营口南楼东泰耐火材料有限公司

中频感应电炉知识汇总,你想了解内容都在里面了!

发表时间:2023-07-21 访问量:1392

在选购设备时应注意以下事项:


1、变压器容量


目前对于行业比较常用的SCR全桥并联逆变中频电源,变压器容量和电源的数值关系式为:变压器容量的数值= 电源功率的数值 x 1.2。对于IGBT半桥串联逆变中频电源(俗称一拖二,一台熔炼一台保温,两台同时工作)变压器容量和电源功率的数值关系式为:变压器容量的数值= 电源功率的数值 x 1.1。
变压器为整流变压器为了减少谐波的干扰,尽量专机专用,即一台中频电源配置一台整流变压器。


2、进线电压


对于1000KW以下的中频电源一般采用三相五线制380V,50HZ工业用电,配置6脉冲单整流中频电源;对于1000KWY以上的中频电源则侧重于使用660V进线电压(有的厂家使用575V或750V,由于575VZ或750V是非标电压,建议不要选择使用)配置12脉冲的双整流中频电源,原因有二:一是通过提高进线电压提高额定工作电压;二是大功率产生的谐波会干扰电网,通过双整流可以获得较为平直的直流电流,负载电流为矩形波,负载电压接近正 弦波,减少电网干扰对其他设备的冲击。
有的用户盲目的追求高电压(有的1000KW使用900V进线电压),低电流以来达到节能的目的,但是以电炉的寿命为代价的,得不偿失,高电压容易造成电元器件寿命缩短,铜排,线缆疲乏,使电炉寿命大打折扣。另外高电压对于电炉生产厂家来说,在用材方面减少了原材料,节约了成本。电炉厂家肯定是乐意这样做(高售价低成本),最终吃亏的还是电炉的使用厂家。


3、产能要求


一般来说,按照单件的重量和每个工作日所需要的铁液的重量,可以确定中频感应熔炼炉的容量。然后确定中频电源的功率和频率。感应加热设备属于非标的产品。目前没有形成标准,行业普遍的配置为:1.5吨以下,功率按500-700KW/吨,频率为1000HZ;2-5吨,功率按500-600KW/吨,频率为500HZ;5吨以上,功率按500-600KW/吨,频率为250HZ。
国内中频感应熔炼炉功率密度基本在500-600KW/吨左右,与理论更佳值600-800KW相比较低,主要是考虑炉衬寿命和生产管理。高功率密度下, 电磁搅拌会对炉衬产生强烈的冲刷,对炉衬材料,筑炉的方法,熔炼工艺,材质,辅助的材料等要求较高。根据上述配置,每炉熔化时间在75分钟(包括加料,打捞杂质,调质时间)。若需要缩短每炉次的熔化时间,可在炉体的容量不变的情况下提高电源功率密度100KW/吨。


4.结构的选择


以减速机为倾炉方式的铝合金结构的供应熔炼炉俗称铝壳炉,能耗为630KW.h/t。以液压缸为倾炉方式的钢结构的感应熔炼炉俗称钢壳炉,能耗为580KW.h/t。相对铝壳炉,钢壳炉的优点有五点:
(1)坚固耐用,从倾炉的安全角度,应尽量使用钢壳炉。
(2)矽钢片制成的磁轭对感应线圈产生的磁力线起到了屏蔽和发射,减少了漏磁,提高了热效率,增大了产量,节能5%-8%左右。
(3)炉盖的存在减少了热量的损失,也提高了设备的安全性。
(4)使用寿命长,铝在高温下氧化的比较严重,造成金属韧性疲乏。在铸造企业现场,经常看到使用一年左右的铝壳炉炉壳破烂不堪,而钢壳炉由于漏磁少,设备使用寿命大大超过铝壳炉。
(5)安全性能钢壳炉要大大优于铝壳炉,铝壳炉在熔炼的时候由于高温,重压,铝壳容易变形,安全性差。钢壳炉使用液压倾炉,安全可靠。


