中頻感應爐(設備篇)

中頻感應電爐

(設備篇)概述(感應爐組成、電源裝置、工作原理)中頻感應電爐的筑爐技術2/4/20231一、概述工頻感應爐：是以工業(yè)頻率的電流（50Hz或60Hz）作為電源的感應爐。我國采用50Hz的電源。工頻感應爐不需要變頻設備。工頻感應爐主要用于鑄鐵的熔煉，此外還可用為保溫爐使用。中頻感應爐：所用電源頻率在150～10000Hz范圍內，其常用頻率在150～2500Hz范圍內。中頻感應爐需要變頻設備。中頻感應爐廣泛地用于鋼與合金的生產部門，而且在鑄造部門也得到了廣泛的應用。高頻感應爐：所用電源的頻率在10000Hz以上，最高達1MHz。高頻感應爐需要變頻設備。高頻感應爐的容量因受電源功率的限制，一般在100kg以下。高頻感應爐主要用于實驗室進行科學研究。高頻電源設備可以配置淬火設備，用于熱處理部門進行機械零件的表面淬火。2/4/20232一、概述中頻感應爐的設備可分為機械設備和電氣設備兩大部分。機械設備包括爐體、傾爐裝置及水冷系統(tǒng)。電氣設備包括中頻電源、補償電容器組及電氣控制保護系統(tǒng)。中頻電源是中頻感應爐的關鍵設備，為了提高電氣設備的利用率，通常一套電源設備配置兩臺爐體，一臺爐體生產使用，另一臺爐體備用。當一臺爐體的坩堝用壞了需要拆換時，電氣設備可以接到另一臺坩堝已制作好的爐體上，繼續(xù)工作。爐體輪換工作，而電氣設備不停歇。

