平方向移动。
作为一种优选的技术方案，所述电磁搅拌器设于所述升降组件的上方，所述升降组件设 为升降机，所述行走组件设于所述升降机的下方，所述行走组件包括支撑所述升降机的支撑 轮轴和驱动所述支撑轮轴转动的驱动电机。
作为一种优选的技术方案，所述行走组件带动所述升降组件在第一位置和第二位置之间 移动；当所述升降组件位于所述第二位置时，所述升降组件位于所述熔炉的正下方；当所述 升降组件位于所述第二位置时，所述升降组件带动所述电磁搅拌器在所述第二位置和所述第 三位置之间移动；当所述电磁搅拌器位于所述第三位置时，所述电磁搅拌器贴近所述熔炉； 所述第一位置处设有第一位置检测组件，所述第二位置处设有第二位置检测组件，所述第三 位置处设有第三位置检测组件，所述第一位置检测组件、所述第二位置检测组件和所述第三 位置检测组件均与所述控制器连接。
作为一种优选的技术方案，所述熔炉的底部设有支撑所述熔炉的承重托盘，所述承重托 盘的底部设有支撑所述承重托盘的承重预埋件，所述称重传感器设于所述承重托盘与所述承 重预埋件之间；和/或，所述承重托盘上具有供所述电磁搅拌器通过的窗口；和/或，所述称 重传感器不少于三个，所述称重传感器沿所述熔炉的周向均匀分布。
作为一种优选的技术方案，所述控制器连接有输入输出设备。
本发明的有益效果表现在：
1、本发明利用熔炉底部的称重传感器可是实时的测量熔炉内铝水的质量，利用控制器可 以根据熔炉内铝水的质量调节电磁搅拌器的功率，自动的使得电磁搅拌器的搅拌力度与熔炉 内的铝水质量之间达到最佳匹配状态，可以有效的降低能耗，提高铝水的搅拌效果，提高自 动化程度。
2、本发明利用移动组件可以带动电磁搅拌器在多个熔炉之间移动，使得一个电磁搅拌器 可以对多个熔炉搅拌，实现一机多炉。
3、本发明利用冷却组件可以有效对电磁搅拌器的励磁线圈进行降温，保持电磁搅拌器的 正常运行。
附图说明
图1为本发明一种实施例的整体结构示意图；
图2为冷却组件为水冷组件时的结构示意图；
图3为图2中水冷组件的冷却示意图；
图4为冷却组件为风冷组件时的结构示意图；
图5为图3中风冷组件的冷却示意图；
图6为图1中的升降组件的结构示意图；
图7为图1中的称重传感器的位置示意图。
图中：1-熔炉、11-称重传感器、12-承重托盘、13-承重预埋件、2-电磁搅拌器、21-铁 芯、22-励磁线圈、3-移动组件、31-升降组件、32-行走组件、321-支撑轮轴、322-驱动电机、 41-水冷组件、42-风冷组件、51-第一位置、52-第二位置、53-第三位置。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
请参照图1-图7，本发明提供了一种变功率电磁搅拌***，包括：熔炉1，熔炉1的底部设有称重传感器11，称重传感器11可以测量压在其上方的熔炉1、熔炉1内的铝及其他组件的总重量；电磁搅拌器2，电磁搅拌器2设于熔炉1的下方；电磁搅拌器2包括铁芯21和 套设在铁芯21上的励磁线圈22，励磁线圈22连接有电流调节组件，电流调节组件可以调节 流经励磁线圈22的电流大小，从而可以调节电磁搅拌器2的功率；移动组件3，移动组件3 带动电磁搅拌器2移动，移动组件3可以带动电磁搅拌器2移动，使电磁搅拌器2可以位于 不同的熔炉1的下方，实现一机多炉；控制器，控制器分别与称重传感器11、电流调节组件 和移动组件3连接，称重传感器11可以将测量的重量信息发送至控制器，控制器根据该重量 信息可以通过电流调节组件调节电磁搅拌器2的功率，同时，控制器可以通过控制移动组件 3带动电磁搅拌器2移动，使电磁搅拌器2位于不同熔炉1的下方并贴近熔炉1底部，实现 对不同熔炉1的搅拌。
需要说明的是，称重传感器11的功率应与熔炉1内铝的质量成正比；具体的，铝水增减 的量级可在100公斤-1000公斤之间根据工艺要求设置；更进一步的，电磁搅拌功率的设置 可以根据熔炉1内铝水增减的重量占全炉铝水重量的百分比来设置；在实际使用中，还可以 根据实际情况，将熔炉1设为多个，电磁搅拌器2也可以设为一个或多个；同时，为了保证 电磁搅拌器2的稳定运行，本发明还可以包括冷却组件，冷却组件用于降低励磁线圈22的温 度，冷却组件与控制器连接，控制器可以控制冷却组件对励磁线圈22的冷却效果；电流调节 组件可以为电流调节器；控制器可以为PLC。
进一步的，请参照图2和图3，冷却组件可以为水冷组件41，水冷组件41包括水冷却器， 水冷却器具有进水口和出水口，此时，励磁线圈22应为空心导线，励磁线圈22的两端分别 通过管道与进水口和出水口连通，使得水冷却器与励磁线圈22之间形成闭合的水循环冷却管 道；具体的，水冷却器包括水泵，该水泵设在水循环冷却管道上，控制器通过控制该水泵的 功率，即可控制水循环冷却管道内的冷却水的流速，从而控制对励磁线圈22的冷却效果；更 进一步的，励磁线圈22分别与进水口和出水口之间的管道至少部分为橡胶软管或橡胶钢丝软 管，且预留一定的长度，保证管道不会妨碍电磁搅拌器2的移动；另外，由于水冷却器通常 体积较大，水冷却器本体可以与本发明分体设置。