5、细节查看


(1)炉壳和磁轭。铝壳炉有的厂家的炉壳往往是重量.和厚度不够;钢壳炉最重要的是磁轭的选择,同型号的钢壳炉磁轭的选择不同,价格差距很大,一般应选用全新的有取的Z11的高导磁率冷轧硅钢片制造,硅钢片的厚度在0.3mm,采用仿形结构,内弧面和感应线圈的外圆弧度相同,使得磁轭可以紧贴感应线圈外侧,更大限度的约束线圈向外发散磁力线,磁轭由两侧的不锈钢板和不锈钢夹持,焊接固定,通水冷却(有的厂家使用废旧,无取向,甚至是废旧变压器上拆卸下来的硅钢片来制作磁轭)。
(2)铜管和铜排。熔炼炉的核心是感应线圈,冷挤压铜管和铸造铜管的效果和价格相差甚远。应该采用巨型截面的T2冷挤压铜管,铜管的表面绝缘处理采用静电喷涂,达到H级绝缘,为保护其绝缘强度,在表面用云母带和无碱玻璃丝带分别缠绕包扎一次,而后再涂防潮绝缘瓷漆。线圈匝间留有一定得间隙,在涂线圈内耐火胶泥时应使耐火胶泥渗入缝隙,加强线圈上的胶泥在线圈上的附着力,耐火胶泥筑好后,内表面光整,便于拆除炉衬,以保护线圈,线圈上下两端增加几匝不锈钢水冷圈,增加整体刚性,有利于散热(有的厂家使用的是铸铜或者T3的铜管,导电差,容易破裂漏水应特别注意)。
(3)可控硅。各知名厂家的可控硅,质量可靠,稳定(在选择的时候要求电炉厂家注明可控硅的生产厂家,出示可控硅厂家的产品合格证等)。
(4)电源柜的选择:正规的厂家采用标准喷塑板柜壳。而非铁皮喷漆柜壳。并且中频电源的尺寸规格都是标准的。不正规的厂家电源柜也缩水,高度、宽度和厚度不够,甚至有的把电抗器搁置在电源柜外面的。正规的厂家中频电源内部都装有低压开关,不需要用户在另外配置电压开关柜。而有些不正规的厂家电源内部没有安装低压开关。无形增加了用户的费用(质量好的低压开关有环宇、正泰、德力西等)。
(5)中频炉电容器。进行无功补偿的电容柜最主要的是必须配备足量的数量,一般是电容的补偿量数值是电源功率的18-20倍。
(6)电抗器。电抗器的主要材料是硅钢片,应该选用正规厂家生产的新品,不能用回收的二手硅钢片。
(7)附件。水管卡子:中频熔炼炉成套设备中,有大量的水管连接,严格的讲应该用不锈钢卡子,更好的是使用铜制的活结,活结安装和拆卸方便,不用维护。特别适合应用于水冷电缆上,有利于电流传输而且不会发生漏水的情况,安全可靠。
除了上面的几点还有其他的元器件的选择也很重要,比如逆变无感电容、无感电阻、水冷电缆、连接铜排、水管等等。尽量要求熔炼炉生产厂家提供主要元器件的明细及生产厂家,不能只单纯的比价格而忽略了设备内部的结构和质量。
(8)技术实力。正规的厂家为研究先进的技术投入了大量的人力物力,设备先进齐全,技术精湛,在熔化速度、电耗、设备故障等方面反映不同。很多的生产厂家不具备厂内调试的条件,成本自然低一些,装配和调试工艺对质量的影响是非常大的,不同厂家,不同的工艺,不同的价格也造成不同的质量。
(9)售后服务。正规的厂家的保障售后服务较好。中频感应熔炼炉有一年的保修期,在此期间,任何非人为责任造成的设备故障,都会由生产厂家负责。

如何提高中频炉使用寿命


影响电炉坩埚的使用寿命主要有炉衬耐火材料、烘炉工艺和使用工艺等方面。


1、炉衬耐火材料


(1)炉衬耐火材料质量及其性能的好坏对炉子的使用寿命起到根本的作用。
要能抵抗高温热负荷作用,不软化,不熔融。同时还要具有高的体积稳定性,抵抗高温热负荷作用,体积不收缩和仅有均匀膨胀。
(2)耐火材料的成分。耐火材料中的杂质,在高温下能形成低熔点的化合物,从而降低了耐火材料的耐火度。因此,炉衬砂中要保证耐火材料含量,严格控制杂质成分,。
(3)耐火材料粒度配比。耐火材料合理的粒度配比,可以在筑炉过程中容易形成密度高的耐火层,在使用过程不易出现缺陷。下面是一组较合理的比 例:3.35mm~5mm、0.85mm~1.70mm、0.1mm~0.85mm、0.1mm以下的比例分别为17%、33%、20%、30%。