2/4/202331中頻感應爐的組成感應爐的構造見圖1，用銅管單層卷制成感應線圈，而在水冷感應線圈內有耐火材料打結的坩堝用以容納熔煉金屬。感應爐通常由4部分組成：電源、爐體(主要是感應圈以及感應圈內用耐火材料制備的坩堝)、電容器組(用來提高功率因數(shù))、控制和操作系統(tǒng)。2/4/20234感應爐的爐體結構圖1.感應器2.坩堝3.轉動軸4.爐架5.電源線6.傾爐液壓缸采用單缸或雙缸液壓系統(tǒng)傾爐是應用最廣泛的方法。它具有操作平穩(wěn)，結構緊湊等優(yōu)點。2/4/202352/4/202362中頻感應爐的電源裝置中頻感應爐的電源裝置主要有中頻發(fā)電機組、可控硅中頻電源和倍頻器三種。中頻發(fā)電機組中頻發(fā)電機組是較早采用的中頻感應爐電源裝置，在60年代以前居感應爐電源的統(tǒng)治地位。它是由電動機拖動中頻發(fā)電機發(fā)出中頻電源的，其原動機就是普通的交流或直流電動機。中頻發(fā)電機又分為普通中頻發(fā)電機和感應式中頻發(fā)電機兩類。普通中頻發(fā)電機的輸出頻率低于500Hz，而感應式中頻發(fā)電機的輸出頻率最高可達10kHz，故感應式發(fā)電機應用較普遍。中頻發(fā)電機組供電的感應爐的主電路如下圖所示。主電路包括斷路器、中頻發(fā)電機組、電容器及感應器線圈等。2/4/202372/4/202382中頻感應爐的電源裝置可控硅中頻電源可控硅中頻電源（晶閘管變頻器電源）是近年來隨著電力電子技術的發(fā)展而發(fā)展起來的新型感應爐電源裝置。1966年瑞士制造出第一臺可控硅中頻電源設備。我國于1971年制造出可控硅中頻電源設備，此后逐漸形成系列，并逐步取代了中頻發(fā)電機組。由可控硅中頻電源供電的感應爐主電路如下圖所示。由于可控硅中頻電源克服了中頻發(fā)電機組的一系列缺點，因此得到了廣泛的應用。但使用中必須注意它的過載能力較差的弱點。2/4/202392/4/2023102中頻感應爐的電源裝置倍頻器倍額器于20世紀初在國外出現(xiàn)，直到50年代才應用于感應爐上。倍額器是適合于大型感應爐的電源，容量大、效率高、制造簡便，國際上仍有廣泛應用。倍頻器實質上是一個結構特殊的倍頻變壓器，常見的是三倍頻變壓器，在其初級線圈中通入工頻電流(我國工頻是50Hz)。在其次級線圈即可得到三倍于工頻電流的中頻電源。2/4/2023112中頻感應爐的電源裝置由三倍頻器供電的感應爐主電路見下圖。三倍頻器的主要設備是一個與飽和電抗器形狀相似的變壓器。接線方式有兩種（如圖示）。大功率的三倍頻器多采用圖中a的接線方式。變壓器的鐵芯工作在飽和狀態(tài)，當外施三相正弦交流電壓時，變壓器線圈中的會發(fā)生畸變，除基波外尚有顯著的3次諧波，三相中3個3次諧波電流方向相同，大小相等，在變壓器次級繞組中也感應出諧波電勢。由于相位相同，3次諧波振動最大，而所含的奇次諧波很弱。這樣負載中通過的主要是3次諧波電流。三倍頻變壓器的鐵芯應使用低損耗的硅鋼片來制作，在理想的條件下，三倍頻電源裝置的效率可達90％以上。輕載時效率很低。三倍頻電源裝置優(yōu)點：是一種靜止的電源裝置，噪聲和振動小，過載能力大，電氣系統(tǒng)簡單，造價低，維護方便。2/4/2023122/4/2023132/4/2023143中頻感應爐的工作原理感應爐類似1臺空氣芯(沒有鐵芯)的變壓器，感應圈相當于變壓器的主線圈，坩堝中的爐料相當于變壓器的副線圈，但這個副線圈只有一圈而且是閉合的。當感應圈接通交流電源時，在感應圈中間產生交變磁場，交變磁場切割坩堝中的金屬爐料，在爐料中產生感應電路，所以在爐料中同時產生了感應電流—“渦流”，爐料就是靠“渦流”加熱和熔化的。感應爐熔煉是根據(jù)電磁感應原理，靠感應圈把電能傳遞給要熔煉的金屬,在金屬內部將電能轉變?yōu)闊崮?，以達到熔煉目的。感應圈與熔煉的金屬不是直接接觸的，電能是通過電磁感應傳遞的，這就是感應爐與電弧爐等其它電爐在作用原理上的不同之處。2/4/2023153中頻感應爐的工作原理加熱電源向感應圈通入交變電流而產生同頻率的交流磁通，在感應圈內的爐料產生感應電動勢，使爐料發(fā)熱，按此原理進行的加熱稱為感應加熱。為了將爐料加熱到一定溫度使之熔化，要求爐料中的感應電動勢e盡可能地大。這有兩條途徑：增大通過線圈的電流I或提高電源頻率f。在感應爐中，采用較高頻率的電源，則磁場就較強，在同一金屬內所產生的功率密度就較大，爐料受熱速度較快。感應電流及爐料發(fā)熱量的大小，不僅與爐料的外形有關,還與材料有關，與金屬爐料的電阻率、磁導率有關。2/4/2023163中頻感應爐的工作原理在冶煉過程中，可以看到熔化了的金屬液在坩堝的中心部分向上隆起（“駝峰”現(xiàn)象），上下翻騰。這是因為在金屬液中被感應生成的渦流的方向與感應圈中通過的電流方向正好相反，因此在它們之間產生了互相排斥的作用；另一方面，可以設想把坩堝內的外圍金屬柱分成一系列平行于感應圈的“圓環(huán)”，因為它們之間感應電流方向相同，這些“圓環(huán)”之間將互相吸引，造成外圍液體金屬柱力圖壓縮。這樣，使熔化了的金屬液被推向坩堝中心，引起攪拌。電磁攪拌作用有利于夾雜、氣體的排除及溫度、合金成分的均勻化，但使金屬液中部突起，必須增加渣量才能覆蓋熔池，而渣量增加對爐襯壽命是不利的，因為當猛烈攪拌時，一部分爐渣可能被帶入金屬熔池，使金屬加渣，此外還會增強金屬液對坩堝壁的機械沖刷。2/4/2023172/4/2023182/4/202319二、中頻感應電爐的筑爐技術中頻感應電爐的坩堝是在一系列物理、化學作用條件下進行工作的。在工作過程中，它要承受熔煉過程中的高溫作用；加料時，金屬爐料對其的沖擊；爐渣的化學侵蝕以及間斷生產時所產生的急冷急熱的溫度變化等。使用中坩堝因裂紋、局部侵蝕和局部剝落等因素而造成損壞，甚至引起“穿爐”。所以，坩堝質量(包括坩堝打制的質量和使用過程中的維護質量)的好壞將直接影響生產的順利進行。2/4/2023201坩堝的打制技術A坩堝打制前的準備（1）打制工具（見圖l）①搗固錘。由鋼板與圓鋼焊成，用來打結爐底和爐壁。搗固錘的錘頭根據(jù)搗打坩堝不同位置而制成相應的形狀，如圖la所示為打結爐底用搗固錘，圖1b為打結爐壁用搗固錘。②搗固叉。見圖1c，其作用是用來劃毛已搗固好的打結表面，使后續(xù)打爐料和已搗固好的打結表面在打結時能緊密結合。搗固叉由圓鋼焊接制成，制作時，齒頭不應太尖利，以免劃破、損壞石棉布等絕緣隔熱材料，造成打爐材料在坩堝打制或使用中的泄漏。此外，為方便使用，叉頭最好具有一定的隨形弧度，以便劃毛坩堝模邊緣的爐襯。2/4/2023212/4/202322A坩堝打制前的準備

