【正文】 均應用水冷卻，對水質(zhì)要求高，而工頻爐電器不必水冷卻。（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。(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95％。247。頻率變化范圍：下限為額定頻率的50％，上限為額定頻率的120％。（5） 中頻爐內(nèi)鐵水攪拌力與功率密度成正比，與頻率平方根成正比，因而容易控制。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。主要缺點是電流I不僅流經(jīng)補償電容器和線圈，還流經(jīng)SCR，使SCR長期在大電流下運行，影響壽命?，F(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)補償電容相串聯(lián)的爐子線圈上。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－爐子感應圈優(yōu)點：電流I只在補償電容和線圈間流動，因而效率較高。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。我們可以看出，要進行感應加熱，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。感應電爐中有一個感應線圈，當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。由于注入線圈中的電流總是滯后于電壓。2) 中頻爐（1）概念中頻感應電爐采用大電流半導體（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圈。其結(jié)構(gòu)嚴密，控制全面，運行可靠性高。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－爐子感應圈主要優(yōu)點是：（1）在所有功率水平下都有很好的功率因數(shù)。 中頻爐與工頻爐的比較雖然中頻爐和工頻爐均屬感應電爐，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％。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。既能充分攪拌，又不像工頻爐那樣激烈翻滾。 附：鐵水駝峰計算公式 H=695NP247。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。在溫度高于居里點（799℃）以上時，由于爐料間存在接觸電阻，線圈電效率可高達90％左右。(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。（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。開式水冷系統(tǒng)的進水管最好使用鍍鋅管，與中頻爐配套的閉式水冷系統(tǒng)的所有水管應選用銅管或不銹鋼管，備用水源及其他切換系統(tǒng)也應安裝完畢。 液壓系統(tǒng)安裝完畢也應做耐壓試驗（）。2）感應器通水前，檢測感應器的絕緣電阻，并做耐壓試驗。若發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值低應對感應器進行干燥處理（可借助放于爐內(nèi)加熱器或吹熱風），但此時應注意防止對絕緣有害的局部過熱。 5）不應用鎧裝或有金屬包皮的工頻單芯電纜傳輸中頻電流，可用兩芯或四芯鎧裝或有金屬包皮的電纜，但芯線必須載往返方向電流，同極性的芯線要對角布置（四芯電纜）。 3）檢查報警器。整個坩堝模外表面應光滑平整，特別是側(cè)壁與底部相連圓弧處應選擇較大為宜（）。鋪設時用張緊圈頂緊，每層平整無皺折，豎縫搭接，橫縫對接，相鄰兩層的接縫錯開，不得有雜物混入。引出線從底部穿出，接入報警系統(tǒng)。此種接觸式漏爐報警裝置早期用于坩堝式感應電爐上，由于在爐襯中安裝第二電極，給筑爐工作帶來麻煩，有時還會因為干擾電動勢而引起誤動作，故使用受限制。3）筑爐底a、若有爐底打結(jié)機，則用爐底打結(jié)機打結(jié)。