铝合金熔铸的加料设备、铸锭机械、铝液搅拌装置

一、加料设备

    铝合金熔炼过程中，装炉是一项很重要的工序，尽可能实现快装炉，既是缩短辅助时间，提高生产效率所需要的，也是减少热量损失、提高炉子热效率所必须的。目前国内装炉机械化总体程度不高，其装炉机械设备大体是：①天车加料，主要应用在炉顶可移动的圆形炉上，天车直接用可分式料框或抓斗将炉料装入炉中。当采用龙门结构时，一台加料天车可同时为几台熔铝炉装炉；②旋转式加料专用天车，首先人工将炉料装入料斗中，再用天车将料斗从炉门送入炉内，天车加料臂较长，并可作正反l80°翻转，可将炉料加人炉膛内任何地方，主要应用在多台熔铝炉同时工作的场合；③叉车式加料车，料场备有若干料斗，人工先将炉料加入料斗，叉车通过一个液压夹紧装置将料斗夹紧并送入炉内，而后通过一个穿人料斗内的液压推板将炉料推入炉内，这种加料车承载力一般为2～3 t，料斗平均载料约500 kg，主要应用在中小型熔铝炉上。也有较大型的装料车，一次加入量可达6 t；④升降翻斗式加料车，主要应用在带竖炉的熔铝炉上。

二、铝液搅拌装置

    搅拌是铝合金熔炼过程中必不可少的重要工序，它起着均匀成分、减少温差、加速熔化的作用。实际生产中搅拌采用人工、机械、电磁三种方式，其中，电磁搅拌优点比较突出。目前国内采用的电磁搅拌器按安装位置可分为炉墙式(见图2—12—41)和炉底式(见图2—12—42)。电磁搅拌器由电磁搅拌线圈、变频器、变压器、冷却水系统和控制系统组成。它的工作原理见图2—l2—43。它利用特殊的变频电源把50 Hz三相交流电变换成0．2～3(ABB为0．8～3．5)Hz的两相超低频电流。该电流通过感应器线圈将产生相应的低频交变磁场(行波磁场)，该磁场穿过炉底铝熔液、铁心形成闭合回路。根据电磁感应原理，在该磁场的作用下，铝液内则产生感应电流。电流在磁场的作用下产生推力，搅拌铝液。铝液的移动方向由平移磁场方向确定。感应线圈为水冷线圈，它与炉体之间没有直接接触。为了保证磁场进入熔池，线圈所处部位的炉壳必须采用奥氏体不锈钢结构。在多个熔铝炉安装电磁搅拌系统的情况下，可以采用共用的电源、搅拌器和冷却系统，以尽量节省投资。

   国产DJ—0l型电磁搅拌器的技术参数如下：
    ①电源50 Hz三相交流电，电压380 V±10%V，容量160 kVA；
    ②冷却用软化水压力0.2～0．5 MPa，流量1～2 t/h；
    ③感应器输入电压l80～220 V，电流200—350 A，有功功率60 kW；
    ④感应器尺寸3200(长)mm×l230(宽)mm×500(高)mm；
    ⑤感应器质量3320 kg；
    ⑥推力(见图l2—44)(用2440×1250×7 mm铝板做负载)。
    DJQ型熔铝炉用水平式电磁搅拌器，是“七五”期间由东北轻合金加工厂和北方工业大学等单位，在充分研究国外JRC电磁泵的基础上，根据国情，经过反复研制而开发成功的。它是一种靠电磁力推动铝液流动而达到搅拌的非接触式电磁搅拌装置，工作方式可以是连续的，也可以是间歇的。该装置的特点是：
    1)采用工频电源，泵体结构简单紧凑，与炉底式电磁搅拌器比较，更便于拆装和清理，拆换时不影响生产；
    2)与国外JRC电磁泵在高温炉内工作相比较，DJQ型电磁搅拌器在常温(-10～40℃)下工作，线圈采用通水冷却，可长时间持续工作，使用寿命长；
    3)操作方便，工人只需按动电钮即可开始搅拌，且搅拌无死区，而JRC电磁泵如不设计专门的液流通道或隔离炉，则无法做到无死区；
    4)流量大(3.38～4.05 t/min)，流速高(0.61～0.734 m/s)，而JRC电磁泵的流量为3 t/min，流速为0.6 m/s；
    安装功率小(20 kW)，初投资少，仅为炉底式电磁搅拌器费用的10%～l5%。
生产实际表明，在容量为22 t的煤气熔铝反射炉上，按“Г”型安装二台DJQ—1型电磁搅拌器，每2.5 min可使炉内熔体循环一次，在开动5 min后可使熔体温差由一般熔炼时的95℃降至2～4℃，并使熔化速率提高16.1%～21.4%，燃料单耗降低24.7%，金属烧损减少1%，还能减轻工人在高温下的劳动强度，节省工具费用，并使高纯铝生产时往往因增铁而导致报废的难题得以顺利解决。DJQ型电磁搅拌器的主要技术规格见表2—12—20。

表2—12—20 DJQ型电磁搅拌器技术参数 

    电磁搅拌器的设备选型通常取决于炉子的形状和大小，见表2—12—21。

表2—l2—21电磁搅拌装置选型参考数据表 

 三、铸锭机械加工设备

    铸锭机械加工设备包括切头尾、切定尺毛料、切试片的锯床、车皮用车床、空心圆铸锭镗孔用镗床，其主要技术性能分别见表2—12—22、表2—12—23、表2一l2—24。铸锭热剪装置一般作为挤压前的加热装置安放在挤压车间，扁铸锭铣面装置一般安放在轧制车间。

表2—12—22铝合金圆铸锭锯切用圆锯床主要技术性能及切削制度 

注：l．冷却锯片的乳液浓度，软铝合金采用5%～l0%，硬铝合金采用3%～5%；2．软铝合金指工业纯铝、3系合金和低成分的6系合金，切削性能较差；其他属硬铝合金，切削性能较好。

表2—12—23铝合金圆铸锭车床主要技术性能及切削制度 

注：切削制度应根据合金组别和铸锭直径确定。

表2—12—24铝合金空心圆铸锭镗床主要技术性能及切削制度