工頻爐與中頻爐詳解

1、工頻感應(yīng)爐與中頻感應(yīng)爐一、工頻感應(yīng)爐工頻感應(yīng)爐是以工業(yè)頻率的電流(50或60赫茲)作為電源的感應(yīng)電爐。工頻感應(yīng)電爐已發(fā)展成一種用途比較廣泛的冶煉設(shè)備。它主要作為熔化爐用來(lái)冶煉灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和合金鑄鐵。此外，還作為保溫爐使用，同前，工頻感應(yīng)爐已代替沖滅爐成為鑄造生產(chǎn)方面的主要設(shè)備，和沖天爐相比，工頻感應(yīng)爐具有鐵水成分和溫度易于控制、鑄件中的氣體與夾雜物的合量低、不污染環(huán)境、節(jié)約能源和改善了勞動(dòng)條件等許多優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來(lái)工頻感應(yīng)爐得到迅速發(fā)展。 工頻感應(yīng)爐全套設(shè)備包括四大部分。 1爐體部分 冶煉鑄鐵的工頻感應(yīng)爐爐體部分由感應(yīng)爐(兩臺(tái)，一臺(tái)用于冶煉，另一臺(tái)備用)、爐蓋、爐架、傾爐油缸

2、、爐蓋移動(dòng)啟閉裝置等組成。 2電氣部分 電氣部分由電源變壓器、主接觸器、平衡電抗器、平衡電容器、補(bǔ)償電容器和電氣控制臺(tái)等組成。 3水冷系統(tǒng) 冷卻水系統(tǒng)包括電容器冷卻，感應(yīng)器冷卻和軟電纜冷卻等。冷卻用水系統(tǒng)是由水泵和循環(huán)水池或冷卻塔以及管道閥門等組成。 4液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)包括油箱、油泵、油泵電機(jī)、液壓系統(tǒng)管道與閥門和液壓操作臺(tái)等。 GW系列工頻爐本系列GW工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐可供熔化各種碳素鋼、鑄鐵和特種鑄鐵（煉鋼脫氧劑等），增加排煙裝置還可熔化銅及銅合金。本系列熔化爐其額定容量從0.2510T共七個(gè)規(guī)格。特點(diǎn)：1、使用可靠，操作簡(jiǎn)單，停電時(shí)機(jī)械方式可用手動(dòng)傾爐2、熔化速度快，節(jié)省能源，且無(wú)污染

3、3、金屬燒損少，勞動(dòng)條件好4、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省場(chǎng)地，易于維護(hù)組成：（GW-1.5-420）爐體：一臺(tái)/兩臺(tái)；爐前控制柜：一臺(tái)；主接觸器補(bǔ)償柜：一臺(tái)；液壓站：一臺(tái)（液壓方式）；電器設(shè)備：三臺(tái)，傾爐控制柜：一臺(tái)（液壓方式）水冷電纜：24條。GW-1.5-420工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐(增強(qiáng)型)在脫氧劑生產(chǎn)的應(yīng)用GW系列工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐，目前已被廣泛使用在許多煉鋼脫氧劑生產(chǎn)廠家，并得到廣泛的好評(píng)。僅，本溪冶煉廠，就購(gòu)買我廠GW系列工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐達(dá)8套，其中GW-1.5噸工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐（增強(qiáng)功率）有7套，3噸工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐有1套，年產(chǎn)值可達(dá)3億多元，因此我廠生產(chǎn)該種型號(hào)電爐在同行業(yè)中，作為生

4、產(chǎn)脫氧劑的主要設(shè)備，在節(jié)能，產(chǎn)量等各方面，為同行業(yè)領(lǐng)先者，對(duì)生產(chǎn)脫氧劑感興趣的客戶，可帶領(lǐng)實(shí)地考察，提供生產(chǎn)咨詢，和技術(shù)上指導(dǎo)。廣銷全國(guó)地區(qū)，如：遼寧本溪、鞍山，河南南陽(yáng)，河北邯鄲，內(nèi)蒙古包頭。GW系列工頻無(wú)芯感應(yīng)熔化爐主要技術(shù)參數(shù)：型號(hào)坩堝容量t額定功率kw頻率變壓器容量KVA熔化率t/h額定電壓V單位電耗kwh/t最高工作溫度冷卻水耗用量m/hGW-0.25-1700.25170502500.1838070016002.0GW-0.5-2000.5200503150.3838064016003.2GW-0.75-2500.75250504000.5738062016004.5GW-1.5-

5、4201.5420506301.138052016008.0GW-3-75037505012501.6380500160010GW-5-1100511005016001.9380500160019GW-10-27001027005040004.6380500160030功率各異根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改變，產(chǎn)量等也隨之變化GWL系列可傾式工頻感應(yīng)熔鋁爐用途;本系列GWL可傾式工頻感應(yīng)熔鋁爐，熔鋁爐從0.151.5T共有五個(gè)系列。亦可用于鎂、鋅、鋁、錫及其合金的熔化和保溫。組成：爐體由爐架、鑄鐵坩堝、軛鐵、感應(yīng)器、水冷系統(tǒng)和傾爐裝置。GWL系列可傾式工頻感應(yīng)熔鋁爐主要參數(shù)：（熔鋁）型號(hào)額定容量t額定功率

