电炉种类

感应电炉分类

来源：全球五金网 2010-11-4

感应电炉按电源频率可分为高频炉、中频炉和工频炉三类；按工艺目的可分为熔炼炉、加热炉、热处理设备和焊接设备等；按其结构形式、传动方式等也可进行分类。常用的感应电炉习惯上归纳为有心感应熔炼炉、无心感应熔炼炉、真空感应熔炼炉、感应淬火设备和感应头热设备等。

1．有心感应熔炼炉

有心炉以有穿过感应线圈的铁心而得名，又因热源是一环绕的金属沟槽，故又称为槽式炉。有心炉又可分为开槽式和闭槽式两类，开槽式已基本被淘汰，现在的有心炉多为闭槽式。有心炉主要用于铜、铝、锌等有色金属及其合金的熔炼和保温以及用于铸铁保温等。该炉型具有加热速度快，电、热效率高，功率因数高，金属烧损少，熔炼成本低，设备投资少(为无心炉的1/2~1/3)，操作方便等一系列优点。但是，在开始使用时炉内要有起熔体，所以起炉和改换金属品种困难，故只适用于单一品种和大批量金属的连续熔炼和保温。

2．无心感应熔炼炉

无心炉的命名是相对有心炉而言，其金属液盛于一坩埚中，故又名坩埚炉。此种炉型主要用于特种钢、铸铁、有色金属及其合金的熔炼和保温。无心炉具有熔炼温度高、杂质污染少，合金成分均匀、劳动条件好等许多优点。与有心炉相比，无心炉起炉和改换金属品种比较容易，使用较灵活，但其电、热效率远比有心炉低。无心炉由于表面温度低，不利于要求高温造渣工艺的熔炼。无心炉有高频、中频和工频之分。

(1)高频无心炉

高频无心炉容量一般在50公斤以下，适用于实验室和小规模生产中供熔炼特种钢和特种合金之用。

(2)中频无心炉

中频无心炉的容量和功率都比高频炉大。主要用于特种钢、磁性合金和铜合金等的熔炼。这种炉子由于需要昂贵的变频设备，所以在一些较大容量的场合已改用工频无心炉。但是，和工频炉相比，中频炉也有其独到之处。如对于同样容量的炉子，中频炉的输入功率比工频炉大，所以熔化速度比较快，中频炉在冷炉起熔时不需要起炉块，金属液可以全部倒出等，所以使用时比工频炉灵活方便；另外，中频熔炼炉溶液对坩埚冲刷轻些，对炉衬有利。因此，在发展了大功率廉价的中频电源之后，中频炉还是大有前途的。

(3)工频无心炉

工频无心炉是几种无心炉中出现最晚而发展最迅速的。主要用于铸铁和钢，特别是高强度铸铁和合金铸铁的熔炼以及铸铁溶液的升温、保温和成分调整等；另外也用于铜、铝等有色金属及其合金的熔炼。炉子容量小采用工频的不经济的，以铸铁为例，容量小于750公斤时电效率就显著下降。

3．真空感应熔炼炉

真空感应熔炼炉用来熔炼耐热合金、磁性合金、电工合金和高强度钢等。该炉型的特点是在熔炼过程中炉温、真空度和熔炼时间等的控制比较容易，所以炉料的脱气可以很充分。另外，合金料的添加量也可以精确控制，所以是熔炼含铝、钛等活泼元素的耐热合金和精密合金的较合适的炉子。

上述感应熔炼炉除具有电冶金的一般优点，如易于造成必须的气氛，便于调节温度规范，减少金属烧损、保证铸件质量、提高生产率和降低工人的劳动强度外，尚因金属液内产生的电磁搅拌作用，能确保合金成分的均匀。

