工频有芯感应电炉在锌冶炼的应用

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1、工频有芯感应电炉在锌冶炼的应用一、引言近年来国内湿法冶锌行业发展很快，产能规模不断扩大，在锌冶炼铸造行业内，随着国家节能减排，环境污染治理等政策法规的出台，原有的坩埚炉、反射炉等铸造设备陆续被淘汰，工频有芯感应电炉具备生产效率高，适合规模连续作业，炉温稳定，金属烧损少，锌金属回收率高等优点，目前广泛应用于锌冶炼铸造行业，随着大功率喷流感应体的成功开发应用，目前工频有芯感应电炉具备高功率、大容量的发展趋势。二、工频有芯感应电炉简介工频有芯电炉简称感应电炉，适用于铜、锌等纯金属及其合金等熔炼铸造，该炉型具有热效高、电效率高、

2、金属烧损少和搅拌均匀、炉温稳定等优点。但筑炉工艺较复杂，更换生产品种时需洗炉。感应电炉配置的加热单元是感应体，多数采用单向流动的不等截面熔沟，目前大容量感应电炉（45T电炉配置的300kw）已采用双熔沟喷流型感应体，提高热效率的同时，减少了熔沟内的积渣，有效地延长了感应体的使用寿命。1、工作原理感应电炉应用电磁感应原理及电流热效应，当交流电通过感应炉线圈（感应体）时，产生的交变磁场通过铁芯传递至二次线圈即熔沟，熔沟内形成大电流，通常几千安至几万安。电流的热效应使熔沟熔化，在热对流和电磁力的作用下与炉膛内炉料ƒ进行热交换，

3、炉料在感应电的作用下产生强大的感应电流，加速了熔化过程。熔沟内感应电流产生的热量Q=0.00024I22.R.tt—时间R—熔沟电阻I2=4.44ƒΦm/Z2I—熔沟电流Z2—金属炉料阻抗铁芯在传送电能时存在漏磁等因素，传送效率用功率因素cosΦ一般为0.6~0.7，空气芯感应电炉cosΦ一般只有0.2~0.3，为提高功率因数，电炉供电系统需接入电力电容器补偿无功功率，使cosΦ接近1。设导体表面电流密度为J0，距离表面深度δ处电流密度为Jδ，二者存在以下关系：Jδ=1/eJ0=1/2.718J0=36.8%J0A/cm

4、2δ称为电流透入深度由电磁场理论,可导出δ的关系式δ=5030√ρ/μfcmρ—导体电阻率f—电流频率μ—导体相对导磁率由此式表明，当ρ与μ与√f成反比，即频率越高。电流透入深度δ越小，因此工频感应电炉较中频感应炉有加热均匀，热效率高等优点。3、两相邻导体电流方向相同，导体外侧电流大于内侧，这种邻近导体之间，由于彼此磁场的相互影响，使电流主要聚集于导体一侧通过的现象，称为邻近效应。感应电炉内，金属炉料中感应电流方向始终与线圈上的电流方向相反，由于感性电炉的特性：金属炉料中感性电势相位滞后于感应体圈上电流相位90°，而金属

5、料中感应电流相位又滞后于感应电势相位90°，因此，金属炉料中感应电流与感应体线圈上电流相位相差为180°，即二者电流方向始终相反。4、感应电炉的结构组成感应电炉由炉体、风冷系统和电气设备三部分组成，炉体包括炉壳、炉衬、感应线圈和铁芯组成，感应线圈由扁铜（紫铜）线绕制而成，匝间用云母片绝缘，冷却方式多采用风冷，感应电炉熔沟相当于变压器二次线圈，只有一匝类似于变压器短路运行，一般铜合金多用于立式熔沟，锌合金多用水平式熔沟。感应电炉电气设备主要有电炉变压器，烤炉，保温用调压器，平衡电抗器、电力电容器以及各种开关、接触器和仪表电

6、器等。三、企业应用概述熔铸车间目前有40吨工频有芯电炉3台，45吨工频有芯电炉1台和6吨工频有芯电炉1台，电锌年生产能力10万吨，多年的应用（93年投产使用）经验，工频有芯感应电炉有以下一些优点：3.1.1与其他类型熔炼设备比较，工频感应电炉金属熔化率高（45吨电炉可达8吨/小时）,金属烧损小,烟气量较低,能有效地改善现场作业环境。3.1.245吨电炉温度控制稳定，炉况及感应体使用寿命明显好于其他有芯电炉（如40吨工频有芯电炉）3.1.345吨电炉较强的处理能力，是目前大规模连续生产模式的最佳炉型，适合配置大型自动连续浇

7、铸机。3.245吨电炉和40吨电炉技术参数对比（见表1）项目炉型GYX45-900-TXGYX40-900电炉功率900KW900KW处理能力8.0t/h6t/h工作温度480±30℃480±30℃额定电压380V380V电耗120kw.h/t135kw.h/t电源容量400×3KVA200×6KVA感数量3个6个应功率300KW150KW体冷却方式风冷风冷3.345T和40T两种炉型在我厂实际生产中发挥着不同作用，45T电炉配置1台园盘铸锭机和两台6T无芯电炉（生产合金）40T电炉配置1台直线铸锭机生产电锌，二者生产和

8、能效对比见（表二）炉型45T电炉40T电炉年产能5万吨4万吨感应体平均寿命5年1.5年炉体维护周期（大修）5年1年电炉效率95%65%通过工况对比，45T电炉在电炉效率和生产能力以及维护成本等方面明显好于40T电炉，GYX45-900-TX电炉自2004年投产以来为我厂的生产发挥了巨大的作用，较低的金属烧损也为我厂锌