（2）坩堝模坩堝模（見圖2）用于打結時形成坩堝（爐膛）的尺寸。根據(jù)其制作材料的不同，分為金屬模與石墨模二種。①金屬模。金屬模由鋼板卷制焊成或鑄造而成。一般做成中空的，根據(jù)使用狀況，又分為一次性金屬模（即爐子打結完畢，坩堝模不必從爐膛中起出，隨同爐料一起熔化掉）與永久性金屬模（即每次爐子打結完畢，將柑禍模從爐中取出，反復使用）。②石墨模。石墨模由石墨電極加工而成。主要是利用石墨模在烘烤、燒結過程中的感應加熱作用，充分燒結坩堝。但由于其不易取出，一般不使用。2/4/2023232/4/202324A坩堝打制前的準備

（3）坩堝模制作時應注意的有關事項坩堝模決定了坩堝(爐膛)的尺寸，因而直接影響著坩堝的使用狀況。若坩堝模圓度在增禍打制時發(fā)生變形，不僅不易取出，而且會造成爐襯各處厚度不均，從而影響坩堝使用壽命。如坩堝模尺寸設計過小，則造成爐襯厚度過大，坩堝厚層內的磁力線起不到感應加熱的作用，降低設備的電效率及功率因數(shù)值。若坩堝模尺寸設計過大，則爐襯厚度不足，會造成坩堝散熱嚴重，經受沖擊的能力降低，縮短坩堝使用壽命。因此，坩堝模在制作時，除了要具有準確的兒何尺寸，還應有較好的幾何形狀及外殼強度。為方便起模，坩堝模應具有一定的錐度，其外表面要無銹、光滑，焊接處要盡量磨光。為便于烘爐時坩堝內氣體的排出，允許在金屬模上均勻地鉆一些φ3～φ5mm的出氣孔，但不得影響其強度。2/4/202325A坩堝打制前的準備

（4）隔熱絕緣層隔熱絕緣層是坩堝爐與感應圈內壁之間的填充層，用以提高感應圈的耐壓性能，減少爐子的熱損失通常用做填充層材料的有云母紙、石棉布、石棉板和玻璃絲布等。2/4/202326B坩堝用材料感應爐坩堝要求有下列特點：

（1）較高的耐火度。煉鋼坩堝要求有1700℃。（2）穩(wěn)定的物化性質。要求坩堝制品耐熔渣和鋼液浸蝕；（3）有良好的抗熱震性及高溫強度；（4）有一定的絕緣性能；（5）較小的導熱性；（6）成本低，無污染。常用的制造坩堝的耐火材料有鎂砂，鎂鋁尖晶石和石英砂3種。其中，鎂砂可分為普通燒結鎂砂、熱選鎂砂（優(yōu)質燒結鎂砂）、海水鎂砂和電熔鎂砂。常用的添加劑是硼酸（H3BO3），其作用是降低砂料的燒結溫度，促進鎂鋁尖晶石的合成，并且改變坩堝的體積變化率。2/4/2023272/4/202328B坩堝用材料根據(jù)打結坩堝用耐火材料的性質，分酸性、堿性和中性三種坩堝用耐火材料。（1）酸性耐火材料坩堝由于其主要化學成分為硅砂，所以不適合冶煉高錳鋼、含鋁及含欽的鋼種。表l列出了常用酸性坩堝材料配比。制作酸性坩堝采用硼酸作粘結劑，加入量為1.7%～2.0%（砂料重的百分比）。硼酸的化學成分及粒度要求見表2。2/4/2023292/4/202330B坩堝用材料