6、kw熔化率t/h額定電壓V單位電耗kwh/t工作溫度最高工作溫度冷卻水壓mpa冷卻水耗用量m/hGWL-0.15-64Q(鐵坩堝)0.15640.113805307009002.0GWL-0.3-100Q（鐵坩堝）0.31000.183805207009002.5GWLF-0.3-110Q（非鐵坩堝）0.31100.163806507009002.5GWLF-0.5-180Q（非鐵坩堝） 0.51800.33806307509004.0GWLF-1.5-400Q（非鐵坩堝）1.54000.653806307509007.0（熔化鎂、鋅、鉛錫等金屬時(shí)的技術(shù)參數(shù)） 金屬M(fèi)gZnPbSn項(xiàng)目型號(hào)坩堝

7、裝料量 kg熔化率 kg/h坩堝裝料量 kg熔化率 kg/h坩堝裝料量 kg熔化率 kg/h坩堝裝料量 kg熔化率 kg/hGWL-0.06-264560160200270100180560GWL-0.15-30100400170440480GWL-0.15-641001154003807001904401000GWL-0.3-50210800280880750GWL-0.3-1002102108007001400350880GYT系列工頻有芯感應(yīng)熔銅爐適用于熔化銅及其合金特點(diǎn)：1、適用于連續(xù)鑄造，價(jià)格相對(duì)于同等容量無(wú)芯感應(yīng)爐低廉2、操作方便，可定點(diǎn)澆鑄3、加熱速度快，節(jié)省電能，打結(jié)爐襯方便，

8、熔化成本低4、和其他爐型相比較，具有便于調(diào)節(jié)化學(xué)成分之優(yōu)勢(shì)，且無(wú)污染，適用于文明生產(chǎn)組成：電爐由爐體、爐架、軛鐵、感應(yīng)器、水套、傾運(yùn)機(jī)構(gòu)、電器控制柜、調(diào)壓器、電容器架、操縱臺(tái)等。GYT系列工頻有芯感應(yīng)熔銅爐主要技術(shù)參數(shù)：型號(hào)熔煉金屬額定容量t額定溫度額定功率kw額定電壓V熔化率t/h熔化電耗kw.h/t冷卻水壓kwf /cm*cm冷卻水耗t/h傾爐方式GYT0.15-60銅0.151200603800.15380240.5機(jī)械傳動(dòng)GYT0.3-800.301200803800.3330240.5GYT0.5-1200.5012001003800.472801.53GYT0.75-180黃銅0.

9、751080240380120020.5-1液壓傳動(dòng)GYT0.75-180紫銅0.7512001803800.627421-2二、中頻感應(yīng)爐中頻感應(yīng)爐所用電源頻率在150一10000赫茲范圍內(nèi)的感應(yīng)爐稱為中頻感爐，其主要頻率在150一2500赫茲范圍。國(guó)產(chǎn)小頻感應(yīng)爐電源頻率為150、1000和2500赫茲三種。 中頻感應(yīng)爐是一種適用于冶煉優(yōu)質(zhì)鋼與合金的特冶設(shè)備，和工額感應(yīng)爐相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1)熔化速度快，生產(chǎn)效率高。中頻感應(yīng)爐的功率密度大，每噸鋼液的功率配置比工頻感應(yīng)爐約大20一30。因此，在相同條件下中頻感應(yīng)爐的熔化速度快，生產(chǎn)效率高。 2)適應(yīng)性強(qiáng)，使用靈活。中頻感應(yīng)爐每爐鋼液可以全部

10、出凈，更換鋼種方便；而工頻感應(yīng)爐每爐鋼液不允許出凈，必須保留一部分鋼液供下?tīng)t啟動(dòng)，因此更換鋼種不方便，只適用于冶煉單一品種鋼。3)電磁攪拌效果較好。由于鋼液承受的電磁力是與電源頻率的平方根成反比，因此中頻電源的攪拌力比工頻電源小。對(duì)于去除鋼中雜質(zhì)和均勻化學(xué)成分、均勻溫度來(lái)說(shuō)，中頻電源的攪拌效果比較好。工頻電源過(guò)大的攪沖力使鋼液對(duì)爐襯的沖刷力增大，不僅降低精煉效果而且會(huì)降低坩堝壽命。4)起動(dòng)操作方便。由于中頻電流的集膚效應(yīng)遠(yuǎn)大于工頻電流流，因此中頻感應(yīng)爐在起動(dòng)時(shí)，對(duì)爐料沒(méi)有特殊要求，裝料后即可迅速加熱升溫；而工頻感應(yīng)爐則要求有專門制作的開爐料塊(與坩堝尺寸近似，約以坩堝高度一半的鑄鋼或鑄鐵塊)才

