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中频炉改造方法

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中频炉改造方法

发布日期:2019-10-17 作者: 点击:

1 中频炉提高熔化率的必要性 国内铸造用晶闸管中频炉,其熔化速度与国外先进的同类中频炉相差甚远。国内用于铸造的中频炉,特别是中小企业大部分中频炉容量为l50~300kg,频率在l000Hz左右,功率重量比为l:(1.56~1.88),熔化时间多在9O~120min,熔化率在0.125~0.20t/h。 国外用于铸造的容量相近的中频炉多为2500Hz左右的频率,功率重量比在(1.5—2):l,熔化时间只需20~25min。进口的中频炉熔炼时间短,合金元素烧损少,能耗低。 提高熔化率,降低能耗,是企业降低成本增加效益的重要手段。但是将中频电源改频需要改动的地方较多,如更换逆变用晶闸管,改变触发频率.重新绕制电抗器,重制感应圈等。这些工作都需要有专业技术知识,改造难度较大。特别是生产厂家很难自行完成。 能否在不改动电源的情况下提高熔化率呢?经过分析,结论是只改动感应圈同样可以提高熔化速度。 2 改造感应圈提高熔化率的可行性分析 国内生产的晶闸管中频炉多采用并联谐振方式。中频电源的直流电压是基本固定的,约500V,三相交流电经桥式全波整流得到单相直流电,电压约为380V×1.35=510V,然后经逆变桥变为单相l000Hz中频交流电送到炉体对要熔化的金属进行加热使其熔化。 国内生产的中频炉感应圈磁场内的铁磁材料(待熔化的钢和铁)导磁率较低,温度达到居里点以后导磁率更低,趋近于1,既影响中频电源的功率输出,叉影响熔炼速度。在不对中频电源进行大改动的情况下,提高感应圈内的磁场强度就成为提高熔化率的重要手段。 以前炉体的设计多是沿用前苏联的设计方案。感应圈的高度直径比较低,约为1.2:l,匝间距较大。感应圈可看成一个大的螺线管.增加线圈的匝数.减小线圈的直径,就可以提高线圈内的磁场强度。因此提高感应圈的高度直径比,增加匝数,减小匝间距就可以解决上述问题。 基于上述分析,对几个厂家生产的250kg中频炉的感应圈进行了测量。匝数多为16或17,最少为l4匝。匝间距在6~8mm。 经过多次计算确定从三个方面改进感应圈进行试验: (1)匝数定为20和2l。 (2)匝间距定在2~3mm。 (3)高度直径比为(1.4~1.6):1。 同时进行了加大感应圈截面积试验。 3 中频炉感应圈与中频电源的匹配 中频炉的工作点靠谐振点越近,其频率就越高。中频输出电流I=U/Z就越小,输出功率P=U×I也减小,这是应避免的。因此需要合理选用感应圈即炉体线圈的电感量和谐振电容的电容量。 在实际生产中感应圈内的电感量变化很大;一方面与感应圈的内径、高度、匝数有关;另一方面还与炉料的形状、大小、导磁率有关。在设计时取炉料的导磁率为1,因为大部分炉料在温度达到居里点(950℃)以后导磁率都趋近于1。这样作近似计算的结果与实际运行误差不大。

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