（2）堿性耐火材料坩堝堿性耐火材料坩堝適合冶煉鑄鐵、碳鋼和各種合金鋼。主要化學成分為鎂砂。鎂砂分冶金鎂砂與電熔鎂砂二種。表3列出了幾種常用堿性坩堝材料的組成。要注意的是，在使用冶金鎂砂時，應先經過磁選，消除其中的含鐵雜質，保證鉗竭的絕緣性能。冶金鎂砂的化學成分見表4，制作堿性坩堝所用的粘結劑有硼酸、水玻璃等，其加入量見表5。2/4/2023312/4/2023322/4/202333B坩堝用材料

（3）中性耐火材料坩堝中性耐火材料坩堝適用于生產鑄鐵、碳鋼和各種合金鋼。主要成分為高鋁礬土熟料。生產中采用特級或一級高鋁礬土熟料。表6列出了幾種常用中性坩堝材料的顆度組成。高鋁礬土熟料技術條件見表7。2/4/2023342/4/2023352/4/202336B坩堝用材料制作中性爐襯時常采用磷酸(60%濃度)，水玻璃等作粘結劑，其加人量見表8。2/4/2023372坩堝打結材料的混制及坩堝打結坩堝的制作方法可以分為爐外成型坩堝、爐內成型坩堝和砌筑坩堝三種。爐外成型坩堝是將耐火材料和添加劑等混合攪拌均勻裝入模具內加壓制成坩堝，然后烘干再裝入感應器內。適用于200kg以下的小爐子。其優(yōu)點是更換方便。2/4/202338爐內成型坩堝是將耐火材料和添加劑等混合攪拌均勻在感應器內打結成型?，F(xiàn)在絕大部分中小容量感應爐都采用此法制作坩堝。大容量坩堝(>2t)采用振動成型法。方法：第一步，按規(guī)定的粒度配制好砂料，并與添加劑混合。采用濕法打結時，可加入1％～2％的水分。第二步，在感應器內側鋪以玻璃纖維布和石棉布。第三步，進行爐底打結。第四步，放入坩堝型芯，即控制坩堝形狀和容積的胎具。第五步，爐口打結。由于爐口區(qū)不易燒結，必須在砂料中增加細粉料的比例，或添加適量的黏土、水玻璃等，以得到較結實的水口。2坩堝打結材料的混制及坩堝打結2/4/2023392/4/202340大容量感應爐坩堝，采用人工打結成型，質量很難保證，常采用振動成型法。這樣不但改善了勞動條件，還節(jié)省了制作時間。振動成型法所用設備為振動筑爐機。它由氣動振動機、爐底振動塊和爐壁振動器組成。2/4/2023412坩堝打結材料的混制及坩堝打結砌筑式坩堝是采用特制的耐火磚（弧形磚）和填充料（在內外層磚之間，墊耐高溫和可壓縮的絕緣材料）在感應器內砌筑成一定容量和形狀的坩堝，這種方法主要適用于5t以上較大容量的爐子。這種坩堝一般都采用鎂鋁尖晶石等特制的耐火磚砌筑。也有采用酸性耐火磚砌筑的。優(yōu)點是制作時間短，更換方便，減少烘烤時間。2/4/2023422坩堝打結材料的混制及坩堝打結A坩堝打結材料的混制坩堝打結材料的混制是采用人工或機械將耐火材料和粘接劑充分混勻。坩堝打制分干法打結和濕法打結。采用坩堝干法打結工藝，制得的坩堝致密度高。但由于打坩堝時，粉塵較大，不利于操作者的健康，所以通常采用濕法打結工藝，即在混制坩堝材料時，加入適量的水。但應注意的是：加入水分以后，在烘爐時，由于水汽逸出而使爐襯的致密度受到影響，爐襯的干燥時間也需延長，同時還有損感應器的絕緣性能?；熘坪玫拇蚪Y料可用手握成團，且不粘手，料團上留有清晰的手紋。2/4/202343B坩堝打結工藝（1）爐子底部及上口砌耐火磚，磚縫≤2mm，并用混制好的打結料填實。（2）徹底清除感應器表面的灰塵與細小的粘附鐵屑，然后鋪設隔熱絕緣材料，并使其緊貼在感應器的內壁上，用脹圈脹緊。鋪設時，避免隔熱絕緣材料橫向搭接，縱向搭接寬度應在100mm左右。（3）采用薄層加料，逐層打結工藝。隨著爐膛直徑的變化，每次加料高度約30~50mm。搗固叉要能從上層插到下層。一次加料量如果過多，會使上下層交界處粗料富集，而出現(xiàn)分層。