3吨中频炉并联结构技术特点讲解
3吨一拖二串联中频无芯感应熔炼炉
3吨一拖二串联中频无芯感应熔炼炉技术方案甲方：包钢钢联股份有限公司包钢无缝厂乙方：包头市宝丰电炉有限责任公司二O一一年五月目录一、总则 (2)二、设备性能 (3)三、技术标准及参数 (4)四、运行条件及工作制度 (7)五、配置说明 (9)A、电源柜B、钢壳炉C、水冷电缆D、电源和炉体循环水路E、液压缸体及泵站F、PLC远程操作面板G、炉衬推出机构H、炉衬监测装置六、设备配置表 (12)七、甲、乙双方分工 (13)八、设备安装、调试、验收和人员培训 (14)九、技术资料、图纸及操作维修手册 (14)十、制作工艺 (15)十一、其它 (16)包钢钢联股份有限公司包钢无缝厂（以下简称甲方）包头市宝丰电炉有限责任公司（以下简称乙方）甲方采购一台3吨一拖二串联逆变中频无芯感应熔炼炉用于黑色金属冶炼，方案内容还包括设备水冷却系统（3吨中频电炉一套外架1吨中频电炉一套），变压器及所有连接等交钥匙工程。
乙方提供技术方案一套。
一、总则：本技术方案使用范围仅限于甲方3吨一拖二串联中频熔炼炉的技术要求，3吨电炉整套设备包括：设备总体设计及供货范围内所有设备元器件的选型、设计、制造、出厂试验、交接试验、包装、运输、安装、调试、保修、设备试运行、售后服务等技术要求及服务。
乙方负责提供设备整机合格证明、测试报告、相关图纸资料、使用说明、设备元器厂合格证明及使用说明。
此技术方案须甲方认可并签订技术协议后，属合同附件之一，具有同等法律效力。
此技术方案涉及的制造要求及标准，甲乙双方确认签字后，乙方对所涉及的产品质量及安全负责。
甲方须提供符合国家标准的优质产品。
二、设备性能用途：用于熔炼球墨铸铁、合金结构钢、高镍合金钢、耐热合金等。
本设备组成范围：变压器→二次铜排→中频电源→电容器柜→炉体→液压倾炉系统→远程操纵台→辅件→水泵3吨电源冷却板式交换器3吨电容柜冷却水池→水泵3吨电炉横流式散热塔→水池3吨水冷电缆1吨电炉1吨水冷电缆→水泵1吨电源冷却板式交换器1吨电容柜冷却设备安全可靠，符合国家标准及相关法规。
中频炉的相关特点和工作原理
中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至1000HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。
中频炉这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即，金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。
例如，把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈本身温度已很低，可是圆柱体表面被加热到发红，甚至熔化，而且这种发红和熔化的速度只要调节频率大小和电流的强弱就能实现。
如果圆柱体放在线圈中心，那么圆柱体周边的温度是一样的，圆柱体加热和熔化也没有产生有害气体、强光污染环境。
国内知名生产商河北恒远电炉制造有限公司生产的中频炉广泛用于有色金属的熔炼［主要用在熔炼钢、合金钢、特种钢、铸铁等黑色金属材料以及不锈钢、锌等有色金属材料的熔炼，也可用于铜、铝等有色金属的熔炼和升温，保温，并能和高炉进行双联运行。
］、锻造加热［用于棒料、圆钢，方钢，钢板的透热，补温，兰淬下料在线加热，局部加热，金属材料在线锻造（如齿轮、半轴连杆、轴承等精锻）、挤压、热轧、剪切前的加热、喷涂加热、热装配以及金属材料整体的调质、退火、回火等。
］热处理调质生产线［主要供轴类（直轴、变径轴，凸轮轴、曲轴、齿轮轴等）；齿轮类；套、圈、盘类；机床丝杠；导轨；平面；球头；五金工具等多种机械（汽车、摩托车）零件的表面热处理及金属材料整体的调质、退火、回火］等。
中频炉系列透热炉特点节约特点●加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与成本、延长模具寿命由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。
由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，中频加热锻件的氧化烧损仅为0.5％，煤气炉加热的氧化烧损为2％，燃煤炉达到3％，中频加热工艺节材，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
并联连接线路
串联连接线路
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
CONTROLLABILITY
电流反馈并联逆变器
20–30%
70–80%
70 -- 80% 的线圈电流在感应线圈和电容器之间 流动，这部分线圈电流是不可控的
只有 20--30% 的线圈电流流过可控硅 逆变器只能控制20—30%的线圈电流
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
可控硅是一种电流控制器件 由于过电压而损坏可控硅的几率远远
大于由于过电流损坏可控硅的几率
可控硅是由其 KVA来定义的 – 电流 X 电压
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
