金屬熔化爐的電磁輸送設備的製作方法
2023-10-18 11:45:34
專利名稱：金屬熔化爐的電磁輸送設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金設備領域，尤其涉及一種金屬熔化爐的電磁輸送設備。
背景技術：
在冶金領域中，熔化金屬是十分普遍而重要的工藝。熔化後的金屬能夠用於鑄造各種造型的金屬部件。在各種金屬熔液中，最廣泛應用的是鋁。鋁熔液可以用於製造各種鋁製品，在汽車、電子、建築等領域中有很多應用。熔化後的鋁熔液需要被從熔化爐中取出，在輸送到鑄造部件或者模具中用於製造鋁製品。金屬熔液的輸送一直是一個難以解決的問題。由於金屬熔液的溫度很高，難以採用普通的輸送方式進行輸送。同時，由於金屬的熔點高，如果將金屬熔液暴露與常溫下，金屬熔液會很快冷卻凝固，不能進行後續的加工。現有技術中，對於金屬熔液的輸送通常只能利用重力作用，將鑄造設備布置在熔化設備的下方，熔化後的金屬熔液自然流入鑄造設備。如果需要進行長距離輸送，只能採用保溫的大型爐等特種設備來進行運輸。無論是哪一種輸送方式，都具有顯著的局限性，顯得很不方便。
發明內容
本發明旨在提出一種利用電磁原理來對金屬熔液進行輸送的設備。根據本發明的一實施例，提出一種金屬熔化爐的電磁輸送設備，金屬熔化爐的爐壁由第一金屬製成，金屬熔化爐中熔化第二金屬，第一金屬的熔點高於第二金屬，該電磁輸送設備包括:磁場產生裝置和電極。磁場產生裝置安裝在金屬熔化爐的頂部和底部，磁場產生裝置產生豎直貫穿金屬熔化爐和其中的熔融態第二金屬的磁場。電極安裝在金屬熔化爐的兩個側邊，電極產生橫向穿過金屬熔化爐和其中的熔融態第二金屬的電流；熔融態的第二金屬在電磁作用力下在水平方向沿金屬熔化爐移動。在一個實施例中，磁場產生裝置是永磁體,兩個極性相反的永磁體分別安裝在金屬熔化爐的頂部和底部。電極是可變極性的電極，兩個電極分別安裝在金屬熔化爐的兩個側邊，每一個電極能在正極與負極之間切換，兩個電極的其中之一為正極、另一個為負極。在一個實施例中，磁場產生裝置是電磁鐵，兩個電磁鐵分別安裝在金屬熔化爐的頂部和底部，每一個電磁鐵能在N極和S極之間切換，兩個電磁鐵的其中之一為N極、另一個為S極。電極的極性固定,一個電極為正極、一個電極為負極。本發明的金屬熔化爐的電磁輸送設備利用電磁原理。在金屬熔化爐外設置磁場產生裝置，產生貫穿金屬熔化爐的磁場。利用金屬熔化爐及金屬熔液的導電特性在金屬熔化爐上設置電極，使得金屬熔液中通過特定方向的電流，利用電磁作用產生的電磁力推動金屬熔液在金屬熔化爐中移動。
圖1a和圖1b揭示了根據本發明的金屬熔化爐的電磁輸送設備的結構圖。
圖2a、2b、3a和3b揭示了根據本發明的第一實施例的金屬熔化爐的電磁輸送設備的結構及工作原理。圖4a、4b、5a和5b揭示了根據本發明的第二實施例的金屬熔化爐的電磁輸送設備的結構及工作原理。
具體實施例方式參考圖1a和圖1b所示，圖1a和圖1b揭示了根據本發明的金屬熔化爐的電磁輸送設備的結構圖。圖1a是側視圖而圖1b是正面視圖。該金屬熔化爐的電磁輸送設備100包括磁場產生裝置102和電極104。金屬熔化爐101的爐壁由第一金屬製成，金屬熔化爐101中熔化第二金屬形成金屬熔液103。第一金屬的熔點高於第二金屬，比如，如果第二金屬，即被熔化的金屬是鋁，第一金屬，即製造金屬熔化爐的金屬可以是鐵或者鋼。參考圖1所示，磁場產生裝置102安裝在金屬熔化爐101的頂部和底部，磁場產生裝置102產生豎直貫穿金屬熔化爐101和其中的熔融態第二金屬，即金屬熔液103的磁場，在圖1中，磁場由105標記。