浅谈中频电炉的节能减耗

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1、 浅谈中频电炉的节能减耗 第 9 页 共 9 页浅谈中频电炉的节能减耗吉林大学南岭校区高级工程师 张加平中频电炉是一种将工频交流电转换成直流电，再将直流电转换成较高频率交流电的变频电子设备，利用交流电在螺管线圈中的交变，让处于螺管线圈中频炉感应圈内的铁磁物质体内产生涡流，进而产生焦耳热，达到加热和熔化炉料的目的。因此，提高变频设备的效率、提高电磁能与焦耳热能转换效率，是中频电炉节能减耗的基本构成。序号熔化金属类别国外指标国内实际指标国家或行业指标备 注1铸铁（1500）500KWh/t550900KWh/t545750KWh/t110t炉容2铸钢（1600）600KWh/t6201100KWh

2、/t560789KWh/t15t炉容3铝及铝合（700）500KWh/t550800KWh/t545675KWh/t0.45t炉容4铜（1250）400KWh/t450800KWh/t510570KWh/t110t炉容中频电炉的电耗用每吨钢水消耗的电量计算，单位是KWh/t。下表，是国内外中频电炉电耗列表，国内指标是现场记录，国外指标是销售人员的介绍。尝试从以下几个方面浅谈中频电炉的节能减耗。一、 中频电炉器件结构随着固态中频变频电源控制技术的快速发展以及电子开关器件的优质、低价，其电效率的转换已逐步提高到目前的9697%。作为金属保温和熔化设备，企业对中频电炉的选择，是高可靠、高效率、低成本

3、。现下，中频变频电源制造和维修，电子开关器件选用国产优质可控硅，电抗器选用国产优质矽钢片、采用大口径盘式绕组优化设计制造，滤波、补偿电容采用国产优质电热电容器，所有连接用铜牌、水电缆选用优质足径铜板和缆线，感应线圈炉体选用1号紫铜异型方管。大量的运行实践证明，这是中频电炉高可靠、高效率、低成本运行的硬件保证。特别是1吨以上的中、大型中频炉，越是大型中频炉，优选国产优质的器件和材料，可靠、高效、低成本的效果越明显。二、 中频电炉高功率密度配置功率密度是指中频电炉每吨容量所配备的电源功率数。送入中频电炉的电功率可以分为两部分，一部分是在工件的加热过程中转化为热能，是有用功，另一部分是供电线路的铜耗

4、，使感应圈、水电缆发热，热量又被冷却水带走，这部分功率是无用功。显然，中频电炉熔化速度越快，无用功消耗越小，电炉功率密度配置得高，熔化速度就快。500Kg以下的中频电炉，供电功率与炉容公斤数的比例可达到0.92，例如，500Kg炉体配备450KW，200Kg炉体配备350KW，这样，可以在4524min内熔清铁水。1吨以上的炉体，常规的配备是每吨铁水配备600KW中频电功率，例如，2吨炉体配备1250 KW，5吨炉体配备3500 KW，10吨炉体配备6000 KW，20吨炉体配备12000 KW，这样，可以在6070min内熔清铁水。现代的中频电炉高功率密度配备，使中频电炉得到高的熔化率，得到

5、低的电耗。现下，在制造技术、器件的水平上，为中频电炉配置更高的功率密度没有困难。之所以不能配备的更高，主要受到炉衬的使用寿命和生产管理及配套设备二个因素的限制。因为在高功率密度下工作的炉衬受到强烈的高温熔液搅拌冲刷，对炉衬的材料性能提出更高要求，必须选用低导热系数、低膨胀系数、高稳定系数、高耐火度的优质炉衬材料，目前，国内尚没有更合适的炉料材料，尚没有建立起合理有效的供应销售服务系统，第二，由于配置高功率密度的感应熔化电炉熔化周期短，必需配置相应的自动化加料装置，例如，采用电磁吸盘，采用钓钩数显自动称量机构，在铸造工部，原材料的管理、配料计算、配料优化、熔液成分快速分析检验系统、温度控制、防止