c、再次投料前，用鋼叉將搗固的爐襯劃一遍，防止爐襯分層。5mm之間，保證模子對中。每加入一遍料要用鋼叉叉一遍（手工除氣），然后再搗固。但爐口應留尺寸，因為爐襯再燒結(jié)時，體積會膨脹。再次振擊前，從四周補料至平爐口。b、溫度繼續(xù)上升到1200～1400℃經(jīng)半安定方適應轉(zhuǎn)化為α鱗石英，體積膨脹16％。含有較多α方石英的燒結(jié)層具有較長的使用壽命。緩沖層作用：萬一鐵水鉆過燒結(jié)層和半燒結(jié)層時能在此停住。c、盡可能選用硼酐做粘結(jié)劑，以縮短烘爐時間。a、送電烘爐前，首先應檢查爐子電氣、水冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等各個方面是否正常，確認沒有異常情況后方能進入烘爐程序。c、嚴格按照烘爐曲線烘爐燒結(jié)，通過調(diào)節(jié)電壓嚴格控制中頻爐的輸入功率以控制升溫。同時嚴格控制冷卻水的流量，在爐溫升高過程中逐漸增大冷卻水流量（爐子溫度達到600℃時，～。f、在1350℃保溫燒結(jié)期間，嚴格控制鐵水攪拌，力爭爐襯靜態(tài)燒結(jié)。h、烘爐記錄：從開始送電至首次出鐵水，每15min記錄爐內(nèi)溫度1次，水壓1次。中頻爐爐襯損壞機理主要有過熱、裂紋、剝落、侵蝕、結(jié)瘤或浸潤等因素。c、硅質(zhì)干料的熔點溫度為1704℃，爐溫失控在短時間內(nèi)會超過該溫度，從而引起過熱而燒熔(最好高溫不超1540℃)。分層：振動搗實時，最小顆粒（特別是粉狀料），集中表面形成薄薄的粉層，強度很低。大型爐子的底部和側(cè)壁下部的爐襯材料的加入（加料厚度大于500mm時）要求用漏斗加入，以防止爐襯材料掉落過程中產(chǎn)生顆粒偏析現(xiàn)象。2）垂直裂紋（縱向裂紋）當爐襯經(jīng)受了急劇的冷卻循環(huán)沖擊后冷卻下來時，整個爐襯上會出現(xiàn)徑向彌散狀的較大的縱向裂紋（即垂直裂紋）。 剝落 剝落現(xiàn)象是燒結(jié)層爐襯材料突然從爐壁上破裂并掉落下來的現(xiàn)象。此外線圈涂料或用澆注料做成的上部線圈養(yǎng)護處理及烘烤不當時，也會因產(chǎn)生水蒸汽進入爐襯，導致爐襯熱面爆裂剝落。2）因機械損傷引起的爐襯剝落，通常是因為加入大塊料沖擊爐壁所致。4）當爐襯過于嚴重擠壓狀態(tài)時，會產(chǎn)生擠壓而引起的爐襯剝落，這種現(xiàn)象常發(fā)生在爐底。 侵蝕1）加入的生鐵爐料中的碳或合金添加劑及脫S劑中氧化鐵或Zn、Mg、Cu等殘余量元素與爐襯中的SiO2在高溫下發(fā)生所謂“坩堝反應”，使SiO2被還原成Si，形成爐渣，使爐襯逐漸被侵蝕、變薄。a、銹蝕的廢鋼：FeO反應生成低熔點的鐵橄欖石。e、FeMn氧化物（FeO－MnO）能在低溫下與爐襯迅速反應。g、鋅（Zn）與爐襯反應有侵蝕和浸潤現(xiàn)象并對爐襯燒結(jié)有影響。工頻或較低頻率感應爐中的強烈的鐵液攪拌作用也會引起爐襯壁的侵蝕加劇，尤其在坩堝上部的金屬液駝峰部位及坩堝底部側(cè)壁部位（俗稱“象腳爐底”，采用上下感應線圈時發(fā)生）侵蝕更為嚴重。 浸潤1）金屬或金屬氧化物滲透進爐襯熱面（燒結(jié)層）達一定程度時，即出現(xiàn)浸潤現(xiàn)象。受浸潤的爐襯壽命將縮短，并將影響爐襯的整個化學、力學和熱態(tài)性能。4）檢查坩堝鋼模尺寸的正確性，錐形部位是否存在銳角，必要時應予整體打磨。燒結(jié)好的爐子最好連續(xù)運行，以便使爐襯燒結(jié)層形成足夠的厚度和機械強度。三班作業(yè)制度較一、二班作業(yè)制度增加0～25％爐襯壽命。熔化出鐵水后，最好先使?jié)M爐鐵水泡浸爐襯一個班才用。15）縮短爐襯在高溫下保溫時間。五、爐襯的修補 熱補法 常用于爐口。1）局部修補：指爐襯的任意一個部位的修補。其方法是將爐襯里面的氧化層全部鏟除剝平，底部放石英砂搗固后再將焊好的整體爐膽放入爐腔，然后分批放入拌好的石英砂，分批量搗固筑緊，完畢后按新爐烘爐曲線執(zhí)行。停機操作1）停機時，先將調(diào)功功率鈕旋至較小位置，再按“逆變停止”鈕。3）冬季停止冷卻水，必須考慮管道內(nèi)水結(jié)冰會將水管凍裂問題（可以采用保溫、放干水、加水乙二醇等方法）。另也可在爐底部位加煤氣燃燒來幫助減少爐子上部與整個爐襯的溫差。216。