【正文】 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。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(jiàn)圖2）。中頻電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)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。缺點(diǎn)：低功率運(yùn)行狀態(tài)下其功率因數(shù)較低。（2）采用不控整流，工作時(shí)整流可控硅全導(dǎo)通，所以高次諧波分量小，對(duì)電網(wǎng)影響小。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(dòng)，并在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到滿功率。（3） 中頻爐由電子控制，連續(xù)可調(diào)，可以恒定滿功率輸入。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(shí)，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(shí)燒損1％），使鐵液純度下降，影響產(chǎn)品質(zhì)量。ρ247。工頻爐由于不能倒空鐵水熔煉，因此熔化過(guò)程不能加濕料，否則會(huì)產(chǎn)生爆炸。當(dāng)金屬爐料完全熔化時(shí)，此時(shí)線圈電效率為80％左右，與工頻爐殘液熔化法時(shí)的線圈電效率相同。2）作為熔化爐的中頻爐由于熔化率高，意味著爐襯長(zhǎng)期處于高溫鐵水的浸蝕。（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。 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(wú)滲漏為合格。然后做傾爐試驗(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(wú)閃絡(luò)和擊穿現(xiàn)象（Un為感應(yīng)器的額定電壓）。3)磁軛的每一個(gè)穿芯螺栓對(duì)硅鋼片及對(duì)地面應(yīng)有良好的絕緣，用1000V兆歐表測(cè)量。6）當(dāng)母線電流大于1500A時(shí)，在其附近300mm范圍內(nèi)不應(yīng)有鋼鐵構(gòu)件。 4）選擇合適的坩堝 坩堝模用δ＝6～10mm鋼板卷焊而成。，孔距200mm。不銹鋼絲網(wǎng)上部與引出線連接（第二電極），接入報(bào)警線路，抹第一層耐火水泥時(shí)予留引出孔。安裝不銹鋼絲網(wǎng)作第二電極的方式用于“接觸式”漏爐報(bào)警裝置，在第一、二電極間加上低壓直流電。目前另一種報(bào)警裝置為“地漏監(jiān)視裝置”，不需要在爐襯材料內(nèi)安裝上述第二電極（但底電極仍需要），直流低壓電加在感應(yīng)圈電源線與地之間。手工打結(jié)用風(fēng)動(dòng)平錘，分兩次打結(jié)，打?qū)嵥谋橐陨?。d、最后一次搗固后要保證爐底厚度比實(shí)際厚度突出50mm以上，再刮出多余的爐料，并用水平尺找平，注意找好中心，爐底以外的部分不要刮出，否則安放坩堝鋼模后處理打結(jié)好爐底較困難，容易產(chǎn)生分層。5）搗固斜坡部位 斜坡部位是關(guān)鍵部位之一，因?yàn)樵摬课粰C(jī)械沖刷厲害，侵蝕嚴(yán)重（俗稱(chēng)“大象腳”現(xiàn)象），也是搗固最困難的地方，是整個(gè)爐襯最薄弱的環(huán)節(jié)，必須保證打結(jié)質(zhì)量。搗固時(shí)盡量貼近坩堝模，以免損壞感應(yīng)圈內(nèi)壁的云母絕緣片。同時(shí)整體爐壁打結(jié)完后，刮去坩堝模的多余部分。7）筑制鐵流槽用耐火磚水玻璃石英砂和筑爐用石英砂筑制流鐵槽。c、當(dāng)爐襯溫度繼續(xù)升高到1470℃，α鱗石英轉(zhuǎn)化為α方石英，此時(shí)爐襯完成燒結(jié)過(guò)程。2）爐襯的三層結(jié)構(gòu)及影響三層結(jié)構(gòu)的爐襯：燒結(jié)層、半燒結(jié)層、緩沖層（松散層）。