（4）加料時，盡量低倒，均勻分散、鋪平。不可倒成一堆。（5）打結時，搗固錘垂直下?lián)v，先輕后重，落點均勻，用力一致，保證打結處致密。打結致密的衡量標準是以搗固叉插人困難，手腕感到有明顯反擊力。打結過程中，不可將石棉布等絕緣隔熱層損壞。（6）打完一層后，用掏固叉輕輕撥松打結層表面，然后再加人下一層打結料，繼續(xù)打結。2/4/202344B坩堝打結工藝（7）打結爐底層時，先邊緣后中心，有次序地逐排打結。（8）打完爐底層后，安裝好坩堝模，做到安放平衡、端正。為防止坩堝模在打結時移動或上浮，在坩堝模定位以后，模內可放入壓鐵壓緊，模的四周要用木楔楔牢。（9）打結爐襯時，先繞著模具外緣均勻打實，然后，再逐次向外打結。打完一層后，用搗固叉輕輕撥松打結層表面(以利打結層上下層密結)，然后再加人下一層打結料，繼續(xù)打結。直至爐領處。（10）打結爐領與爐嘴時，為提高其燒結強度，抵抗金屬爐料的沖擊，可往打結料內再添加一定量的水玻璃粘結劑(一般加入量為10%)或添加粘土—水玻璃(加入量為20%+3%)作為粘結劑。2/4/202345B坩堝打結工藝（11）爐口、爐嘴用小錘錘實，用壓勺壓光、修平，靠坩堝內側要留有倒角。（12）打結過程中，嚴防雜物(尤其是金屬)掉入爐內。（13）連續(xù)打結，一次完成。（14）打結完畢，用壓縮空氣或刷子清除掉落在感應器表面上的灰塵、砂粒等雜物。打結好的坩堝應是爐襯厚度均勻，各打結層密結，無偏層、分層現(xiàn)象，并具有較大的體積密度，且爐襯各部分都均勻一致。2/4/202346C坩堝的燒結坩堝燒結就是通過使耐火材料的基體在高溫下發(fā)生再結晶，使雜質達到最合理的重新分布，從而使坩堝成為一個整體，并且有合適的燒結結構及光滑的表面，以滿足冶煉要求。燒結好的坩堝應是燒結層占爐襯厚度的30%，最小應有10~15mm。如果燒結層太薄，則無法承受加料時的機械沖擊與高溫時鋼液的沖刷。反之，燒結層太厚，則往往會裂穿，（但應指出，很厚的燒結層是在爐子使用后期才會出現(xiàn)的)，過渡層（半燒結層）約占爐襯厚度的30％～40％，作為緩沖層的松散層（未燒結層）占30％～40％。2/4/202347C坩堝的燒結燒結時要求做到：低溫緩慢烘烤，高溫滿爐燒結。使用的第一爐爐料應潔凈、無銹且含雜質少。最好往爐內加入5%左右的碎玻璃，以使爐襯燒結成釉質表面。250kg中頻感應電爐坩堝燒結工藝見圖3。2/4/202348C坩堝的燒結爐內成型的燒結方法有兩種：高溫燒結，1800～1900℃；低溫燒結，低于1700℃；鎂砂坩堝的高溫燒結，四個階段：第一階段，850℃以下，砂料脫水；第二階段，850～1500℃，低熔點化合物開始熔化；第三階段，1500～1700℃，新生化合物開始形成，坩堝體積急劇收縮，密度和強度顯著增加；第四階段，1700～1850℃，得到較理想的燒結層厚度和坩堝斷面的燒結結構。高溫燒結的燒結厚度較大。低溫燒結的燒結厚度較小。2/4/202349C坩堝的燒結鎂砂坩堝的低溫燒結。分兩步：第一步利用感應加熱；通過鋼板型芯使砂料加熱至1300℃，達到初步燒結。然后取出型芯，裝入低碳鋼料或工業(yè)純鐵進行第二步燒結，利用鋼液溫度來加熱砂料。過程分三個階段：850℃以下；850～1400℃；1500～1650℃。2/4/202350C坩堝的燒結鎂鋁尖晶石坩堝都采用高溫燒結，三個階段：850℃以下；850～1400℃；1300～1700℃。2/4/202351C坩堝的燒結石英砂坩堝的低溫燒結。過程大致分三個階段：850℃以下；850～1300℃；1300～1600℃。2/4/202352D洗爐

