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中频感应熔炼炉及其特点

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中频感应熔炼炉及其特点

发布日期:2021-08-02 作者:西安lol比赛押注(中国)有限lol比赛押注(中国)有限公司官网官网机电 点击:

中频感应熔炼炉工作频率在50Hz-10kHz 之间,需用变频器予以调频。中频感应熔炼炉以其电效率和热效率高、熔炼时间短、耗电较省、占地较少、投资较低、生产灵活和易于实施过程自动化等比工频感应熔炼炉更有优势。它适合熔炼各种铸铁特别适合熔炼合金铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁,并对炉料的适应性较强炉料的品种和块度可在较宽范围内变动。中频感应熔炼炉具备其它铸铁熔炼用炉没有的优点使其近年来得到令人瞩目的发展,并在铸铁生产中广泛采用。  

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1、可控硅变频器 

中频感应熔炼炉的发展得益于可控硅变频器的使用。这种变频器通过直流中间回路用电子装置将三相交流电频率转换为所需的频率其效率95%-98%。新一代变频器采用数控电子线路为变频器提供了各种控制调节和保护功能。中频感应熔炼炉使用的变频器额定功率不断提高, 9000kW 变频器连接在12t 的炉子上铁液的熔化率为18t / h; 将中频感应熔炼炉功率密度提高到1000kW/ t , 能使熔化期缩短到35min。感应熔炼炉的熔化率依炉子的容量而变化一般中频感应熔炼炉熔化铁液的熔化率为0.14-35t / h。例如使用2t 容量的炉子可得到2 -2.38t/ h 的熔化率使用12t 容量的炉子则可达到18-21t/ h 的熔化率而采用工频感应熔炼炉熔化冷料的熔化率是: 115t 炉为0.75t/ h3t 炉为1.5t/ h5t炉为2.5t/ h10t 炉为4t / h。可见中频感应熔炼炉的熔化率远大于工频感应熔炼炉这就可在选择铸铁生产熔炼设备时以小代大使用较小容量的中频感应熔炼炉代替较大容量的工频感应熔炼炉既减少了占地面积又降低了投资也保证了铁液的连续供应对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产厂家十分有利。将中频感应熔炼炉用于连续铸造和离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼以它代替冲天炉或与高炉、冲天炉进行双联其生产能力将可得到充分发挥。

  中频感应熔炼炉电效率和热效率高不但提高了熔化率、缩短了熔化时间其单位电耗也相应降低。与工频感应熔炼炉相比其电耗可从700kW∙h/ t 降低到515-580kW∙h/ t。有关资料表明在考虑炉渣的熔化和过热所需能量损失的情况下中频感应熔炼炉冷启动时单位电耗为580kW∙h/ t , 热炉操作时,单位电耗为505- 545kW∙h/ t , 如果连续加料操作,则单位电耗仅为494kW∙h/t

 

 2、炉体结构

  随着中频感应熔炼炉功率密度的不断提高对炉子的安全性、炉衬寿命和噪音等要求越来越高炉体结构的合理性也越来越为人们所重视其中重型钢壳炉具有耐久性强、效率和生产率高、噪音小、易于维护检修等许多优点。  重型钢壳炉与框架炉不同它有一个开有多个较大检查口的高强度环形钢壳炉子运行时检查口是关闭的检查时每个检查口均可打开。重型钢壳炉内部结构结实可以避免倾炉出铁浇注时可能引起的变形延长了炉衬寿命。而且由于封闭的坚固钢壳及其内部可增加吸音隔离材料使得工作噪音大大降低。结实的钢壳还能够有效地保护感应线圈避免飞溅金属的危险使炉子在运行过程中具有最大的安全性。为有效地隔热保温并提高炉衬寿命重型钢壳炉还于顶部和底部分别设置了冷却环起到了均匀炉衬温度、降低热膨胀作用。低能耗、高强度的不锈钢冷却环,大大提高了炉子效率。

  重型钢壳炉不仅有坚固的钢壳而且设计了专门用于感应熔炼炉的厚壁管结构线圈并通过正确选择感应线圈的匝间距离使得线圈的转换效率最高、电阻最小。一方面厚壁管感应线圈载流面积大、壁厚均匀不易发生因电弧和膨胀引起的破坏另一方面线圈采用特殊的支撑系统每一匝都被牢牢锁紧刚性好减少了由于电磁力引起的震动大大延长了炉衬的使用寿命。另外这种感应线圈的周围覆盖了59%的磁轭有效地改变了磁场的分布同时,隔离缓冲垫也降低了噪音和振动增加了磁轭的效率。重型钢壳炉还采用感应线圈延伸并超过炉衬底部的加长线圈设计从而使得从炉体顶部到底部的炉料负载与磁场的藕合非常均匀提高了能量转换效率,也减少了因磁场产生的搅拌力对底部炉衬的影响。

