专利名称：一种搅拌熔池及其在线设置方法
技术领域：
本发明涉及有色金属冶炼中用非接触式搅拌装置对熔液进行搅拌的熔池及其在线设置方法，更具体说是一种搅拌熔池及其在线设置方法。
背景技术：
在有色金属冶炼过程中，需要对金属熔液进行搅拌。其搅拌的方式，最初是手工搅拌，手工搅拌是操作工手握带扇翼的长杆对熔液进行搅拌，存有劳动强度大、搅拌速度低、搅拌不均匀的弊端，不能保证冶炼质量。为了改善操作工的工作环境、减轻劳动强度，相继出现了机械搅拌和电磁搅拌。机械搅拌是用带扇翼的传动杆在动力的带动下对熔液进行搅拌，由于受冶炼炉炉门口大小的限制，搅拌范围小，同样存有搅拌不均匀的弊端，并且搅拌机头在高温下易损坏。电磁搅拌是利用多组线圈通电后所产生的行波磁场，使有色金属熔液翻动，实现搅拌的目的，其不足之处是1、由于行波磁场对熔液的辐射面积较小，极易出现搅拌死角；2、其散热方式是在构成线圈的中空导线内通冷却水循环散热，由于受导线管径的限制，冷却水的流量小，散热效果差，因此电磁搅拌器只能断续工作，每次工作时间不超过半小时；3、能耗高，一台30吨的冶炼炉的电磁搅拌器，每小时要耗电315千瓦。随着技术的进步，目前又推出了非接触式永磁搅拌装置，如公开号为CN1821695A的超强永磁旋流搅拌器和公开号为CN1920073A的循环式永磁搅拌器。由于超强永磁旋流搅拌器在使用时是安装在炉体的下方靠近炉体位置处，因此炉体的下方必须要有安装该搅拌器的空间，适合于新建炉，而对于已经建好的熔炉的改造，由于熔炉的下方未留出安装搅拌器的空间，因此不适用。循环式永磁搅拌器在使用时则是安装在炉体的外侧和与熔炉内腔连通的流槽之间，因此适用于已建好、但使用时间不是很长的熔炉的技术改造，对于那些使用时间很长的旧熔炉则不适用，因为在改造时要在炉体上增设流槽孔，在增设流槽孔的过程中会引起旧炉体其它部位的损坏。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种为旧熔炉使用永磁搅拌器的搅拌熔池；本发明的第二个目的是提供这种搅拌熔池的在线设置方法。
为了实现上述的目的，所提供的搅拌熔池，包括保温的池体，其结构特点是池底的外底面上设有与池底固接并用非磁性材料制作的底板，底板上间隔分布有底板降温孔，每一底板降温孔的上端口密封覆盖有与底板连接并用非磁性材料制作的孔盖板，池体的侧面上设有与池体内腔连通的熔液进口和熔液出口。
上述的池体包括外壳和与外壳内壁固接的保温层，底板是外壳的底面或外壳底面的中心部分。
为了提高搅拌熔池的保温效果，在池体的上端口密封覆盖有用保温材料制作并能取下的池体盖板。
在确保底板降温孔对底板降温的前提下，为了制作方便，上述的底板降温孔的形状是两端呈弧形的长条。
为了在停炉维修时将停留在池体内腔中的熔液及时排出，防止凝固在池体的内腔中，在池体侧面位于池体内腔底部位置处设有带开关阀的放流口。
本发明所提供的搅拌熔池的在线设置方法，包括以下的步骤A、在熔炉与除气装置之间的地面位置设置池体，具体是先将预先加工好并带有上述底板结构的外壳安装在熔炉与除气装置之间的地面位置，再在外壳内填充与外壳内壁固接的保温层；B、在池体的熔液进口处设置与熔炉连通的前流槽；C、在池体的熔液出口处设置与除气装置连通的后流槽；D、在池底的底板下方安装永磁搅拌器。
上述的熔炉包括熔炼炉、保温炉、合金炉或双室炉。
本发明所提供的搅拌熔池，在线设置好后，工作时在熔炉内经过初次搅拌的熔液，由前流槽流入到搅拌熔池的内腔，进行二次搅拌，二次搅拌后的熔液由后流槽流进到除气装置内除气。
