浅谈中频感应熔炼炉节能技术的研究现状.pdf

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1、工艺与设备建材与装饰2016年9月浅谈中频感应熔炼炉节能技术的研究现状王光东（山东聊城新泺机械有限公司）摘要：中频感应熔炼炉在与冲天炉、电弧炉、燃料炉和工频电炉相比时，其优点就是比较容易变换熔炼品种、便于控制熔炼质量、操作灵活简单和功率密度大、熔炼速度快、热效率高、起熔方便等诸多优点，而且其在节能、环保等方面的优势也比较明显。本文就研究了中频感应熔炼炉节能技术，以供参考。关键词：中频电源；中频电炉；生产管理；节能中图分类号：TG232文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）36-0178-02引文率，即不能选择过大也不

2、能选择过小。一般中频感应熔炼炉成套设备包括电力变压器（配电系统）、2中频电炉效率的提高中频电源（变频装置）、中频电炉（感应负载）和馈线（包括工频、中频电炉主要由三部分结构组成：①感应线圈是由水冷铜管中频馈线）等几个部分。绕制而成；②坩埚是由耐火材料捣制的；③炉料。中频电源向感中频感应熔炼炉效率的提高关键在于：①充分利用中频电源应炉的感应线圈供电，强大的交变磁场在中频电流的作用下产的功率，尽可能保证其在额定功率下运行，以获得最大的功率密生，炉膛内的金属在磁场的作用下产生涡流而发热熔化，电能与度，加快熔炼速度。②提高炉体自身的效率包括电

3、效率和热效热能转换的关键是线圈，所以设计线圈至关重要。率。送入中频感应熔炼炉的电功率可以分为两部分，一部分是无2.1感应线圈电阻率的选择用的功率，以铜耗的形式消耗在感应炉的线圈中，使线圈发热，采用厚壁高纯无氧铜管制作炉子的感应线圈。真空除气冶炼热量又被冷却水带走；另一部分功率在工件的直接加热层中转铜材的含氧量＜20×10－6，显著提高铜材的导电率。由于厚壁管的化成热。此外，又可将直接加热层的热功率分为两部分，有用的导电截面大（一般为5～8mm），并且铜材的导电率高，损耗得以减部分使工件内部温度提高，另一部分是散到周围空间的热传导少。

4、和热辐射。因此，要提高电炉的效率必须减小铜耗以及热损失。2.2磁轭的截面积的设计要合理本文从中频电源、中频电炉、中频电源与中频电炉以及变压器的可以对厚度＜0.3mm优质单向趋晶的冷轧硅钢片采用，从而匹配等几个角度详细地分析了中频感应熔炼炉节能的途径。来对磁轭减少铁损制造。中频感应炉的感应线圈的横截面的形1提高中频电源的效率状由D形取代矩形。D型铜管的应用可节省线路走廊，而且能使1.1采用IGBT电压反馈串联谐振型中频电源输送单位容量的价格降低，同时也使输送成本降低了。这对于目与并联谐振电路相比，串联谐振电路优点如下：①串联逆变前中国

5、能源相对紧张的情况下是非常有意义的。对这种偏心D电路的整流角在正常工作时，始终为零，而且进线功率因数高，型铜管绕制而成的感应器采用，整个设备可以提高效率10%。12脉整流可达到0.988；②在相同的功率输出条件下，感应圈消3中频电源与中频电炉和电力变压器的功率容耗的能量，串联逆变电路流经感应圈的电流比并联电路小，而且量匹配消耗的能量也小；③谐振状态下的串联逆变电路，正弦波波形有3.1中频电源与中频电炉的匹配较高的利用率，流过感应圈的电流为“W”波形，波形谐波含量极可以采用“大引擎带动”的方案，中频电炉采用大额定功率的少；④感应圈的频

6、率经串联电路的“W”波形倍增，感应圈的空载中频电源。同时，保持中频电源和中频电炉本身有较好的电效率电流得到了有效的降低；⑤串联电炉通过调节频率而调节电炉特性。功率，恒功率特性好，相对熔炼时间短。总之，串联谐振式中频感有试验表明：配用500kg的中频电炉，将电源额定功率由原应电炉具有节能的显著优点。来的250kW改为350kW，甚至400kW，因为加热时间的缩短，由1.2中频电源频率的选择辐射和传到所造成的热量损失减少，提高了约12.5%的系统总效中频电源的频率增加，则磁力线切割炉料的速度就增加，在率，节约了熔炼时间，节能效果较为明显

7、。炉料所形成的闭合回路中，产生的涡流数值就增大，因此发热效3.2电力变压器与中频电源的匹配果显著，电效率得到提高，有研究表明：电源的频率越高则电效比较合理的匹配应是电力变压器容量略大于中频电源的额率就越高，但是当电效率接近90%时，再增加电源频率对电效率定功率。如果电力变压器的容量较大超过中频电源的额定容量的影响就不大了。同时，由于集肤效应的存在，炉料的直接加热会造成资源的浪费，但如果电力变压器的容量等于甚至小于中层的深浅和电源的频率成反比，靠长时间的传导，可以使工件表频电源本身所具有的额定容量时，由于相对偏小的电力变压器面和心部获

8、得接近的温度，但会造成热效率降低。热效率降低的容量，迫使中频电源的限流值适当下调，系统的电效率和热效率原因是过长的传热时间，在周围介质中损失过的热量。考虑到炉均受损失。假如不改变中频电源的限流值，在炉料满载的情况料的尺寸影响电效率和热