 

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  3、生产

  中频感应熔炼炉在生产安排上有较大的弹性熔化操作有较大的灵活性。工频感应熔炼炉要求不间断地工作每炉铁液也不宜倒空因为间断工作会增加冷启动而冷启动不但增加熔化时间和能耗而且每次都还必须使用启动块。中频感应熔炼炉在间断短时间使用时则不需使用启动块就可进行冷启动铁液也可从炉内倒空更换炉料十分方便利于实现短时间内的材质更换便于生产组织安排这对于主要承担一些非标准设备的制造而铸件需求量大、批量小、品种较多的钢铁冶金行业中的机修厂的生产创造了有利条件。

 

4、除渣与修炉

  中频感应熔炼炉生产率高熔化期可缩短到35min 左右为了最大限度地利用炉子的功率必须尽可能快地除渣。利用撇渣器或人工除渣效果差、时间长、劳动条件恶劣。为此提出了将炉子后倾出渣的方法,即将炉体后倾20-25°通过炉体顶部后边的开槽把炉渣倒入运输车里。该方法既快捷又方便。中频感应熔炼炉工作一个炉役后必须进行修炉。为了缩短更换炉衬耐火材料的停炉时间必须采用机械化手段振动筑炉机和炉衬推出机就成了大型中频感应熔炼炉的主要配件。炉衬推出机可在炉衬耐火材料未完全冷却时将其推出进一步缩短了修炉时间改善了劳动环境。

 

 5、双供电电源

  中频感应熔炼炉的一个突破性发展是用一套供电系统向两台炉体供电实现了无生产间隔作业的工作制度。实践证明一台感应熔炼炉的总有效功率通常在整个熔化期不能充分利用在测定铁液温度、取样、除渣、出铁尤其在浇注的情况下都要降低功率或切断电源。如果浇注时间较长利用率只有50% 左右要想达到所需的生产率电源设备的额定功率须是利用率为90% 118 倍。为了解决这个问题研制成功了一种双电源系统。该系统使用两个相同的换流器和电容器组每台炉体使用一组但都用共同的整流器和变压器来供电。每一个换流器均可单独控制能够将总有效功率以任意比例分配给两台炉体。这种系统除对一台炉体保温提供充足电力外其余功率都可用于另一台炉体熔化铁液。  这种电源能实现同时向两台炉体送电完全避免了切换开关或另加一套电源不必在熔炼过程中将电源切换到保温炉体上以便保持必要的浇注温度,从而实现了熔炼和保温两功能。当一台炉体处于维修状态时电源可与此炉隔离而只给另一台炉体供电也增加了安全性。

 

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  6、自动化程度

 中频感应熔炼炉采用计算机控制系统自动化程度较高。大功率中频感应熔炼炉熔化期较短、过热率较大只有采用计算机控制系统才能发挥设备的潜力并对工厂和操作人员提供有效保护。目前大型中频感应熔炼炉已装备了比较完整的计算机辅助监视和控制系统其主要功能包括:

( 1) 当炉子坩埚中的铁液达到预编程温度时保证自动降低炉子功率;

( 2) 监测、计算和控制铁液温度;

( 3) 为新炉衬提供自动烧结程序;

( 4) 确定达到铁液要求的CSi 及其它添加元素的数量;

( 5) 具有一台自动冷启动装置。

  熔炼管理系统是通过易读的显示屏提供诊断结果和电源、炉体运行过程的各种信息的。如果非正常状态启动了报警系统熔炼管理系统将提供问题所在,并可将这些故障信息存储起来以便进行故障处理,也可与打印机相连接进行打印保留。通过熔炼管理系统可获得各种诊断信息并进行一系列其它功能的操作。

 

 7、结语

 中频感应炉的发展及其所呈现的优越性,给铸造生产注入了新的活力。中频炉具有体积小、重量轻、效率高及有利环境等优点,使其迅速取代燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉,是新一代的金属加热设备。


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关键词:中频炉,透热炉,熔炼炉

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