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中頻熔煉爐功率和頻率的關(guān)系與選擇
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中頻熔煉爐功率和頻率的關(guān)系與選擇
中頻熔煉爐工作時(shí), 感應(yīng)線圈的磁場(chǎng)和流經(jīng)熔化金屬的電流兩者共同作用下, 形成了作用于熔體頂部表面的力。因張力與重力方向相反, 故在其頂部形成如圖1 所示的“駝峰”。駝峰高度h 用式(1)計(jì)算。
電磁攪拌形成h= (1)的駝峰狀態(tài)式中 P ——電磁感應(yīng)圈上的功率
d——金屬熔液的直徑
H ——感應(yīng)爐內(nèi)金屬熔液的高度
G——爐內(nèi)金屬的總重量
P——爐內(nèi)金屬電阻率
f ——感應(yīng)線圈頻率
中頻爐中液態(tài)金屬的駝峰高度與電磁攪拌能力成線性關(guān)系。由式(1)可見, 駝峰高度h 與加在感應(yīng)圈上的功率 P 成正比, 與其頻率 f 的平方根成反比。所以, 欲提高感應(yīng)爐的電磁攪拌能力, 不能只靠功率密度來達(dá)到; 而在一定功率下選擇恰當(dāng)?shù)? 亦可得到相同的電磁攪拌效果。駝峰高度h 與金屬熔液直徑d 之比稱之為攪拌率, 故可用 hd 之判斷感應(yīng)爐的熔煉質(zhì)量。當(dāng)熔化鐵、鋼、銅及鋁時(shí),數(shù)值依次是 01125~ 01250、01070~ 01125、01050~ 01150 及01100~ 01500 時(shí), 熔煉效果**。圖 2 為 2t 中頻爐的攪拌率與功率在不同頻率下的線性關(guān)系曲線。在熔煉鐵時(shí), 頻率 200Hz、功率1250kW 所產(chǎn)生的攪拌效果, 與頻率 600Hz、功率 2000kW 時(shí)攪拌效果相同; 但當(dāng)同樣采用功率1250kW , 頻率600Hz 時(shí)的攪拌效果要遠(yuǎn)比用200Hz時(shí)小。熔煉鐵、鋼及不銹鋼時(shí), 所用**感應(yīng)線圈頻率分別是200Hz、600Hz 及1000Hz。
目前, 國(guó)內(nèi)所生產(chǎn)的中頻爐, 其電源頻率均為1000Hz, 對(duì)于熔煉鐵和鋼來說, 攪拌能力較差。當(dāng)爐料為冷料時(shí), 下部爐料先熔化成鐵液, 造成局部電阻減小, 而功率往這部分集中致使鐵液過熱; 如采用提高功率的方法加大攪拌能力時(shí), 過熱現(xiàn)象會(huì)更為嚴(yán)重。在訂購(gòu)國(guó)外設(shè)備時(shí), 切勿忽視頻率參數(shù)的選擇, 以防商家通過減少電容器容量和感應(yīng)圈圈數(shù)的方法提高頻率, 以降低設(shè)備制造成本。