可控硅是由KVA值– 电流 X 电压来定义的
并联线路中可控硅处于高电压小电流的工作状态 在串联线路中可控硅处于低电压大电流的工作状态
炉体2
100% kW 0
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
应达公司
DUAL-TRAK
1993年12月21日
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
DUAL-TRAK
双供电电源
逆变器
整流桥
滤波电容
炉体电容器
0--100 % 功率
3,6 或 12 相交流电
这一点的能量恒定保 持在 100%
功率分配控制
Time
生产熔化周期
第一个生产周期
非生产周期
第二个生产周期
第一个炉体在第二个炉体完全熔化完毕之前进行除渣并倒空，电源功率的利用率有可能达到 100%
中频炉原理结构
INDUCTOTHERM
MULTI-TRAK
中频炉原理结构
3吨中频炉筑炉工艺
3吨中频炉筑炉工艺
1、按配料单备好各种筑炉材料，
其中：石英砂氧化硅含量大于98%；
颗粒度符合规定，干砂、干粉干燥不潮湿。
2、用吸铁石出去含铁杂物
3、将石英砂、石英粉及硼酸进行干混，再加适量水拌均
匀。
4、靠感应线圈敷石棉布一层，玻璃丝布2层
5、炉底筑炉料厚度为250MM。
要求分四次捣固，捣锤用
力均匀，处处捣紧到位密度一致。
6、炉底捣固好后将坩埚放置炉堂中央，测量四周壁厚，
要求壁厚均匀一致。
在坩埚中放置重物进行定位。
7、炉壁每层加沙厚度为60—80MM，每层不间断捣固约
10分钟。
炉嘴、炉领用水玻璃调制的筑炉沙捣制。
8、筑炉后进行烘炉，烘炉料填装为满炉料的60%并且尽量高
出炉领,按照开炉要求检查各系统，检查无误后将功率调至80—150KV A烘烤10—12小时。
3吨串联中频炉技术原理与分析
3吨串联中频炉技术原理与分析3吨串联中频炉全套设备主要由整流电源变压器、母线、低压隔离开关柜、单供电中频电源、动力控制箱、3吨电炉体、液压泵站、倾炉操作台、水冷电缆、冷却水分配器、坩埚模、水冷却系统等组成。
一、电源整流变压器电源整流变压器用于将电网的10KV高压降到适合中频电源的电压(输出电压由设计生产单位自行确定)。
3吨串联中频炉采用专用2000KVA整流变压器，油浸自冷。
变压器的一次电压10KV±5% ，二次电压660V±5%(仅供参考，输出电压由设计生产单位自行确定)。
D/Y-11，d0接线形式，六相输出。
电源变压器的短路阻抗范围在6%--8%之间。
在变压器的高压側装有无载手动调压开关，可以在-10%，0，+10%三档调节输出电压。
电源变压器上装有瓦斯继电器和油温表，其输出与高压开关柜联锁。
当变压器出现瓦斯报警或油温超高时，自动切断高压。
二、低压隔离开关/动力控制柜额定电流2500A，6相。
接在电源变压器和中频电源之间，用于中频电源的隔离检修。
在低压开关柜上装有监测变压器二次输出的电压表、电流表以及用于统计能耗的电度表。
其作用为：第一用于隔离变压器和中频柜，在中频柜维修时切断电源。
第二低压隔离动力柜同时控制油泵及水泵的工作，向液压油泵，水泵，照明灯等提供动力控制，并在主电路停电时将这些设备接到备用电源上。
它有2路输入，分别接主电源和备用电源（可以为发电机组或其他）,在满足水泵，油泵冷却塔等正常使用外另提供2路输出供备用。
三、中频电源采用一套2000KW单供电中频炉。
电力半导体采用晶闸管半桥串联逆变变频。
3吨串联中频炉中频电源应具有以下功能：1、整流电路中频电源采用12脉冲可控硅桥式整流线路。
至少为11次谐波；电网侧功率因数始终大于0.95；无需控制。
中频电源的整流变压器采用D/Y-11，d0接线形式，变压器的二次有二组三相输出，这二组输出的线电压相等，都是660V，但是相位相差30 。
中频炉原理及特点
中频炉电源原理及特点（1）IGBT中频电源是一种采用串联谐振式的中频感应熔炼炉，它的逆变器件为一种新型IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管，德国生产），它主要用于熔炼普通碳素钢、合金钢、铸钢、有色金属。
它具有熔化速度快、节能、高次谐波污染低等优点。
（2）IGBT中频电源为一种恒功率输出电源，加少量料即可达到满功率输出，并且始终保持不变，所以熔化速度快；因逆变部分采用串联谐振，且逆变电压高，所有IGBT中频比普通可控硅中频节能；IGBT中频采用调频调功，整流部分采用全桥整流，电感和电容滤波，且一直工作在500V，所以IGBT中频产生高次谐波小，对电网产生污染工低。
（3）节能型IGBT晶体管中频电源比传统可控硅中频电源可节能15%-25%,节能的主要原因有以下几下方面：A、逆变电压高，电流小，线路损耗小，此部分可节能15%左右，节能型IGBT晶体管中频电源逆变电压为2800V，而传统可控硅中频电源逆变电压仅为750V，电流小了近4倍，线路损耗大大降低。
B、功率因数高，功率因数始终大于0.98，无功损耗小，此部分比可控硅中频电源节能3%-5%。
由于节能型IGBT晶体管中频电源采用了半可控整流方式，整流部分不调可控硅导通角，所以整个工作过程功率因数始终大于0.98，无功率损耗小。
C、炉品热损失小，由于节能型IGBT晶体管中频电源比同等功率可控硅中频电源一炉可快15分钟左右，15分钟的时间内炉口损失的热量可占整个过程的3%，所以此部分比可控硅中频可节能3%左右。
