在用反射爐熔化廢鋁時(shí)，對(duì)于其熔化效率來說，廢鋁的入爐—攪拌—熔化—升溫—廢鋁的再入爐等各工序必須反復(fù)操作。

    在鋁的熔化過程中，常常進(jìn)行溶液的攪拌，但與其他工序相比，往往被忽視。最近，已認(rèn)識(shí)到，改善溶液的攪拌方法對(duì)熔化操作的合理化和提高生產(chǎn)效率有著極其重要的作用。

    以前，熔煉鋁的攪拌是通過大型搖臂叉車及金屬泵和噴吹氣體等方法來實(shí)現(xiàn)的。近年來，采用了用真空裝置進(jìn)行攪拌的方法。各種攪拌方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

    本文所介紹的電磁攪拌裝置，可以克服上述各種方法中存在的不足。應(yīng)用電磁攪拌法的實(shí)踐已經(jīng)證明，它具有許多優(yōu)良的效果。

    溶液的電磁攪拌效果

    對(duì)反射爐中的金屬溶液進(jìn)行電磁攪拌，一般可取得如下的效果。 

    1．廢鋁液溫度的均勻化 

    根據(jù)反射爐的內(nèi)部構(gòu)造、未熔化的廢金屬量及爐內(nèi)溶液深度等的不同，可以采用不同的溶液攪拌方法。若爐內(nèi)全部是溶液，電磁攪拌可以在極短的時(shí)間內(nèi)使溶液的溫度均勻。

    2．溶液成分的均勻化 

    在進(jìn)行必要的分析，設(shè)定適當(dāng)?shù)臄嚢钑r(shí)間后,可以實(shí)現(xiàn)溶液成分的均勻化。 

    3.縮短熔化時(shí)間 

    由于通過廢鋁液的攪拌可使上下部位的廢鋁液的溫度均勻，因而可增加從燒嘴供入廢鋁液的熱量。另外，由于廢鋁液的流動(dòng)，可以促進(jìn)從廢鋁液向廢鋁液中的廢金屬的傳熱，提高供熱效率。此外，由于在攪拌廢鋁液的過程中不必停止燒嘴的工作，所以可提高加熱效率。由以上幾種作用，可縮短熔化時(shí)間。 

    4. 節(jié)能 

    與以前使用的叉車式攪拌方法不同，由于采用電磁攪拌時(shí)不必打開熔化爐爐門，因而可減少熱損失。另外，由于可在低溫下進(jìn)行熔化，因而有可能降低爐內(nèi)的氣體溫度，從而可減少?gòu)U氣的熱損失和通過爐壁的散熱損失。此外，由于縮短了熔化時(shí)間，其相應(yīng)的熱損失也可減少。

    5. 提高收得率

    熔化爐的金屬收得率隨熔化的廢金屬的材料構(gòu)成、熔化方法、精煉方法及爐渣的再處理方法等要素的變化而變化。

    因此，應(yīng)用電磁攪拌后，由于爐內(nèi)廢鋁液的溫度均勻，爐內(nèi)溫度的控制容易，可以進(jìn)行低溫熔化。 廢鋁液成分的均勻化，可以防止產(chǎn)生偏析。由于縮短了熔化時(shí)間后降低了金屬的損失等，因而可期待提高金屬收得率。另外，與進(jìn)行叉車式攪拌等的機(jī)械式攪拌相比，可進(jìn)行少波浪的圓滑的攪拌，這樣對(duì)減少金屬表面的氧化損失有利。

    6. 提高作業(yè)效率

    電磁攪拌器的運(yùn)行操作極其簡(jiǎn)單，在必要的時(shí)間內(nèi)，可按照必要的方向容易地進(jìn)行攪拌。

    而對(duì)叉車等機(jī)械式攪拌來說，必須進(jìn)行機(jī)械安裝、整理及維護(hù)等。另外，還需要補(bǔ)充易耗件。對(duì)電磁攪拌來說，沒有易耗件，也幾乎不需要進(jìn)行日常的維護(hù)，因而節(jié)省人力。 

    電磁攪拌器的設(shè)置方法 

    本裝置在反射爐的爐底部，利用電磁力的作用攪拌金屬溶液，它是一種完全不接觸廢鋁液的攪拌裝置。

    在反射爐的爐底部必須設(shè)有非磁性鋼板，在設(shè)置電磁攪拌器的部位，設(shè)有地坑可以容易地向爐子底部運(yùn)入攪拌器，并采用頂起攪拌器使之定位的方法。因此，對(duì)原有的熔化爐來說，當(dāng)為其安裝攪拌器時(shí)，因?yàn)楸仨毟鼡Q爐底鋼板，所以事前對(duì)電磁攪拌器的形式、設(shè)置位置及地坑底部的操作性等進(jìn)行充分的探討，以決定安裝電磁攪拌器用的地坑的位置。