6、熔液过热设施、熔化-保温-浇注每个工序之间的合理平衡等等各个环节，工作量繁杂巨大，技术和设备的科技成分含量高，已经不是人力能够胜任，必须采用计算机控制和管理系统，拆除旧炉衬必须采用液压推出，筑制新炉衬采用震动筑炉机械， 否则电炉的功率利用系数将大大降低，失去高功率密度配备的意义。三、 熔化用中频电炉的恒功率控制 熔化周期内，使中频电功率始终自动跟踪控制在截流、截压容许的最大数值上。大的功率密度保证很短的时间内，使中频电压升到额定值，直流电流尽快恒定在最大的额定值，保证中频电源始终工作在0.92以上的功率因数，工作于满功率熔化。这，一方面要求中频电源具备完善的恒功率控制、具备P.I.D电流电压双

7、闭环控制，又要求操作炉工合理及时加料，及时捣打炉料，如果电炉在熔化过程的起始阶段不能大功率送电，功率因素低，而热耗并不减少，能耗就高。所以电炉能否保持高功率因素向炉内送电，也是能耗高低的区别，也是企业是否能“环保”运行的一项指标。四、 保温中频电炉的应用 大吨位铁水的保温，一直以来是有芯工频电炉的一统天下，成功地用无芯中频电炉作为大吨位的保温电炉，是我国的创举。现下，50吨的铁水保温无芯中频电炉已在运行。可控硅无芯中频电炉作保温电炉用，较比有芯工频炉有很大的优势，经过二十年的实际应用经验，也证明了此工艺的可行性和经济性。下表是无芯中频感应电炉与有芯工频感应电炉的性能比较（以铸铁为例）序号比较指

8、标中频感应电炉工频感应电炉评 论1功率密度600 1400 kW/t300 kW/t 每吨炉容的配置功率密度允许值随频率变化，2熔化作业方法批料熔化法残液熔化法3对加入炉料要求要求小要求高指料快大小、炉料干燥程度等加料要求4熔化单耗500 540 kWh/t540 600 kWh/t由于中频炉的功率密度大，热损失小，熔化时间短，其总效率较高5功率调节范围0100%无级调节有级调节工频炉的功率调节还涉及三相平衡的调节，较复杂6功率自动调节可以困难功率自动调节功能是实现节能模式作业和恒功率输出的前提7熔液的搅拌效应可变大且固定中频炉的搅拌效应大小随频率变化而逆向变化。因此，对于铝合金熔化可以通过提

9、高工作频率来减小熔液的搅拌，降低铝液在熔化过程中的氧化烧损8实现节能模式作业的可能性能不能以节能模式运行的电炉除了节能外，尚可以避免熔液的过热9实现恒功率输出的可能性能困难实现熔化周期内恒功率输出可以提高电炉的生产率，降低熔化单耗10冶金作业特性熔液无多次过热现象熔液存在多次过热现象这是由于工频炉须实行残液熔化作业，每次浇注后坩埚内须留存1/3左右的残留熔液11故障诊断及保护功能完全，强部分中频电炉可以实现自我故障诊断和保护，减少维修时间和工作量12与计算机连网可能性可以困难中频炉可与计算机熔化过程自动控制管理系统连接13对于电网的高次谐波污染有无中频电源对于电网的高次谐波污染可以采取措施减小

10、或消除14电源占用空间比率30 40%100%15总投资比率85 90%100%以批料熔化法作业的中频炉可以每次将熔液倒空，冷炉启炉时不需要起熔块，对加料块尺寸和状态限制小，炉料过热时间短。这些都是以残液熔化法作业的工频炉所缺乏的优势，目前，工频感应炉向大容量发展已基本停止。然而，可控硅中频炉、IGBT等新器件、串联谐振新变频制式中频电炉的发展则方兴未艾。大吨位中频保温电炉配合中频熔化电炉或者配合炼铁高炉，组成铁水的熔化、保温系统，是节能减排的优越选择。可以大幅度的降低吨耗，可以大幅度的减低污染的排放，减少投资，减少设备安装空间，为产品的结构、为生产工艺的选择、为作业人员的灵活调剂提供优越的设