（4）高次谐波干扰：高次谐波主要来自整流部分调压时可控硅产生的毛刺电压，会严重污染电网，导致其他设备无法正常工作，而节能型IGBT晶体管中频电源的整流部分采用半可控整流方式，直流电压始终工作在最高，不调导通角，所以它不会产生高次谐波，不会污染电网、变压器，开关不发热，不会干扰工厂内其他电子设备运行。
（5）恒功率输出：可控硅中频电源采用调压调功，而节能型IGBT晶体管中频电源采用调频调功，它不受炉料多少和炉衬厚薄的影响，在整个熔炼过程中保持恒功率输出，尤其是生产不锈钢、铜、铝等不导磁物质时，更显示它的优越性，熔化速度快，炉料元素烧损少，降低铸造成本。
新节能型3吨一拖二中频炉辅助设备配置说明
新节能型3吨一拖二中频炉辅助设备配置说明新节能型3吨一拖二中频炉必须配一下设备配置：1、中频炉漏炉报警装置3吨一拖二中频炉需设置炉衬厚度检测装置：炉衬厚度检测装置正常工作时，工作指示灯点亮，报警灯熄灭。
当炉衬发生低电阻现象或感应线圈对地有短路现象时，报警灯点亮，蜂鸣器发出报警声。
检测装置带有自测按钮及复位按钮，装置正常时，按下自测按钮，报警灯点亮，蜂鸣器报警。
按下复位按钮可解除报警，并恢复检测装置重新工作。
在复位按钮和自测按钮下方的按钮是用来分断底电极的，当检测装置在正常工作时出现报警，该按钮可用来初步判断报警的原因。
检测装置能判断炉衬变化情况。
2、中频炉输出铜排及水冷电缆中频电炉输出铜排采用优质T2铜排，纯度为99.9％。
铜排连接中频炉电源和炉体水冷电缆。
水冷电缆采用优质T2材质的多股铜绞线，外套采用美国盖茨无炭胶管或高强度阻燃橡胶管，接头需冷压成型，保证接触好，抗拉能力强。
中频炉水冷电缆与感应线圈联接需保证导电性能更好、在高温工作环境下不变形，接触好，寿命长，抗渗能力＞10kg/cm2，更换方便快捷，便于维修。
3、中频炉坩埚模坩埚模采用≥8mm钢板卷制而成，随炉熔化或厚板筑完炉衬便随时拔出。
4、中频炉炉衬快速顶出机构3吨一拖二中频炉炉衬顶出机构用于快速拆除废的炉衬，需有顶推块、顶推油缸和操作机构等组成。
顶推块装在炉衬下面可以通过炉体底部的顶推孔与顶推油缸相连需要推出旧炉衬时，可将炉体倾转90°将顶推机构与炉底的固定部件连接，操作炉台上的手柄即可将旧炉衬推出。
5、中频炉炉台现场操作柜：仪表和操作控制器件安装在面板上。
操作台上安装操作开关、按纽、信号指示灯及仪表指示。
主要功能是手动人工操作中频炉系统的工作与停止。
此面板有铰链，可以打开方便维修检查。
主要有如下组成部分。
✧功率表，电压表显示电炉电压和频率表，以及所需的变送器，电压互感器，电流互感器，用于监视和控制两台电炉的运行工况。
✧按纽控制逆变器的“运行”和“断开”✧主电源指示灯，当断路器合闸向中频炉电源送电时，此指示灯亮。
3吨中频熔炼炉配置方案
3吨中频熔炼炉配置方案
设备主要技术指标、配置、特点
1. 电源采用目前最先进的电子线路控制，具有过压、过流、限压、限流、缺相、欠压、欠水压、相序自动识别、冷却水温超限报警保护等多项保护功能。
功率因数自动调节功能。
可实现从冷炉料到浇铸整个循环期间不论炉况如何变化，自动保持向炉体送满功率，使得每度电熔炼金属量最多，同样功率加热时间最短，因此增加了生产厂商利润。
提高了劳动生产率。
2. 控制线路专设集成箱与高压区全隔离，保持控制室清洁，冷却。
大大提
高控制线路板寿命和系统可靠性。
3. 优选国际、国内知名厂家大功率变流器件，并将他们运行在50%的额定容量下，因此具有100%的设计安全系数，增加整个系统可靠性。
4. 采用宽大的空气冷却铜排，与水冷铜排相比，更多的能量用于加热，效率增加，不需要维修。
5. 电源起动采用零电压扫频起动，无冲击，在空载、重载、冷钢等状态时均能可靠起动态，稳定可靠，无故障时间长，方便检修。
（2）加热特点：
1. 加热速度快，加热温度均匀，氧化损耗少，金属成分均匀。
2. 可从冷炉直接加热，更换品种方便。
3. 精湛的线圈设计，优质的厚壁铜管，通过合理选择感应圈的匝间距离使
得感应圈的转换效率最高，电阻最小，更多的能量可用于熔炼、加热，强度高，线圈不易发生因电弧和膨胀力而引起损坏。
4. 牢固的线圈支撑系统，使得每匝线圈都牢牢的锁紧，消除匝间短路可能。
5. 克服电磁力作用推动力，大大延长炉衬使用寿命。
3吨一拖二中频炉技术参数
3吨一拖二中频炉技术参数1概况：3吨一拖二中频炉系统，用于铸钢件、铸铁件的生产，由一套不小于2500KW 双供电变频电源和两台3t无芯钢壳感应熔化电炉以及系统正常运行所需的辅助设备组成。
一台串联谐振双输出电源带二只电炉可同时工作（俗称一拖二），即输出功率可以在两个炉体之间无级任意分配，可以同时对两个炉体进行送电,一个保温,一个熔炼。
电源柜和炉体使用各自独立的闭路循环水系统，包含闭路冷却塔。
整流变压器采用一次高压电降到适合中频电源的输入电压，一次电压用10KV，二次采用DY11，d0接线。
6相12脉整流形式。
2组成范围2.1主要包括1套进线高压柜（选配）、1台整流变压器（选配）、1套不小于2500kW中频电源、2套不小于2500kW逆变器、2套3t炉体、1套冷却水系统（选配）、1套控制系统（选配）等。
