【正文】 均應(yīng)用水冷卻，對(duì)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(shí)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(dòng)時(shí)的線圈電效率高達(dá)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?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。由于沒(méi)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(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(zhǎng)期在大電流下運(yùn)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(bǔ)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(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(dòng)，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(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。感應(yīng)電爐中有一個(gè)感應(yīng)線圈，當(dāng)它通上交流電時(shí)即建立交變磁場(chǎng)。要加熱的金屬爐料放置于交變磁場(chǎng)中（見(jiàn)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(guò)金屬爐料電阻時(shí)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(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(guò)變頻器升為200HZ～10000HZ的中頻電流，然后送至電爐的感應(yīng)圈。其結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，控制全面，運(yùn)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(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)。 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％。另外，中頻爐投入熔化功率可以從5％～100％無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，鐵水溫度控制也精確。既能充分?jǐn)嚢?，又不像工頻爐那樣激烈翻滾。 附：鐵水駝峰計(jì)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(diǎn)（799℃）以上時(shí)，由于爐料間存在接觸電阻，線圈電效率可高達(dá)90％左右。(10)中頻爐爐襯的壽命比工頻爐低，其原因是： 1）通過(guò)把功率和頻率的很好匹配，中頻爐有效電磁場(chǎng)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(huì)很快過(guò)熱(無(wú)芯工頻爐則從里向外熔化爐料)，對(duì)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(shí)間中頻爐比工頻爐短，熔化過(guò)程的熱損失相對(duì)比較少，因而電耗低。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。 液壓系統(tǒng)安裝完畢也應(yīng)做耐壓試驗(yàn)（）。2）感應(yīng)器通水前，檢測(cè)感應(yīng)器的絕緣電阻，并做耐壓試驗(yàn)。若發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值低應(yīng)對(duì)感應(yīng)器進(jìn)行干燥處理（可借助放于爐內(nèi)加熱器或吹熱風(fēng)），但此時(shí)應(yīng)注意防止對(duì)絕緣有害的局部過(guò)熱。 5）不應(yīng)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(duì)角布置（四芯電纜）。 3）檢查報(bào)警器。整個(gè)坩堝模外表面應(yīng)光滑平整，特別是側(cè)壁與底部相連圓弧處應(yīng)選擇較大為宜（）。鋪設(shè)時(shí)用張緊圈頂緊，每層平整無(wú)皺折，豎縫搭接，橫縫對(duì)接，相鄰兩層的接縫錯(cuò)開，不得有雜物混入。引出線從底部穿出，接入報(bào)警系統(tǒng)。此種接觸式漏爐報(bào)警裝置早期用于坩堝式感應(yīng)電爐上，由于在爐襯中安裝第二電極，給筑爐工作帶來(lái)麻煩，有時(shí)還會(huì)因?yàn)楦蓴_電動(dòng)勢(shì)而引起誤動(dòng)作，故使用受限制。3）筑爐底a、若有爐底打結(jié)機(jī)，則用爐底打結(jié)機(jī)打結(jié)。c、再次投料前，用鋼叉將搗固的爐襯劃一遍，防止?fàn)t襯分層。5mm之間，保證模子對(duì)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(yīng)留尺寸，因?yàn)闋t襯再燒結(jié)時(shí)，體積會(huì)膨脹。再次振擊前，從四周補(bǔ)料至平爐口。b、溫度繼續(xù)上升到1200～1400℃經(jīng)半安定方適應(yīng)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(zhǎng)的使用壽命。緩沖層作用：萬(wàn)一鐵水鉆過(guò)燒結(jié)層和半燒結(jié)層時(shí)能在此停住。c、盡可能選用硼酐做粘結(jié)劑，以縮短烘爐時(shí)間。a、送電烘爐前，首先應(yīng)檢查爐子電氣、水冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等各個(gè)方面是否正常，確認(rèn)沒(méi)有異常情況后方能進(jìn)入烘爐程序。c、嚴(yán)格按照烘爐曲線烘爐燒結(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓嚴(yán)格控制中頻爐的輸入功率以控制升溫。同時(shí)嚴(yán)格控制冷卻水的流量，在爐溫升高過(guò)程中逐漸增大冷卻水流量（爐子溫度達(dá)到600℃時(shí)，～。f、在1350℃保溫?zé)Y(jié)期間，嚴(yán)格控制鐵水?dāng)嚢?，力?zhēng)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(jī)理主要有過(guò)熱、裂紋、剝落、侵蝕、結(jié)瘤或浸潤(rùn)等因素。c、硅質(zhì)干料的熔點(diǎn)溫度為1704℃，爐溫失控在短時(shí)間內(nèi)會(huì)超過(guò)該溫度，從而引起過(guò)熱而燒熔(最好高溫不超1540℃)。