（4）正常運行時若突然出現(xiàn)保護指示，應先將功率旋鈕調(diào)至最小值位置，并立即按“逆變停止”，查明原因，排除后再啟動。（這是因為冷爐料電阻系數(shù)小，電流較大，調(diào)節(jié)電壓受電流限制而影響功率輸入）。因此，坩堝內(nèi)溶液面應控制在與感應圈上端面齊平。單塊小爐料之間起弧搭橋的速度取決于頻率。（10）加料時應避免鐵水最高面超出80％容量的界限，不使加料時鐵水溢出爐口發(fā)生事故。（14）正常情況下，坩堝壁為原來爐襯1/3厚度時應拆爐重筑。加入過遲則會延長熔化和升溫時間，不僅會導致成分調(diào)整的延遲，還有可能造成過度高溫。過少鐵水過熱狀態(tài)加劇，過多則降低鐵水的有效使用，也提高單位能耗。如確有必要在通電情況下進行上述作業(yè)，應采用適當安全措施，如穿絕緣鞋或戴石棉手套，并調(diào)低功率。七、中頻爐的日常維護和檢修要點： 中頻爐的日常維護和檢修要點見”周期表”。感應線圈內(nèi)停水超過3min～5min，會導致線圈絕緣損壞，釀成事故。5）由于停電，此時感應圈供電也停止，因此此時感應圈內(nèi)通水量僅需正常供電時供水量的20％～30％即可，采用高位水箱容量應按停電時電爐10h以上的用水量來考慮。金屬液凝固在坩堝內(nèi)，將使爐襯收縮受限制阻礙，并因此在爐襯中形成裂紋，因此要盡量避免金屬液在坩堝內(nèi)凝固。漏液漏液事故容易造成設備損壞，甚至危及人身，因此平時要盡量做好電爐的維護與保養(yǎng)工作，以免發(fā)生漏爐事故。如果確認金屬溶液從爐襯中漏出而碰到電極引起報警，則要把金屬液倒空，修補爐襯或重筑爐襯。該裂縫就能將整個爐襯內(nèi)部裂透，容易使金屬液漏出。b、線圈冷卻水水道有水垢。漏水原因多是感應器對磁軛或周圍固定支架絕緣擊穿所形成。另附：爐體轉(zhuǎn)座與爐架支座的固定螺栓，需要每周檢查一次（緊固）。2）生產(chǎn)率生產(chǎn)率（或工藝熔化率）是爐子生產(chǎn)中所能得到的實際熔化能力，也就是設計所需要達到的生產(chǎn)率（滿足造型所需小時鐵水量）。(℃，其工作溫度每降低10℃，電阻減少4％，即電耗降4％)；（1）冷卻水一般流速應小于4m/s,爐體出水水溫應小于80℃，否則金屬微粒子從管壁脫落進入水中。另外中頻爐平均熔化效率比工頻高（中頻爐88％、工頻爐80％）。關(guān)鍵電氣元件的制造商（國外） 可控硅：英國西碼公司 Westcode 電容器：美國GE公司 濾波電抗器：美國通用公司熔煉爐額定功率的配置（鐵和鋼）爐子容量（t）： 1 2 3 4 5功率范圍（KW）500～750 1000～1500 1500～2000 1750～2500 2500～3000 （ t ） 6 8 10 12 15 (KW)3000～4000 4000～5000 5000～7000 6000～8000 8000～10000保溫中頻爐最小功率配置爐子容量（t）: 3/4 5/6 8 10 12 15 20最小保溫功率（KW）：400 600 750 1000 1250 1500 2000注：保溫爐的功率水平是根據(jù)能夠燒結(jié)爐襯所需要的最小功率而決定的，并非指鐵水保溫功率。1冷卻水管接頭卡篩材質(zhì)要求要求不銹鋼制作的卡篩，其純度要高（一般為進口貨）。（2）支撐感應圈直接承受坩堝升溫時作用于感應圈的熱膨脹力和線圈工作時向外的斥力，以及爐體傾倒時的重力。1坩堝（爐襯）的作用與厚度（1）作用a、保證有一定的電絕緣層和良好的絕熱層，使感應器的絕緣層不致于被熔化金屬的高溫所損壞。坩堝內(nèi)徑與坩堝壁厚的關(guān)系表：爐子容量（t）＜～3＞3坩堝壁厚（mm）（～）d2（～）d2（～）d2不同容量電爐的坩堝內(nèi)徑與坩堝壁厚關(guān)系表：爐子容量（t）201053d2 (mm)14101130900730610△12(mm)170150130120115注：d2－坩堝內(nèi)徑； △12－坩堝壁厚（包括：電絕緣層，絕熱層及爐襯材料的厚度）（3）坩堝厚度一般選擇：1噸爐以下：90mm/75mm； 1噸以上：90mm/125mm；（國外有20t爐用220mm）爐底厚度：小爐200mm/250mm；大爐350mm/450mm。電爐能否保持高功率因數(shù)向爐內(nèi)送電也是能耗高低的區(qū)別。國外達97％～98％，國內(nèi)接近97％，主要在電抗、電容的效