11、能啟動(dòng)加熱，而且升溫速度很慢。閱此，在周期作業(yè)的條件下大多使用中頻感應(yīng)爐。起動(dòng)方便帶來(lái)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在周期作業(yè)時(shí)可以節(jié)約電力。 由于以上優(yōu)點(diǎn)，中頻感應(yīng)爐近幾年來(lái)，不僅廣泛地用于鋼與合金的生產(chǎn)領(lǐng)域，而且在鑄鐵生產(chǎn)中，特別是在周期作業(yè)的鑄造車間也得到很快的發(fā)展。 中頻感應(yīng)爐的配套設(shè)備 中頻感應(yīng)爐的成套設(shè)備包括：電源及電氣控制部分，爐體部分，傳動(dòng)裝置及水冷系統(tǒng)。 一、 技術(shù)參數(shù)1、中頻熔化爐主要技術(shù)參數(shù)：型 號(hào) 規(guī) 格額定容量（t）額定功率（kW）額定頻率（kHz）額定電壓（V）工作溫度（）熔化率（t/h）傾動(dòng)方式GWJ-0.1-100/1（鋁殼）0.1160175016000.14電動(dòng)GWJ-0

12、.15-160/1（鋁殼）0.15160175016000.21電動(dòng)GWJ-0.25-250/1（鋁殼）0.252501150016000.35電動(dòng)GWJ-0.35-250/1（鋁殼）0.52501150016000.37電動(dòng)GWJ-0.5-350/1（鋁殼）0.53001150016000.48電動(dòng)GWJ-0.5-500/1（鋁殼）0.55001150016000.72電動(dòng)GWJ-0.75-500/1（鋁殼）0.55001150016000.72電動(dòng)GWJ-1-500/1（鋁殼/鋼殼）17501150016000.72電動(dòng)/液壓GWJ-1-650/1（鋁殼/鋼殼）17501150016001

13、.07電動(dòng)/液壓GWJ-1-1000/1（鋁殼/鋼殼）17501240016001.56電動(dòng)/液壓GWJ-1.5-800/0.5（鋁殼/鋼殼）1.58000.5/1240016001.28電動(dòng)/液壓GWJ-1.5-1000/0.5（鋁殼/鋼殼）1.510000.5240016001.56電動(dòng)/液壓GWJ-1.5-1500/0.5（鋁殼/鋼殼）1.515000.5240016002.35電動(dòng)/液壓GWJ-2-1000/0.5（鋁殼/鋼殼）210000.5240016001.56電動(dòng)/液壓GWJ-2-1500/0.5（鋁殼/鋼殼）215000.5240016002.35電動(dòng)/液壓GWJ-3-150

14、0/0.5（鋁殼/鋼殼）315000.5240016002.35電動(dòng)/液壓GWJ-3-2000/0.3/0.5（鋁殼/鋼殼）320000.3/0.5300016003.18電動(dòng)/液壓GWJ-5-2500/0.3/0.5（鋼殼）525000.3/0.5300016004.03液壓GWJ-7-3000/0.3/0.5（鋼殼）730000.3/0.5400016004.84液壓GWJ-10-5000/0.3/0.5（鋼殼）1050000.3/0.5400016007.45液壓2、設(shè)備運(yùn)行要求：海拔高度：3000m環(huán)境溫度：5-42相對(duì)溫度：90%（平均溫度不低于20）環(huán)境要求：周圍無(wú)導(dǎo)電塵埃，爆炸性

15、氣體及嚴(yán)重破壞金屬和絕緣的腐蝕性氣體無(wú)明顯的震動(dòng)和顛簸安裝方式：戶內(nèi)二、控制技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)介1. 為并聯(lián)逆變器研制開發(fā)的第五代智能控制器，已廣泛應(yīng)用于各種金屬的熔煉、保溫及感應(yīng)加熱設(shè)備的電源控制。2. 控制器為單板全集成控制板，采用數(shù)字觸發(fā)，具有可靠性高、精確性高及調(diào)試容易，繼電元件少。3. 先進(jìn)的掃頻式類它激、零電壓?jiǎn)?dòng)技術(shù)，啟動(dòng)成功率達(dá)100%。4. 逆變控制參考美國(guó)（ABB、pillar、Ajax）公司、日本富士電機(jī)等國(guó)外先進(jìn)控制技術(shù)。自行開發(fā)的逆變控制技術(shù)，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。5. 自動(dòng)跟隨負(fù)載變化，運(yùn)行時(shí)具有非故障性的自動(dòng)再啟動(dòng)功能以及功率自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。6. 具有理想的限流、限壓，特有