冶煉合金及高質量合金鋼時，坩堝經過燒結后不能馬上進行冶煉，還需要進行洗爐，經洗爐后才能進行正式冶煉。這是由于：

(1)坩堝燒結層晶界上有大量液相，冶煉時會有一部分進入合金液。

(2)坩堝表面空隙較多，氣體和不潔凈物也較多。

(3)坩堝燒結后降溫速度很快，相應數(shù)量的固溶于方鎂石晶?；虿Ａ嘀械母呷埸c雜質來不及析出，燒結層未達到最好狀態(tài)。

(4)爐口部分溫度較低，需進一步燒結。洗爐的目的如下：

(1)進一步使坩堝燒結，析出高熔點雜質，提高燒結層的軟化點，使坩堝表面鈍化。

(2)由于熔融金屬的滲透作用，使坩堝表面空隙減少，在正式冶煉中使合金液與坩堝材料間的反應降至最低程度。2/4/202353D洗爐冶煉一般合金鋼和碳素鋼時不需要洗爐，坩堝燒結后，合理安排冶煉鋼種即可開始正式冶煉。洗爐用工業(yè)純鐵(或鎳)進行，一般洗兩次爐。洗爐裝料量比正式冶煉時的裝料量多5％～10％。小容量坩堝還可以更多一些。洗爐最高溫度要高于正式合金或鋼種的最高冶煉溫度，洗爐第一爐在最高溫度下保持時間不少于40min，第二爐可適當縮短。2/4/2023543坩堝的日常使用和維護A坩堝主要的日常使用規(guī)范坩堝使用初期燒結層很薄，任何機械沖擊與強烈的電磁攪拌都會引起坩堝破裂。因此，不允許倒空爐內鋼液再加料，以防加料時產月幾較大的應力沖擊。同時采用適當?shù)墓β嗜蹮?，避免過強的電磁攪拌損壞坩堝。每次開爐前，嚴格檢查坩堝情況，如坩堝的直徑和高度變化、爐襯有無裂紋或損壞、爐底有無凹坑以及爐口、爐嘴是否損壞等。一發(fā)現(xiàn)坩堝損壞，應及時予以修補。為減輕坩堝侵蝕，應使坩堝工作溫度不超過鋼液的出鋼溫度。銹蝕嚴重的爐料不要使用，回爐料上的型砂須清理干凈后方可使用。長期使用不經處理的硬水，會使感應圈內逐漸形成水垢，造成冷卻水道截而積變小，冷卻水流量不足，從而降低對鉗鍋的冷卻效果。因此，要定期檢查感應圈冷卻水道暢通狀況。如有堵塞，及時清理。如條件允許，最好對硬水進行軟化處理。2/4/202355B坩堝的維護和修補坩堝使用過程中，尤其是到使用中后期，每熔煉一爐后，均應仔細檢查坩堝狀況，若發(fā)現(xiàn)裂紋或局部損壞，應及時進行修補。坩堝維護和修補一般分為冷補工藝規(guī)范和熱補工藝規(guī)范。坩堝冷補工藝規(guī)范開爐前，先將損壞部位的爐渣，殘鋼清理干凈，將裂紋擴大呈60°的缺日，用水玻璃或硼酸水溶液刷一下，然后將混勻的打結料填入此處，用木錘打緊，最后將表面抹平，用隨形的金屬料塊壓好，再加人其余料塊，即可送電進行生產。爐底的處理與爐壁的處理有所不同。當爐底出現(xiàn)凹坑需要修補時，首先鏟除凹坑內的爐渣、殘鋼，然后將打結料填入坑內，用平錘打實。修補處高出周圍爐襯20～30mm，打實后用刮板刮平，用比較平整的爐料壓上，再輕輕地加人其他爐料，低功率送電烘烤。熔化一爐后，爐內需留有鋼液，避免下爐加料時金屬料塊碰壞爐底。2/4/202356B坩堝的維護和修補

