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PMC MagStir Typhoon
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アルミニウム製錬および再生でスターラーを使用する利点は、産業界で広く認識されています。

生産性   スターラーを使用することで、溶解炉内の溶湯全体の温度は迅速かつ効率的に適温に達します。その結果、溶解時間の短縮と溶解にかかるエネルギー消費の削減を実現し、溶解炉の生産性を最大限に高めることができます。

歩留りと溶解損失   溶解速度の向上と、溶湯温度の均一化による溶湯表面への余分な加熱を排除することでアルミニウムの酸化を最小限に抑えることができます。 これにより、溶解損失が低く抑えられ、歩留りの向上が見込めます。

ドロス   効率的に溶解することにより、ドロスの発生が抑制されます。

自然環境にやさしい     スターラー使用による溶解速度の向上と燃料(天然ガス等)消費量の削減は、結果的に二酸化炭素排出量の削減につながります。

均一化  アルミニウム溶湯表面から底面までの成分の均一化により、安定した製品品質を確保できます。

安全性  フォークリフトによる撹拌等、手動かつ溶湯接触による撹拌をなくすことで、作業者の安全を確保できます。

従来技術による撹拌方法
従来からあるスターラーは主に次の3種類に分類されます。

ポンプ式


メカニカルポンプ

メカニカルポンプは現在のアルミニウム業界、特にアメリカで使用されている最も一般的なアルミニウム溶湯撹拌技術です。 しかしながら、メカニカルポンプは初期費用が安く済む一方で、メカニカルポンプ特有のさまざまな欠点があります。

メカニカルポンプはアルミニウム溶湯へ直接接触するため、部品の損耗が必ず発生します。一般的なメンテナンスと消耗部品にかかる費用は、1台あたり年間5,000,000~20,000,000円と言われています。

また、メカニカルポンプの撹拌能力は非常に小さく、成分・温度の均一化には限界があります。 装置の設置前に余熱を行う必要があるなど煩雑なインストレーションも要求されます。

電磁式ポンプ

一般的な電磁ポンプは銅線コイル付きのチューブ型ポンプです。 チューブの直径は約6インチ(152mm)と小さく、使用中にチューブ内が目詰まりすることが大きな問題となっています。 また、チューブサイズが決まっているため、撹拌量を増やすには溶湯搬送速度を上げる必要があります。 しかし、この方法ではアルミニウム溶湯に必要以上の乱流が発生し、アルミニウム溶湯が酸化しやすく、溶解損失が大きくなります。 さらに、電磁式ポンプでは、常にアルミ溶湯がある一定の深さ以上を保つ必要があります。 チューブ周囲に巻かれたコイルに電流を流すことで磁場を発生させるため、コイルの発熱による焼き付きを防止するための冷却システム・軟水化処理装置が必要となります。

スターラー
電磁式スターラー
電磁式スターラーは非接触撹拌である分ポンプ式よりも適していますが、電磁式スターラーにも重大な欠点のあることが知られています。

まず、電磁式スターラーはそれ自体が複雑で特殊な装置で、変圧器、特殊な制御盤、配管、水冷装置、軟水化処理装置を必要とします。

電磁式スターラーは、銅線コイルに電流を流すことでアルミニウム溶湯を撹拌するための磁場を発生させます。 電磁式スターラーでは磁場装置内に熱が発生するため、通常、コイルを熱から保護するための冷却装置・軟水化処理装置が必要になります。 コイルと冷却システムのメンテンスは多大な時間と労力を要し、万一、熱によってコイルが損傷した場合は、コイル交換に高額な費用と長期間のダウンタイムが発生します。 電磁式スターラーには、膨大な電力コスト、ランニングコスト、メンテナンスコストが必要であり、また消費電力が大きいということは、多量な二酸化炭素の排出につながります。

zPMCスターラーによる解決

ヂーマグはメカニカルポンプ、電磁式ポンプおよび電磁式スターラーについてまわる様々な問題を解消する手段として、永久磁石を使用したzPMC(Zmag Permanent Magnetic Circuit)スターラーを開発しました。 ヂーマグのzPMCスターラーは、シンプルで高効率かつ費用対効果の高い革新的な特許技術です。この技術は、アルミニウム溶湯の非接触撹拌を可能とし、既存の溶解炉への設置も容易に対応できます。

