中頻感應爐

中頻感應爐

中頻感應爐是頻率在50~10000赫之間,利用物料的感應電熱效應而使物料加熱熔化的電爐。感應爐的主要部件有感應器、爐體、電源、電容和控制系統等。有芯感應爐主要用於各種鑄鐵﹑黃銅﹑青銅﹑鋅等金屬的連續熔煉和保溫﹐電效率達90%以上﹐能利用廢爐料﹐溶煉成本低﹐最大爐容達270噸。無芯感應爐無鐵芯穿過感應器,分為工頻感應爐、三倍頻感應爐、發電機組中頻感應爐、可控矽中頻感應爐、高頻感應爐。

中頻感應爐感應爐結構示意圖 
中頻感應爐是頻率在50~10000赫之間,利用物料的感應電熱效應而使物料加熱熔化的電爐感應爐的主要部件有感應器、爐體、電源電容控制系統等。

產生

1899年瑞典研製出第一台有芯感應爐。20世紀初﹐德國﹑瑞典﹑義大利開始試製中頻電爐﹐1927年出現了中頻感應爐。從此感應爐的數量和容量開始增加。無芯工頻感應爐出現較晚﹐但在第二次世界大戰後得到迅速發展。1966年瑞士研製出可控矽中頻感應爐。這種爐子的電效率高﹐容易實現自動控制。特點在感應爐中的交變磁場作用下﹐金屬內部產生渦流而發熱熔化。在這種磁場的攪拌作用下﹐爐中的液態金屬的成分和溫度均較均勻﹐熔煉溫度可達1650℃。感應爐除能在大氣中熔煉外﹐還能在真空和氬﹑氦等保護氣氛中熔煉﹐以滿足特殊質量的要求。感應爐在溶煉軟磁合金﹑高阻合金﹑鉑族合金﹑耐熱﹑耐蝕﹑耐磨合金以及純金屬方面具有突出的優點。類別和套用感應爐通常分為有芯感應爐和無芯感應爐兩類。有芯感應爐有鐵芯穿過感應器﹐如同一個帶鐵芯的變壓器﹐用工頻電源供電。有芯感應爐主要用於各種鑄鐵﹑黃銅﹑青銅﹑鋅等金屬的連續熔煉和保溫﹐電效率達90%以上﹐能利用廢爐料﹐溶煉成本低﹐最大爐容達270噸。無芯感應爐無鐵芯穿過感應器,分為工頻感應爐、三倍頻感應爐、發電機組中頻感應爐、可控矽中頻感應爐、高頻感應爐。

組成

中頻感應爐有以下幾部分組成:電源及電氣控制部分,爐體部分,傳動裝置及水冷系統。
1.電源及電氣部分:
電源設備包括高壓或低壓開關櫃、中頻電源(中頻發電機組或可控矽變頻器)、電源轉換開關、補償電容器以及中頻控制櫃(爐前配電操作台)等,大型中頻爐的電氣部分還包括坩堝漏爐報警系統
2.爐體部分:
中、小型中頻爐均配兩台爐體。一台生產使用,另一台備用。爐體包括爐蓋、感應器、坩堝、爐架等。
3.傳動裝置:
傳動裝置包括爐蓋的移動和爐體的傾動與復位等機械或液壓裝置等。
4.水冷系統:
水冷部位有:中頻電源(發電機組和可控矽變頻裝置,其中可控矽變頻裝置用冷卻水需經軟化處理)、感應器、電容器以及匯流排,軟電纜等。
為節約用水,通常採用循環冷卻的方法。
冷卻水循環系統包括水泵、冷卻塔、水箱等。

套用

中頻感應爐是冶煉合金的主要設備。
鎂質修補料研究及其在中頻感應爐上的套用:抗侵蝕與抗滲透能力優良的鎂質修補料,並在實際套用中取得了良好的效果。
實驗採用臨界粒度為20mm的中檔鎂砂作為骨料,骨料與粉料的重量比例為7:3,並添加了適量的有機纖維、金屬鋁粉複合防爆劑與複合減水劑。α-Al2O3微粉與氧化鉻微粉作為修補料的微粉添加劑,其中α-Al2O3微粉加入量≤6%,氧化鉻微粉加入量≤3%。選擇矽微三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉為複合結合劑,其中磷酸鹽結合劑的適宜添加量為4%~5%,920U級埃肯矽微粉(SiO2含量≥92%)的添加量為3%左右,矽微粉的加入方式選擇共磨方式,以改善其力學性能。採用Al-80水泥作為固化劑。
分別以磷酸鹽、矽微粉為結合劑製成鎂質修補料,在0.5t中頻感應爐的鎂鋁尖晶石澆注坩堝上進行修補試驗。針對錳鐵合金冶煉過程中熔渣或熔融金屬對坩堝的滲透、侵蝕以及裂縫漏鋼等問題,特別在感應爐生產40爐左右後,採用研製的鎂質修補料對坩堝進行修補。經過實際觀察後發現,修補料層與澆注坩堝結合牢固,經過兩次修補後,冶煉鋁矽錳合金的中頻感應爐壽命提高到90-100爐,達到了延長坩堝使用壽命的目的。拆爐後發現修補料層存在著熔渣和熔融金屬滲透現象,其中採用磷酸鹽結合的修補料滲透現象較為嚴重。因此根據實際實驗結果,採用矽微粉結合的鎂質修補料具有良好的抗滲透性能,可以在實際生產中推廣套用。研製的鎂質修補料耐壓強度110℃×24h條件下為12.60MPa,1300℃×3h條件下為19.99MPa。
鋁鎂搗打料在熔鎳中頻感應爐上的套用等等。

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