a、爐襯材料 具有高的SiO2 含量和低的Fe2O3含量的優(yōu)質(zhì)石英精細(xì)晶型的硅砂，沉積巖型為最佳。硼酸在301℃時(shí)被分解為水和硼酐， 采用硼酐的用量為硼酸的58％左右，且升溫速度快50％。b、送電前，通過(guò)爐蓋觀察孔設(shè)置熱電偶。嚴(yán)格控制烘爐過(guò)程，升溫速度極為重要。d、烘爐溫度達(dá)到1100℃時(shí)應(yīng)裝入清潔無(wú)銹的生鐵塊（也有的在烘爐前先將爐料加入鋼坩堝內(nèi)），逐漸提高功率至額定值。g、烘爐加入的爐料選用由于不使用起熔塊，因此大塊生鐵和不規(guī)則的回爐料使負(fù)荷變動(dòng)增大而妨礙頻率的變換（此外并聯(lián)變頻電爐在處于高負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生頻率變換錯(cuò)亂；由于存在“坩堝反應(yīng)”（在金屬液中：SiO2+2C→Si+2CO↑）而烘爐時(shí)爐襯未燒結(jié)好，鐵水易浸入與爐襯發(fā)生上述反應(yīng)，對(duì)爐襯不利。i、新?tīng)t穩(wěn)定后，三天內(nèi)每次出鐵水量不超過(guò)1/，不得超過(guò)熔煉工藝所要求的鐵水溫度；無(wú)生產(chǎn)任務(wù)的班次，應(yīng)把4/5的鐵水保溫在1350℃左右，一個(gè)月內(nèi)不得停爐（特殊情況例外）。 過(guò)熱 過(guò)熱的原因主要有：1)不合理的加料引起爐料搭橋；2)搗筑時(shí)爐襯截面遺留金屬物料；3)爐溫失控引起溶池超溫；具體分析如下：a、冷爐料堆積在溶池表面時(shí)（特別是澆冒口料），易形成搭橋。 作業(yè)：（周日）不生產(chǎn)的班次鐵水保溫1300～1350℃，澆注前送高功率迅速升溫。再次加料時(shí)沒(méi)有耙松，則上層搗實(shí)后即形成分層。 引起橫向裂紋的另一種可能的原因是爐子冷卻時(shí)靠近出鐵口的爐襯被粘附掛住，爐襯冷卻而收縮時(shí)，產(chǎn)生裂紋。在以后的升溫、熔煉過(guò)程中，熔融金屬液會(huì)通過(guò)未能彌合的裂紋滲進(jìn)熱面，并在截面內(nèi)凍結(jié)，形成金屬翅。引起原因主要是筑爐或燒結(jié)不當(dāng)所致，但有時(shí)也會(huì)隨冷熱循環(huán)不當(dāng)或機(jī)械應(yīng)力的產(chǎn)生所致。爐襯的炸裂剝落在爐子冷卻系統(tǒng)滲漏的特殊情況下也會(huì)產(chǎn)生，通常這一現(xiàn)象多出現(xiàn)在爐襯燒結(jié)階段。在爐襯燒結(jié)不久燒結(jié)層不厚的情況下，尤其易發(fā)生此種現(xiàn)象。當(dāng)爐襯搗筑不平整或呈輕微中凹狀態(tài)時(shí)，爐底耐火材料的膨脹使?fàn)t底耐火材料中的壓縮應(yīng)力積聚，最后導(dǎo)致?tīng)t襯材料的翅裂或剝落。爐襯燒結(jié)初期，如果加入的爐料的含C量較大或含有較多的鐵銹等其他有害物質(zhì)，它們易與尚未燒結(jié)的爐襯材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加快爐襯侵蝕。b、殘留的爐渣凝聚劑（SO2 A12O2 CaO MgO K2O NaCO）在高溫下與爐襯起反應(yīng)。避免加入含Mn廢鋼。避免加入含Zn廢鋼。 爐瘤 與爐襯材料呈惰性的金屬氧化物沉淀或粘附在爐襯熱面上，使?fàn)t襯逐漸增厚形成所謂爐瘤。原因是爐料筑搗密度過(guò)低或燒結(jié)層尚未形成之前受到融溶金屬液的侵蝕。 其它延長(zhǎng)爐襯使用壽命的措施 延長(zhǎng)爐襯使用壽命，除了上述各損壞機(jī)理中提到的以外，還可采取下列措施：1）根據(jù)鐵液的澆注溫度和性質(zhì)選用相應(yīng)的爐襯材料。模在爐子中的定位是否正確。7）盡量及時(shí)清除爐渣尤其高溫過(guò)熱先除一次（時(shí)間在提升鐵水溫度到澆注溫度之前）。10）爐子停止使用應(yīng)蓋好爐蓋，減少冷卻水量，讓爐襯緩慢冷卻，避免對(duì)爐襯過(guò)度的冷熱沖擊。13）盡可能清除回爐料表面粘結(jié)的型砂等雜物，減少銹蝕嚴(yán)重爐料的加入比例，（國(guó)外資料:銹蝕嚴(yán)重爐料加入比例為30％時(shí)，爐襯壽命將降低75％）。16）爐料預(yù)熱時(shí)，預(yù)熱溫度應(yīng)低于600℃，否則將降低爐襯使用壽命。