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感應(yīng)電爐的發(fā)展方向
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感應(yīng)電爐的發(fā)展方向
感應(yīng)熔煉爐得到迅速發(fā)展，在電力充足的情況下，日漸取代沖天爐。可見中頻感應(yīng)爐的熔化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了工頻感應(yīng)爐，這就為在選擇鑄鐵出產(chǎn)熔煉設(shè)備時(shí)可以以小代大，使用較小容量的中頻感應(yīng)爐代替較大容量的工頻感應(yīng)爐創(chuàng)造前提，中頻爐取代工頻爐既減少了用地，又降低了投資，也保證了鐵液的連續(xù)供給，對(duì)于連續(xù)功課、出產(chǎn)能力較大的鑄鐵出產(chǎn)均十分有利。而中頻感應(yīng)爐在中斷短時(shí)間使用時(shí)，則可不使用啟動(dòng)塊就進(jìn)行冷啟動(dòng)，更換爐料十分利便，鐵液又可完全倒空，能實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)的材質(zhì)更換，有利于出產(chǎn)組織鋪排。有關(guān)資料表明，在考慮爐渣的熔化和過熱所需能量損失的情況下，中頻感應(yīng)爐冷啟動(dòng)時(shí)，單位電耗約582 kW.t/h，熱爐操縱時(shí)，單位電耗為505～545 kW.h/t，假如連續(xù)加料操縱，則單位電耗僅為494 kW.h/t。實(shí)踐證實(shí)，1臺(tái)感應(yīng)爐的總有效功率通常在整個(gè)熔化期不能被充分利用，在測定鐵液溫度、取樣、除渣、出鐵、尤其是在澆注的情況下，都要降低功率或堵截電源。該系統(tǒng)使用2個(gè)相同的換流器和電容器組，每臺(tái)爐用1組，但都用共同的整流器和變壓器來供電，每個(gè)換流器均可單獨(dú)控制，能夠?qū)⒖傆行Чβ室匀我獗壤峙涞?臺(tái)爐子里。將中頻感應(yīng)爐用于連續(xù)鍛造或離心鍛造球墨鑄鐵管出產(chǎn)的鐵液熔煉，用它取代沖天爐，或與高爐、沖天爐進(jìn)行雙聯(lián)，其出產(chǎn)能力將可得到充分施展。首鋼鍛造廠1變2爐實(shí)踐證實(shí)，2臺(tái)10 t工頻感應(yīng)爐使用1套電源供電，在1臺(tái)爐子烘爐時(shí)，另1臺(tái)爐子也不能出產(chǎn)。例如，美國應(yīng)達(dá)公司DUAL-TRAK雙供電電源及控制系統(tǒng)，就是可同時(shí)向2臺(tái)爐子供電，且輸送給2臺(tái)爐子的功率是無級(jí)分配的。
中頻感應(yīng)爐比工頻感應(yīng)爐具有更多長處，它適合熔煉各種鑄鐵，特別適合熔煉合金鑄鐵和球墨鑄鐵，近年來在鑄鐵出產(chǎn)中已愈得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)該指出，固然中頻感應(yīng)爐長處較多，發(fā)展較快，但工頻感應(yīng)爐則在鐵液貯存、保溫、調(diào)整合金成分和過熱升溫等方面，仍不失為1種良好的設(shè)備，尤其是作為高爐、沖天爐等熔煉爐的雙聯(lián)用爐仍舊得到廣泛應(yīng)用,中頻感應(yīng)爐電效率和熱效率高，不但進(jìn)步了熔化率、縮短了熔化時(shí)間，其單位電耗也相應(yīng)降低。
安裝自動(dòng)化機(jī)械裝料系統(tǒng)也是施展大功率中頻感應(yīng)爐全部潛力所不可缺少的。但工頻感應(yīng)爐熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷爐啟動(dòng)需啟動(dòng)塊、出產(chǎn)不夠靈活、故一般常用于金屬和合金的重熔與升溫。重型鋼殼爐還采用感應(yīng)線圈延伸并超過電爐襯底部的加長線圈設(shè)計(jì)，從而使得從爐體頂部到底部之爐料負(fù)載與磁場的耦合非常平均，也減少了因磁場產(chǎn)生的攪拌力對(duì)底部爐襯的影響。 1方面，厚壁感應(yīng)線圈載流截面大、壁厚平均、不易發(fā)生因電弧和膨脹引起的破壞，另1方面，線圈采用特殊的支撐系統(tǒng)，每1匝都被緊緊鎖緊，剛性好，減少了因?yàn)殡姶帕σ鸬恼駝?dòng)，大大延長了爐襯的使用壽命