11、备。有资料显示，用大吨位的中频保温电炉配合其他的熔化设备，吨耗可以节约2540%。保温用中频电源要求具备有较低的熔化功能， 要求具备每分钟可以过热铁水2530 /min速率，要求在保温过程中的任何功率下，功率因数始终大于92%，要求具备准确的测温调温的功能，因为，铁水1500保温超过1小时，会造成铁水的白口化，这要求，随时的监控铁水温度，及时的降低铁水温度，这只能有赖于保温用中频电源的先进、智能化和计算机化。传统的有芯工频保温电炉没有这些功能。国内用可控硅组成的串联谐振变频电源，在6000KW以下的功率范畴内，技术是先进可靠的，设备运行是可靠的，符合上述技术要求。而45吨的可控硅中频保温电炉，

12、恰好在此功率范畴内，所以，大吨位的中频保温电炉，选择可控硅串联谐振电源是优先的选择。五、较大炉容中频电炉的高电压工频供电 如前所述，1吨以上的中频电源功率密度600KW/t。假如，2吨中频电炉，配备电源功率是1250KW，如果采用工频380V供电，直流输出电压，3801.35513V中频电压5131.4718V直流电流12505132437A假如，由电热电容和炉体组成谐振负载槽路的Q值是10，平压结构时，谐振槽路的电流是，24371024370A可见，巨大的电流造成制造和安装成本上升，造成焦耳热能的无功损失。如果采用工频850V供电，直流输出电压，8501.351147.5V中频电压1147.

13、51.41606.5V直流电流12501147.51089A电热电容和炉体组成谐振负载槽路的Q值是10，平压结构时，谐振槽路的电流是，10891010890A可见，流经水冷电缆和感应圈的电流减少到原来的0.45倍 。所以，2吨以上炉容的中频电源，工频供电采用高电压570V、660V、750V、900V、1250V等交流供电是节能减耗的好措施。这一方面得益于现代电子开关器件的优越性能，另一方面要求，企业单位所在地的供电局从节能减排的大前提出发，配合企业单位做好供电工作。六、中频电炉供电的工频供电系统，无功补偿兼奇次谐波治理技术、设备可控硅并联谐振制式变频电源，通过调整可控硅的导通角实现功率调节。

14、因此，在工频供电系统中产生奇次谐波，变频器的特征谐波频谱计算公式，n=kP1式中 n奇次谐波数P整流器脉动数；K正整数，K=1、2、3、对于输出三相单一绕组供电的整流变压器，直流输出脉动六波头，特征谐波5、7、11、13次等，对于输出三相双绕组供电的整流变压器，直流输出脉动12波头， 特征谐波11、13、23、25次等。在可控硅的全控桥触发中，由于存在非对称触发等原因，可能会产生其它次数的非特征谐波，但是主要以特征次谐波为主。高次谐波严重的污染供电网，导致电能质量下降，增加设备损耗，降低功率因数。在常规低压无功电容补偿装置中，谐波电流被补偿电容放大，引起接触器烧毁，电容器鼓肚，电容器组无法正常

15、投运，导致负载功率因数长期低下，造成企业支付高额的力率调整电费。1000KW以上的中大型中频电炉宜采用直流输出脉动12波头或24脉动波头的变频装置，这样可以避开低于11次或低于23次的谐波污染。对于1000KW以下（不含1000KW）的中频电炉，多采用直流输出脉动6波头的变频装置，其工频供电的低压无功补偿装置，采取把同容量补偿电容由角形接法改用星形接法，电流与电压取样改接于高压侧的CT和PT等措施，可以正常投运。为中频电炉配备无功补偿兼具谐波治理的设备，要安装在为变频电源供电的电源变压器的同一侧，对于用电企业单位，如果有多台变压器，有多种设备或生产线，如果生产工艺或者按装空间允许的话，应尽量把