    電磁攪拌器的設(shè)置位置 

    選定電磁攪拌器的設(shè)置位置時(shí)，必須考慮反射爐的種類和構(gòu)造以及反射爐的使用目的。

    1. 反射爐的種類和構(gòu)造

    按其用途，反射爐可分為熔化爐和保持爐。按其構(gòu)造可分為密閉型和敞開型。按其形又可分為方形、圓形、圓筒形等。按其溶液出爐方法還可分為固定式和傾動(dòng)式等。 

    另外，從其用途和功能方面來看，可分為快速熔化爐和一般熔化爐。

    2.應(yīng)用目的 

    對(duì)電磁攪拌器來說，由于它是利用電磁力使溶液產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)作用，所以應(yīng)針對(duì)其使用目的對(duì)其效果進(jìn)行不同的評(píng)價(jià)。

    即當(dāng)對(duì)保持爐和快速熔化爐中的出爐前的溶液進(jìn)行攪拌時(shí)，使其在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到溫度與成分的均勻是進(jìn)行攪拌的主要目的，此時(shí)，希望進(jìn)行圓滑的、上下左右的攪拌。

    另外，當(dāng)將攪拌用于廢料的熔化過程時(shí)，為了達(dá)到低溫熔化和迅速的熱交換，希望金屬的循環(huán)量要大。因此在此種情況下，有必要將電磁攪拌器選定在使廢鋁液容易進(jìn)行循環(huán)的位置上。 

    3.電磁攪拌器在各種反射爐中的應(yīng)用實(shí)例。

    1)．密閉型熔化爐中熔化廢料時(shí)的應(yīng)用實(shí)例。此時(shí)，首先將廢料裝入反射爐內(nèi)，由于采用了熔化廢料的方法， 在爐內(nèi)熔化的廢鋁液不達(dá)到一定程度時(shí)不使用電磁攪拌器，隨著廢料的不斷熔化，當(dāng)達(dá)到廢鋁液可進(jìn)行循環(huán)時(shí)，則可開始采用電磁攪拌器進(jìn)行熔化，它可以起到促進(jìn)向爐內(nèi)廢鋁液中未熔化的廢料供熱的作用。因此，應(yīng)將電磁攪拌器設(shè)置在偏離反射爐中心的部位，它可以容易地形成如圖74中、所示的廢鋁液的循環(huán)。

    2)．在開放型熔化爐中熔化廢金屬料的實(shí)例。在此情況下，預(yù)先向爐內(nèi)裝入由外部供給的廢鋁液，廢鋁液量相當(dāng)于爐子容量的1/3~1/4。這一預(yù)熔化的廢鋁液在電磁攪拌力作用下進(jìn)行循環(huán)的同時(shí)，可促進(jìn)開放式熔池中的廢金屬料熔化。因此，應(yīng)將電磁攪拌器放置在稍微偏離反射爐中心的部位，這樣可容易形成圖中所示的廢鋁液在熔池內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)。

    3). 在快速熔化爐的保持爐側(cè)，另增加一個(gè)開放的熔池部分，使之成為能同時(shí)熔化輕量廢金屬料的熔化爐。此時(shí)電磁攪拌器的平面位置和圖74（b）中的位置基本相同。

    4). 在密閉型爐的一側(cè)廢鋁液循環(huán)用的熔池部分，在該熔池部的下部設(shè)置電磁攪拌器，它用于促進(jìn)廢鋁液的環(huán)流和廢料的熔化。

    此時(shí)，需要向爐內(nèi)加入預(yù)先熔化好的廢鋁液，廢鋁液在電磁攪拌器的作用下形成循環(huán)流。爐內(nèi)被加熱的廢鋁液巡回流動(dòng)到循環(huán)的熔池部，它釋放出的熱量用于熔化被加入到熔池中的金屬?gòu)U料，廢鋁液再次流回爐內(nèi)被加熱，這樣可形成循環(huán)式的熱交換，使廢氣金屬料不斷熔化。

    5). 在開放型熔池的熔化爐的一側(cè)，設(shè)置廢鋁液熔化用的爐池，在該爐池的下邊安置電磁攪拌器，促使廢鋁液循環(huán)而使廢金屬料熔化。此時(shí)，廢料的熔化在開放的熔池中進(jìn)行，而不在供廢鋁液循環(huán)用的熔池中進(jìn)行。為防止該循環(huán)部的散熱，在上部加蓋。

    對(duì)這種情況來說，由于在電磁攪拌器上面的廢鋁液循環(huán)部沒有廢金屬爐料，在開放的熔池部廢鋁液的流動(dòng)加快，它適用于金屬切屑的連續(xù)熔化生產(chǎn)等。

    6)在保持爐中設(shè)置電磁攪拌器的實(shí)例。對(duì)廢鋁液的均勻攪拌來說，將電磁攪拌器設(shè)置在該圖所示的爐內(nèi)中心處是有效的。在此情況下，由于不存在妨礙廢鋁液流動(dòng)的廢金屬料，所以可對(duì)廢鋁液進(jìn)行左右、上下圓滑的攪拌，可使之迅速達(dá)到溫度和成分的均勻化。