16、的關(guān)斷時(shí)間或逆變角控制，保證設(shè)備可靠運(yùn)行。7. 具有完善的多級(jí)保護(hù)系統(tǒng)（水壓、缺相、欠壓、過(guò)流、過(guò)壓、關(guān)斷時(shí)間、直通、操作聯(lián)鎖等）。8. 具有較高的變頻效率1000 Hz及以下大于96%。第二部分 中頻感應(yīng)爐爐體使用說(shuō)明一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1. 爐體部分中頻爐機(jī)械部分由爐體、水電引入系統(tǒng)、傾爐裝置等組成。1.1爐體爐體包括爐殼、感應(yīng)器等。 爐殼由兩半鑄鋁爐殼型連接而成，具有剛性好，結(jié)構(gòu)緊湊，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，其回轉(zhuǎn)軸承孔一次加工而成，確保了同心度，使?fàn)t殼及回轉(zhuǎn)軸在傾爐過(guò)程中不會(huì)因不同心而變形。 1.1.2 感應(yīng)器感應(yīng)器是爐體的心臟，它不僅直接影響到爐體功率的吸收，其設(shè)計(jì)的合理性及制造質(zhì)量直接影響到爐襯使

17、用壽命。由我們生產(chǎn)的感應(yīng)器具有以下特點(diǎn)： a) 感應(yīng)器參數(shù)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到一組最滿意的技術(shù)參數(shù)，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。b) 感應(yīng)器均采用厚壁優(yōu)質(zhì)T2紫銅管，在專用繞制設(shè)備上繞制成型，在工藝及設(shè)備上保證了制造質(zhì)量及線圈內(nèi)壁的平整性，進(jìn)一步提高了爐體的使用壽命。c) 感應(yīng)器匝間距通過(guò)足夠數(shù)量的環(huán)氧立柱加以固定，使感應(yīng)線圈成為一體，從而減少工作時(shí)的震動(dòng)和噪音。1.2水電引入系統(tǒng)：爐體水路互相并聯(lián)，通常采用開啟式軟化水冷卻。（見(jiàn)水系統(tǒng)原理圖） 水電引入均采用后出線形式，減少了線路損耗，提高了水冷電纜的使用壽命。水系統(tǒng)內(nèi)在總進(jìn)水管上應(yīng)裝有壓力傳感器，以便調(diào)整各冷卻支路的水流量，保證設(shè)備的正常

18、運(yùn)行。水冷電纜采用冷壓成型工藝與銅絞線壓接。這種方式連接堅(jiān)固，接觸電阻小，不損傷銅絞線并可快速更換，能承受0.5Mpa的水壓而不泄漏或破裂。1.3傾爐系統(tǒng)傾爐機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿減速機(jī)（電動(dòng)、手動(dòng)）。2. 中頻電源簡(jiǎn)介：2.1中頻電源電柜：采用上進(jìn)下出線。柜內(nèi)布置簡(jiǎn)潔合理，主電路與控制電路隔離，易損件更換方便，有必要的安全保護(hù)措施。主電路：本電源采用可控硅并聯(lián)諧振電路，它具有可靠性高，保護(hù)容易，且逆變橋?qū)τ|發(fā)脈沖有一定的容錯(cuò)能力，較之串聯(lián)諧振電路和IGBT電源易于實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，是國(guó)外大公司首選的電源結(jié)構(gòu)。逆變可控硅選用國(guó)產(chǎn)品牌，電流電壓的儲(chǔ)備數(shù)2.5倍，整流元件選用國(guó)產(chǎn)品牌，所有可控硅都是經(jīng)過(guò)嚴(yán)峻

19、的72小時(shí)連續(xù)高溫阻斷和全動(dòng)態(tài)測(cè)試，使裝機(jī)元件具有極高的可靠性；對(duì)元件的外部吸收參數(shù)進(jìn)行瞬間動(dòng)態(tài)優(yōu)化篩選，從而使換相尖峰電壓對(duì)元件造成的不可逆劣化減少到最小，從根本上提高了設(shè)備的使用壽命。補(bǔ)償電容器：選用國(guó)產(chǎn)品牌產(chǎn)品新安江電力電容器廠生產(chǎn)的專用大容量電熱電容器，使成套設(shè)備占地面積盡量縮小?？刂苹芈罚海?） 采用全數(shù)字超大規(guī)模集成電路、單板結(jié)構(gòu)，所有器件都經(jīng)過(guò)高溫老化篩選?？刂齐娐凡捎脭?shù)字控制，抗干擾能力強(qiáng)，除完成常規(guī)的整流、逆變、過(guò)壓、短路、限流、限壓的控制功能外，還帶有故障自診斷功能和故障延時(shí)功能。（2） 采用零電壓智能掃描啟動(dòng)電路，確保帶坩鍋模啟動(dòng)和滿爐、凍爐啟動(dòng)的可靠性；同時(shí)具備常規(guī)的自