將松動(dòng)的石英砂鏟除掉，清理干凈后，將高度和直徑合適的鋼圈放在碗口狀的坡度上填上石英砂搗實(shí)，送低壓3～4小時(shí)，然后送高壓化料。其方法是將修補(bǔ)部位的氧化層鏟除掉，然后放上合適的鋼堝模填上石英砂搗實(shí)后即可。3）底部修補(bǔ)：在底部“象腳”部位，將原燒結(jié)層用澆冒口劃破（不必全部鏟除），放一鋼鍋（高度視損壞程度而定）加料搗實(shí)即可。2）若需較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，則先按“逆變停止”，再按主電流斷開(kāi)鈕，最后按“控制電源斷開(kāi)”鈕。 冷啟動(dòng)冷啟動(dòng)過(guò)程需要給爐襯材料足夠的時(shí)間來(lái)發(fā)生可逆膨脹，在任何熔融金屬液接觸爐襯之前密封由于冷熱沖擊而產(chǎn)生的裂紋。 例如5噸爐冷啟動(dòng)時(shí)間：2h之內(nèi)將爐內(nèi)的固體料加熱到1100℃（加熱速度：4t～15t爐不超過(guò)150℃/h，大于15t爐則不超過(guò)100℃/h），并在1100℃下保溫3h,保溫結(jié)束后快速將爐料熔化，投入正常使用。 若發(fā)現(xiàn)某支路水流量小、滲漏、堵塞，或溫度過(guò)高則應(yīng)降低功率運(yùn)行，或停機(jī)處理；216。（5）若出現(xiàn)緊急或異常情況，如不正常的響聲、氣味、冒煙、打火或輸出電壓急劇下降，輸出電流急劇升高，且中頻頻率較正常運(yùn)行時(shí)升高，漏電流（爐襯報(bào)警）值波動(dòng)大，可能是爐襯變薄，滲漏鐵液，感應(yīng)圈閘門(mén)打弧短路，應(yīng)立即按“逆變停止”鈕停機(jī)，及時(shí)處理，以防止事故擴(kuò)大。（8）生產(chǎn)過(guò)程中，不允許一次性裝料過(guò)滿甚至超出爐口，因?yàn)楦袘?yīng)圈上端面以上爐料磁場(chǎng)弱，主要靠下面鐵液傳遞熱量加熱，故熔化速度慢。（9）雖然中頻爐鐵水可以倒空，對(duì)熔煉不同材質(zhì)有好處。頻率低，搭焊速度低（工頻爐必須留殘液熔化的原因）。（11）加料應(yīng)先加小塊爐料再加大塊爐料。（15）每周應(yīng)倒空鐵水測(cè)量一次爐襯尺寸及觀察其表面情況，及時(shí)掌握爐襯實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。 硅鐵的添加（增Si），對(duì)攪拌力較弱的中頻爐，因鐵液中含Si量高會(huì)使增C性不好，因此Si鐵遲些加入為好，但會(huì)造成爐內(nèi)鐵液成分分析和調(diào)整的延遲。（18）爐料厚度以200～300mm為宜。8）切屑料應(yīng)盡量放在出液后的殘留金屬液上，一次投入量為電爐容量的1/10以下，而且必須均勻投入。八、事故處理當(dāng)突然發(fā)生事故時(shí)，要沉著、冷靜、正確的處理，以便使事故不擴(kuò)大，減少影響范圍。為此在設(shè)計(jì)時(shí)要事先采取幾個(gè)措施：1）城市（自來(lái)水）供水；2）高位水箱水；3）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵的水或蓄電池供電的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵的水；4）供水泵的電源應(yīng)有二套線路（其中應(yīng)有一套比較穩(wěn)定線路）。6）停電時(shí)間1h以內(nèi)，可用木炭蓋住金屬液面，防止散熱，等待繼續(xù)通電。最好在金屬液尚有流動(dòng)性時(shí)，將油泵的電源切換到備用電源，或用手動(dòng)備用泵將金屬液倒出。1）當(dāng)報(bào)警裝置的警鈴響時(shí)，立即切斷電源，巡視爐體周?chē)?，檢查金屬溶液有否漏出。2）漏爐是由于爐襯的破壞造成的。3）不合理的筑爐、烘爐、燒結(jié)的方法，或選用爐襯材料不當(dāng)，在熔化的頭幾爐就會(huì)產(chǎn)生漏爐。根據(jù)冷卻水質(zhì)情況，必須每隔1～2年把線圈水道用鹽酸酸洗一次，每隔半年取下軟管檢查水垢情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)此事故時(shí)立即停電，加強(qiáng)擊穿處的絕緣處理，并用環(huán)氧樹(shù)脂或其它絕緣膠類(lèi)等把漏水處表面封住，降低電壓使用。