專利名稱：金屬熔液的攪拌方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用金屬熔液的自身重力和電磁原理對(duì) 金屬熔液進(jìn)行攪拌的方法。
背景技術(shù)：
在冶金領(lǐng)域中，熔化金屬是十分普遍而重要的工藝。熔化后的金屬能夠用于鑄造各種造型的金屬部件。在金屬熔化及鑄造的過(guò)程中，金屬熔液的均勻性將決定后續(xù)工藝的產(chǎn)品質(zhì)量。由于金屬的熔點(diǎn)高，密度大，在熔化的輸送時(shí)較難達(dá)到均勻，會(huì)導(dǎo)致部分原料熔化不充分，或者輸送時(shí)產(chǎn)生凝結(jié)的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要對(duì)金屬熔液進(jìn)行攪拌，以提高金屬熔液的均勻性?，F(xiàn)有技術(shù)中的攪拌設(shè)備通常是利用機(jī)械攪拌，即以機(jī)械裝置伸入金屬熔液中進(jìn)行攪拌。機(jī)械攪拌由于需要將機(jī)械裝置伸入金屬熔液中，容易影響金屬熔液的純度。另一種攪拌手段是真空攪拌，雖然對(duì)金屬熔液的純度影響較小，但真空攪拌成本高，且產(chǎn)生的攪拌力不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出一種采用結(jié)合采用金屬熔液自身重力和電磁力的攪拌方法。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出一種金屬熔液的攪拌方法，包括如下的步驟將金屬熔液以渦流方式引入爐體中，進(jìn)入爐體的金屬熔液形成熔液池，熔液池表面的金屬熔液形成渦流；在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與渦流以及熔液池產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在熔液池中產(chǎn)生渦旋電磁力推動(dòng)熔液池中的金屬熔液繼續(xù)移動(dòng)；經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。在一個(gè)實(shí)施例中，將金屬熔液以渦流方式進(jìn)入爐體中包括引導(dǎo)金屬熔液經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器，旋流導(dǎo)入器呈圓柱形，旋流導(dǎo)入器的表面開(kāi)有螺旋槽，金屬熔液從位于旋流導(dǎo)入器頂部的螺旋槽入口進(jìn)入，經(jīng)由螺旋槽從位于旋流導(dǎo)入器底部的螺旋槽的出口流出，經(jīng)過(guò)螺旋槽的金屬熔液在爐體內(nèi)形成渦流。爐體呈圓筒形，經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器的金屬熔液在爐體的圓弧壁上形成渦流。在一個(gè)實(shí)施例中，在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)包括在爐體的外周設(shè)置圍繞爐體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器包括兩個(gè)半圓環(huán)形的永磁體，包圍在爐體的外周，兩個(gè)永磁體繞爐體的外周旋轉(zhuǎn)。永磁體的高度覆蓋熔液池的高度的至少一半。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器勻速繞爐體轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)兩周后將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。本發(fā)明的金屬熔液的攪拌方法利用金屬熔液的自身重力來(lái)制造渦流，金屬熔液在進(jìn)入到爐體時(shí)具備一定的速度能夠形成渦流。本發(fā)明還提供旋轉(zhuǎn)變化的磁場(chǎng)，利用電磁原理使得金屬熔液渦流中產(chǎn)生感應(yīng)電流，再利用感應(yīng)電流來(lái)形成電磁力，使得金屬熔液的渦流能夠持續(xù)。通過(guò)渦流實(shí)現(xiàn)金屬熔液的攪拌。


圖I揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的金屬熔液的攪拌方法的流程圖。圖2和圖3揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的金屬熔液的攪拌方法的過(guò)程和原理。
具體實(shí)施例方式首先參考圖I所示，本發(fā)明揭示了一種金屬熔液的攪拌方法100，該方法包括如下的步驟102.將金屬熔液以渦流方式引入爐體中，進(jìn)入爐體的金屬熔液形成熔液池，熔液池表面的金屬熔液形成渦流。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟102將金屬熔液以渦流方式進(jìn)入爐體中的實(shí)現(xiàn)方式為引導(dǎo)金屬熔液經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器，旋流導(dǎo)入器呈圓柱形，旋流導(dǎo)入器的表面開(kāi)有螺旋槽，金屬熔液從位于旋流導(dǎo)入器頂部的螺旋槽入口進(jìn)入，經(jīng)由螺旋槽從位于旋流導(dǎo)入器底部的螺旋槽的出口流出，經(jīng)過(guò)螺旋槽的金屬熔液在爐體內(nèi)形成渦流。爐體呈圓筒形，經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器的金屬熔液在爐體的圓弧壁上形成渦流。104.