专利名称：一种电磁搅拌器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁搅拌器，应用于镁合金铸造领域。
背景技术：
电磁搅拌技术已广泛应用于铸造行业中。电磁搅拌器的结构和工艺是影响搅拌效果的关键因素。目前的电磁搅拌器根据产生的磁场形式的不同主要分为三种旋转磁场式、行波磁场式和螺旋磁场式。已有的电磁搅拌器中，具有单一搅拌形式的搅拌器虽然结构简单，但容易产生诸如宏观偏析、白亮带等问题；为了达到理想的搅拌效果，大多数搅拌器采用组合型搅拌，但结构复杂，经济成本高，而且难以维护。同时，现有的搅拌器中磁场作用的区域较大，由于结构设计上和外界条件影响的原因，很难保证每一个微区内得到相同的搅拌效果，这势必会导致搅拌的不均匀，但要对某个特定微区进行特殊处理，作为整体的搅拌器是无法进行区别对待的。此外，针对镁合金铸造行业，由于镁合金易氧化和燃烧，在搅拌的过程中还必须控制好液面的起伏，减少因液面覆盖层破裂而导致的镁合金熔体暴露于空气中时的氧化和燃烧。
发明内容
本发明的目的在于提供一种搅拌效果好、能维持比较稳定的液面形状的电磁搅拌器，该电磁搅拌器还具有结构简单、便于操作和维护的特点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种电磁搅拌器，其特征在于它包括步进电机2、移动架3、螺杆4、直流线圈5、三相交流绕组7、导柱8，移动架3套在结晶器6上并能沿结晶器6轴向移动，三相交流绕组7围绕着结晶器6，三相交流绕组7固定在绝缘的移动架3上，三相交流绕组7与三相交流电相联；移动架3上设有与螺杆4配套的螺孔，螺杆4旋入移动架3上的螺孔中，螺杆4的一端由联轴器与步进电机2的输出轴相联，移动架3上设有导向孔，导柱8穿过移动架3上的导向孔；直流线圈5为环形线圈，直流线圈5与直流电相联，直流线圈5安装在结晶器6的上端。
所述的三相交流绕组7采用极对数为2的绕制方法绕制。
所述的步进电机2由导线与单片机控制电路相连。
所述的三相交流绕组7的高度为结晶器6高度的1/7。
本发明采用三相交流绕组7提供的磁场是普通的类似于三相异步电动机定子的嵌铁芯绕组，它在步进电机的驱动下沿结晶器轴向运动；三相交流绕组7内通以三相交流电时产生水平旋转磁场，同时由于它沿轴向的运动而类似产生了行波磁场，这样在镁合金熔体中产生了类似螺旋磁场作用的效果，对消除宏观偏析及白亮带起到明显的作用，搅拌效果好；本发明这种设计结构简单，操作和维护方便；同时，由于是分区域进行搅拌，采用的三相交流绕组7体积较小，所通电流也可适当减小，发热量较小，降低了三相交流绕组7冷却时的难度。本电磁搅拌器中，结晶器上部安装有一个直流线圈5(环形线圈)；当直流线圈5中通以直流电时，环形线圈便产生直流磁场；利用直流磁场对熔体流动抑制作用，控制镁合金熔体表面的起伏幅度，从而维持比较稳定的液面形状，避免局部起伏过大使覆盖层破坏而使熔体暴露时氧化和燃烧。
步进电机在单片机控制电路的控制下，可以按预设的程序工作，从而进一步控制着三相交流绕组7的运动情况；三相交流绕组7移动的速度可以设定，促使水平方向的旋转磁场和沿结晶器轴向的类行波磁场形成最佳复合，保证熔体中形成最佳的搅动。同时，三相交流绕组7的位置也可进行设定，保证在镁合金不同凝固阶段它能处于合理的搅拌位置，必要时还可以设置让三相交流绕组7停在某一区域进行重点搅拌，同时通过配合搅拌时间的设定来达到最佳搅拌效果。
本发明的有益效果是搅拌效果好、能维持比较稳定的液面形状，同时还具有结构简单、便于操作和维护的特点。本发明用于镁合金铸造。
图1为本发明的结构外视2为本发明的结构剖视中1-单片机控制电路，2-步进电机，3-移动架，4-螺杆，5-直流线圈，6-结晶器，7-三相交流绕组，8-导柱。
具体实施例方式
