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中频感应电炉及其应用

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随着电子技术的飞速发展,原来应用广泛的工频感应电炉已被配置固态电路静止变频电源的中频感应电炉逐渐代替。中频感应电炉在铸铁的熔化、保温和浇注作业等方面得到了广泛应用,同时由于它适合于批料(间歇)熔化作业以及对金属熔液搅拌力的可调特点,使得它在耐热合金钢熔炼及有色金属熔化方面的应用也日趋扩大。

感应电炉是应用电磁感应原理将电能传递给金属炉料,用电能变换为热能的电阻加热方式使金属炉料发热而熔化。固态中频电炉的电源是用电力半导体元器件组成的一种静止变频电源,一般有交-直-交变频和交-直变频两种。因此要进行感应加热,必须满足两个条件:一是用交流电;二是被加热的物体必须是金属材料。

感应电炉按结构分,有坩埚式(即无心炉)和沟槽式(即有心炉)两大类,其用途主要有熔化、保温和浇注。而中频感应电炉的频率范围一般指在0.05-10KHZ,主要适用于钢铁和有色金属的熔炼和保温。使用中频感应电炉的优点有:

(1)功率密度大,熔化速度快,起熔方便,适合于节能的批料熔化方法;

(2)操作使用灵活方便,适合于经常变换熔化金属品种的场合;

(3)可选择电源频率,使中频感应电炉更适合于轻有色金属的熔化;

(4)由于功率密度高,无相平衡装置,土建费用小;

(5)中频感应电炉内熔化的金属只存在“一次过热”现象,这在冶金领域颇受青睐;

(6)中频感应电炉运行的自动控制、变频装置的故障自动诊断以及炉况监控等方面都可由计算机来完成,大大地减轻了劳动强度,提高工作效率。

正是中频感应电炉具有效率高、可变频、噪声低、体积小、重量轻、安装简便、操作维修容易等诸多优点,我厂在2001年就开始应用中频感应电炉于金银回收工艺的生产上,并取得了很好的效果,在实践操作中积累了丰富的经验。目前在金银的熔化、淬珠、塘泥回收、合质金的熔炼、化验取样等方面都探索出适合自己特点的工艺,顺利地完成日益扩大的生产任务。但是,使用中频感应电炉的几年来,也存在一些问题。如根据物料的不同选择坩埚材质、型号;炉衬及其耐火材料的选用和筑炉技巧;改善作业环境如消除烟尘、降低噪音及环境温度;硅整流和可控硅换流设备工作时产生的谐波电流及高次谐波对电网的污染,及如何提高功率因素等等。一般中频感应电炉厂家生产的成套设备,都具有多种保护,如冷却水压低、水温过高的压力和温度保护,过流短路保护民,欠电压保护,缺相保护,坩埚漏炉及主电路接地保护等。

但是在使用时还应注意以下几点:

(1)开机运行前首先应观测电源电压值和三相电源平衡情况;

(2)仔细检查电气接点的连接情况,特别是可控硅堆、电热电容器、水冷电缆等;

(3)打开冷却循环水系统检查主机、炉体的水路运行情况及保持一定的水压;

(4)炉衬烧结和烘烤时为了减少电磁搅拌作用对炉衬的侵蚀,要低功率运行(降低电压)一段时间,使炉体均匀升温;

(5)在正常运行中,也应多巡视设备的运行情况,特别是各支路的水温,有经验时也可由声音的变化判断设备是否正常;

(6)电炉中断使用可适当减小冷却水量,但不能关闭冷却水,否则炉衬的余热会把线圈及绝缘层烧毁;

(7)在熔炼操作时,严禁(A)发现炉衬有严重损害,仍继续熔炼;(B)冷却水中断运行;(C)设备、炉体没有良好的接地;(D)在电炉通电而又没有安全防护措施时进行装料、捣打固体炉料、取样、添加大批合金、测温、扒渣等作业;当然,应用中频感应电炉同样应注意设备的日常维护和检修工作,特别要注意防潮气、防酸、碱气体对电子元器件的侵蚀,及时发各种隐患,避免事故并保证长期安全生产。
以上是本人对中频感应电炉的初浅认识,目的是抛砖引玉让中频感应电炉为生产应用得更广泛、更合理。

 

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