電極104安裝在金屬熔化爐101的兩個側邊，電極104產生橫向穿過金屬熔化爐101和其中的熔融態第二金屬，即金屬熔液103的電流，在圖1中，電流由106標記。在磁場和電流的作用下，金屬熔液103成為了位於磁場中的導體，根據左手法則，會產生電磁力，而電磁力的方向正好是沿著金屬熔化爐101的方向，這樣，熔融態的第二金屬，即金屬熔液103就能在電磁作用力下在水平方向沿金屬熔化爐101移動。磁場產生裝置和電極有多種實現方式。比如圖2a、2b、3a和3b揭示了根據本發明的第一實施例的金屬熔化爐的電磁輸送設備的結構及工作原理。在第一實施例中，磁場產生裝置是永磁體，永磁體的極性固定。電極是可變極性的電極。由於永磁體產生的磁場方向是固定的，需要通過更換電極極性，即改變電流方向的方式來調整金屬熔液103的流動方向。在第一實施例中，兩個極性相反的永磁體202分別安裝在金屬熔化爐101的頂部和底部。在圖示的實施例中，頂部安裝的永磁體202是N極，底部安裝的永磁體202是S極。兩個永磁體共同產生豎直方向，由上而下貫穿金屬熔化爐101以及其中的金屬熔液103的磁場。圖中磁場方向用帶箭頭的點劃線表示。由於磁場方向固定，為了實現不同方向的輸送，需要產生不同方向的電磁力，於是電極採用可變極性的電極，在圖示的實施例中，兩個電極204分別安裝在金屬熔化爐的兩個側邊，每一個電極204能在正極與負極之間切換，使得兩個電極的其中之一為正極、另一個為負極。電極在金屬熔液103中產生電流,使得金屬熔液103成為一個位於磁場中的導體，在圖中，產生的電流方向用帶箭頭的虛線表示。圖2a和圖2b揭示了第一種狀態，圖2a是側視圖而圖2b是正面視圖。在第一種狀態中，右側電極204為正極，左側電極204為負極(以圖2b中所指示的左右作為參考，右側電極在圖2a中是能被觀察到的一側的電極)。在第一種狀態中，根據左手法則，金屬熔液103受到的電磁力向左，因此金屬熔液103會向左移動。圖3a和圖3b揭示了第二種狀態，圖3a是側視圖而圖3b是正面視圖。在第二種狀態中，右側電極204為負極，左側電極204為正極。在第二種狀態中，根據左手法則，金屬熔液103受到的電磁力向右，因此金屬熔液103會向右移動。圖4a、4b、5a和5b揭示了根據本發明的第二實施例的金屬熔化爐的電磁輸送設備的結構及工作原理。在第二實施例中，磁場產生裝置是電磁鐵，兩個電磁鐵分別安裝在金屬熔化爐的頂部和底部，每一個電磁鐵能在N極和S極之間切換，兩個電磁鐵的其中之一為N極、另一個為S極。電磁鐵的極性是可變的，因此電極可以採用固定的電極。電極的極性固定，兩個電極中一個電極為正極、一個電極為負極。在第二實施例中，電極的正負極固定因此電流方向是固定的，第二實施例通過改變磁場方向，即調整電磁鐵的極性來調整金屬熔液103的流動方向。在第二實施例中，兩個電磁鐵302分別安裝在金屬熔化爐101的頂部和底部，每一個電磁鐵302能在N極和S極之間切換，兩個電磁鐵302的其中之一為N極、另一個為S極。兩個電極304中一個電極為正極、一個電極為負極，電極以固定形式安裝在金屬熔化爐101的側面。在圖示的實施例中，右側電極304為正極，左側電極304為負極(以圖4b中所指示的左右作為參考，右側電極在圖4a中是能被觀察到的一側的電極)。電極在金屬熔液103中產生電流，使得金屬熔液103成為一個位於磁場中的導體，在圖中，產生的電流方向用帶箭頭的虛線表示。由於第二實施例中電流方向固定，為了實現不同方向的輸送，需要產生不同方向的電磁力，於是磁場的方向是可變的。