熔液在搅拌熔池内进行二次搅拌的原理是永磁搅拌器采用了由高性能的钕铁硼永久磁体和用导磁材料制作的磁轭、副磁轭构成的永久磁系，该永久磁系置于非磁性永久磁体外罩内，磁场强度强，在由可编程控制器按操作程序控制的调频调速电机的带动下，交替地正转和反转，产生旋转磁场，该旋转磁场的磁力线穿过底板和池底进入池体内腔，使池体内腔中的熔液回旋转动和翻滚，实现对熔液的二次搅拌。选用非磁性材料制作底板的目的，是为了在永磁搅拌器工作时底板不会对永久磁系中N极、S极构成短路，保证永磁搅拌器的正常工作。当永久磁系在高转速工作时，旋转磁场在底板上产生的涡流会使底板的温度高于100℃，影响永久磁系的使用寿命，底板上间隔分布有底板降温孔，就是为了减小旋转磁场在底板上产生的涡流，降低底板的温度。
通过以上的叙述得知，本发明提供的搅拌熔池及其在线设置方法，其有益效果是1、不破坏原熔炉和除气装置的结构，投资少，适用于对旧熔炉搅拌装置的技术改造；2、耗电少，永磁搅拌器的功率通常是在5KW以下，节电效果显著；3、在线工作时底板的温度低于100℃，在永磁搅拌器上只需采用简单的风冷系统和隔热措施，便可使永磁搅拌器的永久磁系工作在50℃以下的环境中，使用寿命长，故障率低。
本发明的实施例结合附图加以说明，其中图1是搅拌熔池的结构示意图；图2是搅拌熔池的池底结构示意图；图3是图2的A-A剖视图；图4是搅拌熔池的在线设置示意图；图5是永磁搅拌器的结构示意图；图6是图5的俯视图。
图中1为外壳，2为保温层，3为底板，4为底板降温孔，5为孔盖板，6为熔液进口，7为熔液出口，8为池体盖板，9为放流口，10为熔炉，11为前流槽，12为后流槽，13为除气装置，14为永磁搅拌器，15为冷却风机出风口，16为非金属复合隔热层，17为永久磁体，18为温度传感器，19为磁轭，20为副磁轭，21为冷却风机，22为中心轴，23为机架，24为小带轮，25为调频调速电机，26为行走轮，27为传动带，28为大带轮，29为非磁性永久磁体外罩。
具体实施例方式
参照图1、图2和图3，实施例所述的搅拌熔池，包括由外壳1和与外壳1内壁固接的保温层2构成的池体，池底的外底面上设有与池底固接并用非磁性材料制作的底板3，底板3是外壳1的底面或外壳1底面的中心部分，图中画出的是后者，底板3上间隔分布有多个底板降温孔4，图中画出了三个，每个底板降温孔4的形状是两端呈弧形的长条，每一底板降温孔4的上端口用焊接的方法密封覆盖有与底板3连接并用非磁性材料制作的孔盖板5，池体的侧面上设有与池体内腔连通的熔液进口6和熔液出口7，池体的上端口密封覆盖有用保温材料制作并能取下的池体盖板8，池体侧面位于池体内腔底部位置处设有带开关阀的放流口9。
参照图4，这种搅拌熔池的在线设置方法，包括以下的步骤A、在熔炉10与除气装置13之间的地面位置设置池体，具体是先将预先加工好并带有上述底板结构的外壳1安装在熔炉10与除气装置13之间的地面位置，再在外壳1内填充与外壳1内壁固接的保温层2；B、在池体的熔液进口6处设置与熔炉10连通的前流槽11；C、在池体的熔液出口7处设置与除气装置1 3连通的后流槽12；D、在池底的底板3下方安装永磁搅拌器14。
上述的熔炉10包括熔炼炉、保温炉、合金炉或双室炉。