在另一实施例中，请参照图4和图5，冷却组件可以为风冷组件42，风冷组件42包括风 机，风机设于励磁线圈22的一侧，利用风机吹出的冷却风对励磁线圈22进行降温，控制器 通过控制风机的功率，即可控制吹向励磁线圈22的冷却风的风速，从而控制对励磁线圈22 的冷却效果；更优的，风机上可以具有出风口，出风口连接有风管，风管连接有风罩，风罩 套设在励磁线圈22上，可以提高冷却效果。
需要说明的是，在实际使用中，冷却组件也可以同时包括水冷组件41和风冷组件42， 可以进一步提高对励磁线圈22的降温效果；同时，励磁线圈22处优选的可以设有温度检测 组件，温度检测组件与控制器连接，温度检测组件用于检测励磁线圈22的温度，温度检测组 件可以将励磁线圈22的温度信息实时的发送至控制器，控制器根据该温度信息可以调节冷却 组件的功率，保证励磁线圈22在合适的温度范围内正常运行；具体的，温度检测组件可以为 温度传感器。
在本实施例中，请参照图6，移动组件3可以包括升降组件31和行走组件32；升降组件 31与电磁搅拌器2连接，升降组件31带动电磁搅拌器2在竖直方向移动，使电磁搅拌器2贴近或者远离熔炉1的底部；行走组件32与升降组件31连接，行走组件32带动升降组件 31在水平方向移动，从而可以带动电磁搅拌器2从一个熔炉1下方移动至另一个熔炉1的下方。
在上述实施例的基础上，请参照图6，电磁搅拌器2设于升降组件31的上方，升降组件 31可以为升降机，带动电磁搅拌器2在竖直方向移动；具体的，升降机可以为锥齿轮升降机， 锥齿轮升降机的传动轴连接有减速电机，控制器与该减速电机连接，可以实现升降机的升降； 行走组件32设于升降机的下方，行走组件32可以包括支撑升降机的支撑轮轴321和驱动支 撑轮轴321转动的驱动电机322，具体的，支撑轮轴321上可以设有托架，升降组件31设于 托架上，支撑轮轴321下方可以设有供支撑轮轴321滚动的轨道，驱动电机322与支撑轮轴 321之间通过链条实现传动，从而驱动支撑轮轴321转动带动升降组件31水平方向移动。
在实际使用时，请参照图1，行走组件32带动升降组件31在第一位置51和第二位置52 之间移动；在第二位置52时，升降组件31位于熔炉1的正下方；当升降组件31位于第二位置52时，升降组件31可以带动电磁搅拌器2在第二位置52和第三位置53之间移动；在第 三位置53时，电磁搅拌器2贴近熔炉1，可以对熔炉1内的铝水进行搅拌；进一步的，第一 位置51处设有第一位置检测组件，第二位置52处设有第二位置检测组件，第三位置53处设 有第三位置检测组件，第一位置检测组件、第二位置检测组件和第三位置检测组件均与控制 器连接，控制器通过第一位置检测组件、第二位置检测组件和第三位置检测组件可以判定电磁搅拌器2的位置；具体的，第一位置检测组件、第二位置检测组件和第三位置检测组件均可以设为位置传感器或者限位开关；优选的，电磁搅拌器2在第二位置52和第三位置53之间移动时，电磁搅拌器2应位于熔炉1的中轴线上，特殊情况下，根据工艺要求电磁搅拌器 2也可以有所偏移，但偏移量不应超过熔炉1的炉膛半径的一半，保证电磁搅拌器2的搅拌 效果。
在本实施例中，请参照图7，熔炉1的底部可以设有支撑熔炉1的承重托盘12，承重托 盘12的底部设有支撑承重托盘12的承重预埋件13，称重传感器11设于承重托盘12与承重 预埋件13之间，便于放置称重传感器11，并可以保证称重传感器11放置的稳固性和检测的 准确性；承重托盘12上具有供电磁搅拌器2通过的窗口，保证电磁搅拌器2可以穿过该窗口 贴近熔炉1；优选的，称重传感器11应不少于三个，称重传感器11沿熔炉1的周向均匀分布，可以保证对熔炉1及其内部的铝水的重量的检测的准确性。
需要说明的，在实际使用中，控制器优选的连接有输入输出设备，控制器通过输入输出 设备可以显示接收的检测信息，工作人员通过输入输出设备可以向控制器输入预设的控制参 数；优选的，输入输出设备设为触摸屏。
本发明的具体操作步骤如下：
一、电磁搅拌器2的初始位置为第一位置51，控制器控制行走组件32带动电磁搅拌器2 从第一位置51移动至第二位置52，此时，电磁搅拌器2位于待搅拌的熔炉1的正下方；
二、在第二位置52处，控制器控制升降组件31带动电磁搅拌器2上升，从第二位置52 移动至第三位置53，此时，电磁搅拌器2贴近熔炉1的底部；
三、控制器接收称重传感器11的称重信息，并根据该称重传感器11设定流经电流调节 组件的电流大小，使电磁搅拌器2的功率与熔炉1内的铝水的质量匹配；