2、烘炉工艺


烘炉是为了获得烧结层的过程,烧结层的好坏直接影响到了炉子的使用寿命,烘炉是一个重要的环节。炉腔筑好后,应立即进行烘炉;烘炉前,检查电气设备、冷却水系统是否正常;烘炉时要严格按烘炉工艺进行。烘炉工艺是烘炉过程中的关键因素,具体要点:
(1)要控制好加热速度,特别是烘炉早期,如果加热速度过快,炉衬中的水分排出过快则容易形成裂纹,使炉子的寿命大大缩短。
(2)当炉衬被加热到573℃时石英相变过程中膨胀过快将容易引起裂纹甚至剥落,因此在400℃加热到600℃时,加热速度应减慢,而在870℃时应保温1h~2h,使其能缓慢且完全的相变。
(3)烘炉最后阶段为烧结保温,烧结温度根据具体耐火材料而定,一般希望能得到厚度为炉衬厚30%的烧结层,因此,一般烧结温度高于出铁温度50~100℃。


3、用炉工艺


炉子使用过程的各种工艺对炉子的使用寿命也相当重要,各种操作不当均可能会降低炉子的使用寿命。因此在使用过程中应注意以下几点。
(1)由于新炉的烧结层较薄,因此新炉的使用工艺很重要。新炉出水的第1炉应出50%即加料熔化,这样可避免全部出水后加料使炉衬骤冷而出现裂纹等缺陷;新炉尽可能地进行连续熔炼,避免间断熔炼忽冷忽热而造成的裂纹,一般应连续熔化1个星期。
(2)熔炼过程中尽量避免高温熔炼。在高温状态下,炉衬将与铁液进行坩埚反应,如下式:SiO2+2C→Si+2CO,温度越高、C越高、Si越低,炉衬的蚀损将加剧,尤其在新炉时更为明显,因此熔化时在保证出水温度下尽量避免高温。
(3)避免炉衬过热。由于中频炉升温速度相当快,当熔炼工不注意时,使炉料出现“架桥”现象而使炉衬出现局部高温甚至超过炉衬的耐火度,这样有可能使炉衬熔融而蚀损。
(4)在使用过程中,由于故障等原因需要长时间停炉时,应将炉内的铁液倒空,避免铁水冷凝时对炉衬的拉裂而使炉衬损坏。
(5)使用过程中尤其新炉时尽量使用干净的炉料。
(6)在停炉冷却时,为了避免炉衬骤冷,应进行空炉冷却,同时为避免炉衬在冷却过程中上下温差过大而产生裂纹,应盖炉盖,使炉衬在冷却时上下均匀,从而保证炉子的使用寿命。
(7)由于炉冷时不可避免的出现垂直裂纹,因此,冷炉启动时,应先低温烘炉,再进行熔化,从而使裂纹能先弥合,避免铁水熔化时渗入裂纹使裂纹进一步扩展。
(8)炉子使用过程中要注意观察炉况,观察好炉况就是对炉子的一种保护,每3日测量炉底,每日每炉均要观察炉墙,从而保障了炉衬的安全。
(9)对电炉设备进行维护和保养,如经常进行吹扫线圈,清扫线圈上的杂物防止线圈击穿,从而避免了由于设备故障而导致的拆炉,有效的提高了坩埚使用寿命。


4、延长电炉寿命注意事项:


(1)定期检查电炉及控制器各接头的连接是否良好。
(2)电炉和控制器必须在相对湿度不超过85%,没有导电尘埃,爆炸性气体和能破坏金属绝缘以及电子元件的腐蚀性气体的场所工作。
(3)控制器的工作环境温度限于0—50℃。
(4)电炉和控制器使用时,均不得超过额定功率,炉温不得超过更高使用温度,禁止将潮湿工件装入炉膛内,含有超高水分的被加热工件应预先烘干。
(5)保持炉膛内情清洁,对炉内的金属氧化物、溶渣和杂质等应及时清除,装卸工件时应谨慎。

日常维护、保养及管理


1、日常维护保养要点


每班次上岗和下班时都要对炉衬、感应线圈、水冷电缆、炉盖机构、倾炉油缸、高压电柜、主开关柜、倾炉控制柜、中频电源柜、变压器、电抗器、液压站、鼓风机除尘系统、水处理系统、冷却水系统及漏炉报警系统进行全面检查,并在工作中时时监控各系统的工作状况是否正常,水处理系统的维护因重视程度不够,寿命非常短,常因堵水、结垢、漏水等原因无法修复而报废,要引起高度重视。另一个难题就是倾炉和炉盖的液压系统总是有漏油的地方,易引起着火,应特别注意维护。