分層：振動(dòng)搗實(shí)時(shí)，最小顆粒（特別是粉狀料），集中表面形成薄薄的粉層，強(qiáng)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(shí)）要求用漏斗加入，以防止?fàn)t襯材料掉落過(guò)程中產(chǎn)生顆粒偏析現(xiàn)象。2）垂直裂紋（縱向裂紋）當(dāng)爐襯經(jīng)受了急劇的冷卻循環(huán)沖擊后冷卻下來(lái)時(shí)，整個(gè)爐襯上會(huì)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(lái)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(hù)處理及烘烤不當(dāng)時(shí)，也會(huì)因產(chǎn)生水蒸汽進(jìn)入爐襯，導(dǎo)致爐襯熱面爆裂剝落。2）因機(jī)械損傷引起的爐襯剝落，通常是因?yàn)榧尤氪髩K料沖擊爐壁所致。4）當(dāng)爐襯過(guò)于嚴(yán)重?cái)D壓狀態(tài)時(shí)，會(huì)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(yīng)”，使SiO2被還原成Si，形成爐渣，使?fàn)t襯逐漸被侵蝕、變薄。a、銹蝕的廢鋼：FeO反應(yīng)生成低熔點(diǎn)的鐵橄欖石。e、FeMn氧化物（FeO－MnO）能在低溫下與爐襯迅速反應(yīng)。g、鋅（Zn）與爐襯反應(yīng)有侵蝕和浸潤(rùn)現(xiàn)象并對(duì)爐襯燒結(jié)有影響。工頻或較低頻率感應(yīng)爐中的強(qiáng)烈的鐵液攪拌作用也會(huì)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(yīng)線圈時(shí)發(fā)生）侵蝕更為嚴(yán)重。 浸潤(rùn)1）金屬或金屬氧化物滲透進(jìn)爐襯熱面（燒結(jié)層）達(dá)一定程度時(shí)，即出現(xiàn)浸潤(rùn)現(xiàn)象。受浸潤(rùn)的爐襯壽命將縮短，并將影響爐襯的整個(gè)化學(xué)、力學(xué)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(shí)應(yīng)予整體打磨。燒結(jié)好的爐子最好連續(xù)運(yùn)行，以便使?fàn)t襯燒結(jié)層形成足夠的厚度和機(jī)械強(qiáng)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(gè)班才用。15）縮短爐襯在高溫下保溫時(shí)間。五、爐襯的修補(bǔ) 熱補(bǔ)法 常用于爐口。1）局部修補(bǔ)：指爐襯的任意一個(gè)部位的修補(bǔ)。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(jī)操作1）停機(jī)時(shí)，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(huì)將水管凍裂問(wèn)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(lái)幫助減少爐子上部與整個(gè)爐襯的溫差。216。（4）正常運(yùn)行時(shí)若突然出現(xiàn)保護(hù)指示，應(yīng)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(dòng)。（這是因?yàn)槔錉t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(yīng)控制在與感應(yīng)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(shí)應(yīng)避免鐵水最高面超出80％容量的界限，不使加料時(shí)鐵水溢出爐口發(fā)生事故。（14）正常情況下，坩堝壁為原來(lái)爐襯1/3厚度時(shí)應(yīng)拆爐重筑。加入過(guò)遲則會(huì)延長(zhǎng)熔化和升溫時(shí)間，不僅會(huì)導(dǎo)致成分調(diào)整的延遲，還有可能造成過(guò)度高溫。過(guò)少鐵水過(guò)熱狀態(tài)加劇，過(guò)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(jìn)行上述作業(yè)，應(yīng)采用適當(dāng)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(hù)和檢修要點(diǎn)： 中頻爐的日常維護(hù)和檢修要點(diǎn)見(jiàn)”周期表”。感應(yīng)線圈內(nèi)停水超過(guò)3min～5min，會(huì)導(dǎo)致線圈絕緣損壞，釀成事故。5）由于停電，此時(shí)感應(yīng)圈供電也停止，因此此時(shí)感應(yīng)圈內(nèi)通水量?jī)H需正常供電時(shí)供水量的20％～30％即可，采用高位水箱容量應(yīng)按停電時(shí)電爐10h以上的用水量來(lái)考慮。金屬液凝固在坩堝內(nèi)，將使?fàn)t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(shè)備損壞，甚至危及人身，因此平時(shí)要盡量做好電爐的維護(hù)與保養(yǎng)工作，以免發(fā)生漏爐事故。如果確認(rèn)金屬溶液從爐襯中漏出而碰到電極引起報(bào)警，則要把金屬液倒空，修補(bǔ)爐襯或重筑爐襯。該裂縫就能將整個(gè)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(yīng)器對(duì)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(shí)際熔化能力，也就是設(shè)計(jì)所需要達(dá)到的生產(chǎn)率（滿足造型所需小時(shí)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(yīng)小于4m/s,爐體出水水溫應(yīng)小于80℃，否則金屬微粒子從管壁脫落進(jìn)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(guó)外） 可控硅：英國(guó)西碼公司 Westcode 電容器：美國(guó)GE公司 濾波電抗器：美國(guó)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(jìn)口貨）。（2）支撐感應(yīng)圈直接承受坩堝升溫時(shí)作用于感應(yīng)圈的熱膨脹力和線圈工作時(shí)向外的斥力，以及爐體傾倒時(shí)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(yīng)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(guó)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(guó)外達(dá)97％～98％，國(guó)內(nèi)接近97％，主要在電抗、電容的效