如图1、图2所示，一种电磁搅拌器，它包括单片机控制电路1、步进电机2、移动架3、螺杆4、直流线圈5、三相交流绕组7、导柱8。移动架3套在结晶器6上并能沿结晶器6轴向移动，三相交流绕组7围绕着结晶器6，三相交流绕组7固定在绝缘的移动架3上，三相交流绕组7与三相交流电相联；三相交流绕组7采用极对数为2的绕制方法绕制，结构简单而且搅拌力较强；三相交流绕组7的高度为结晶器6高度的1/7，可以在较小的区域内对熔体进行搅拌，同时因为体积较小且可以使用相对较小的励磁电流，三相交流绕组7的冷却比较容易。移动架3上设有与螺杆4配套的螺孔，螺杆4旋入移动架3上的螺孔中，螺杆4的一端由联轴器与步进电机2的输出轴相联，步进电机2由导线与单片机控制电路相连；步进电机2的旋转带动螺杆4旋转，从而使移动架3沿结晶器6轴向移动(上下移动)，带着三相交流绕组7沿结晶器6轴向移动。移动架3上设有导向孔，导柱8穿过移动架3上的导向孔；步进电机2、导柱8分别与底座固定。直流线圈5为环形线圈，直流线圈5与直流电相联，直流线圈5安装在结晶器6的上端。单片机控制电路1可采用公知技术。
单片机控制电路提供对步进电机的控制，其配有人机交互显示屏，可以清晰地显示步进电机的运行状态；同时，它具有功能丰富的操作键盘，既能让步进电机实现程序自动运行，又能在需要的时候打断程序进行手动控制运行，这样可以保证在搅拌过程中的灵活性，同时也方便了试验阶段的反复操作。在对镁合金进行搅拌时，首先应根据经验值确定三相交流绕组7的移动速度和在每一位置的停留时间，然后对单片机控制电路进行编程设定，最后进行搅拌试验。在试验过程中，注意观察熔体液面的运动情况，以便及时对设定的运行参数进行调整。搅拌试验后对熔体进行取样检测，分析沿结晶器轴向上熔体成分分布情况，然后调整所需重点搅拌的部位及搅拌时间。经过反复试验后，得到最优化的搅拌参数，在生产阶段就可以直接使用这些参数来编程实现程序自动运行。
另外，为控制液面的运动的幅度，在结晶器上端安装有一支环形线圈(直流线圈5)，其由外接直流电源供电；在搅拌过程中，根据液面运动情况，应适当调整直流线圈5的励磁电流的大小和直流线圈5的位置，达到熔体内良好的搅拌效果与液面良好的保护效果的完美结合。
权利要求
1.一种电磁搅拌器，其特征在于它包括步进电机(2)、移动架(3)、螺杆(4)、直流线圈(5)、三相交流绕组(7)、导柱(8)，移动架(3)套在结晶器(6)上并能沿结晶器(6)轴向移动，三相交流绕组(7)围绕着结晶器(6)，三相交流绕组(7)固定在绝缘的移动架(3)上，三相交流绕组(7)与三相交流电相联；移动架(3)上设有与螺杆(4)配套的螺孔，螺杆(4)旋入移动架(3)上的螺孔中，螺杆(4)的一端由联轴器与步进电机(2)的输出轴相联，移动架(3)上设有导向孔，导柱(8)穿过移动架(3)上的导向孔；直流线圈(5)为环形线圈，直流线圈(5)与直流电相联，直流线圈(5)安装在结晶器(6)的上端。
2.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌器，其特征在于所述的三相交流绕组(7)采用极对数为2的绕制方法绕制。
3.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌器，其特征在于所述的步进电机(2)由导线与单片机控制电路相连。
4.根据权利要求1所述的一种电磁搅拌器，其特征在于所述的三相交流绕组(7)的高度为结晶器(6)高度的1/7。
全文摘要
本发明涉及一种电磁搅拌器，应用于镁合金铸造领域。一种电磁搅拌器，其特征在于它包括步进电机(2)、移动架(3)、螺杆(4)、直流线圈(5)、三相交流绕组(7)、导柱(8)，移动架(3)套在结晶器(6)上并能沿结晶器(6)轴向移动，三相交流绕组(7)围绕着结晶器(6)，三相交流绕组(7)固定在绝缘的移动架(3)上，三相交流绕组(7)与三相交流电相联；螺杆(4)旋入移动架(3)上的螺孔中，螺杆(4)的一端由联轴器与步进电机(2)的输出轴相联；直流线圈(5)为环形线圈，直流线圈(5)与直流电相联，直流线圈(5)安装在结晶器(6)的上端。本发明搅拌效果好、能维持比较稳定，还具有结构简单、便于操作和维护的特点。
文档编号B22D1/00GK1974070SQ200610125519
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者华林, 李继高, 韩星会 申请人:武汉理工大学