第二章技术要求1中频炉工作模式:1.1一套炉体熔炼生产，另一套炉体备用1.2一套炉体熔炼生产，另一套炉体保温2设备的主要工艺参数：2.1中频炉主要工艺参数3吨一拖二中频炉主要参数序号型号名称1变压器额定功率≥2500KVA1进线电压660V±5%2电源额定功率≥2500KW（一套供电系统、功率位置任意分配）3中频频率≥300HZ4熔化温度1600℃5额定容量3t6最大容量≥3.1t7整流、逆变形式串联8熔化率（化钢水）3t/h9熔化耗电量（热炉、钢水）550KW.h/t±5%（1600℃）10熔化耗电量（热炉、铁水）525KW.h/t±5%（1500℃）11功率因数≥0.9512供电形式实现双供电（熔化、保温或熔炼同时进行）13炉型一拖二即一套电源两个炉体14噪音85dB15起动成功率100%3中频炉主要设备功能技术说明3.4.13吨一拖二中频炉电源柜：（1套）串联谐振双输出中频电源所有器件都安装在封闭的柜子内。
进线电源为660V，3相6脉或者6相12脉整流形式，50HZ。
3吨串联中频炉技术说明
性能方面 1：可控硅串联电源的整流桥采用全开通整流，整流过程中可控硅始
终处于完全开通状态，因此可控硅串联电源具有以下优点。 a:功率因数高。无论何种炉况，无论满功率、半功率或小功率， 设备的总体功率因数始终≥0.96。因此，在供电电费方面，不仅 没有因功率因数低带来的罚款，甚至还有因功率因数高而带来的 奖励。 b:整流电源采用 12 脉波整流方式，这种整流方式和六脉波整流 相比可以有效的抑制 5 次和 7 次谐波，能有效的减小谐波分量对 电 网 的 干 扰 。 产 生 的 高 次 谐 波 分 量 更 小 ， 对 电 网 的 影 响 更 小 。所 以在大型电炉中（2000KW 以上）均采用这种整流方式。 2：可控硅串联电源的整流桥采取软启动的方式启动，因此在电源合 闸时对电网无冲击。 3：可控硅串联电源的逆变桥采用电压反馈型串联谐振电路，因此可 控硅串联电源还具有以下优点。 a:高的变换效率。把电能由三相工频交流电转换为单相中频交流 电的转换效率高达 97%。 b:高的熔化速率。我们生产的可控硅串联电源可以恒功率运行，
共 12页
第 4页
类 型：中频炉技术说明 名 称：《3 吨串联可控硅中频炉技术说明》
采用大容量 KK 可控硅和快速二极管。 5、方便的模块调试功能 我公司在应达及国外中频炉控制模块的基础上加以改进，整个逆变控制 模块只有三个调整电位器（W1 过压、W2 过流、W3 逆变导通角），线路简 单便于维修调试 （其他的控制核心器件多繁琐。调整电位器多达 20 多 个，专业人员调试也很费劲。用户根本不能调整，电气讲究的是简单故 障率低。）
3 吨串联中频炉炉体由炉壳、固定架、倾炉机构、感应线圈、磁轭等组成，
另配炉衬材料、漏炉报警装置。 7.4.1、炉壳： 中频熔炼炉炉壳是采用钢板卷制焊接而成的鼠笼式框架结构体，炉壳下部有 炉衬顶出机构的固定支架。炉壳内配有仿形磁轭。磁轭屏蔽可以减小漏磁防 止炉体发热，提高电能效率，同时支撑感应圈，提高强度，在磁轭不取走情 况下可以方便的拆装线圈和对线圈的维修、观察、散热。 7.4.2、固定架： 固定炉架采用高强度整体钢结构件，保证长时间工作不变形。炉子平台用 8mm 花纹钢板制作，在长期使用中能保持平整、不变形，炉子工作平台上噪音＜ 85dB。 7.4.3、倾炉机构（液压柱塞缸） 倾炉采用两个倒置安装的柱塞式液压缸，液压缸进液口处直接连接限速切断 阀（流量控制阀），防止因管路破裂等原因导致炉体急剧下降而造成事故，倾 炉采用手动调速换向阀控制。 两油缸油路并联，同步无卡阻，倾炉时炉体升降平稳。油缸外侧需有耐高温
中频炉、中频电炉的优势特点
中频炉、中频电炉的优势特点中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至1000HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。
由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。
由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，中频加热锻件的氧化烧损仅为0.5%，煤气炉加热的氧化烧损为2%，燃煤炉达到3%，中频加热工艺节材，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。
中频炉加热速度快、中频炉生产效率高、中频炉氧化脱炭少、中频炉延长模具寿命、中频炉工作环境优越、中频炉提高工人劳动环境和公司形象、中频炉无污染、中频炉低耗能、中频炉熔炼速度快、中频炉节电效果好、烧损少、能耗低、中频炉自搅拌功能、熔炼温度及金属成分均匀、中频炉电加热作业环境好、中频炉启动性能好，空炉、满炉均可达到100%启动。
中频炉的节约特点●加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与成本、延长模具寿命由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。
由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，中频加热锻件的氧化烧损仅为0.5%，煤气炉加热的氧化烧损为2%，燃煤炉达到3%，中频加热工艺节材，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。
其材料利用率可达95%。