参照图5和图6，永磁搅拌器14包括机架23，中心轴22穿过机架23两端外伸，中心轴22的上端通过副磁轭20、磁轭19固接有多块永久磁体17，这些永久磁体17呈射线状间隔均布、并且相邻的两块永久磁体17的同向端的极性相反，每块永久磁体17是钕铁硼永久磁体，这些钕铁硼永久磁体位于固接在机架23上的非磁性永久磁体外罩29的内腔中，非磁性永久磁体外罩29的侧面上装有温度传感器18、顶面上设有非金属复合隔热层16，在非磁性永久磁体外罩29上装有冷却风机21，中心轴22的下端固接有大带轮28，大带轮28通过传动带27与小带轮24连接，小带轮24固接在调频调速电机25的转轴上，调频调速电机25由控制柜中的可编程控制器按操作程序控制实现交替正转和反转、并通过小带轮24、传动带27、大带轮28、中心轴22带动多块永久磁体17同步地正转和反转，产生旋转磁场，该旋转磁场的磁力线穿过底板3和池底进入池体内腔，使池体内腔中的熔液回旋转动和翻滚，实现对熔液的二次搅拌。
权利要求
1.一种搅拌熔池，包括保温的池体，其特征是池底的外底面上设有与池底固接并用非磁性材料制作的底板(3)，底板(3)上间隔分布有底板降温孔(4)，每一底板降温孔(4)的上端口密封覆盖有与底板(3)连接并用非磁性材料制作的孔盖板(5)，池体的侧面上设有与池体内腔连通的熔液进口(6)和熔液出口(7)。
2.根据权利要求1所述的搅拌熔池，其特征是池体包括外壳(1)和与外壳(1)内壁固接的保温层(2)，底板(3)是外壳(1)的底面或外壳(1)底面的中心部分。
3.根据权利要求1或2所述的搅拌熔池，其特征是在池体的上端口密封覆盖有用保温材料制作并能取下的池体盖板(8)。
4.根据权利要求1所述的搅拌熔池，其特征是底板降温孔(4)的形状是两端呈弧形的长条。
5.根据权利要求1或2所述的搅拌熔池，其特征是在池体侧面位于池体内腔底部位置处设有带开关阀的放流口(9)。
6.根据权利要求1所述的搅拌熔池的在线设置方法，其特征是包括以下的步骤A、在熔炉(10)与除气装置(13)之间的地面位置设置池体，具体是先将预先加工好并带有上述底板结构的外壳(1)安装在熔炉(10)与除气装置(13)之间的地面位置，再在外壳(1)内填充与外壳(1)内壁固接的保温层(2)；B、在池体的熔液进口(6)处设置与熔炉(10)连通的前流槽(11)；C、在池体的熔液出口(7)处设置与除气装置(13)连通的后流槽(12)；D、在池底的底板(3)下方安装永磁搅拌器(14)。
7.根据权利要求6所述的搅拌熔池的在线设置方法，其特征是熔炉(10)包括熔炼炉、保温炉、合金炉或双室炉。
全文摘要
本发明涉及一种搅拌熔池及其在线设置方法，该搅拌熔池包括保温的池体，池底的外底面上设有与池底固接并用非磁性材料制作的底板，底板上间隔分布有底板降温孔，每一底板降温孔的上端口密封覆盖有与底板连接并用非磁性材料制作的孔盖板，池体的侧面上设有与池体内腔连通的熔液进口和熔液出口。在线设置时，在熔炉与除气装置之间的地面位置设置池体，在池体的熔液进口处设置与熔炉连通的前流槽，在池体的熔液出口处设置与除气装置连通的后流槽，在池底的底板下方安装永磁搅拌器。这种搅拌熔池及其在线设置方法，不破坏原熔炉和除气装置的结构，投资少，适用于对旧熔炉搅拌装置的技术改造，耗电少，节电效果显著。
文档编号F27D27/00GK101082081SQ20071001513
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月10日 优先权日2007年7月10日
发明者王兆连, 贾洪利, 孙永宝, 胡新伟, 刘茂堂 申请人:潍坊华特磁电设备有限公司