20、動(dòng)重復(fù)啟動(dòng)功能。（3） 輸出功率連續(xù)可調(diào)，以滿足烘爐、熔化、升溫、保溫的需求。（4）專門設(shè)計(jì)的逆變角控制環(huán)路，可根據(jù)負(fù)載工況，通過(guò)控制逆變角實(shí)時(shí)調(diào)整等效負(fù)載阻抗，使電源和負(fù)載處于最佳匹配，使電源一直處于可能的最大出力狀態(tài)，功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，最大限度地發(fā)揮了設(shè)備的出力。這樣在整個(gè)工藝允許的工況范圍內(nèi)，設(shè)備可達(dá)到恒功率輸出，加快了熔化速度；達(dá)到額定溫度后，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保溫，節(jié)約了電能。（5） 輸出功率的調(diào)節(jié)只需一只電位器，實(shí)現(xiàn)了“傻瓜”操作，避免了由于誤操作損壞設(shè)備。在生產(chǎn)過(guò)程中也無(wú)需對(duì)電源狀態(tài)進(jìn)行專人值守和除功率給定以外的其它操作。（6） 電壓、電流采用雙閉環(huán)無(wú)差控制，不但可克服電網(wǎng)波動(dòng)和

21、負(fù)載變化的擾動(dòng)，而且在限壓限流工況時(shí)為無(wú)差調(diào)節(jié)，沒(méi)有傳統(tǒng)截壓、截流工況所造成的設(shè)備出力損失。二、使用說(shuō)明書1、用途： 本產(chǎn)品用于熔煉及保溫各類鑄鐵、鑄鋼，本說(shuō)明書適用于0.155tGWJ系列（鋁殼爐體）中頻無(wú)芯感應(yīng)熔煉爐和GWJB系列中頻無(wú)芯感應(yīng)保溫爐。2、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)：見(jiàn)相應(yīng)規(guī)格的電爐總圖“主要技術(shù)參數(shù)”表。3、技術(shù)要求：3.1 產(chǎn)品應(yīng)符合GB100673,JB4280標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定及本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。3.2 產(chǎn)品在下列條件正常工作； 海拔不超過(guò)3000米；環(huán)境溫度在+540相對(duì)濕度90%；工作場(chǎng)所沒(méi)有導(dǎo)電性塵埃和對(duì)金屬絕緣材料破壞作用的腐蝕性氣體；冷卻水質(zhì)及要求：、PH值在69范圍；、硬度

22、不大于10G（1G等于1公斤水中含有10mgCaO當(dāng)量）；、總固體含量250mg/l;、電阻率要適當(dāng)?shù)母?，不同工作電壓下的值為：工作電?V水的電阻率cm100020001000200060002000300014000、對(duì)于中頻電源的二次冷卻水必須進(jìn)行過(guò)濾，消除水質(zhì)中的各類雜質(zhì)，以免堵塞冷卻管道引起事故。、進(jìn)水溫度+535；出水溫度不超過(guò)55；進(jìn)水壓力0.20.Mpa。4、工作原理：工作原理就是電磁感應(yīng)定律的實(shí)際應(yīng)用之一。我們將感應(yīng)器作為一次線圈，坩堝中的金屬作為二次線圈。當(dāng)給感應(yīng)線圈通上交流電時(shí)就產(chǎn)生交變磁通，此磁通的大部分交鏈著坩堝中的金屬爐料，于是在爐料中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，又由于爐料是導(dǎo)體

23、且呈閉合回路，在該感應(yīng)電勢(shì)的作用下產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流I，又由于電流的趨表效應(yīng)和爐料有電阻R，因此產(chǎn)生大量焦耳熱，從而使?fàn)t料加熱以至熔化。用電熱轉(zhuǎn)換公式表示如下：熱能公式： W=I2Rt (焦耳)熱能公式： Q=0.239I2Rt (卡)式中：I為爐料中的電流A；R為爐料電阻；t為通電時(shí)間sec。5、爐襯材料、筑爐和燒結(jié)： 5.1 本系統(tǒng)安裝盡管不是很復(fù)雜，但要求很高。這是因?yàn)楣ぷ鲌?chǎng)合特殊的緣故強(qiáng)大的電能、水流、高溫熔化金屬及油壓系統(tǒng)等皆工作在一個(gè)十分緊湊的矛盾環(huán)境中，特別是爐襯制造質(zhì)量、維護(hù)水平及操作人員的責(zé)任心都會(huì)影響爐襯壽命，甚至于發(fā)生漏爐，加之操作不當(dāng)，嚴(yán)重的話，還會(huì)引起金屬噴濺和爆炸事

