關鍵詞：磁攪拌 廢鋁回收  設備 合金偏差  燒損率   能耗
一、         概述：

隨著鋁合金材料的廣泛使用，特別是在一些對其質量有特定要求的如汽車、家電等制造行業(yè)需求量的持續(xù)增長，對鋁合金的生產工藝質量提出了更高的要求。眾所周知，如何使精練爐中的鋁液進行有效攪拌是保證產品質量的重要一環(huán)。為此，機械式攪拌、手工攪拌和電磁攪拌等方法相應而生。熔爐磁攪拌技術是在20世紀30年代提出的，但在以后的很長一段時間里，在產品的開發(fā)中一直在電磁攪拌的概念里徘徊。由于電磁攪拌的本身諸多缺陷（設備投資巨大，設備體積龐大、耗電量大、維護不易），多年以來限制了磁攪拌技術在金屬冶煉行業(yè)的推廣與應用（在中國的推廣和應用更是緩慢）。而機械式攪拌、液壓式攪拌直接接觸高溫鋁液，設備壽命短，攪拌不徹底，也已慢慢退出歷史舞臺。

二、磁攪拌技術的目的

為什么要攪拌？為什么要采用磁攪拌？磁攪拌有什么優(yōu)點？以及如何應用？這些問題是鋁合金廠家采用磁攪拌技術之前首先要搞清楚的。一直以來鋁合金加工企業(yè)對于攪拌技術的應用都僅限于要求實現合金成分的均勻性。原因是在永磁攪拌機進入中國以前大多數廠家采用的攪拌方式都是很落后的機械攪拌和氣體攪拌，后來有了電磁攪拌，而電磁攪拌有一個致命的弱點就是需要用軟水來進行降溫，我們知道軟水的生成除了需要投資相關設備支持外，同時日常管理工作也相當重要，比如經常的需要去提取水樣進行化驗，并重點保護周邊空氣及環(huán)境不被污染，如有不慎，必然會使電磁攪拌機的銅質線圈內壁產生水垢，減少冷卻水的通過量，使得設備無法正常工作。然而即使完全達到標準，電磁攪拌機也依然不能實現長時間連續(xù)工作。目前國產電磁攪拌機就都只能連續(xù)工作20-30分鐘以內，而停機降溫過程卻又大于30分鐘?？蔀槭裁催€是有廠家采用電磁攪拌呢？這是因為大家的目的僅僅是要求合金成分的均勻性，忽略了磁攪拌技術其實最大的優(yōu)點是能夠減少1%-5%的鋁燒損、降低25%以上的單位能耗。所以大多數廠家都將沒有考慮除了合金爐(一般俗稱保溫爐)需要攪拌以外，更重要的是對熔解爐（一般俗稱上爐）進行長時間的攪拌。實現目前通用的成分均勻標準對磁攪拌技術來說其實非常容易實現，一般來說，合金成分的均勻性只需要磁攪拌機工作3-8分鐘就可以完成，但是減少鋁燒損、降低能耗卻需要磁攪拌機能夠在低功耗、低維護率的前提下做長時間的攪拌工作，而永磁攪拌機就是為兼顧這個目的而研究、開發(fā)的。永磁攪拌機的研發(fā)成功，徹底的解決了電磁攪拌設備缺陷，為磁攪拌技術在生產領域的應用開辟了一條革命性道路。永磁攪拌技術以投資小、設備精湛、生產率高、產品品質穩(wěn)定、幾乎不耗電、設備維護簡單，投資回報率高等優(yōu)點，在鋁合金加工行業(yè)實現了加工技術新的飛躍。產品經臺資企業(yè)“上海新格有色金屬有限公司”（該公司年產20萬噸再生鋁，是中國目前規(guī)模最大、產量最高、設備技術最先進的再生鋁企業(yè)，該企業(yè)有8套永磁攪拌設備，并已投入使用近2年時間。）等知名客戶實際使用，各項性能指標均達到甚至超過設計要求，贏得業(yè)內人士和相關權威部門的肯定。采用永磁攪拌技術使企業(yè)的產品質量和效益得到了顯著而穩(wěn)定的提高，提高了企業(yè)的市場競爭力。

