工频感应炉与中频感应炉

工频感应炉与中频感应炉

一、工频感应炉

工频感应炉是以工业频率的电流(50或60赫兹)作为电源的感应电炉。工频感应电炉已发展成一种用途比较广泛的冶炼设备。它主要作为熔化炉用来冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁。此外，还作为保温炉使用，同前，工频感应炉已代替冲灭炉成为铸造生产方面的主要设备，和冲天炉相比，工频感应炉具有铁水成分和温度易于控制、铸件中的气体与夹杂物的合量低、不污染环境、节约能源和改善了劳动条件等许多优点。因此，近年来工频

感应炉得到迅速发展。

工频感应炉全套设备包括四大部分。

1．炉体部分

冶炼铸铁的工频感应炉炉体部分由感应炉(两台，一台用于冶炼，另一台备用)、炉盖、炉架、

倾炉油缸、炉盖移动启闭装置等组成。

2．电气部分

电气部分由电源变压器、主接触器、平衡电抗器、平衡电容器、补偿电容器和电气控制台等

组成。

3．水冷系统

冷却水系统包括电容器冷却，感应器冷却和软电缆冷却等。冷却用水系统是由水泵和循环水

池或冷却塔以及管道阀门等组成。

4．液压系统

液压系统包括油箱、油泵、油泵电机、液压系统管道与阀门和液压操作台等。

二、中频感应炉

中频感应炉所用电源频率在150一10000赫兹范围内的感应炉称为中频感应炉，其主要频率在150一2500赫兹范围。国产小频感应炉电源频率为150、1000和2500赫兹三种。

中频感应炉是一种适用于冶炼优质钢与合金的特冶设备，和

工额感应炉相比具有以下优点：

1)熔化速度快，生产效率高。中频感应炉的功率密度大，每吨钢液的功率配置比工频感应炉

约大20一30％。因此，在相同条件下中频感应炉的熔化速度快，生产效率高。

2)适应性强，使用灵活。中频感应炉每炉钢液可以全部出净，更换钢种方便；而工频感应炉每炉钢液不允许出净，必须保留一部分钢液供下炉启动，因此更换钢种不方便，只适用于冶

炼单一品种钢。

3)电磁搅拌效果较好。由于钢液承受的电磁力是与电源频率的平方根成反比，因此中频电源的搅拌力比工频电源小。对于去除钢中杂质和均匀化学成分、均匀温度来说，中频电源的搅拌效果比较好。工频电源过大的搅冲力使钢液对炉衬的冲刷力增

大，不仅降低精炼效果而且会降低坩埚寿命。

4)起动操作方便。由于中频电流的集肤效应远大于工频电流流，因此中频感应炉在起动时，

对炉料没有特殊要求，装料后即可迅速加热升温；而工频感应炉则要求有专门制作的开炉料块(与坩埚尺寸近似，约以坩埚高度一半的铸钢或铸铁块)才能启动加热，而且升温速度很慢。阅此，在周期作业的条件下大多使用中频感应炉。起动方便带来的另一个优点是，在周期作

业时可以节约电力。

由于以上优点，中频感应炉近几年来，不仅广泛地用于钢与合金的生产领域，而且在铸铁生产中，特别是在周期作业的铸造车间也得到很快的发展。

中频感应炉的配套设备

中频感应炉的成套设备包括：电源及电气控制部分，炉体部分，传动装置及水冷系统。

中频感应电炉的特点

一、中频感应电炉作为一种金属材料的熔炼设备，它有以下特点：

1．利用电磁感应原理使炉料本体发热，因而发热快、熔炼周期短、热效率高；

2．加热能源清洁，加热过程中没有大量的火焰和气体放出，污染小，降低了环保设备的

投资；

3．由于电子技术的发展，使变频设备变得更加小巧轻便，容易控制，易于熔炼过程的功

率控制或实行熔炼过程的自动化；

4．变换熔炼金属材料的种类方便，尤其适应于产品小批量多品种的铸造单位；

由于以上所述的设备属性良好，在铸造生产中得到较为广泛的应用。

二、中频感应电炉的设备在熔炼生产中的工艺属性：

由于整个熔炼过程中金属液自始至终处于强烈的电磁搅拌中，因而终点成份均匀度高，宏观偏析小，而且易于各类夹杂物的上浮，可以得到基体比较纯净成份比较均匀的材料。但同样由于动力学条件好使大气组份易溶与金属液中，对部分金属形成危害；

由于炉体条件等因素不适宜进行大规模的脱碳、脱硫、脱磷操作，限制了熔炼原材料的

来源；

由于发热体是被熔炼的金属炉料，炉口又是较大的散热通道，因而造成成渣困难，渣温始终比钢温低许多,要按保守的工艺去造一定碱度的渣相当困难。

三、中频感应电炉常规炼钢工艺方法及特点：

1 不氧化法炼钢工艺

大多采用酸性炉衬，炉料成分接近终点成分。因为酸性炉衬限制了渣的碱度，一般的酸性渣不能完成脱硫和脱磷任务，而且传递氧的能力低，又不利于扩散脱氧的进行。所以酸性炉衬的不氧化法炼钢工艺仅是个重熔工艺，一个完全依靠熔前配料来达到终点成分的工艺，而且工艺质量并不高，但工艺过程简单，比较明显的弱点是熔炼过程不氧化，没有一个沸腾的过程，不能有效地去除钢中各类夹杂物，遗留于钢液中，恶化材料的性能；其次，整个体系的热力学条件不支持硅的氧化，而且钢液中的碳和出钢时加入的铝分别在一定条件下会部分还原炉渣和炉衬中的硅，加上有些盲目工艺用硅来脱氧，长期循环累积，成品钢的含硅量

通常都在高位徘徊甚至脱格，不利于提高钢的机械性能。

2 氧化法炼钢工艺

一般采用碱性炉衬，对炉料的宽容度比较大，炉料成分可以和终点成分有较大的距离，但仍不宜进行大规模的脱碳、脱硫和脱磷操作，由于吹氧过程极易危及炉衬而导致穿钢事故；脱硫任务过重也会延长还原期操作而导致炉衬蚀损严重，或降低炉龄或发生事故。由于氧化法炼钢工艺有一个氧化沸腾的过程，能相当有效地去除钢中各类夹杂物和有害气体，优化了材料的性能。但其工艺方法复杂，对操作者要求有较高的技术素质，而且工艺偏差大，稳定

性差，炉衬及设备寿命低。