因該處螺栓受傾爐和落爐時(shí)的周期性拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力，容易疲勞斷裂或松動(dòng)加速斷裂。不同配置的中頻爐。在交變磁場(chǎng)中金屬微粒撞擊管壁，加劇脫落現(xiàn)象，在某些部位形成阻滯，也降低冷卻水電阻率；（2）冷卻水出水溫度不應(yīng)低于冷卻元件表面周?chē)橘|(zhì)的溫度，以免冷卻元件表面（如感應(yīng)圈等）結(jié)露，破壞絕緣。冷卻水塔（1）冷卻水塔應(yīng)能耐60℃的高溫；（2）有20℃左右的溫降能力；（3）盡量保持循環(huán)水清潔。例：沖天爐10t/h,中頻保溫（一電兩爐體雙供電）10t/1500KW,升溫速率：7～8℃/min。這是因?yàn)榭煽毓韬痛蠼孛婺概胚B接處磁場(chǎng)大，溫度高，若使用的水冷軟管耐熱性差會(huì)軟化，不銹鋼卡篩材質(zhì)差則由于磁感應(yīng)發(fā)熱，也使該處接頭水管軟化，原來(lái)緊固的接頭就會(huì)發(fā)生松動(dòng)漏水。（3）磁軛的設(shè)置對(duì)于提高爐子的效率，改善爐溫的軸向分布均勻性起著相當(dāng)重要的作用。b、保證爐襯材料有良好的剛度及合理的分層結(jié)構(gòu)（即燒結(jié)層，半燒結(jié)層和松散層）。1感應(yīng)器及坩堝的高度1）中頻爐 為了減少漏磁及增加攪拌效應(yīng)，感應(yīng)器高度h1 h1＝（～）h22）工頻爐 由于頻率低，金屬液的電磁攪拌效應(yīng)較強(qiáng)烈，一般取h1＜h23）坩堝高度h3應(yīng)考慮液體金屬可能突起高度、金屬爐料裝載條件、扒渣方便性和結(jié)構(gòu)要求。b、感應(yīng)電爐的效率及感應(yīng)線圈的電效率的高低。d、電爐單元的布置。3）起熔時(shí)爐內(nèi)是否有液態(tài)金屬液。提高熔化率，可減薄其厚度，但使用壽命降低，筑爐成本上升，安全隱患上升。隔離材料稱(chēng)為背襯材料（如石棉布等）。感應(yīng)器的冷卻水溫是造就松散層的必要條件。固體爐料第一次加入量要達(dá)到爐容1/3左右，否則會(huì)影響功率輸出，還會(huì)打火（放電）拉弧且耗電，并有可能在爐襯表面造成裂紋，對(duì)鑄鋼中性材料破壞極大。然后停電出液。一般電爐感應(yīng)器分上下兩部分，當(dāng)爐內(nèi)金屬液面低于上部感應(yīng)器一半以下時(shí)，由于電阻變化，上部感應(yīng)器不再有感應(yīng)電流通過(guò)，而全部集中在下部感應(yīng)器，使下部金屬液過(guò)熱，沖刷爐壁，爐襯壽命急劇下降。這樣，通常由黃銅制成的橡膠軟管接頭，在原電池作用原理下，會(huì)發(fā)生電蝕現(xiàn)象。定期（半年一次）檢查防電蝕管的損壞情況，當(dāng)它被電蝕1/2以上時(shí)應(yīng)予以更換。2）對(duì)冷卻水質(zhì)的要求PH值；7～懸浮性固體：＜10mg/L 堿度：＜60mg/L硫酸離子：＜100mg/L 全鐵：＜2μg/L可溶性SiO2: ＜6mg/L氯離子：平均＜60mg/L （最多＜220mg/L）溶解性固體：＜300mg/L 電導(dǎo)率：＜500μs/cm總硬度CaO(mg當(dāng)量/L)城市自來(lái)水系統(tǒng)單回路循環(huán)給水系統(tǒng)：1）對(duì)帶電體＜10 ； 2）對(duì)不帶電體＜60 。原因：由感應(yīng)器流出的帶電冷卻水通過(guò)膠管時(shí)，由于水的電阻使漏泄電流降低到允許值，在膠管長(zhǎng)度一定情況下，水的電阻率因含鹽量增加而降低，將導(dǎo)致漏泄電流增大，同時(shí)也使作業(yè)的安全性降低（設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使膠管留有足夠的長(zhǎng)度，每1KV應(yīng)配置1m長(zhǎng)的絕緣軟管）。碳酸鈣在水中的溶解度很小，外界因素（如溫度升高等）很容易使水中的碳酸鈣析出沉積在管壁，是水垢的主要成分，故硬水不適用于感應(yīng)爐的冷卻水。附：中頻爐的日常維護(hù)、檢修要點(diǎn)周期表項(xiàng)目項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí)間及次數(shù)備注爐襯爐襯有否裂縫觀察坩堝內(nèi)表面有否裂紋冷爐每次啟動(dòng)前若裂縫寬度在2mm以下，則不必修補(bǔ)仍可繼續(xù)使