24、故。所以，必須引起高度重視、這里僅就容易發(fā)生毛病的爐襯問(wèn)題加以說(shuō)明。爐襯必須能耐高溫，有很高的高溫機(jī)械強(qiáng)度、良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性和電氣絕緣性能。此外，還必須有較小的熱膨脹系數(shù)，耐劇冷劇熱性能好。（線圈耐火膠泥必須充分干燥） 5.2 鑄鐵熔化常用石英砂做爐襯，按一定粒度配比，加入適量硼酸做粘結(jié)劑，然后攪拌均勻即可用。對(duì)石英砂要求堿性雜質(zhì)少，金屬氧化物少，石英含量要高，其成分如下：SiO2 98.799.3%Al2 O3 0.30.5%Fe2 O3 0.010.3%TiO2 0.050.15% 石英砂中應(yīng)無(wú)夾雜物,并經(jīng)手揀和磁選,過(guò)篩后在120左右烘干56h,除去水分（一般含量0.5%左右）。 石英

25、砂粒度配比：粗顆粒在爐襯中起骨架作用，增加爐襯強(qiáng)度；細(xì)顆粒起填充和粘結(jié)作用。為了獲得更高致密性的爐襯，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，推薦采用以下配方，供參考：6 8目：30%；1020目：20%；4070目：15%；70140目：15%；200270目：20% 外加工業(yè)硼酸1.21.8%，工作溫度越高硼酸量越小，一般的配比：爐底0.51.0%；爐壁1.51.8%；爐口1.82.0% 。5.3 爐襯結(jié)構(gòu)一般如下圖所示，鋪設(shè)順序由外向里逐次進(jìn)行（具體見(jiàn)提供的“爐體”圖紙）。 每層接縫處搭接寬度3040mm，應(yīng)鋪得緊貼外層，然后輪番用“漲圈”固定，不使下滑脫落。5.4 打結(jié)料必須攪拌均勻，防止雜質(zhì)混入和二次吸潮。近

26、年來(lái)國(guó)內(nèi)已能提供專用各種石英砂混合料，為密封袋包裝，可以較長(zhǎng)期保存，用戶可直接用此爐料，不必再行攪拌，且料中含有硼酸，烘爐時(shí)間縮短。5.5 筑爐工具： 筑爐工具有手工和電動(dòng)兩種。 前者需自制，常用手工筑爐工具有鋼叉、平錘等。： “手工電動(dòng)”筑爐機(jī)，用的鋼叉與平錘比上圖大些，將電振機(jī)頭與鋼管連接，1-2人操作，比手工效率高一倍以上。 還有部分機(jī)械化大型筑爐機(jī)“電動(dòng)、氣動(dòng)”，效率更高，只要準(zhǔn)備工作充分，全部筑爐時(shí)間在0.51.5小時(shí)內(nèi)全部完成，且質(zhì)地均勻。5.6 手動(dòng)筑爐： 爐底：先將“第一電極”束好，留出足夠長(zhǎng)度后，其余部分穿入爐底孔中并用石棉繩塞緊，用砂漿充填封口。爐底分層，填沙搗打，第一層鋪

27、100mm厚，以后每層鋪6080mm，用鋼叉搗打，由45人同時(shí)進(jìn)行。由于各人搗打有差異，故要求一邊搗打，一邊繞爐口移動(dòng)，連續(xù)搗56遍再用平錘搗實(shí)，然后扒松表層，續(xù)填下一層沙，這樣做不易分層。 爐壁：爐底打到比預(yù)定厚度高出2030mm時(shí)，將多余部分鏟掉刮平，用水平儀校正爐底水平，檢查至爐頂尺寸，再用平錘搗一遍，將第一電極外露50mm剪斷，放入坩堝鋼模。找正中心，并用木楔將其固定（對(duì)于710噸以上坩堝模可分成兩段，便于手工打結(jié)），開始打結(jié)爐壁。因?yàn)闋t壁比爐底薄得多，經(jīng)受溫差變化大，鐵水沖刷劇烈，所以要特別致密地?fù)v打。爐口部位300mm以上另加上水玻璃溶液（1：1）56%。每層打結(jié)方法同上。5.7

28、烘爐與燒結(jié)： 烘爐與燒結(jié)爐襯是獲得優(yōu)良高溫強(qiáng)度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。燒結(jié)工藝是根據(jù)是石英砂的多晶轉(zhuǎn)化特性和爐子的容量決定的。 為了供用戶制定爐襯烘爐燒結(jié)工藝規(guī)程，這里給出“石英砂硼酸”系爐襯烘爐過(guò)程中的轉(zhuǎn)化和升溫速度原則，供參考：溫度爐襯的內(nèi)部變化升溫速度原則500主要是排除水分，包括硼酸變?yōu)榕痿懦龅慕Y(jié)晶水爐襯松散狀，水蒸汽易透出，但爐襯四周妨礙蒸汽外逸，前期速度可快點(diǎn)，在400左右保溫排氣1h500650硼酸開始變化，低溫石英開始轉(zhuǎn)變，周界出現(xiàn)液相防止硼酸蒸發(fā)轉(zhuǎn)移，應(yīng)加快升溫速度650850無(wú)石英轉(zhuǎn)變考慮爐襯均溫，繼續(xù)快速升溫8501250石英開始向鱗石英轉(zhuǎn)變但不激烈，進(jìn)入初步燒結(jié)減慢升溫速度1