圖4a和圖4b揭示了第一種狀態，圖4a是側視圖而圖4b是正面視圖。在第一種狀態中，上方的電磁鐵302是N極，下方的電磁鐵302是S極，兩個電磁鐵產生豎直方向，由上而下貫穿金屬熔化爐101以及其中的金屬熔液103的磁場，圖中磁場方向用帶箭頭的點劃線表示。在第一種狀態中，根據左手法則，金屬熔液103收到受到的電磁力向左，因此金屬熔液103會向左移動。圖5a和圖5b揭示了第二種狀態，圖5a是側視圖而圖5b是正面視圖。在第二種狀態中，上方的電磁鐵302是S極，下方的電磁鐵302是N極，兩個電磁鐵產生豎直方向，由下而上貫穿金屬熔化爐101以及其中的金屬熔液103的磁場，圖中磁場方向用帶箭頭的點劃線表示。在第二種狀態中，根據左手法則，金屬熔液103受到的電磁力向右，因此金屬熔液103會向右移動。本發明的金屬熔化爐的電磁輸送設備利用電磁原理。在金屬熔化爐外設置磁場產生裝置，產生貫穿金屬熔化爐的磁場。利用金屬熔化爐及金屬熔液的導電特性在金屬熔化爐上設置電極，使得金屬熔液中通過特定方向的電流，利用電磁作用產生的電磁力推動金屬熔液在金屬熔化爐中移動。
權利要求
1.一種金屬熔化爐的電磁輸送設備，其特徵在於，所述金屬熔化爐的爐壁由第一金屬製成，金屬熔化爐中熔化第二金屬，第一金屬的熔點高於第二金屬，該電磁輸送設備包括: 磁場產生裝置，磁場產生裝置安裝在金屬熔化爐的頂部和底部，磁場產生裝置產生豎直貫穿所述金屬熔化爐和其中的熔融態第二金屬的磁場； 電極，電極安裝在金屬熔化爐的兩個側邊，電極產生橫向穿過所述金屬熔化爐和其中的熔融態第二金屬的電流； 所述熔融態的第二金屬在電磁作用力下在水平方向沿所述金屬熔化爐移動。
2.如權利要求1所述的金屬熔化爐的電磁輸送設備，其特徵在於，所述磁場產生裝置是永磁體，兩個極性相反的永磁體分別安裝在金屬熔化爐的頂部和底部。
3.如權利要求2所述的金屬熔化爐的電磁輸送設備，其特徵在於，所述電極是可變極性的電極，兩個電極分別安裝在金屬熔化爐的兩個側邊，每一個電極能在正極與負極之間切換，兩個電極的其中之一為正極、另一個為負極。
4.如權利要求1所述的金屬熔化爐的電磁輸送設備，其特徵在於，所述磁場產生裝置是電磁鐵，兩個電磁鐵分別安裝在金屬熔化爐的頂部和底部，每一個電磁鐵能在N極和S極之間切換，兩個電磁鐵的其中之一為N極、另一個為S極。
5.如權利要求4所述的金屬熔化爐的電磁輸送設備，其特徵在於，所述電極的極性固定，一個電極為正極、一個電極為負極。
全文摘要
本發明揭示了一種金屬熔化爐的電磁輸送設備，金屬熔化爐的爐壁由第一金屬製成，金屬熔化爐中熔化第二金屬，第一金屬的熔點高於第二金屬，該電磁輸送設備包括磁場產生裝置和電極。磁場產生裝置安裝在金屬熔化爐的頂部和底部，磁場產生裝置產生豎直貫穿金屬熔化爐和其中的熔融態第二金屬的磁場。電極安裝在金屬熔化爐的兩個側邊，電極產生橫向穿過金屬熔化爐和其中的熔融態第二金屬的電流；熔融態的第二金屬在電磁作用力下在水平方向沿金屬熔化爐移動。本發明利用電磁原理。在金屬熔化爐外設置磁場產生裝置和電極，使得金屬熔液中通過特定方向的電流並處於磁場中，利用電磁作用產生的電磁力推動金屬熔液在金屬熔化爐中移動。
文檔編號F27D3/14GK103115498SQ20121045148
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月11日 優先權日2012年11月11日
發明者李金昌 申請人:崑山市大金機械設備廠