ヂーマグのzPMCスターラーは、世界で初めて、かつ世界で唯一の永久磁石を利用したアルミニウム溶解炉用スターラーです。 この技術は、消費電力を従来の電磁式スターラーの運転に必要な電力のわずか1.5~15%に抑えながらも、より効率の良い、安定した撹拌能力を提供します。 アルミニウム溶湯に直接接触することなく撹拌し、銅線コイルやそれを冷却する冷却水システムも必要ありません。

zPMCスターラーはほぼメンテナンスフリーでご使用いただけます。

生産性と歩留りの向上、溶解速度の迅速化、アルミニウム溶湯の温度・成分の均一化を即時に実感できると同時に、ランニングコスト、特に燃料消費量の大幅な節約を実現できます。

コスト、性能、インストールおよびメンテナンスのあらゆる面から、ヂーマグ製zPMCスターラーは、アルミニウム溶湯撹拌に最適な製品といえます。

ヂーマグzPMCスターラー導入前後

導入前

導入後

アルミ溶湯内の温度ばらつき

68℃
(154.4F)

5℃以内
(41F)

歩留り

90%

92%

シリコン溶解時間

2 Hours/4t

45 Minutes/4t
(62.5% 短縮)

原料溶解時間

25%短縮

燃料消費量

135 l/t

105 l/t
(22.2% 削減)

ヂーマグ通路式撹拌装置, 50t反射炉

温度分布

ニュージーランドのMcKechnie Aluminium Solutions Ltd.社におけるヂーマグ製zPMCスターラーのインストールと運用に関するレポートは、ここ をご参照ください。

レポートからの抜粋:
McKechnie Aluminium Solutions Ltd.社では、2008年4月にアルミニウム溶解反射炉でヂーマグ製zPMCスターラーを導入し、1か月間運用した結果、ガス燃料消費量を6.8%節約することができた。 1か月当たりの溶解量が880トンのアルミニウム溶解炉において、当スターラーを要因とする削減量はトン当たり561MJであった。 適切なメンテナンスおよび運転を行うことにより、今後も同様の節減が 実現できることが期待される。

ニュージーランド政府機関によるヂーマグ製zPMCスターラーレポート

製品リスト

ヂーマグ製スターラーMagStirシリーズは撹拌方法・設置スタイルにより以下の機種に分類されます。

SeriesI(炉底設置式撹拌装置、小型炉~中型炉対応)


SeriesIはるつぼや小型炉の撹拌から40Tクラスの中型炉の撹拌まで対応可能です。 炉底に設置し、炉内溶湯を効率的に撹拌します。 炉底面近傍を強力に撹拌し、上部の溶湯はゆっくり撹拌することで酸化被膜を破ることなく炉内全体の十分な撹拌が可能となります。 

SeriesII(通路式撹拌装置)


SeriesIIは炉壁に通路を設け通路内の溶湯を強力に動かすことで、炉内の溶湯を撹拌する方式です。 同タイプは溶湯深さに関わらず強力な撹拌が可能で、最大170Tクラスの大型炉への実績もあります。 スターラー設置のためのピット工事等は不要で、既存炉へのインストールも最小限の工事で可能です。

SeriesIII(炉底・炉側設置、中型炉~大型炉)


SeriesIIIははあらゆる形状・運用の炉に適応でき、炉側面・炉床へ置くだけの簡単インストールが可能です。 設置・撹拌方法に併せて床置設置タイプ・炉側面設置縦撹拌タイプ・炉側面設置横撹拌タイプの3機種に分類されます。




 
 
 
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