29、250石英激烈轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英，在1470又向方石英轉(zhuǎn)變膨脹開裂傾向很大，應(yīng)慢速升溫，在15001550保溫23h 必須指出：SiO2多晶轉(zhuǎn)變是十分緩慢的，即使烘爐燒結(jié)完成，那也是表層很薄一層，經(jīng)過(guò)加厚至1030mm，這與爐溫有關(guān)?？拷袘?yīng)器為松散層，靠鐵水為燒結(jié)層，中間為過(guò)渡層。這一結(jié)構(gòu)特性能防止透燒開裂， 能保持爐襯整體性和可靠性，對(duì)不斷促使?fàn)t襯致密化是十分有益的，這是其他一般耐火材料所不具備的優(yōu)點(diǎn)。 烘爐燒結(jié)的要領(lǐng)是：低溫緩慢升溫，高溫滿爐燒結(jié)，爐料要求低碳少銹。整個(gè)過(guò)程分三個(gè)階段進(jìn)行。 烘爐階段：坩堝模到達(dá)1100以前，必須緩慢加熱，以便硼酸中的結(jié)晶水（約占重量43%）和爐襯材料中的水分慢

30、慢排出爐外。此外，還因?yàn)槭⒃?73、867和1025時(shí)有多晶轉(zhuǎn)變，引起體積膨脹，在此區(qū)間緩慢加熱可以使局部膨脹應(yīng)力分散開，裂紋少，故升溫速度以100140/h為宜，需912h。 熔化階段：當(dāng)坩堝模的溫度達(dá)11001200時(shí)陸續(xù)加入小塊料，為減小爐溫波動(dòng)過(guò)大，每次投料不宜過(guò)多，以200400kg左右為宜，當(dāng)全部熔化使鐵水面上升至爐口250mm左右為止。此階段前期（未熔化）功率較高，約為60%額定功率，可使?fàn)t料迅速升溫，降低爐襯溫差。待全部熔化前，應(yīng)立即降低功率減少?zèng)_刷力繼續(xù)升溫，需時(shí)約5h以上。 燒結(jié)階段：繼續(xù)升溫至1550左右后保溫23h，以使?fàn)t襯在高溫成具有足夠強(qiáng)度的硬殼，然后傾出全部鐵水

31、，檢查爐襯表面燒結(jié)狀況，在返回1/2爐鐵水，加料連續(xù)熔化至少23爐方可停爐。在此階段中，由于爐襯中仍含有水汽，防止對(duì)感應(yīng)圈絕緣的影響，爐襯強(qiáng)度較差，減少金屬液攪拌沖刷的危害，所以送電功率不超過(guò)7580%額定功率，謹(jǐn)記。 保溫、冷卻：爐子保溫或空爐冷卻時(shí)，應(yīng)蓋好爐蓋，周圍封嚴(yán)，減少供水量，以便爐襯緩慢冷卻達(dá)到均勻收縮，減少裂縫。 利用其他爐子的低溫鐵水燒結(jié)爐襯：在有條件的工廠，為了減少反復(fù)加料溫降，可以采用坩堝鋼模未熔化前注滿鐵水（其他爐子的鐵水），用低功率升溫，其他同前。 注意：爐溫500時(shí)熱偶要貼靠坩堝模，之后再移至爐膛中心。還有，烘爐曲線是通過(guò)調(diào)節(jié)功率和斷續(xù)送電二者配合來(lái)達(dá)到的。 烘爐燒結(jié)

32、參考曲線：根據(jù)以上原則和實(shí)踐，制定如下烘爐曲線， 供參考。 說(shuō)明：曲線A適于1.53t爐；曲線B適于510t爐，其他爐型可參考此原則制定。這里影響時(shí)間長(zhǎng)短的因素主要取決于排除爐襯水分量和陸續(xù)加料容量大小。例如，20噸爐總時(shí)間在60h以上。 曲線上 0a為升溫段； 曲線上 ab為反復(fù)加料段； 曲線上 bc為加熱熔化段； 曲線上 cd為過(guò)熱段； 曲線上 de為保溫初步燒結(jié)段。坩堝模的推薦尺寸(參考)：爐體噸位(噸)0.10.150.250.350.50.751.01.52.02.53.05.0感應(yīng)器內(nèi)徑mm3603804204805806207207608208609201140坩堝平均直徑mm2