16、产生谐波的所有设备（又称为有源负荷）集中按装到一台或某几台变压器上，把其余不产生谐波的设备集中按装到其余变压器上，这样，谐波治理仅仅针对装有有源负荷的变压器，而其余变压器上只须按装普通低压补偿电容器装置，整体投资会大大下降。相反，如果把所有有源负荷全部分散到所有变压器上的话，尽管每台变压器上谐波电流含有率不是太大，谐波电压也略低于国家标准，但是按装普通电容器柜对无功进行补偿后，这些电容器会把原有的谐波电流放大到不能容忍的程度，母线谐波电压立即超标。从测量到的很多用户看，一般谐波电流能放大到34倍以上，造成谐波电压总畸变率上升到原来的2倍以上。个别用户5次谐波电流达到90，谐波电压总畸变率达到1

17、4！为了解决谐波问题，就要每台变压器上都加装无源滤波装置，整体投资会大大增加。对一定容量的中频电炉，其输出功率越接近满功率，高次谐波影响就越小, 功率因数越高，其输出功率较小时, 高次谐波与工频基波的比值较大,所以在中频炉运行时, 应尽可能使它工作运行在满功率。中频电炉谐波分量强度大，成分复杂，并随熔炼材料及熔炼过程的变化而变化，这为无功补偿兼谐波治理设备参数的设计带来很多不确定因素。因此，必须认真地审慎进行现场调查、现场测试、系统设计仿真等过程，设备制造要采用优质可靠的元器件。为了净化供电网络，为了降低企业用户的运行费用，无功补偿兼谐波治理设备要做到与中频炉同设计，同安装，同使用。 七、提高

18、中频电炉的熔化率，双供电电源与控制系统的应用采用一台等容量或稍大容量工频整流变压器带动两套变频电源系统向2台炉子供电。实践证明，1台感应炉的总有效功率通常在整个熔化期不能被充分利用，在铁水测温、取样化验、调整成份、除渣出铁、尤其是在浇注的情况下，都要降低功率或切断电源。如果浇注周期较长，利用率只有5070%左右，企业要达到所需要的生产率，需要增加中频电炉的数量，增加工频供电负荷量，这造成先期投资增加和后期运行费用的巨大支出。采用一电源一炉体一变压器制式的中频电炉，一炉体熔清铁水准备浇注，其变频电源功率立即降低到保温，此时，另1套变频电源带动另一台装满新炉料的炉体做满功率熔化，中频电炉熔化利用率

19、达到100%。这种配备可以向2台炉子单独送电也可以同时送电，避免了切换开关，不必在熔炼中将电源切换到保温炉子上以保持必要的浇注温度。大型炉容中频电炉烘炉时间长，采用一电源一炉体一变压器的制式，即使在1台炉子烘炉时，也能保证另1台炉子正常生产，从而实现铁液的及时连续供应，提高生产率，提高设备利用率，降低能耗，实现了烘炉不停产。大功率中频电炉在降低功率保温时，功率因数很低，然而，大功率中频电炉基本是倍圧制式工作，在作保温时可以把倍压转换成平压，从而将功率降低到1/4，再辅以无功补偿兼谐波治理设备，可以保证功率因数合格。应当指出，如前所述，国内6000KW、1 0吨炉容以内的可控硅串联谐振中频电炉技

20、术与成套设备已趋于可靠，国内的外资厂家已有8000KW、30吨可控硅串联谐振中频电炉在运行。可控硅串联谐振中频电炉可以实现向两个炉体无机分配功率即一拖二功能， 但是，设备的价格是昂贵的。这需要企业在投资和回报之间做出选择。八、根据产品结构和生产的纲领，合理的配备中频电炉容企业生产产品的单件重量，企业要达到的产能和是否具备高炉等熔化设施，是选择炉容的依据。在满足条件的前提下，炉容以选择较大的为宜。这是因为，较大的炉容热损失小，吨钢水电耗低，综和运行成本低，污染排放小。九、中频电炉系统的布置和安装 工频供电变压器、中频电源变频柜、电热电容器、炉头等装置的布置，最好是一字排开，在充分的考虑运行、维修