    4.在原有的爐子上設(shè)置電磁攪拌器 

    當(dāng)觀察原有爐子的操作情況時(shí)，可看到即使是對(duì)同一座熔化爐，當(dāng)每天的廢料的品種變化及加料量、加料次數(shù)變化時(shí)，其操作條件也會(huì)發(fā)生波動(dòng)。另外，當(dāng)在原有的爐子上設(shè)置電磁攪拌器時(shí)，應(yīng)盡量減少其改造量，以便將停爐時(shí)間控制到最小限度。從這個(gè)意義上來說，可將爐子的改造量減至最小限度，這是一種應(yīng)用電磁攪拌器的電磁攪拌力的熔化法。

    改進(jìn)熔化操作

    為了更有效地靈活操作設(shè)置在反射爐上的電磁攪拌器，必須改進(jìn)爐子的熔化工序及其操作方法，以適應(yīng)電磁攪拌器的運(yùn)行。下面介紹其熔化操作工序和獲得的效果。

    1.熔化工序的改善及其效果 

    （1）在密閉爐上，適用設(shè)置有電磁攪拌器。

    此時(shí)，設(shè)置電磁攪拌器后，打開爐門，縮短停止噴嘴工作的時(shí)間，增加廢鋁液的加熱時(shí)間。結(jié)果縮短了循環(huán)時(shí)間和熔化時(shí)間，達(dá)到了綜合節(jié)能效果。對(duì)輕型廢金屬料來說，其效果尤為明顯。

    （2）在密閉爐上，使用設(shè)置有電磁攪拌器。

    此時(shí)，在設(shè)置電磁攪拌器前，向爐內(nèi)加入大量切屑和輕型廢金屬料，當(dāng)爐內(nèi)的廢鋁液和廢金屬料形成混合物狀時(shí)，用叉車進(jìn)行攪拌，然后采用普通的加熱方法進(jìn)行加熱。當(dāng)設(shè)置電磁攪拌器后，定量地向循環(huán)爐池內(nèi)加入爐料，采用一種與熔化室的加熱能力相適應(yīng)的熔化方法，這就使熔化室內(nèi)的溫度容易控制。由于幾乎不存在打開爐門，并停止噴嘴工作，所以可穩(wěn)定地進(jìn)行熔化操作。結(jié)果縮短了熔化時(shí)間，節(jié)省了能源并提高了收得率。 

    （3）在開放式熔池爐上，使用電磁攪拌器。

    對(duì)這種情況來說，在設(shè)置電磁攪拌器前，不斷地用叉車等將熔化室內(nèi)的廢鋁液送到開放的熔池內(nèi)，并采用噴吹空氣等方法進(jìn)行攪拌，但此時(shí)熱交換作用不充分。在設(shè)置電磁攪拌器后，熔化室內(nèi)的熱量以廢鋁液循環(huán)的形式被送入開放的熔池內(nèi)，供給廢金屬料使之熔化。此時(shí)，很少有必要打開爐門和使燒嘴停止工作，可穩(wěn)定地進(jìn)行熔化操作。從而縮短了熔化時(shí)間，節(jié)約能源并提高收得率等。

    2.改善操作環(huán)境

    對(duì)以前勞動(dòng)強(qiáng)度較大的鋁熔化操作來說，由于應(yīng)用了電磁攪拌器而減少了在高溫下使用叉車進(jìn)行作業(yè)，減少了叉車的運(yùn)動(dòng)操作量，也減少了易耗機(jī)件的維護(hù)修理量，同時(shí)可大幅度地改善操作環(huán)境，提供一個(gè)清潔的工作場(chǎng)所。

    3. 熔化操作的系統(tǒng)化 

    由于應(yīng)用了電磁攪拌器，有可能在實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)廢鋁液溫度、爐內(nèi)氣體溫度等穩(wěn)定的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)定控制。今后，可以期待快速發(fā)展熔化操作的自動(dòng)化和系統(tǒng)化。

    結(jié)語 

    今后，需要進(jìn)行熔化操作的鋁屑量將進(jìn)一步增多，這在很大程度上要依靠反射爐的作用。不論是對(duì)新建的反射爐，還是原有的反射爐，都需要從根本上重新評(píng)價(jià)舊的熔化操作方法，將其改造成系統(tǒng)熔化法。尤其是對(duì)新建的爐子來說，應(yīng)綜合改進(jìn)反射爐的溫度監(jiān)視和燒嘴控制，余熱回收，考慮廢鋁液攪拌的爐體結(jié)構(gòu)，廢金屬料的預(yù)熱及定量加爐料的方式等，由此而迅速提高其合理使用效果。

    另外，除本文中所介紹的爐底式電磁攪拌裝置外，電磁槽式的廢鋁液循環(huán)裝置也已進(jìn)入普及階段，它已用于切屑的熔化、廢鋁液的輸送和出爐。今后，應(yīng)進(jìn)一步靈活地應(yīng)用電磁攪拌器。