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中频感应电炉
肯中频炉的原理及结构
肯中频炉熔炼工艺
\中频炉的原理及结构
感应电炉熔炼是利用交流电感应的作用,使土甘竭内的金属炉料本身发出热量,将其融化并进一步使液态金属过热的一种熔炼方法。
感应电炉根据构造分为无芯式和有芯式两种。
有芯式感应电炉完全按变压器的原理工作。
感应圈绕在一个硅钢片叠成的闭合铁芯上,作为变压器的初级线圈,炉子底侧有一条充满金属的熔沟环绕感应圈,相当于变压器的
有芯感应电炉
次级线圈。
有芯炉电效率、热效率和功率因数都比无芯的高,占地小,但是起熔时间长,对熔沟耐火材料的要求高,修筑麻烦,更换铁液成分比较困难。
有芯工频感应电炉
2—感应圈3—铁芯4一熔沟
1—塔堀
无芯感应电炉
炼钢用的是无芯式感应电炉,其工作原理是在一个耐火材料筑成的堆埸外面,有螺旋形的感应器。
在熔炼过程中,站竭内的金属炉料犹如插在线圈中的铁芯。
当线圈通交流电时,由于感应作用在炉料或钢液内部产生感应电动势,并因此感生感应电流(涡流)。
由于炉料或钢液本身有电阻,故在涡流的作用下发出热量,以使得炉料融化或钢液过热。
无芯感应电炉
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无芯感应电炉的工作原理
1—感应器2—WW3—钢疫(或沪料》
无芯感应电炉的构造
图5-48无芯工频感应电炉炉体结构示意
1-出铁If2TS应■3—嵐性純铁4一划坍
5—支架6—倾转桃梅7—炉盖8—塔堆铁模
9-水电引人茶统
3
无芯感应电炉主要由两部分构成:
炉体部!
分和电气部分。
M炉体
在炉料(钢液)的内部,磁通的分布是不均匀的,越靠近外层(土甘埸壁),磁通量密度越大,越靠近土甘竭内部密度越小,因此外部的感应电动势和电流比内层的大,即“集肤效应”,使得炉料(钢液)外层的发热量大于里层。
电流频率越高,集肤效应越明显,为此,应使电流频率与堆埸直径相适应。
炉体
依照所采用频率的不同分为高频感应电炉、中频感应电炉、工频感应电炉。
■高频感应电炉:
电流频率
200000-300000H乙一般用于实验室科学研究用。
■中频感应电炉:
500-2500H乙多用炼钢。
■工频感应电炉:
采用工业用电频率50H乙一彼用于熔炼铸朕O
」]炉体
由于感应电炉的感应器是一个很大的电感,再加上磁通是经过空气闭合的,所以感应电炉的无功功率相当大,功率因数相当低,一般只有0・10~0・11,因此必须采用相应的电容器与感应器并联,以补偿无功功率提高功率因数。
电气部分
工业用电频率是50H乙我厂中频炉额定
频率500H乙
丄频交流立流滤波直流中频交流
VyA/
图2交流XX流交流逆变器的力块图
特点
感应电炉的特点(与电弧炉炼钢相比)0
♦加热速度快:
热量在炉料或钢液内部产生,直接加热方式,速度较快。
♦氧化烧损较轻,吸收气体少:
没有电弧的超高温作用,元素烧损率较低。
没有电弧电子冲击作用,减少钢液中气体的来源。
♦炉渣的化学活泼性较弱:
炉渣是被钢液加热,上面与大气接触,温度较低,化学性质不活泼,不能充分发挥在冶炼过程中的作用。
1■中频炉熔炼工艺
由于感应电炉炉渣温度较低,化学能力较弱,故多采用不氧化法炼钢。
一般情况下待炉料全部融化后,即行脱氧、调整化学成分和出钢。
由于炉渣化学反应能力较弱,炼钢过程中一般不进行脱磷、脱硫。
在生产中酸性炉衬和碱性炉衬都有米用。
一■筑炉
♦酸性感应电炉的炉衬所用耐火材料是硅砂。
粘结剂一般为硼酸和水玻璃。
♦碱性感应电炉的耐火材料为镁砂,粘结剂为硼酸和水玻璃。
二•炉料和装料
酸性感应电炉由于不能脱磷和脱硫,因此所用炉料必须是低磷和低硫的。
碱性感应电炉通过造碱性炉渣能起到脱磷、脱硫的作用,炉料的含磷含硫量可稍高一些,但脱磷、脱硫能力远低于碱性电弧炉。
感应电炉炼钢一般不采用氧化法。
由于没有氧化脱碳沸腾精炼的手段,故应减少气体和夹杂物的来源(炉料要求表面无锈、油,)炉料的化学成分应该明确、并要求精确的配料,炉料不应过大或过小,原则是使炉料装的紧实,以利导磁和导电。
为了加速炉料的融化,一般来说,大炉料应装在在土甘竭壁的附近,小炉料在中间部分或在炉底,因为靠近土甘竭壁处炉温高,中心部分和炉底部分炉温较低,大炉料的空隙中间用小块料充填。
三.融化
炉料装好后开始通电熔化。
刚开始lOmin内用较小功率通电,以防电流波动太大,之后,电流趋于稳定,就可用大功率熔化,直至炉料熔清为止。
当大部分炉料熔化以后,加入造渣材料
♦酸性造渣材料:
造型用新砂65%,碎石灰
15%,氟石粉20%o也可用碎玻璃造渣。
♦碱性造渣材料用石灰80%和氟石20%o
四■脱氧岀钢
采用不氧化法炼钢时,炉料熔清后就可以进行脱氧。
一般采用将脱氧剂(猛铁、硅铁)直接加入钢液中进行脱氧(沉淀脱氧)的方法。
脱氧以后,进行化学成分的调整,然后插铝进行终脱氧。
脱氧后,停电,倾炉岀钢。
五•合金钢的冶炼
感应电炉不氧化法炼钢过程中合金元素的氧化烧损较少,适宜于熔炼各种合金钢,但酸性感应电炉不适合熔炼高猛成分的钢种,是由于熔炼过程中产生大量的MnO是碱性氧化物,会严重腐蚀酸性炉衬。
碱性感应电炉不氧化法适于炼各种合金钢。
炉渣的作用:
♦收集与清除钢液中的杂质。
钢液中的杂质来源有炉料中的杂质,金属元素被氧化而生成的氧化物,以及被侵蚀或碰掉的炉衬材料。
与造渣材料化合成为炉渣时,密度较低,浮在钢液上面并与其分离。
♦去除钢液中的有害元素磷和硫。
♦控制钢液的氧化和还原。
♦保护钢液不被大量的氧化和免受气体侵入。
♦避免钢液大幅度降温。
炉渣的导热性差,能起到保温的作用。
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