21、、监护的空间后，距离越近越好。变频电源柜体距电热电容器的距离要尽可能的短。这是因为,现下，重载启车控制技术很完善，很可靠。过长的连接距离，增加费用，增加电能损耗，甚至，不能启动运行。连接选用多股铜芯绞线软连接，大炉容选用水冷电缆，水冷电缆导电率选用12A/cm2以下。这种连接，安全、可靠、灵活、占地面积小。炉体和电热电容汇流铜牌连接，采用水冷电缆直接连接，假如，一定要安装电动换炉开关，也要将水冷电缆直链在电动换炉开关定触头加长铜牌上。目地，尽量的减少安装铜牌的长度，减少运行的热耗，降低安装成本。由于中频电流强烈的集肤效应，安装铜牌宜选用薄而宽的铜板，以57mm厚的铜板为优选，假如导电截面积不够

22、，可以在铜板上焊接方铜管，既可以加强薄铜板的强度又可以通水加强冷却。十、中频电炉的水冷却摈弃在地下或地上制备冷却水池的做法，采用玻璃钢开式冷却塔或采用全封闭内循环软水闭式冷却塔，或则在变频电源系统采用闭式冷却塔，在炉体系统采用开式冷却塔，是必须的选择。水资源越来越珍贵，采用冷却塔为中频电炉提供水冷却，用水量少，用水可以基本无损耗的循环使用，用水可以容易的进行集中水质处理，可使中频电炉由于水冷却产生的电化学腐蚀、物理结垢、杂物瘀塞等惯病减少或杜绝。将中频炉的变频系统和炉体系统的水冷却分开运行的做法，是节能减耗的好方法。大量的运行实践证明，中频电炉的运行故障，70%是由于冷却水故障引起的。选择中频

23、电炉时，首先选择好冷却水方式，安装中频电炉时，优质可靠的制备冷却水系统，是保证中频电炉长期可靠运行、节能减排的重要的条件。由于可控硅等电子器件的过热能力较弱，所以，用于冷却变频系统冷却水出水温度不要超过40，炉体系统是整个中频电炉系统发热量最大的部分，是冷却水用量最大的部分，炉体系统的冷却水出水温度最好在55，较高的炉体出水温度可以大幅度的降低铁水的吨耗，又为炉体较高的出水温度的余热转换利用提供物质条件。这要求，炉体过水用软胶管选用较高耐热的优质胶管。有的企业单位，中频电炉系统全部采用优质的全不锈钢结构全封闭内循环软水闭式冷却塔，安装系统全部采用不锈钢管路和优质铜阀门，运行实践证明，杜绝拉冷却

24、水故障，实现中频电炉高可靠、高效率、高节能、低排放运行。在北方采用室外玻璃钢开式冷却塔，最好采用逆流式冷却塔，虽然效率较横流式冷却塔稍低，但是，由于封闭严密，外泄水没有，在冬季运行，不结冰瘤子，更可靠方便。北方采用玻璃钢开式冷却塔，安装时要保证可以将塔底水池内的水放干净，要在室内配备合适的冷却储水箱，流进玻璃钢冷却塔内的带压水经冷却后，开口零压自流入冷却储水箱，再由连接储水箱的水泵将冷却水打入冷却系统，保证北方冬季用冷却水不结冰。中频电炉备用冷却水源，采用柴油机冷却泵系统较为合适。在停水停电时，启动备用的柴油机冷却泵，既经济又可靠。当多台中频电炉共用一套水冷系统时，水泵宜选较大的容量和较大的电

25、动机功率，需要为水泵电动机配备变频器，采用横压供水控制技术，可以可靠的实现横压供水，节能减耗。中频电炉的冷却水系统要安装在独立的封闭房间内，可以避免铸造车间内腐蚀性气体和粉尘的污染腐蚀，又有利于管理和维修，在北方，房间内要做好防寒保温，特别是采用全封闭内循环软水闭式冷却塔时，在冬季一定要十分重视防寒保温，可以在闭式冷却塔冷却水内混入一定比例的防冻液，确保闭式冷却塔内的蛇形盘状铜管不结冰损坏。在北方，中频电炉的冷却水安装，在管路系统中设计做出最低点，在最低点处安装放水阀门，可以在节假日休息时，将冷却管路内的水放干净，避免冻害。如前所述，较高温度的炉体出水，可以用换热器将热能转换出来，作为热水使用