在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與渦流以及熔液池產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在熔液池中產(chǎn)生渦旋電磁力推動(dòng)熔液池中的金屬熔液繼續(xù)移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)包括在爐體的外周設(shè)置圍繞爐體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器包括兩個(gè)半圓環(huán)形的永磁體，包圍在爐體的外周，兩個(gè)永磁體繞爐體的外周旋轉(zhuǎn)。永磁體的高度覆蓋熔液池的高度的至少一半。106.經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器勻速繞爐體轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)兩周后將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。圖2和圖3揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的金屬熔液的攪拌方法的過(guò)程和原理。參考圖2和圖3所示，金屬熔液的攪拌在爐體202中完成，爐體202呈圓筒形，在爐體202的頂部具有入口，爐體202的側(cè)壁底部具有出口 222，出口 222上安裝有門223。門223打開(kāi)則爐體中的金屬熔液流出，門223關(guān)閉則金屬熔液留存在爐體202中。在引導(dǎo)金屬熔液進(jìn)入爐體202時(shí)要使得金屬熔液能夠產(chǎn)生渦流。本發(fā)明中采用如下的方式來(lái)使得金屬熔液產(chǎn)生渦流。引導(dǎo)金屬熔液進(jìn)入旋流導(dǎo)入器204，通過(guò)旋流導(dǎo)入器204進(jìn)入到爐體202中。旋流導(dǎo)入器204安裝在爐體202的入口，金屬熔液經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器進(jìn)入到爐體202內(nèi)部。在圖2和圖3所示的實(shí)施例中，旋流導(dǎo)入器204呈圓柱形。旋流導(dǎo)入器204的表面開(kāi)有螺旋槽241，螺旋槽241從旋流導(dǎo)入器204的頂部延伸到底部。金屬熔液從位于旋流導(dǎo)入器頂部的螺旋槽241的入口進(jìn)入，經(jīng)由螺旋槽241從位于旋流導(dǎo)入器底部的螺旋槽241的出口流出，經(jīng)過(guò)螺旋槽241的金屬熔液在爐體202內(nèi)形成渦流。旋流導(dǎo)入器204可以具有一定的高度，利用金屬熔液密度較大的特點(diǎn)，金屬熔液在旋流導(dǎo)入器204的螺旋槽241中流動(dòng)時(shí)不斷加速，在由螺旋槽的出口流出時(shí)具有一定的速度。爐體202是呈圓筒形，金屬熔液以一定速度射向爐體202的圓弧形側(cè)壁上，順側(cè)壁繼續(xù)下滑自然形成渦流。這樣，金屬熔液在進(jìn)入到沉積在爐體202底部的熔液池300中時(shí)是以渦流方式進(jìn)入，在熔液池300的表面也能形成初步的潤(rùn)流。由于熔液池300具有一定的厚度，并且金屬熔液的密度較大，依靠旋流導(dǎo)入器僅能在熔液池300的表面和淺層形成渦流，為了使得熔液池300的中下層的金屬熔液也能移動(dòng)攪拌，本發(fā)明在爐體202的外周制造旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，以電磁效應(yīng)來(lái)在在熔液池300中產(chǎn)生電磁力推動(dòng)金屬熔液。旋轉(zhuǎn)變化的磁場(chǎng)由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206來(lái)實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206安裝在爐體202的外周，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206能圍繞爐體202旋轉(zhuǎn)。在圖2和圖3所示的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206包括兩個(gè)半圓環(huán)形的永磁體，其中一個(gè)為N極，一個(gè)為S極。兩個(gè)半圓環(huán)形的永磁體包圍在爐體202的外周并繞爐體202的外周旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)永磁體可以做順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(如圖所示)也可以做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206的不斷旋轉(zhuǎn)使得爐體202內(nèi)的溶液池300處于不斷變化方向的磁場(chǎng)中。由于金屬熔液在進(jìn)入熔液池300時(shí)是以渦流的方式進(jìn)入，根據(jù)電磁原理，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206會(huì)在金屬熔液中產(chǎn)生感應(yīng)電流。利用金屬熔液的導(dǎo)電性，整個(gè)熔液池300中都會(huì)存在感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流進(jìn)一步與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206相互作用，在熔液池300中產(chǎn)生電磁感應(yīng)力，推動(dòng)熔液池300中的金屬熔液繼續(xù)移動(dòng)，使得熔液池300中的金屬熔液能夠維持流動(dòng)，達(dá)到攪拌的效果。