33、20240280330420460540550580620650860中頻電爐在現(xiàn)代化鑄造生產(chǎn)中的地位及其發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)和冶金技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)鑄件提出了優(yōu)質(zhì)、精化和節(jié)能等要求，高性能的球鐵鑄件、蠕狀石墨鑄鐵及鋁合金鑄件等優(yōu)質(zhì)鑄件的大量應(yīng)用，使得感應(yīng)電爐在現(xiàn)代化鑄造生產(chǎn)中的地位日益重要。鑄造車間改造和新建鑄造車間中，感應(yīng)電路的改造和添置往往放在首先考慮的位置。 高效、可靠和作業(yè)靈活的感應(yīng)電爐的制造技術(shù)的發(fā)展，確立感應(yīng)電爐在鑄造生產(chǎn)中的重要地位。從表1.看出，與工頻感應(yīng)電爐相比，無(wú)論從技術(shù)性能還是從投資方面來(lái)說(shuō)，中頻感應(yīng)電爐具有無(wú)可爭(zhēng)議的優(yōu)勢(shì)地位。這使得它自20世紀(jì)80年代后期在歐、美等

34、發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，基本上替代了工頻感應(yīng)電爐。自20世紀(jì)90年代起，隨著中國(guó)電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率的國(guó)產(chǎn)固態(tài)中頻電源已得到成功的開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。因此，工頻感應(yīng)電爐在中國(guó)也已逐漸在市場(chǎng)上消失，鑄造車間內(nèi)現(xiàn)存的工頻感應(yīng)電爐也在技術(shù)改造中逐步被中頻感應(yīng)電爐替代。表1.中頻與工頻感應(yīng)電爐的性能比較（以鑄鐵件為例）序號(hào)比較指標(biāo)中頻感應(yīng)電爐工頻感應(yīng)電爐評(píng)論1功率密度6001400kw/t300kw/t每噸爐容的配置功率密度允許值隨頻率變化，見(jiàn)表22熔化作業(yè)方法批料熔化法殘液熔化法見(jiàn)注13對(duì)加入爐料要求要求小要求高指料塊大小，爐料干燥程度等加料要求4熔化單耗500540kw/t500600kwh/t

35、由于中頻爐的功率密度大，熱損失小，熔化時(shí)間短，其總效率高5功率調(diào)節(jié)范圍0100%無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)有級(jí)調(diào)節(jié)工頻爐的功率調(diào)節(jié)還涉及三香平衡的調(diào)節(jié)，較復(fù)雜6功率自動(dòng)調(diào)節(jié)可以困難功率自動(dòng)調(diào)節(jié)功能是實(shí)現(xiàn)節(jié)能模式作業(yè)和恒率輸出的前提7溶液的攪拌效應(yīng)可調(diào)大且固定中頻爐的攪拌效應(yīng)大小隨頻率變成而逆向變化，因此對(duì)于鋁合金熔化可以提高工作頻率來(lái)減小的攪拌，降低鋁液在熔化過(guò)程中的氧化燒損8實(shí)現(xiàn)節(jié)能模式作業(yè)的可能性能不能以節(jié)能模式運(yùn)行的電爐除了節(jié)能外，尚可以避免溶液的熱處理9實(shí)現(xiàn)恒力功率輸出的可能性能困難實(shí)現(xiàn)熔化周期內(nèi)恒功率輸出可以提高電爐的生產(chǎn)，降低熔化單耗10冶金作業(yè)特性溶液無(wú)多次過(guò)熱現(xiàn)象溶液存在多次過(guò)熱現(xiàn)象這是由于工頻

36、爐須實(shí)行殘液熔化作業(yè),每次澆注后嵌鍋內(nèi)須留存1/3左右的殘留溶液11故障診斷及保護(hù)功能完全,強(qiáng)部分中頻電爐可實(shí)現(xiàn)自我故障診斷和保護(hù),減少維修時(shí)間和工作量12與計(jì)算機(jī)可網(wǎng)可能性可以困難中頻電爐可以與計(jì)算機(jī)熔化過(guò)程自動(dòng)控制管理系統(tǒng)連接13對(duì)于電網(wǎng)的高次諧波污染有無(wú)中頻電源對(duì)網(wǎng)的高次諧波污染可以采取措減小或消除14電源占用空間比率3040%100%15總投資比率8590%注:1.以批料熔化方法作業(yè)的中頻爐可以每次將溶液倒空，冷爐起爐時(shí)不需起熔塊，對(duì)塊料尺寸和狀態(tài)限制小，爐料過(guò)熱時(shí)間短。這些都是以殘液熔化法作業(yè)的工頻爐所缺乏的優(yōu)勢(shì)。、配置高功率密度的電爐的開發(fā)和應(yīng)用電爐功率愈高，其功率密度值愈高。由于同樣容量的電爐配置高功率后，其單位時(shí)間內(nèi)輸入到爐料中有效能量增加，熔化時(shí)間降低，使得電爐的總效率得以提高，熔化單耗也降低。此外，具有同樣生產(chǎn)能力的此類電爐的容量小，占有空間也小，總投資也有所減少。這就是為什么近年來(lái)國(guó)外大力發(fā)展中頻感應(yīng)爐的原因。目前，國(guó)外制造的中頻感應(yīng)熔化爐的功率密度通常配置到600 kw800kw/t,小容量