三、工作原理和結構

永磁鋁水攪拌機是利用特定組合的ZMAG永磁體運動后產生的交變磁場對金屬液體進行非接觸攪拌。永磁攪拌器相當于一個氣隙很大的使用永磁體磁場的電機，感應器相當于電機的定子，鋁熔液相當于電機的轉子。永磁鋁水攪拌機內置的多極磁場在電機的帶動下產生行波磁場。磁場和熔池中的金屬液體相互作用產生產生磁力，從而推動金屬液體做定向運動，起到攪拌的作用。

底置式永磁鋁水攪拌機置于鋁熔爐底部，熔池底部的鋁熔液所獲得的攪拌力相對較大，頂部的攪拌力相對較小，合理設置攪拌強度和攪拌角度，即可獲得在水平和垂直方向的復合攪拌，實現充分均勻的攪拌效果，又不破壞熔體表面的氧化膜，并可減少燒損、減少熔體吸氣，從而獲得高質量熔體。

         設備研發(fā)思路非常巧妙，充分利用流體力學，使流道內鋁液可以每小時3000噸以上的流量高速沖刷爐內固體鋁塊，最大程度上實現鋁合金低燒損、高熔解率的目的。

廢鋁回收系統(tǒng)是在永磁鋁水攪拌機在熔解爐的側面安裝一個投料口，在投料口的底部安裝一臺永磁磁場發(fā)生器，磁場發(fā)生器產生的高速旋轉磁場，帶動投屑爐內的鋁水產生高速運動的旋渦，持續(xù)投進的鋁屑被漩渦瞬間卷進鋁水，實現鋁屑在隔絕氧氣的狀態(tài)下瞬間熔解，達到96%-98%的回收率。
      
四、     主要配置和參數

永磁鋁水攪拌機由永磁體感應器，風冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。

適用范圍：100kg-100t之間的反射爐

功耗：0.5-22kw/臺

磁場強度：>5000Gs

磁場交變頻率：0-20Hz

重量：200-3000kg

體積：0.5-3m3

五、     設備主要特點與國內外同類技術比較

永磁攪拌機和電磁攪拌機相比有三個顯著的特點——節(jié)能、免維護以及高熔解率.

電磁攪拌機的巨大電能消耗絕大部分用于產生行波磁場，而永磁攪拌機的行波磁場是由電機帶動多極永磁磁場旋轉產生的，所以它的能耗只有電磁攪拌機的1/10，在大噸位的爐型上甚至只有1/20。

在國內電磁攪拌機的應用過程中，冷卻系統(tǒng)是一個薄弱的環(huán)節(jié)，由于感應線圈工作時會產生大量的熱，導致設備持續(xù)工作時間很短，線圈冷卻水也會因為結垢導致散熱不良而影響設備的使用時間和工作壽命;永磁攪拌機自身幾乎不產生熱量，導致設備產生少量的溫升是外源性熱源的導入，由于設備本身已經采取了隔熱措施，所以采用了簡潔可靠的風冷系統(tǒng)就可以達到冷卻效果，保證設備的正常運行。

永磁攪拌機與電磁攪拌器綜合對比數據表:

六、     結束語

在能源日益緊缺的今天，國家相繼出臺了一系列對高能耗的企業(yè)和設備加強調控力度的政策，限制其發(fā)展規(guī)模，作為高能耗行業(yè)代表的有色金屬冶煉加工行業(yè)如何應對該政策，實現降低能耗，提升產品質量和生產率，是一個日益緊迫的課題。永磁鋁水攪拌機作為一項投入鋁合金冶煉領域并不久的產品，就以其在產品使用性能和節(jié)能等環(huán)保方面鮮明的特點獲得了行業(yè)和權威人士與部門的認可。