由于该加热方式加热均匀，芯表温差极小，所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命，锻件表面的粗糙度也小于50um工艺节能，中频加热比重油加热节能31.5%～ 54.3%，比煤气加热节能5%～40%。
12脉3吨一拖二中频炉图纸技术说明
L8
107
135
P5
L10 限 流1
S2 均流开 关
电 源异 常
0°
微调1
L9 过 流1
S3
ON 12
ON 12
过流1
ON 12
L9: 整流 1 的过流 1 指示灯; L10: 整流 1 的限流 1 指示灯; L12: 限压指示灯；
68
69
70
P6 电 流 减 半
P14
P7
166 167 168
L15
S7 扫频开 启
L14 过 压 L12
169
170
频率过低
171
172
P12
限压
RP+
133
B角 下 限
L16
135
162
164
45
44
L13
P10 P11
D55
B角 过 大
扫频上限
过压
中频
限压 中 频 异 常
+IS1
+IS2
delI 143
P9
46
210
154
211 134
47
138
电压减 半
脉冲 2 脉冲 1 ＋ 24V
＋ 24V 脉冲 1 脉冲 2
ON 12
Hz
S5
135
L13：中频指示灯：当中频电压已建立（100V 以上）时，此灯被点亮。 L14：过压保护灯； L15：频率过低指示灯：当逆变频率低于适当值（100HZ 以下）时，此灯被点亮同时直流移相电压拉回零点，扫频振荡器输出频率被拉回最高频率。 L16：β角过大指示灯：当逆变锁相角大于设定值时，此灯被点亮，同时将限流值降低到适当值，以便锁相跟踪电路重新回到稳定状态。 控制板微动开关功能介绍： S1：过流 2 减半检查开关，接通时保护设定值降低一半； S2：均流开关，接通时均流功能有效； S3：过流 1 减半检查开关，接通时保护设定值降低一半； S5：过压减半检查开关，接通时保护设定值降低一半； S7：扫频开启开关，接通时自动扫频起动功能有效。 以上介绍的是主控板的功能元件分布及作用。 参考波形 1. 3 吨一拖二中频炉整流部分整流脉冲： 特点：双调制脉冲，两脉冲间隔 60°，每个调制脉冲是由 4~8 个小脉冲组成的序列，总宽度约 1000μS。脉冲幅度一般 4~8V，小脉冲宽度应大于 100μS。
串、并联中频感应电炉原理与特点对比
串、并联中频感应电炉原理与特点对比2011-04-22 06:48:51| 分类：中频炉故障与维修| 标签：逆变功率电炉中频电路|举报|字号大中小订阅11．1 串联逆变中频感应熔炼炉图1为串联逆变中频感应熔炼炉(以下简称串联电路)主回路电路图。
该种供电方式是l台电源可以同时向2台电炉馈电熔炼，亦可以1台炉子熔炼，另1台保温。
以苏州振吴电炉有限公司生产的一拖二串联电路中频感应电炉为例，由图1可知，逆变部分是由2个半桥式逆变电路相串联。
这种串联电路在使用过程中，整流电路一直处于全导通状态，所以功率因数不小于0．95(整流输出电压Ud恒定不变)，串联电路功率输出是通过调节逆变导通角大小来控制的。
这里所指的功率因数是：C0S&=P／S式中：P有功功率。
S视在功率．& 书——电路中电压与电流之间相位差。
有功功率反映了交流电在电阻性负载上做功的大小或转变为其他形式能量(如热能、机械能、光能)的效率，以图1所示的一拖二串联电路为例，逆变桥1(10t炉子)和逆变桥2(30 t炉子)各给一个10V的给定输出电压．两个给定输出电压通常以一个乘法器集成块相互控制，在工作时：1)当逆变桥l给定输出电压1V时．逆变桥l输出功率为额定功率的10％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到9 V。
逆变桥2输出功率为额定功率的90％。
2)当逆变桥l给定输出电压10 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的100％，此时逆变桥2输出功率为额定功率0。
3)当逆变桥l给定输出电压6V时，逆变桥l输出功率为额定功率的60％，此时逆变桥2给定输出电压最大能达到4V，逆变桥2输出功率为额定功率的40％；以此类推，逆变桥1(10 t炉体)和逆变桥2(30t炉体)两炉体功率任意分配。
4)当逆变桥l给定输出电压3 V时，逆变桥1输出功率为额定功率的30％，此时逆变桥2也可以停用。
1．2并联电路中频感应电炉图2为并联电路中频感应电炉主回路电路图，逆变部分为并联电路。
老型新型3吨中频感应加热炉技术参数的比较
老型新型3吨中频感应加热炉技术参数的比较最新型3吨中频感应加热炉是西安科信感应加热设备有限公司的节能型中频炉，根据逆变谐振的不同分为普通3吨并联中频炉和3吨串联中频炉而3吨串联中频炉又分为单台3吨串联中频炉和3吨一拖二中频炉由用户自行选配。
3吨中频感应加热炉由2000KW中频电源、2台3吨钢壳或者铝壳中频炉，钢壳中频炉有装磁轭。
根据倾炉的不同，要求用户自行选配液压倾炉或者机械倾炉。
选配普通6脉冲整流变压器或者12脉冲整流变压器、选配全套水冷却系统。
一、老型普通经典线路3吨并联中频炉3吨并联中频炉的2000KW中频电源采用可控硅中频电源或12脉中频电源由选配，负载采用并联谐振。
12脉中频电源消除了5、7高次谐波，大大减少了电网的谐波干扰。