2、中频电炉的安全防护


(1)冷却水对中频电炉是至关重要的,因冷却水的故障而造成电炉设备损坏的几率是较高的,电炉应配备“一用一备”两台水泵,并配备应急冷却水系统,当供电中断时,可及时为炉体提供冷却水,避免造成损坏。
(2)液压倾炉系统也要配备“一用一备”两台油泵,倾炉油缸的进口需安装节流阀,防止炉体因液压系统失压而突然落下,当炉内存有铁液而又较长时间不能送电的情况下,若通过运行电炉熔化凝固在炉内的金属是非常危险的,因此,液压系统应配有发电机或手动泵或安保电源等应急措施,当电网供电中断时,能及时将炉内金属液倒出。
(3)可靠的接地漏炉检测报警系统是非常重要的,并应每班两次以上检查,试验其灵敏可靠性,经常检查炉衬的使用情况,方法是目测加测量,目测中下部是否有局部缺肉的地方,用“X”型尺测量其总高度和不同高度部位的直径,与坩埚比较,来判断炉衬的使用状态。
(4)配备计算机管理系统,自动对故障进行诊断分析,对电气系统、水冷系统等各系统的设置点参数进行扫描判断,且当参数异常时,发出报警信号,并能显示、分析和记录故障信息,这样故障在初始状态就会被发现,不会造成严重的设备损坏。


3、日常管理


(1)中频电炉应配备专职的电炉电工、钳工和水处理工,在使用过程中时刻监护。而且这些人员应有较高的技术水平和较强的责任心,定期培训考核。
(2)企业应根据电炉的使用说明书和专业的操作规范制定严格周密的中频电炉使用、维护保养管理制度,并严格执行,才能确保其安全运行。
(3)不是连续作业的情况下,每次开炉前要有预热时间,低功率将炉衬和炉料预热至暗红色后,再逐步加大功率。
(4)生产上应尽量保证连续作业,同材质的连续浇注,避免不熔化满炉的情况,并保证炉料的质量和配料的准确性。
(5)中频电炉在使用过程中应对水处理系统进行一丝不苟的维护和保养,按要求进行清洗等工作,应给予高度重视,确保水质稳定,避免水冷系统发生结垢、堵水等危险情况。
(6)中频电炉的使用、修炉、日常维护保养、维修都应有详细的记录。由主管领导定期对其环境、使用、维护、记录等情况进行检查,有奖罚制度,严格管理。

感应电炉炼钢的短处


耐火炉衬寿命主要是寿命不长


耐火炉衬是坩锅式感应电炉的重要组成部分,确保其正常运行,对设备作业的可靠性、经济效益、安全性乃至铸钢产品的冶金质量都至关重要。
1、坩锅式感应电炉熔炼所用的能量,是由感应线圈产生的磁通量、通过耐火炉衬传送到炉内金属的。耐火炉衬的厚度增大,则漏磁通增大,感应器输出的功率、功率因数和电效率都随之降低。为了尽量减少平衡电容对无功功率的补偿、提高电效率,必需尽可能地使耐火炉衬的厚度减到最小。因而,在炼钢用的各种熔炉中,感应电炉耐火炉衬的厚度,比任何炉型的炉衬都小得多,但是,其作业条件却又比其他炉型的炉衬苛刻得多。
2、炉衬的内表面接触熔融的钢液、温度很高,外表面则与水冷的感应线圈相接,薄薄的炉衬中温度梯度却非常之大。
3、炉内的钢液因电磁作用而不断搅拌,即电磁搅拌,增强了钢液对炉衬的冲涮,也增强了其中悬浮的氧化物对炉衬的侵蚀,而且搅拌作用也使钢液吸收气体的可能性增大。
4、如果炉衬打结的紧实度不够,或烧结不好,熔炉过程中有钢液渗入炉衬的裂隙,渗入的钢液因为有感应加热的作用,不会在裂隙中凝固,而要在裂隙中继续深入,直到接触线圈、引起短路,甚至造成重大的安全事故。
故对炉衬耐火材料的性能、粒度级配、炉衬的修筑、炉衬的烧结都必须严格要求,不能有丝毫马虎。

中频电炉炉衬寿命判断


为了多使用一次很可能发生炉衬被铁液穿透,甚至可能危及设备和人身的安全。故要求准确判断炉衬的寿命。
1、根据以往经验推算炉衬寿命,在炉衬寿命快到时注意观察电炉频率表、电压表、电流表等,如果这些表的表针在正常工作情况下不断摆动,本次工作结束后炉衬寿命将尽不要再继续使用。
2、操作工用铁棍正常扒渣接触铁液有触电感时时,应注意观察电炉工作声音,如果声音 “发闷”甚至出铁液时声音变化明显,说明钢液已侵入炉衬甚至击穿炉衬。
3、电路工作声音明显变“闷”,电路外壳与其他接地体接触电源便停止工作时,说明钢液已击穿炉衬,应马上切断电源倒出炉内铁液。



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