坩堝熱補工藝規(guī)范對熔煉過程中出現(xiàn)的局部損壞，可采用熱補工藝予以修補。其工藝要點是：將爐內鋼液全部傾空，迅速清除掉增禍損壞處的鋼液和鋼渣。將頂先混好的補爐料填于此處，井迅速打緊，用隨形的金屬料塊壓好，防止后續(xù)爐料將其損壞。加入其余金屬料塊，送電燒結一會，就可繼續(xù)進行生產。2/4/2023574中頻感應熔煉爐的使用與維護（1）

A開爐前的檢查工作

(1)檢查坩堝內側壁爐襯和出鋼口交界處有無裂縫，坩堝底及渣線部位爐襯有無局部蝕損。

(2)檢查感應線圈表面、匝間、底部有無導電塵屑和鐵液飛濺物，須清除干凈。

(3)試運行油泵，檢查液壓系統(tǒng)壓力及泄漏，檢查傾爐裝置和爐蓋動作是否靈活、平穩(wěn)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

(4)坩堝內裝入適當爐料，打開外循環(huán)水源閥門，使水分配器進水壓力表指示達到設計要求(一般為0.2~0.3MPa)，觀察感應線圈、水冷電纜、上下水冷圈、磁軛、短路環(huán)等各支路水流量(是否暢通)，進水溫度是否達到要求(高于5℃，低于35℃)；啟動內循環(huán)水泵，使中頻電源柜內其進水壓力表指示≥0.1MPa，并觀察各支路回水是否暢通；檢查水箱水位，若低于下限水位應補充純凈水至上位水限(嚴禁添加自來水)，檢查內外循環(huán)各支路管路是否老化、破損、滲漏、堵塞等，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。2/4/2023584中頻感應熔煉爐的使用與維護（2）B開機、停機操作

(1)合上進線低壓柜開關，觀察三相進線電壓表指示是否正常；將調功電位器旋鈕調至最小位。

(2)按“控制電源接通”鈕，經2~3s后，按“主電路接通”鈕，再按“逆變起動”鈕，中頻電源開始工作，直流電壓表、電流表、中頻頻率表、功率表均有指示。

(3)啟動成功后，慢旋調功電位器至所需輸出功率。如果中頻沒有建立(即啟動失敗)，按“逆變停止”鈕，使之復位，再重新按“逆變啟動”鈕即可。

(4)停機時，先將調功電位器旋至較小位置，再按“逆變停止”鈕。

(5)需較長時間停機時，先按“逆變停止”鈕，再按“主電路斷開”鈕，最后按“控制電源斷開”鈕，順序不得顛倒。此時,可關閉內循環(huán)(中頻電源、電熱電容器)冷卻水，但外循環(huán)(感應線圈、水冷電纜等)冷卻水須待爐襯表面溫度降至100℃以下時方能關閉。2/4/2023594中頻感應熔煉爐的使用與維護（3）C使用中操作項

(1)隨時觀察內外循環(huán)冷卻水溫度、壓力、流量，發(fā)現(xiàn)某支路水流量小、滲漏、堵塞或溫度過高時，應降低功率運行或立即停機進行處理，如發(fā)生外循環(huán)冷卻系統(tǒng)停電或故障停泵使感應器斷水，應立即打開自來水或高位貯備水箱向感應器供應冷卻水。

(2)隨時觀察中頻電源柜門上指示儀表，及時調整中頻功率的輸出，以獲得最佳熔化效果，避免長期低功率運行，影響電源利用率和功率因數(shù)。

(3)正常運行時若突然出現(xiàn)保護指示，應先將調功鈕旋至最小位置，并立即按“逆變停止”鈕，再重新起動，若起動不了或仍出現(xiàn)保護應查明原因及時排除。2/4/2023604中頻感應熔煉爐的使用與維護（4）