普通经典线路3吨并联中频炉技术参数设备配置设备型号GWT-3/2000 技术指标（6脉）技术指标（12脉）中频电源额定功率2000KW 频率1000Hz 2000KW频率1000Hz中频电源进相电压3*950V 6*950V中频电源整流形式3相6脉整流6相12脉整流中频电源启动方式零电压启动或者扫频启动扫频启动启动成功率100%（含重载）100%（含重载）额定电压2800V 2800V额定容量3T 3T额定温度1600℃1600℃配中频电源规格KGPS-3/2000中频电源KGPS-2/2000中频电源配中频炉规格GW-3钢壳或者铝壳中频炉GW-3钢壳或者铝壳中频炉熔化率3T/H 3T/H直流电流1600A 1600A交流电流1300 A 1300 A功率因数≥0.85 ≥0.85倾炉方式：选配减速机或者液压选配减速机或者液压水冷电缆两根两根二、进步线路超级快速节能型串联线路3吨串联中频炉1、新型单台3吨串联中频炉单台3吨串联中频炉是串联逆变中频电炉，是串联逆变熔炼炉，由2000KW中频电源采用KGPS中频电源或12脉中频电源选配，2吨串联逆变中频炉是最节能的中频炉型：功率因数高于0.95。
中频炉原理结构范文
中频炉原理结构范文中频炉（Intermediate Frequency Furnace，简称IF炉）是一种用于工业金属熔炼和加热的设备，原理是利用中频电磁感应加热的工艺。
下面将详细介绍中频炉的原理和结构。
一、中频炉的工作原理中频炉的工作原理是利用电磁感应加热的原理。
它通过感应线圈产生的交变电磁场在感应过程中，将电能转变为热能，达到熔炼或加热的目的。
中频炉主要由感应线圈、电源、水冷系统和熔炼炉体等部分组成。
感应线圈是中频炉的核心，产生的交变电磁场能够使金属物料内部发生涡流，通过摩擦产生热量，从而实现金属材料的熔化。
二、中频炉的结构中频炉的结构包括感应线圈、电源、水冷系统、熔炼炉体、料斗、倾炉机构等部分。
1.感应线圈感应线圈是中频炉的核心部分，它由一层或多层的铜管组成。
通过感应线圈产生的交变电流，形成交变磁场，使所放置在其中的金属材料发生涡流，并通过涡流摩擦产生热量。
2.电源中频炉的电源主要由整流电源和逆变电源组成。
整流电源将供电网络中的交流电转换为直流电供给给逆变电源。
逆变电源将直流电转换为高频、高压的交流电。
这样的高频电流经过换流器送入感应线圈中，形成交变电磁场，最终将电能转换为热能。
3.水冷系统中频炉使用高频电流加热，炉体内部温度较高。
为了防止炉体过热，中频炉配备了水冷系统。
水冷系统通过冷却水对感应线圈、电源和熔炼炉体进行冷却，并将产生的热能带走，确保中频炉的正常运行。
4.熔炼炉体熔炼炉体是中频炉中放置金属材料并进行加热的部分。
一般采用导热性能较好的炉料，如石墨、耐火材料等。
熔炼炉体通常被包裹在导热层内，以提高加热效率，并避免热量散失。
5.料斗料斗位于熔炼炉体上方，用于将金属材料放入炉内。
料斗通常具有倾倒功能，以方便将金属材料倾倒到炉内进行熔炼。
6.倾炉机构倾炉机构用于控制炉体的倾倒。
它可以将炉内熔化的金属材料倾倒到下方的容器中，便于后续的处理和使用。
三、工作流程中频炉的工作流程一般为加料、预热、熔炼、倾炉和冷却等几个步骤。
3t中频炉简介
电源及电气控制系统
1、控制原理 KGPS晶闸管中频电源是一种静止变频装置 它利用晶闸管元件将工频三相交流电变成 单相中频电流来满足生产的需要，本装置 对各种负载适应性强，使用范围广，它配 以感应熔炼炉可用于各种金属冶炼
3t/2000kW中频感应炉 简介
组装车间目录 Nhomakorabea
中频感应炉的工作原理 中频感应炉的组成 电源及电器控制系统 炉体及电源冷却系统 漏炉报警系统 液压系统
中频感应炉的工作原理
中频感应炉的工作工作原理与变压器的工 作原理相似，感应线圈为多匝线圈，相当 于变压器的一次绕组，炉料为二次绕组， 当感应线圈通入中频交流电流时，导磁体 中就会产生交变电磁通，同时在炉料中产 生交变的感应电势，由于炉料自成回路， 炉料中就产生了二次电流，此电流能使炉 料升温熔化。
线圈
线圈是整个感应炉的心脏，感应线圈在电 流的作用下产生强大的磁场，此磁场使炉 膛内的金属产生涡流而发热，线圈是电能 转换成热能的关键所在，线圈结构为并联 反绕，感应器为优质紫铜管在专用工具上 绕制而成，并经整体浸漆，真空烘干等绝 缘处理。
磁轭
磁轭是采用日本进口的Z11有取向硅钢片， 不锈钢夹板制作的水冷月牙形磁轭，铁心 与线圈的结合面为圆弧面，压紧处是一个 面不是过去的一条线，这样的结构压紧效 果好，漏磁少，硅钢片叠装后，用专用夹 板夹紧，而不用传统的穿心螺杆夹紧，这 样结构能充分利用硅钢片的导磁面积，减 少局部发热的可能性。
中频感应炉的组成
中频感应炉由炉体、固定架、倾炉机构、 炉衬顶出装置、冷却系统，电源及电器控 制系统，液压系统及连接铜排，水冷电缆 等。
炉体结构的特点
炉体结构由固定架和炉本体组成，炉固定 架和炉体采用整体新型结构。此种结构刚 度好、磁轭安装方便，在磁轭不取走的情 况下可以拆卸和安装线圈，便于线圈的维 修。炉体安装在可倾动的固定架上，在倾 炉油缸的驱动下，固定架连同炉体一起旋 转，炉体倾动角度大于90度，便于倒尽炉内 全部溶液，炉盖开启为手动旋转式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 吨中频炉并联结构技术特点讲解 （3T/2000KW/350Hz 中频熔炼炉）