工頻感應(yīng)爐向大容量發(fā)展已基本休止，中頻感應(yīng)爐的發(fā)展則令人矚目。例如，國內(nèi)有個(gè)離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家，就是采用了10 t中頻感應(yīng)爐與高爐雙聯(lián)工藝，對(duì)鐵液進(jìn)行升溫順調(diào)整成分，將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃，大約需要27 min。一旦熔煉爐預(yù)備澆注，通過功率分配器調(diào)節(jié)會(huì)將熔化功率立刻降低到保溫水平；此時(shí)另1臺(tái)爐子則在重新裝冷料后提升功率進(jìn)行熔煉。此熔煉工藝為雙電源供電，交替熔煉、出料，又稱短流程澆筑工藝
單臺(tái)中頻電源可同時(shí)向1臺(tái)爐子輸送熔化功率，向另1臺(tái)爐子輸送保溫功率，使電源利用率達(dá)到100%。作為感應(yīng)爐使用的變頻器額定功率不斷進(jìn)步，9 000 kW變頻器已投產(chǎn)，把它聯(lián)接在容量為12 t的管式電爐子上，熔化鐵液的出產(chǎn)率可達(dá)18 t/h；將中頻感應(yīng)爐功率密度每噸熔化能力進(jìn)步到1 000 kW，能使熔化期縮短到35 min。另外，工頻感應(yīng)爐功率因數(shù)低，需配置大量補(bǔ)償電容器，也增加了占地面積和設(shè)備投資。在這方面中頻感應(yīng)爐所具有的出產(chǎn)靈活性，彌補(bǔ)了工頻感應(yīng)爐及其它熔煉用爐的不足。另外，這種感應(yīng)線圈的附近籠蓋了65%的磁軛，有效地改變了磁場的分布。對(duì)于工頻感應(yīng)爐，要求不中斷地連續(xù)工作，由于中斷會(huì)增加冷啟動(dòng)，冷啟動(dòng)不但增加熔化時(shí)間和能源消耗，且每1次都還必需使用啟動(dòng)塊。這種電源向2臺(tái)爐子同時(shí)送電，完全避免了切換開關(guān)或另加1套電源，不必在熔煉中將電源切換到保溫爐子上以保持必要的澆注溫度，從而使中頻爐實(shí)現(xiàn)了熔化和保溫2種功能。串聯(lián)諧振中頻電源。
中頻感應(yīng)爐的新發(fā)展，應(yīng)引起我國感應(yīng)爐設(shè)計(jì)和制造廠家的正視與關(guān)注，努力加大自我研制開發(fā)的力度，適當(dāng)輔以引進(jìn)消化、進(jìn)步立異，盡快把我國感應(yīng)爐熔煉技術(shù)和設(shè)備進(jìn)步到一個(gè)新水平。為了有效地隔熱保溫并進(jìn)步爐襯壽命，重型鋼殼爐還在頂部和底部門別設(shè)置了冷卻環(huán)，起到了平均爐襯溫度，降低熱膨脹作用。感應(yīng)爐的熔化率是隨爐子的容量變化而變化，一般中頻感應(yīng)爐熔化鑄鐵的熔化率為0.4～35 t/h。與工頻感應(yīng)爐比擬，其電耗可從700 kW.h/t降低到515～580 kW.h/t。不管采用如上所說的哪種措施，都要增加相應(yīng)的設(shè)備與舉措措施，也就增加了占地與投資。
跟著中頻感應(yīng)爐功率密度的不斷進(jìn)步，也就對(duì)爐子的安全運(yùn)行、進(jìn)步爐襯壽命和降低噪音等要求越來越高，爐體結(jié)構(gòu)的公道性也就越來越為人們所正視，其中重型鋼殼爐具有耐久性強(qiáng)、效率高、出產(chǎn)率高且噪音小、易于維修等很多長處。同時(shí)隔離緩沖墊也降低了噪音和振動(dòng)，增加了磁軛的效率。
中頻感應(yīng)爐采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，自動(dòng)化程度較高，正在逐步走進(jìn)大噸位鑄造生產(chǎn)現(xiàn)場。
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