為了使得電磁效果盡可能明顯，在圖示的實(shí)施例中使用的永磁體的高度覆蓋熔液池300的高度的至少一半。在熔液池中的金屬熔液旋轉(zhuǎn)攪拌一定的時(shí)間，打開(kāi)門223，金屬熔液由出口 222導(dǎo)出。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206勻速繞爐體202轉(zhuǎn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器206轉(zhuǎn)動(dòng)兩周后門223打開(kāi)，將金屬熔液由爐體的底部，通過(guò)安裝在爐體側(cè)壁底部上的出口 222導(dǎo)出。本發(fā)明的金屬熔液的攪拌方法利用金屬熔液的自身重力來(lái)制造渦流，金屬熔液在進(jìn)入到爐體時(shí)具備一定的速度能夠形成渦流。本發(fā)明還提供旋轉(zhuǎn)變化的磁場(chǎng)，利用電磁原理使得金屬熔液渦流中產(chǎn)生感應(yīng)電流，再利用感應(yīng)電流來(lái)形成電磁力，使得金屬熔液的渦流能夠持續(xù)。通過(guò)渦流實(shí)現(xiàn)金屬熔液的攪拌。
權(quán)利要求
1.一種金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，包括將金屬熔液以渦流方式引入爐體中，進(jìn)入爐體的金屬熔液形成熔液池，熔液池表面的金屬熔液形成渦流；在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與渦流以及熔液池產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在熔液池中產(chǎn)生渦旋電磁力推動(dòng)熔液池中的金屬熔液繼續(xù)移動(dòng)；經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。
2.如權(quán)利要求I所述的金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，將金屬熔液以渦流方式進(jìn)入爐體中包括引導(dǎo)金屬熔液經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器，旋流導(dǎo)入器呈圓柱形，旋流導(dǎo)入器的表面開(kāi)有螺旋槽，金屬熔液從位于旋流導(dǎo)入器頂部的螺旋槽入口進(jìn)入，經(jīng)由螺旋槽從位于旋流導(dǎo)入器底部的螺旋槽的出口流出，經(jīng)過(guò)螺旋槽的金屬熔液在爐體內(nèi)形成渦流。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，所述爐體呈圓筒形，經(jīng)過(guò)旋流導(dǎo)入器的金屬熔液在爐體的圓弧壁上形成渦流。
4.如權(quán)利要求I所述的金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)包括在爐體的外周設(shè)置圍繞爐體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器。
5.如權(quán)利要求4所述的金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器包括兩個(gè)半圓環(huán)形的永磁體，包圍在爐體的外周，兩個(gè)永磁體繞爐體的外周旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，所述永磁體的高度覆蓋熔液池的高度的至少一半。
7.如權(quán)利要求4所述的金屬熔液的攪拌方法，其特征在于，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生器勻速繞爐體轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)兩周后將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種金屬熔液的攪拌方法，包括如下的步驟將金屬熔液以渦流方式引入爐體中，進(jìn)入爐體的金屬熔液形成熔液池，熔液池表面的金屬熔液形成渦流；在爐體外周形成周期變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與渦流以及熔液池產(chǎn)生電磁效應(yīng)，在熔液池中產(chǎn)生渦旋電磁力推動(dòng)熔液池中的金屬熔液繼續(xù)移動(dòng)；經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后，將金屬熔液由爐體的底部導(dǎo)出。本發(fā)明的金屬熔液的攪拌方法利用金屬熔液的自身重力來(lái)制造渦流，金屬熔液在進(jìn)入到爐體時(shí)具備一定的速度能夠形成渦流。本發(fā)明還提供旋轉(zhuǎn)變化的磁場(chǎng)，利用電磁原理使得金屬熔液渦流中產(chǎn)生感應(yīng)電流，再利用感應(yīng)電流來(lái)形成電磁力，使得金屬熔液的渦流能夠持續(xù)。通過(guò)渦流實(shí)現(xiàn)金屬熔液的攪拌。
文檔編號(hào)B22D27/02GK102914175SQ201210464638
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月18日
發(fā)明者李金昌 申請(qǐng)人:昆山市大金機(jī)械設(shè)備廠