26、，或者直接的将热水导入热水使用处，使热能循环使用，节能减排。这需要，为冷却水系统配备自动补充水设备。十一、中频电炉炉衬的制作和节能减排中频电炉的炉衬使用次数，直接的制约着企业的生产效率，是节能减排的重要环节。首先要选择优质的炉衬材料。熔化灰铁、球铁铁液一般选用二氧化硅为骨料配粘结剂硼酸等的酸性炉料。原则是，选用低导热系数、低膨胀系数、高稳定系数、高耐火度的优质炉衬材料，最好选取专业炉衬材料厂配制好的“捣打料”。炉衬材料生产国外厂家有联矿(天津)、拉法基乐法(上海)等，国内厂家有（湖北）华高，高能（武汉）等；需要什么种类和牌号的材料只需要提供给供应商所在单位熔炼合金种类、最高使用温度等参数即可。

27、炉衬材料使用前，必须检查是否回潮结块，否则要么停用，要么将潮湿料仅仅用于修筑炉嘴，否则容易导致炉衬局部裂纹、剥落。筑炉前，对包括水冷系统、感应线圈、磁轭、支撑胶木、绝缘涂料、耐火胶泥做认真的检查和处理。要求，各个部件之间必须连接稳固，各通电元件本身无隐患、保持规定的距离，通水元件本身及连接无渗漏，通电线圈上必须无多余金属残留物且涂刷专用线圈涂抹料(绝缘材料)；铜管线圈内侧圆周之间必须要涂抹专用耐火胶泥，耐火胶泥在线圈内部形成的柱(锥)面必须光滑，不允许出现凸凹点、使之在线圈每匝之间形成良好的连续填充，凡涂抹料、耐火胶泥在筑炉前必须干燥，可以自然停留2448h晾干，也可以晾干12h后置人坩埚模小

28、功率10kW左右烘烤12h烘干。达到尽量减少因为炉体的绝缘(胶木发烟、匝间短路和感应线圈吸附铁豆)、漏电、炉体内圆柱(锥)面影响炉衬自然收缩产生裂纹等意外事故，而导致难以判断的停炉、拆炉。炉衬耐火材料的厚度对电能是否能高效的熔化铁水有很大的影响。一般的选择是小炉（1吨以下）90毫米/75毫米，1吨以上90/125毫米，国外见过220毫米（20吨）的。炉底的高度和感应器底部高度是否相匹配，影响电效率和炉衬寿命，并不是越高越好，底面高度超过有效线圈100毫米时，底部耐火材料会因为感应搅拌力作用，强力冲刷底部，急剧降低使用寿命。太低会有生产安全隐患。需要有正确的高度。一般小炉在200/250毫米，大

29、炉有350/450毫米。一般情况下生产灰铁或者球铁的中频炉的炉底侵蚀不大(大约3050 mm)，可以按压着最下面一匝感应线圈上沿为准。筑炉用坩埚，在上面的1/3尺寸内，根据炉衬厚度，确定外径尺寸，作成圆柱形，余下的部分，采用3度锥度制成。圆锥过渡处一定要圆滑。整个坩埚模的高度应为炉底炉衬上平面至炉沿平面垂直高度距离加上高过炉沿平面约50 mm的高度，这个高度有利于后面的满炉铁液烧结炉衬，具体高度以不影响合上炉盖为准。坩埚底面与侧面的转角处的尺寸和形状是至关重要的。因为灰铁、特别是球铁在高温(1 5001 550)下此处易产生“大象脚”侵蚀，而且此处的耐火胶泥层直径也较小，所以此处是可能穿炉的“

