中频感应炉在工业上的应用及维修

石银柱

摘 要：目前中频感应炉已经被广泛的应用于工业领域中，进一步加强对其的研究非常有必要，但是就目前的情况来看，其在应用过程中还是存在一些问题，因此需要采取有效的措施进行控制。基于此本文分析了中频感应炉在工业上的应用及维修。

关键词：中频感应炉；应用；维修

中图分类号：TG232.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0074-01

1 感应炉的组成

（1）系统组成。中频感应炉主要由电控、炉体、绝缘电极轴、真空液压系统、循环水系统等几部分组成。（2）工作原理。中频感应炉主要是把三相工频交流电经过整流部分变成直流，再通过逆变部分变成中频交流电，经电容器组升压后进入感应线圈，在线圈中产生磁力线，通过磁力线切割感应圈内的有色金属，有色金属产生变化的热量，从而将有色金属加热熔化的一种电加热设备[1]。

2 中频感应炉在工业上的应用

2.1 中频电源频率的选择

中频电源的频率增加，则磁力线切割炉料的速度就增加，在炉料所形成的闭合回路中，产生的涡流数值就增大，因此发热效果显著。有研究表明：电源的频率越高则电效率就越高，但是当电效率接近90%时，再增加电源频率对电效率的影响就不大了。同时，由于集肤效应的存在，炉料的直接加热层的深浅和电源的频率成反比，靠长时间的传导，可以使工件表面和心部获得接近的温度，但会造成热效率降低。热效率降低的原因是过长的传热时间，在周围介质中损失过的热量。考虑到炉料的尺寸影响电效率和热效率，应当合理的选择中频电源的频率，即不能选择过大也不能选择过小。

2.2 电力变压器与中频电源的匹配

比较合理的匹配应是电力变压器容量略大于中频电源的额定功率。如果电力变压器的容量较大超过中频电源的额定容量会造成资源的浪费，但如果电力变压器的容量等于甚至小于中频电源本身所具有的额定容量时，由于相对偏小的电力变压器容量，迫使中频电源的限流值适当下调，系统的电效率和热效率均受损失。假如不改变中频电源的限流值，在炉料满载的情况下，电力变压器处于超负荷运行状态，压降严重保证不了中频电源的进线电压，电网电压甚至会出现低于360V。热效率的严重降低会使得系统的总效率严重下降。产生这种结果的原因是由于中频电源进线电压太低，在同样负载情况下，功率与电压平方成正比，输出功率严重不足，同时降低了电效率和热效率。

2.3 感应绕组和炉衬的优化设计

不同的绕组匝数、匝间的距离等对电炉熔炼效率都会产生影响。此外，决定炉子特性的主要参数是炉衬的厚度。炉衬要尽可能薄，才能有更高的电效率和更大的输入功率满足炉子的电气特性考虑。为了炉衬保持更好的强度，延长炉衬的寿命，考虑到炉衬受金属液机械冲刷而蚀损，则要求炉衬厚一些。因此，需要选择适宜的炉衬厚度，既要兼顾炉子的电气特性，又要保证炉衬的使用寿命[2]。

2.4 执行正确的熔炼操作

为了加速炉料的熔化，加料的方法应当注意。炉膛空间需要充分利用，搭配大小块的炉料进行装料。由于炉料在感应炉内磁通的分布是不均匀的，磁通密度越靠近坩埚壁越大，越靠近坩埚的中心线越小，产生的电动势和电流外层中比里层大，即“集肤效应”。通常来说，炉料间隙由小块料来填充，坩埚壁的附近装大块的炉料，炉底和中间部分装小块的炉料。中频电源一般都具备必要的限压限流保护，加料时炉体内可先装约2/3的炉料，快速升温炉料，温度迅速超过居里点，然后炉料阻抗增大，电流在限流值以内，可保证电炉以额定功率运行，再将另外1/3的炉料加入，这样将会缩短限流时间。在整个熔化过程中，不必要的限压时间必须被减少，采用炉钎捅料，避免由于炉料大小不同，长短不一，互相挤住发生“搭接”，使炉子出现中频电压高而限压，功率上不去，熔化速度将变慢。

3 加强维修

3.1 日常维护

（1）炉膛：开炉前首先测量炉膛深度和最大处直径并做好记录，仔细查看炉衬有无裂纹、破损，及时修补破损的炉口及炉嘴，第一炉铁水化好后检测漏炉报警装置。（2）电气：全面检查控制主板、脉冲主板、晶闸管、电阻、电容、电抗器、铜排、换向电感等，确保无开路、短路、松动、虚焊、漏液等现象。（3）灰尘：用风对断路器、晶闸管、电抗器、电容器、感应线圈外围进行一次全面吹扫。（4）循环水：阀门开关准确、水管无漏水，水压力0.1～0.2MPa，水位1/3～1/2，进水温度不超过35℃，出水温度不超过65℃。纯水导电率不超过600μΩ/cm。

3.2 定期维护

（1）元件测量：每次安装整流元件要对晶闸管控制极、阴间电阻进行测量（15～50Ω为正常），阻值接近的串装在一起，阳、阴极间阻值几十兆欧为完好，阻值为无穷大或者零多认为此元件损坏。（2）系统校准：每三月对系统的直流电压、直流电流、中频电压、换向角度、过流整定、过压整定进行全面校准。（3）灰尘清理：每月用刷子擦拭晶闸管表面、电阻器表面、控制板表面、电容器绝缘子表面灰尘。（4）螺栓紧固：对电抗器、电阻器、电抗器、铜排、水冷电缆等连接处全面紧固。（5）管路清洗：每两月反冲洗一次软水循环水管路及元件，并重新装新纯水；每半年反冲洗一次外循環水管道、感应线圈、磁轭。老化的胶管全部更换，锈蚀严重的阀门及时更新。

4 结语

总之，如何提高中频感应炉系统安全运行能力，确保系统的正常运行是我们需要解决的问题，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献

[1]潘宏涛，吕明.中频感应炉的炼钢特性分析[J].工业加热，2015（01）：18-19+23.

[2]崔景萍，邹黎，邹雪.串联谐振式中频感应电炉节能原理分析[J].山东理工大学学报（自然科学版），2009（3）：99-102.