3 吨中频炉普通并联线路由功率为 2000 kw 的中频电源 1 套配 3 吨熔炼炉两台。用一台 2000KVA 专用整流变压器供 2000KW 中频电源使用， 此套中频炉设备符合 GB5959.3《电热设备的安全第三部分对感应和导电加热设备以及感应 熔炼设备的特殊要求》 、 GB10067.3 《电热设备基本技术条件第三部分感应电热设备》 和 JB42 《中频无芯感应炉》。
5
99.95％， B、抗拉强度 45％， D、硬度
220Kg/cm HB35
作者:康忠波 永鑫电炉城站长
洛阳市大好机电有限公司
续使用，但又怕漏炉，往往提前把炉衬打掉重修，造成不必要的人力、物力的浪费。 接触式漏炉报警装置工作原理： 2、接触式漏炉报警装置原理见附图。在炉底埋入不锈钢丝作底电极（称第一电极）， 它应于炉内金属液良好接触。在感应线圈内侧的两层石棉板之间安装用非磁性材料（如不 锈钢箔，铝箔）制成的另一电极（称第二电极）。第二电极形状可做成栅栏状或梳妆，其 高度要稍高于炉内金属液高度，安装时不能形成短路环。在这两个电极之间加上低压直流 电。正常情况下，炉衬材料与隔热石棉板都有很大的绝缘电阻，如果是硅砂打结炉衬，绝 缘电阻在 5~10KΩ范围,电流很小（30V 直流电压时约 10mA 以下），而且也较稳定。当金属 液漏进炉衬中并接触第二级电极，造成第一、第二电极短路，这时电流突然增加，当达到 报警设定值（在 30V 时约 70~80mA），报警装置就发出信号并切断电源。 此电路主要作漏炉报警用， 但也可检查主电路接地及冷却水低电阻情况。 通过开关 S1~S5 分别闭合起到不同的检查功能。如：S2 、S4 闭合，并将测试棒与炉内金属接触可检查第一
3
作者:康忠波 永鑫电炉城站长
洛阳市大好机电有限公司
锁等）具有较高的变频效率，1000HZ 及以下大于 94﹪。 9．主电路参数： 1）保护与温度控制 ·主回路短路保护（断路器、主控板保护） ·主回路缺相保护（主控板保护） ·冷却水压力低保护（主控板保护） ·可控硅过压保护（主控板保护） ·可控硅过电流保护（主控板保护） ·逆变可控硅电流上升率高保护（电流互感器保护） ·逆变可控硅换流时间不足保护（主控板保护） ·逆变可控硅反向关断电压时间不足保护（主控板保护） ·电源冷却水温度、压力、感应线圈水温、水压及冷却水流量保护都有完善检测、保 护系统设置。 ·漏炉保护（另有专用电路与主控板联琐保护） ·电源冷却水温度、压力保护。 2） 、显示测量仪表：在中频电源柜上有：直流电流表、电压表、中频电压表、功率表、频 率表。 3） 、补偿电容器：电容器全部采用新型大容量无毒介质水冷中频电容器 3 吨中频炉炉体部分 1．炉体特点 中频感应炉机械部分由炉盖、炉体、固定架、水电引入系统、液压装置等组成 炉体：感应线圈、磁轭、炉架和漏炉报警装置组成 1）感应线圈 ·感应线圈应使用纯度 99.9%的无氧紫铜矩型厚壁管烧制，管壁厚度均匀，水电接 头坚固耐用、拆卸方便。 ·在感应线圈的上部和下部有水冷线圈，是炉衬材料轴向受热均匀，以便延长炉内 衬使用寿命。 · 为了加强感应线圈的绝缘， 线圈表面应喷涂一层高强度绝缘树脂， 在感应线圈内、 在外壁及匝间涂有耐火胶泥（耐火度 1800℃） 。因耐火胶泥具有高度的绝缘性能 和隔热性能，在内衬损坏时保护感应线圈不受损坏。 2）通过多年的设计、使用，对其高径比（H/D）积累了一定的经验数据，对不同吨
1
名
中频电源柜
称
一套 3 吨中频炉 型号 及 备注
2000KW 配 3 吨熔炉
数量
1套
作者:康忠波 永鑫电炉城站长
洛阳市大好机电有限公司
备注： 1）用 6 相 12 脉双整流控制系统。Байду номын сангаас2）采用全封闭式冷却塔可提高系统的冷却效果和设备的使用寿命，无须建水池。 3）如有任何不清楚的地方，随时期待你们的来电函 ，欢迎贵公司领导到我公司视察工作. 四、3 吨中频炉主要元器件配套 1.电源柜： ⑴ 主断路器 ⑵ 整流可控硅 ⑶ 逆变可控硅 ⑷ 主控板 ⑸ 按钮、指示灯等 ⑹ 保护可控硅的电阻电容 ⑺ 铜材 2.电热电容器 3.炉子 ⑴ 感应线圈铜管 ⑵ 硅钢片 ⑶ 液压油缸 4.液压系统 ⑴ 液压元器件 ⑵ 油泵 ⑶ 电机 5.变压器（选用） 6.水路系统 （1）HRBL 闭式冷却塔 （2）水管及胶管 （3）管道阀门及其他 电源变压器简介 变压器：S11 型三相油浸式配电变压器(S11-2000-10/0.95) 产品简介：油浸式变压器是具有国际先进水平的低损耗系列产品。节能效果明显，可广泛 用于城乡工农业电网，其铁心采用阶梯接焊（Step — Lap）新工艺，提高了空载性能，降 低了噪声。 产品特点：(1)铁心全部采用优质冷轧硅钢片，国内先进的横剪线，剪切毛刺小、叠积精度 高；同时采用全斜接缝、不冲孔、不叠上铁轭工艺，有效地降低了变压器的空载损耗、空 载电流和噪音。 (2)变压器线圈采用质保体系严密的供方生产的高纯度无氧铜，有效地降低了铜耗；垫块边 缘倒角，压紧时受力均匀，可靠性增加。 (3)定位结构牢靠，器身能承受住各种运输条件下的冲击考验而不发生位移。 (4)采用波纹邮箱的变压器运行中变压器油的热胀冷缩由波纹片的弹性调节，不再和空气联
4
作者:康忠波 永鑫电炉城站长
洛阳市大好机电有限公司