四、搅拌完成后，电磁搅拌器2下降，从第三位置53移动至第二位置52，然后从第二位置52返回值第一位置51，完成复位。
需要说明的，在电磁搅拌器2运行时，控制器还应控制冷却组件的功率，使电磁搅拌器 2的励磁线圈22处于合适温度范围内，保证电磁搅拌器2的正常运行。
本发明有效的解决了传统的电磁搅拌器2在单台熔炉1上不能随熔炉1内的铝水的质量 变化自动调节搅拌功率的问题；解决了传统的电磁搅拌器2在多台熔炉1上不能随各熔炉1 的铝水质量差异自动调节搅拌功率的问题；并且，解决了传统电磁搅拌器2自动化程度低的 问题；本发明的全自动变功率搅拌的控制方法，达到了自动调控、精准搅拌的工艺要求，实 现了节能降耗的目的，设计合理，填补了电磁搅拌设备的空白。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，包括：
熔炉，所述熔炉底部设有称重传感器；
电磁搅拌器，所述电磁搅拌器设于所述熔炉的下方；所述电磁搅拌器包括铁芯和套设在所述铁芯上的励磁线圈，所述励磁线圈连接有电流调节组件；
移动组件，所述移动组件带动所述电磁搅拌器移动；
控制器，所述控制器分别与所述称重传感器、所述电流调节组件和所述移动组件连接。
2.根据权利要求1所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，还包括冷却组件，所述冷却组件用于降低所述励磁线圈的温度；所述冷却组件与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述冷却组件包括水冷组件和/或风冷组件；所述水冷组件包括水冷却器，所述水冷却器具有进水口和出水口；所述励磁线圈设为空心导线，所述励磁线圈的两端分别与所述进水口和所述出水口连通；所述风冷组件包括风机，所述风机设于所述励磁线圈的一侧。
4.根据权利要求3所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述风机具有出风口，所述出风口连接有风管，所述风管连接有风罩，所述风罩套设在所述励磁线圈上。
5.根据权利要求3所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述励磁线圈处设有温度检测组件，所述温度检测组件与所述控制器连接。
6.根据权利要求1所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述移动组件包括升降组件和行走组件；所述升降组件与所述电磁搅拌器连接，所述升降组件带动所述电磁搅拌器在竖直方向移动；所述行走组件与所述升降组件连接，所述行走组件带动所述升降组件在水平方向移动。
7.根据权利要求6所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述电磁搅拌器设于所述升降组件的上方，所述升降组件设为升降机；所述行走组件设于所述升降机的下方，所述行走组件包括支撑所述升降机的支撑轮轴和驱动所述支撑轮轴转动的驱动电机。
8.根据权利要求6或7所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述行走组件带动所述升降组件在第一位置和第二位置之间移动；当所述升降组件位于所述第二位置时，所述升降组件位于所述熔炉的正下方；当所述升降组件位于所述第二位置时，所述升降组件带动所述电磁搅拌器在所述第二位置和所述第三位置之间移动；当所述电磁搅拌器位于所述第三位置时，所述电磁搅拌器贴近所述熔炉；所述第一位置处设有第一位置检测组件，所述第二位置处设有第二位置检测组件，所述第三位置处设有第三位置检测组件，所述第一位置检测组件、所述第二位置检测组件和所述第三位置检测组件均与所述控制器连接。
9.根据权利要求1所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述熔炉的底部设有支撑所述熔炉的承重托盘，所述承重托盘的底部设有支撑所述承重托盘的承重预埋件，所述称重传感器设于所述承重托盘与所述承重预埋件之间；和/或，所述承重托盘上具有供所述电磁搅拌器通过的窗口；和/或，所述称重传感器不少于三个，所述称重传感器沿所述熔炉的周向均匀分布。
10.根据权利要求1所述一种变功率电磁搅拌***，其特征在于，所述控制器连接有输入输出设备。
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- 2021-03-06 CN CN202110248898.4A patent/CN113310326A/zh active Pending
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