【正文】 中頻爐的筑爐、爐襯燒結(jié)使用操作及維修目錄一 概念感應(yīng)加熱、熔化的工作原理 ………………………………………… 5工頻爐與中頻爐的概念 ……………………………………………… 6工頻爐與中頻爐的比較 ……………………………………………… 8二 中頻爐的安裝、檢測爐體安裝 …………………………………………………………………11水系統(tǒng)安裝 ………………………………………………………………11液壓系統(tǒng)安裝…………………………………………………………… 11電氣安裝………………………………………………………………… 11母線的布置……………………………………………………………… 12三 中頻爐爐襯的筑爐、烘爐筑爐前的檢查…………………………………………………………… 13筑爐……………………………………………………………………… 13烘爐、爐襯燒結(jié)機(jī)理及三層結(jié)構(gòu)……………………………………… 16四 爐襯的損壞機(jī)理及預(yù)防過熱……………………………………………………………………… 20裂紋……………………………………………………………………… 21剝落……………………………………………………………………… 22侵蝕……………………………………………………………………… 23爐瘤……………………………………………………………………… 25浸潤……………………………………………………………………… 25其它延長爐襯使用壽命的措施………………………………………… 25五 爐襯的修補(bǔ)熱補(bǔ)法…………………………………………………………………… 27冷補(bǔ)法…………………………………………………………………… 28六 中頻爐的使用開爐前的準(zhǔn)備及檢查…………………………………………………… 28開機(jī)操作………………………………………………………………… 29停機(jī)操作………………………………………………………………… 29冷啟動…………………………………………………………………… 30使用中的操作…………………………………………………………… 30嚴(yán)格禁止的操作………………………………………………………… 33七 中頻爐的日常維護(hù)和檢修要點(diǎn)中頻爐的日常維護(hù)檢修要點(diǎn)（見“周期表”）…………………………… 34八 事故處理停電……………………………………………………………………… 34漏液……………………………………………………………………… 35冷卻水事故……………………………………………………………… 36九 其它中頻爐的熔化率與生產(chǎn)率……………………………………………… 36冷卻水泵供電…………………………………………………………… 37冷卻水…………………………………………………………………… 37中頻爐熔化比工頻爐快的主要原因…………………………………… 37中頻爐比工頻爐節(jié)能…………………………………………………… 38冷卻水塔………………………………………………………………… 38感應(yīng)圈與磁軛間的絕緣材料…………………………………………… 38關(guān)鍵元件的制造商（國外）…………………………………………… 38熔化爐額定功率的配置………………………………………………… 38保溫中頻爐最小功率配置………………………………………………391冷卻水管接頭卡篐材質(zhì)要求……………………………………………391磁軛的作用………………………………………………………………391無碳膠管的作用…………………………………………………………401坩堝（爐襯）的作用與厚度……………………………………………401感應(yīng)器及坩堝的高度……………………………………………………411影響熔化單耗指標(biāo)的因素………………………………………………421關(guān)于“防電蝕管”………………………………………………………441感應(yīng)爐冷卻水的特點(diǎn)及對水質(zhì)的要求 ……………………………… 44中頻爐的筑爐、爐襯燒結(jié)、使用操作及維修一 概述感應(yīng)加熱、熔化的工作原理（1）一個無芯感應(yīng)爐，主要由線圈及放入其中熔化的金屬爐料所構(gòu)成，運(yùn)行的基本原理是電磁感應(yīng)。感應(yīng)電爐中有一個感應(yīng)線圈，當(dāng)它通上交流電時即建立交變磁場。要加熱的金屬爐料放置于交變磁場中（見圖1），由于電磁感應(yīng)作用，金屬爐料內(nèi)產(chǎn)生電流，電流通過金屬爐料電阻時使金屬爐料發(fā)熱。可見，感應(yīng)電爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理將電能傳遞給金屬爐料，而電能交換為熱能的方式屬于電阻加熱。