位的感应器有不同的高径比，计算机优化设计的高径比大大提高了其电效率。 3）感应器材质采用紫铜 T2 A、含铜量 C、伸展率 4）感应器设计： 我公司设计的大吨位感应器采用上下段并联型式，提高感应器电效率，有利于生 产制造及提高机械强度，在半炉和满炉的状况下都能达到满功率运行。绝缘强度施以 额定电压加 1000V 无击穿闪烁现象。表面涂复漆为有机硅瓷漆 167，绝缘电阻当额定电 压在 1000V 以下，不小于 0.5M；当额定电压在 1000V 以上，不小于 1M。 5) 严格按照感应器的工艺要求生产。 2、炉架： （钢炉壳） 活动炉架及固定支架，在原苏式结构的基础上，吸取国外如美国彼乐、应达英国雷诺 等优点，采用鼠笼开放式，结构紧凑，稳定性好，便于散热，便于维修。 3、磁轭： （钢炉壳） 磁轭是由优质高矽硅钢片（D330 或 D43）叠加而成的随形轭铁采用新不锈钢夹紧，均 分布在线圈外侧约占线圈外表面的 65％以上,主要是磁屏蔽作用， 它使感应器外侧的磁通能 够较集中的沿着磁阻最小的磁轭通过，来约束感应器的磁通向外发散，提高炉子的电效率， 也起着固定和支撑感应器的作用。外层涂复醇酸灰瓷漆，绝缘电阻不得小于 0.5M.磁轭采 用厚度为 0.30-0.35 ㎜的高导磁率冷轧硅钢片制造，最大限度的减少磁损，提高电磁耦合 效率。 4．漏炉报警装置 1．坩埚式感应电炉运行过程中，往往因种种原因在炉衬中形成裂纹而导致漏炉事故。 这种事故如果不能及时发现，轻者是使感应线圈和磁轭的绝缘层损坏，重者是感应线圈铜 管烧坏，高温铁液和感应线圈的冷却水相接触，引起严重的设备事故，甚至引起爆炸，危 及人身安全。为了确保安全生产，防止漏炉事故的产生和扩大，设置坩埚漏炉报警系统很 有必要。报警装置必须做到在铁液未到达感应器前就发出漏炉报警信号，能够判断漏炉的 轻重程度，妥善处理炉内的铁液，把造成的损失降到最低限度。 漏炉报警装置不仅是安全保护措施，而且有助于判断炉衬使用情况，达到延长炉龄的 目的，有些炉子由于没有漏炉报警装置，在炉子运行到一定阶段后，很难确定炉衬能否继
电源特点： 1、该电源采用恒功率控制系统。用于各种金属的熔炼，保温及感应加热设备的电源控制， 此技术达到国内领先水平。 2、电源控制板为单板机全集成化控制板，采用数字触发，具有可靠性高、精度高，调节 维修方便简单，调试容易、继电元件少。 3、主回路进线可不分相序（相序自动调整） 。 4、先进的恒功率零压扫频起动技术使操作者无须选择起动电压和启动频率就能实现 100﹪ 的成功启动。 5、逆变控制参考美国 ABB 公司、Pillar、Ajax 公司、日本富士电机等国外先进控制技术， 具有极强的抗干扰能力。 6、自动跟随负载变化，在运行时具有非故障性的自动再起动能力以及功率自动调节功能。 7、具有理想的截流、截压、精确的关断时间或逆变角控制，保证设备可靠运行。 8、具有完善的多级保护系统（水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作连
2000KW 功率熔炼 6 相 12 脉波控制系统
熔炼炉连续使用 熔炼炉连续使用 或者选择 6 相 12 脉变压器 到电炉端口位置
3T/2000KW 中频熔炼炉组成
序 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 电容器组 漏炉报警装置 炉体（包括：油缸、铁芯、支架、 3T 熔炼炉体 感应线圈等 ） 坩埚模 水冷电缆 液压站系统 倾炉操纵台 设备技术图纸 设备使用说明书 合格证及检验报告 水冷电缆侧出线 2套 1只 2套 1套 1套 1套 1套 1套
3T/2000KW 中频熔炼炉设备主要技术参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 项 目 电源进线电压 额定容量 最大容量 额定功率 额定中频频率 额定温度 熔化率 单位电耗 变压器型号 液压介质 供水压力 进水温度 出水温度 参 数 950V ，50Hz 3T 3.8T 2000KW 350 Hz 1700℃ 约 3T/H 熔炼约 550-600kwh/T ZSS-2000/10KV/950 46 号液压油 0.2-0.3 MPa 35℃ 55℃ 备 注
电极引线和整个控制电路及元件是否完好无损；S2 、 S5 闭合可检查金属是否一接触感应线 圈铜管；S1 、 S3 闭合可检查第二电极是否接地（接地通常多发生于引出线处）；S1 、 S4 闭合，并将测试棒与炉金属液接触可检查金属液是否已碰到炉壳；S1 、 S5 闭合可检查主电 路是否接地；处于漏炉报警状态，S2 、 S3 是闭合的。 3 吨中频炉液压系统： （钢炉壳） （1） 液压站阀块采用集成块式，体积小，进出油路在一个方向，便于执行元件的安装 和管路辅设。 （2）所有液压元件均采用合资厂家及国内名牌产品。 （3）炉体的倾动靠两个同步的柱塞缸来完成。 （4）液压装置用于给倾炉油缸、炉盖旋转油缸和炉衬顶出油缸提供动力，采用双泵双电 形式，液压介质为液压油。 （5）液压操作台用于控制炉体的倾动与回落、炉衬的顶出以及炉盖的转动等，操作均通 过操纵手柄来实现。当在不操作手柄时，即使油泵处于工作状态，整个系统仍能自 动处于卸载状态。避免操作失误所造成油温升高的缺陷，可靠性高，动作平稳，无 冲击。液压元件均采用力士乐元件。 水冷电缆： 水冷电缆的接头采用冷压成工艺与铜绞线压接，水冷电缆外套管采用专用的阻燃橡 胶管，并能承受 0.5Mpa 水压不泄露和破裂。