4．感应淬火设备

感应淬火设备主要由电源、淬火控制设备(包括感应器)和淬火机床三部分组成。感应淬火方法是现代机器制造工业中的一种主要的表面淬火方法，具有质量好、速度快、氧化少、成本低、劳动条件好和易于实现机械化、自动化等一系列优点。根据工件的大小和淬硬层的深浅来确定合适的电源功率和频率(可以是工频、中频和高频)。感应器的形状和尺寸主要取决于工件外形和淬火工艺的要求。淬火机床也随工件的大小、形状和淬火工艺要求而有多种多样。对成批生产的零件，特别是在自动化生产线上，多采用专用机床。一般中、小工厂，由于工件批量多，数量少，多使用通用淬火机床。

5．感应透热设备

感应透热设备主要用于金属材料在锻造、冲压、挤压、轧制等热加工前的加热，它使整个工件里外都达到工艺要求的温度。这种设备主要由电源(一般采用中频或工频)、透热控制设备、感应加热炉和上、下料机构等组成。同其他各种加热方法相比，感应加热法有许多优点。首先，由于热量是在被加热材料的内部产生，所以加热速度可以提得很高，且在相同受热时间的条件下，径向温差比较小，故被加热工件不至于有显著的变形。其次，因为加热速度快，所以即使在大气里面加热，材料表面的氧化和脱碳也非常少(如钢坯的锻造加热为例，用感应加热方法，钢材的氧化损失可以控制在0.05~0.5%以下，而用燃烧炉加热，氧化损失一般达到2.5~3.0%)，所以感应加热炉一般不需要气体保护。

感应加热炉的主体就只有一个感应器，这种炉子不需要如燃烧炉那样有复杂的管路系统，也不需要燃烧炉、电阻炉那样有厚厚的炉墙，所以能很紧凑地组织在生产线中，甚至组合在其他的加工机械中。另外，在工作过程中，这种电炉不会产生如燃烧炉或保护气体电阻炉那种油污或有害气体，在炉子周围也没有那样大的辐射热，因此，劳动条件比其他炉子好得多。由于这些原因，所以感应透热方法近来得到了很大的发展。

氩氧脱碳

AOD炉

AOD（argon-oxygen decarburization）：不锈钢生产的“利器”

AOD精炼法是氩氧脱碳法（argon oxygen decarburization）的简称。在精炼不锈钢时，它是在标准大气压力下向钢水吹氧的同时，吹入惰性气体（Ar，N2），通过降低CO分压，达到假真空的效果，从而使碳含量降到很低的水平，并且抑制钢中铬的氧化。

早在1954年，克里夫斯基就提出了用混合气体降低CO分压来脱碳的思想，直到1968年才在乔斯林不锈钢公司（现名为史莱特不锈钢公司）研制成功世界上第一台AOD炉。到目前为止，AOD炉在不锈钢的生产中发挥着重要作用。据统计，2000年世界上80%的不锈钢都是用AOD炉生产的。

AOD精炼法的优点包括：其精炼铬回收率高，适合生产低碳和超低碳不锈钢，易于将特殊钢中S含量控制在0.005%以下；对于原材料要求较低，可以利用廉价的高碳铬铁，可以使用100%返回废钢生产不锈钢；在高碳区吹炼速度快，反应的动力学条件优越；设备简单、操作方便、基础建设投资低和经济效益显著等。

经过多年的研究和开发，AOD工艺目前应用较广泛，其中美国和日本应用较多。最大的AOD炉在美国Armco公司，炉容为175吨。

太原钢铁（集团）有限公司是目前中国最大的不锈钢生产企业，也是国内最早研究开发AOD精炼技术生产不锈钢的企业。1973年，他们开始进行AOD炉小型试验研究，并于1983年9月建成投产了中国第一座工业化AOD炉（18吨）。为进一步扩大生产能力和提高质量，1999年太钢对18吨AOD炉进行了改造，先后建成40吨AOD炉3座，生产能力由原来的16万吨/年提高到40万吨/年；2004年又实施了第二次改造，炉容扩大至45吨，并引进奥钢联的智能精炼控制系统，提高了冶炼控制精度，同时增大了顶吹氧枪以提高供氧强度，缩短了冶炼时间。经过两次改造，太钢AOD炉装备水平已经达到国际先进水平。

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