30、薄弱环节”。这个地方的转角应该平缓圆滑，转角梯度由一次改为不低于二次。在坩埚模底及侧壁上应按200300 mm的间距钻出呈菱形分布的小孔，这有利于烘烤阶段炉衬材料中水分的排出和增大电阻，提高发热烘烤效果。孔的直径在3 mm左右较好，太小则排气效果不好，太大则导致筑炉时炉衬材料从孔中大量泄出。坩埚模底部平面不能向内凹进，最好水平，要么由中心向外凸出1 mm左右，以免筑炉后底部有气隙和结构性应力导致烘烤烧结时“底爆”。坩埚用58mm低碳结构钢焊接成型，焊缝必须打磨光滑不留锐角，坩埚的外圆尺寸公差及同心度严格限制在5 mm以内，备用坩埚模应在使用前除锈。使用成套的振动筑炉工具，严格的执行安全的筑炉工

31、艺，是大型中频电炉衬获得优质炉衬的条件。科学的烘烤、烧结炉衬，是获得长寿命炉衬的关键条件。烘炉前制订烘烤、烧结工艺，并用热电偶、温度数字显示仪进行监控。总的原则是低温阶段慢升温，持续时间长，烧结阶段温度要比平时最高出铁温度高5080左右，烧结时间保温23h。低温阶段900以前升温速度为136min，这有利于炉衬材料吸附水和结晶水的逸出，在900左右保温23 h后石英稳定发生相变，否则，升温过快将导致石英急剧相变，内应力过大将导致以后炉衬开裂、剥落，急剧降低炉衬寿命及使用安全。高温烧结做到位，有利于在炉衬的径向上从内到外形成各占13厚度的烧结层、过渡层、松散层，这样炉衬既有一定抗高温侵蚀性能，又

32、有较好的强度和韧性。在烘烤前，向炉内投入510 kg的石英玻璃碎屑，可使坩埚表面形成一定厚度的耐侵蚀的烧结釉质层。下表是某一台3吨中频电炉烘炉的时间列表。升温使用时间总计使用时间升温速率90011小时11小时829002小时13小时0900 11003小时16小时100 110014002小时18小时15014002小时20小时0140015801小时21小时18015802小时23小时0中频电炉良好的操作方法对炉衬寿命也很重要。要求炉料的块度不得太大，炉料小批量多批次加入，坚决避免炉内蓬料，投料过程中，减少炉料对炉壁、炉底的冲击。炉内留的铁液在不影响金属过热性能和加料不飞溅的情况下应适当多些

33、，但不宜超过15%，有利中频炉快速熔化，提高功率因数，避免铁料直接撞击炉底。每次出铁后电炉应平放，减少炉内铁液对后壁的辐射烘烤和重力对整体炉壁的不均匀作用。为减少炉衬因为反复骤热骤冷的热疲劳导致开裂，连续开炉对炉衬寿命的延长是相当重要的，但是由于突发性事件导致电炉停电，造成炉内的铁液冷凝后重新启炉的情况难以避免。发生这种情况，从新熔化开始时，必须将炉体合上炉盖并向前倾斜15左右，以低于电炉的保温功率开始送电，在冷凝金属没有软化之前不得提高功率，因为此时升温太快将导致金属的膨胀严重超过炉衬的膨胀而导致金属凝块将炉衬拉裂，最终导致穿炉等严重事故，冷凝金属软化后可以将功率升到保温功率左右，直到冷凝金

34、属上面的金属壳被下面的液体金属熔穿，此时可将炉体放平，以较高的功率升温熔化。在很多铸造厂现场，都能发现电炉在不停电状态下出液。不安全不说，从能源和熔化工艺上讲也是错误的。大型的中频电炉，感应圈分成双向反并联的上下两个部分，当炉内金属液面低于上部感应器的一半以下时，由于电阻的变化，上部感应器不再有工作电流通过，而全部集中在下部感应器上。下部金属液产生过热，冲刷炉壁，炉衬寿命急剧下降。因此，铁水出液，最好是停炉出液，起码，在铁水出液时，也要及时降低功率。科学的筑打炉衬，科学合理地使用好炉衬，炉衬使用可以达到200300炉次以上。是中频电炉节能减耗的重要途径。十二、中频电炉炉料对能耗高低的影响不管是