Q=I2 R t(J)式中：Q－電流通過電阻產(chǎn)生的熱量（J） I－電流（A） R－金屬爐料等效電阻（Ω）t－通電時間（S）感應(yīng)爐就是利用這個熱量使金屬爐料發(fā)熱熔化。我們可以看出，要進(jìn)行感應(yīng)加熱，必須滿足兩條件：1) 用交流電；2) 被加熱物體必須是金屬材料。由于注入線圈中的電流總是滯后于電壓。因此，就要把電容同線圈并聯(lián)連接以進(jìn)行功率因數(shù)的補(bǔ)償，因?yàn)殡娙蓦娏骺偸浅坝陔妷?，因此選擇正確的電容、線圈組合，這就是使用補(bǔ)償電容的原因（見圖2）。工頻爐與中頻爐的概念1) 工頻爐工頻感應(yīng)電爐是直接利用城市電網(wǎng)交流電（頻率為50HZ或60HZ）工作的。小容量電爐由380V網(wǎng)提供，大、中容量電爐由6KV以上高壓電網(wǎng)供電。2) 中頻爐（1）概念中頻感應(yīng)電爐采用大電流半導(dǎo)體（如：IGBT、可控硅）構(gòu)成變頻器，將電網(wǎng)50HZ交流電經(jīng)過變頻器升為200HZ～10000HZ的中頻電流，然后送至電爐的感應(yīng)圈。中頻電流產(chǎn)生的磁場具有更高的耦合效率，可以使更多的能量送到爐內(nèi)被熔化的金屬中，從而可以獲得高效和快速的熔化。中頻電源的工作功能為（見圖3）：4交流（50HZ) →直流→交流（100HZ～10000HZ）→爐體線圈6 71532圖3 中頻電源工作功能示意圖1－三相交流輸入 3－ 濾波器 5－ 逆變器 7－感應(yīng)線圈2－全波整流 4－ 單相直流電 6－單相交流電（2）常用的二種逆變電路 a、并聯(lián)電路（電流型逆變器，見圖4） 并聯(lián)型逆變器一般具有一個產(chǎn)生可變直流電壓的整流器，一個直流電抗器和一個全橋逆變部分，其高頻輸出同爐子線圈相連，線圈兩端接有并聯(lián)功率因數(shù)補(bǔ)償電容。圖4 并聯(lián)電路原理1－三相交流電 3－整流器 5－濾波電抗器 7－補(bǔ)償電容器 I－ 電流2－輸入端 4－單相直流電 6－逆變器 8－爐子感應(yīng)圈優(yōu)點(diǎn)：電流I只在補(bǔ)償電容和線圈間流動，因而效率較高。其結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，控制全面，運(yùn)行可靠性高。缺點(diǎn)：低功率運(yùn)行狀態(tài)下其功率因數(shù)較低。b、串聯(lián)電路（電壓型逆變器，見圖5）串聯(lián)型逆變器一般具有一個固定直流輸出電壓的整流器和一組較大的直流電容，向逆變部分提供了一個低阻抗的電壓源。現(xiàn)代串聯(lián)電路使用一半橋逆變器，電源輸出連接到同功率因數(shù)補(bǔ)償電容相串聯(lián)的爐子線圈上。圖5 串聯(lián)電路原理1－三相交流電 3－整流器 5－濾波電容器 7－補(bǔ)償電容器 I－電流 2－輸入端 4－限流電抗器 6－逆變器（串聯(lián)）8－爐子感應(yīng)圈主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）在所有功率水平下都有很好的功率因數(shù)。（2）采用不控整流，工作時整流可控硅全導(dǎo)通，所以高次諧波分量小，對電網(wǎng)影響小。（3）其啟動成功率不論是冷爐還是熱爐均為100％。主要缺點(diǎn)是電流I不僅流經(jīng)補(bǔ)償電容器和線圈，還流經(jīng)SCR，使SCR長期在大電流下運(yùn)行，影響壽命。 中頻爐與工頻爐的比較雖然中頻爐和工頻爐均屬感應(yīng)電爐，但除了使用的電源頻率不同以外，還有許多差異：（1） 中頻爐升溫快，熔化率高 中頻爐功率密度大，每噸容量爐料的功率比工頻爐大50％～200％。工頻：250KW/t，而中頻500KW/t以上（高密度達(dá)到700～1000KW/t）（2） 適用性和靈活性 中頻爐在空爐、滿爐情況下都能100％啟動，并在很短時間內(nèi)達(dá)到滿功率。同時，中頻爐可以倒空鐵水，更換爐料方便，適應(yīng)多種牌號的鐵水的生產(chǎn)。由于沒有存留鐵液，調(diào)整鐵水成分方便，不受限制，宜少批量、多品種材質(zhì)生產(chǎn)方式。另外，中頻爐投入熔化功率可以從5％～100％無級調(diào)節(jié)，鐵水溫度控制也精確。（3） 中頻爐由電子控制，連續(xù)可調(diào)，可以恒定滿功率輸入。（4） 相同容量的中頻爐占地面積比工頻爐?。o龐大的電容空間，中頻爐補(bǔ)償電容少，可以安裝在一個柜子內(nèi)），一次投資可減少10％～15％。（5） 中頻爐內(nèi)鐵水?dāng)嚢枇εc功率密度成正比，與頻率平方根成正比，因而容易控制。既能充分?jǐn)嚢?，又不像工頻爐那樣激烈翻滾。