35、新生铁（由其是新铁）还是旧（锈）铁，尤其表面是否有白色石灰质都会影响吨耗，影响炉衬的使用寿命。回炉料，金属切屑，所有氧化物含量大的炉料都会大量吸收电能。如果有5%的杂物，就有5%的电能熔化这些杂物，而且会给合金，炉衬带来危害。铸造厂对新铁、废钢、浇冒口进行净化抛丸处理节约了能源，并排除锈杂物对铸件带来的不良影响。中频电炉炉料的块度太大或太小都会影响电炉的电效率，和熔化质量，块度越大，速度会越慢，而且金属液的均匀程度会不稳定。一般以200/300毫米块度为合适。炉体内预留金属液会帮助提高一部分电炉的电效率，提高起熔阶段的功率因素。但是，如果金属液在1500度以上超过一小时，金相将发生变化。碳，硅

36、相变，使铸件的白口倾向严重。机械加工性能变差，所以要正确使用这一手段，铁水预留量以炉容的15%左右为安全。十三、中频电炉的排烟除尘中频电炉的烟雾和粉尘主要发生在加料、熔化、铁水品质处理的过程中。炉料入炉之前，进行前期净化处理，切屑固化压块，既能减少入炉粉尘，又能降低铁水的吨耗。1吨以上的中频电炉配备能可靠使用的炉盖，是减少熔化产生烟雾的有效方法，又是节能减耗的有效手段，有资料显示，炉料熔化过程中，热损失的近一半是通过铁水高温液面散发到空中，严重的恶化生产环境，使用炉盖，要求炉盖系统上下、转动稳定可靠，要求操作人员提高节能减派的意识，不厌其烦地使用好炉盖，经常及时的盖好炉盖。炉料熔化产生的烟雾，

37、铁水品质处理产生的烟雾，恶化生产环境，危害人体健康，影响产品质量，必须治理。可以在炉体的上方，设计安装可以可靠、灵活转动的排烟罩，实践证明，这可以吸除绝大部分的烟雾。采用喂丝球化的方式，一方面提高球铁的品位、降低球化剂的用量，又可以在车间选择定点球化位置，为排烟除尘提供条件，这时可以考虑将烟尘通过管道经过地下排出室外。中小型铸造厂采用盖包球化，也可以起到节能降耗除尘的良好效果。十四、中频电炉良好的运行管理和及时准确地维护，降低系统运行费用。现代的中频电炉，由于高智能化，5吨及以下的中频电炉可以不考虑配备专职的运行监护人员。大型炉体，或者，较多的群体炉子，要配备专职运行监护人员。运行人员要经常的

38、巡视中频电炉系统，保证系统无污染粉尘，无冷却水泄漏，无变色发红部位，采用红外线测温仪检测各发热部位的温度，特别检测可控硅冷却水套的温度，不得超过45，有一个单位，数千元的可控硅接连损坏30只，经查，是因为冷却水套内结垢所致。 运行监护人员，要认真地填写合格的熔化报表，要字迹工整，逐项填写，不能漏项。认真仔细的记录故障现象，为生产管理和设备维护提供可靠的文字资料。培养具备中频电炉维修技能的技术人员，是中频电炉可靠运行的重要保证。中频电炉维护人员，要钻研电力电子技术，努力掌握电力电子技术，掌握中频电炉的运行原理，认识掌握电子元器件的特征和原理，认真负责地做好中频电炉的维修工作。中频电炉是现代铸造企业优选的熔化保温设备，特别是现代大型的中频熔化、保温电炉，其运行和管理是复杂的系统工程，涉及到电力、电子、仪表、液压、气动、水冷、机械等多方面的先进领域，科技成分高，技术含量高，配件元器件价格高。认真的科学的管理设备，有意识的培养造就专业的运行维护技术人员，就能使中频电炉安全可靠的运行，充分的发挥中频电炉高效节能的性能，使企业获得节能减耗的结果，为企业获取良好的收益，创造出优质、节能、减耗的社会效益。2009年9月8日星期二第 9 页 共 9 页