由于工頻爐的頻率（50HZ）固定，但隨功率的變化而變化，因此當(dāng)功率提高時，攪拌力提高很大，能把浮在鐵液上面的爐渣卷入鐵液內(nèi)，且鐵水在翻滾中不斷同空氣中的O2接觸而氧化，元素?zé)龘p嚴(yán)重（1小時燒損1％），使鐵液純度下降，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 中頻爐實(shí)際上也是變頻爐，熔化過程頻率在變化，會自動全過程跟蹤。頻率變化范圍：下限為額定頻率的50％，上限為額定頻率的120％。 附：鐵水駝峰計(jì)算公式 H=695NP247。ρ247。247。247。式中：H－鐵水駝峰高度(mm) F－頻率（HZ） A0－坩堝直徑（英寸） N－線圈效率（） L－線圈高度（英寸） W－爐料重量（磅） P－輸入功率（KW） ρ－熔化金屬密度（） R－金屬電阻率（200微歐姆/cm）(6)如果倒空鐵水后加料，則爐料干濕程度不受限制。工頻爐由于不能倒空鐵水熔煉，因此熔化過程不能加濕料，否則會產(chǎn)生爆炸。(7)中頻爐冶煉時間短，從冶金角度看，熔化金屬液只存在一次過熱，而不像工頻爐那樣多次、長時間過熱，鐵水內(nèi)在質(zhì)量好。(8)中頻爐電效率比工頻爐高中頻爐在批量熔化作業(yè)前期，由于金屬爐料電阻大，磁性固態(tài)冷料啟動時的線圈電效率高達(dá)95％。在溫度高于居里點(diǎn)（799℃）以上時，由于爐料間存在接觸電阻，線圈電效率可高達(dá)90％左右。當(dāng)金屬爐料完全熔化時，此時線圈電效率為80％左右，與工頻爐殘液熔化法時的線圈電效率相同?？梢娭蓄l爐的批料熔化法在整個作業(yè)周期內(nèi)平均電效率可達(dá)88％，高于工頻爐殘液法熔化周期內(nèi)的80％。（9）中頻爐在節(jié)假日不生產(chǎn)時可以倒空鐵水，不必像工頻爐那樣要做液態(tài)保溫，故可以減少保溫鐵水用電耗，也不必派人值班。(10)中頻爐爐襯的壽命比工頻爐低，其原因是： 1）通過把功率和頻率的很好匹配，中頻爐有效電磁場集中在爐襯的熱表層而成功地提高了熔化效率，其爐料從外向里開始熔化，外部爐料與其接觸的爐襯會很快過熱(無芯工頻爐則從里向外熔化爐料)，對爐襯不利。2）作為熔化爐的中頻爐由于熔化率高，意味著爐襯長期處于高溫鐵水的浸蝕。爐料中的碳等元素在高溫下會發(fā)生“坩堝反應(yīng)”，使?fàn)t襯SiO2被還原成Si，形成爐渣，故爐襯逐漸被浸蝕變薄。 SiO2+2C→Si+2CO↑（11）中頻爐電源柜可控硅、電容器均應(yīng)用水冷卻，對水質(zhì)要求高，而工頻爐電器不必水冷卻。（12）中頻爐電耗比工頻爐低由于中頻爐電效率高，熔化率高，同樣熔化相同爐料所需時間中頻爐比工頻爐短，熔化過程的熱損失相對比較少，因而電耗低。（13）由于中頻坩堝式感應(yīng)電爐的功率密度較工頻坩堝式感應(yīng)電爐的高，在相同的熔化率要求下，其爐子容量小，相應(yīng)的熱損失也小。二 中頻爐的安裝檢測中頻爐的安裝要注意如下問題：爐體安裝 首先要在平的地基上安裝爐架，然后安裝傾爐油缸、爐體等。水冷系統(tǒng)的安裝 安裝前應(yīng)檢查系統(tǒng)中的各種管道、軟管以及相應(yīng)的接頭尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求。開式水冷系統(tǒng)的進(jìn)水管最好使用鍍鋅管，與中頻爐配套的閉式水冷系統(tǒng)的所有水管應(yīng)選用銅管或不銹鋼管，備用水源及其他切換系統(tǒng)也應(yīng)安裝完畢。 水冷系統(tǒng)安裝完畢要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)（，所有焊縫及接頭均無滲漏為合格。液壓系統(tǒng)安裝 油泵站一般安裝在有一定高度的基礎(chǔ)上，便于維修時從油箱內(nèi)排油。同時，即使發(fā)生嚴(yán)重漏爐事故也能保證油箱不受金屬溶液的侵害（安裝油管也應(yīng)做此考慮）。 液壓系統(tǒng)安裝完畢也應(yīng)做耐壓試驗(yàn)（）。然后做傾爐試驗(yàn)。電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)安裝應(yīng)注意如下問題：1）所有控制線兩端均應(yīng)有端子號。安裝完畢后要認(rèn)真檢查并試驗(yàn)電氣動作，使所有電氣及其連接裝置的工作準(zhǔn)確無誤。2）感應(yīng)器通水前，檢測感應(yīng)器的絕緣電阻，并做耐壓試驗(yàn)。感應(yīng)器應(yīng)能承受2Un+1000V(但不低于2000V)的絕緣耐壓試驗(yàn)1min而無閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象（Un為感應(yīng)器的額定電壓）。在高壓試驗(yàn)時，電壓從1/2規(guī)定值開始，在10S