(4)若出現(xiàn)緊急或異常情況時，如不正常響聲、氣味、冒煙、打火或輸出電壓急劇下降、輸出電流急劇升高且中頻頻率較正常運行時升高，可能是爐襯變薄、滲漏鋼液、感應圈匝間短路,應立即按“逆變停止”鈕停機，及時處理，防止事故擴大。

(5)加料、扒渣時應適當調低功率，傾爐出鐵液時須將變頻電源置于“逆變停止”態(tài)。

(6)冷爐冷料熔化時，開始應低功率送電約10min。然后逐漸升高功率至額定功率的20%~30%約15min，以使爐襯冷卻時在坩堝壁四周出現(xiàn)的細小裂紋愈合，最后將功率調至額定輸出值。

(7)熱爐襯冷料熔化時，開始裝料只能裝到坩堝高度的50%處，待電流下降至能使電壓升高到額定值時，再繼續(xù)往坩堝內加料；因冷爐料電阻系數(shù)小，電流較大，調節(jié)電壓受電流限制而影響功率輸出。2/4/2023614中頻感應熔煉爐的使用與維護（5）(8)生產過程中，不允許一次性裝料過滿甚至超出爐口。因感應圈的上端一般有三匝不通電的水冷圈，感應圈上端面以上爐料磁場弱，主要靠下面鐵液傳遞熱量加熱，故熔化速度慢；同時由于不能蓋爐蓋，大量熱能通過爐口散發(fā)，降低熔化率；另感應圈上端的坩堝及與爐嘴結合部爐襯不易夯實，烘爐不完善，燒結不好，但其承受的機械應力最大，故此段最易發(fā)生漏爐，因此坩鍋內熔鐵面須控制與感應圈上端面齊平。(9)中頻爐爐料塊度應根據(jù)電源頻率考慮。500Hz中頻電源合適的爐料塊度為8cm；1000Hz中頻電源合適的爐料塊度為5.7cm。小容量中頻爐空爐時坩堝底部加小料塊使之緊密，中部加大料塊，縫隙間填小料塊，上部爐料可適當稀松，嚴禁大料塊直接往坩堝底部投擲。2/4/2023624中頻感應熔煉爐的使用與維護（6）(10)經常觀察爐內熔化情況，爐料尚未完全熔化之前應及時補充加料。發(fā)現(xiàn)搭棚及時用鋼釬捅散，使爐料下沉至鋼液中，以免搭棚時，上部爐料搭接不能進入下部鋼液，使下面較少鋼液在額定功率下溫度急劇上升，超過爐襯材料熔點而發(fā)生穿爐。(11)一爐鋼液完全熔化后應及時扒渣、測溫，達到出爐溫度及時出爐。出爐完成后要檢查爐襯壁及與爐嘴的結合部，發(fā)現(xiàn)損壞應停爐修補，坩堝壁損超過原壁厚的1/3時，需拆除重新筑爐。2/4/2023634中頻感應熔煉爐的使用與維護（7）D筑爐、烘爐等操作

(1)筑爐之前要選擇合適的坩堝模，坩堝模需采用6~10mm厚的鋼板卷制焊接而成，模體帶有一定錐度，焊接處應作連續(xù)焊接(以免通電時接縫處打火，造成電流不穩(wěn)甚至過流保護)。模外表面焊接處應鏟平磨光，清除氧化鐵銹(以免滲入爐襯與之結渣，影響爐襯壽命)；坩堝模外表面要光滑平整，特別是側壁與底部相接圓弧應選擇較大為宜(通常取爐襯內徑的0.1倍為最大容許圓弧半徑)。2/4/2023644中頻感應熔煉爐的使用與維護（8）(2)填筑新爐襯須嚴格按筑爐工藝，填筑過程中應避免鐵磁等物質混入筑爐材料中；坩堝模放置時應緊壓于感應線圈中心。夯結爐襯前可以在坩堝內裝一定量干凈爐料塊，防止坩堝移動。(3)嚴格按烘爐曲線烘爐燒結，通過調節(jié)電壓嚴格控制中頻輸出功率以控制升溫。燒結過程中最高電壓不能超過額定電壓的70%~80%。嚴格控制冷卻水流量,在爐溫升高過程中逐漸增大水流量。烘爐溫度達1100℃左右時，應裝入清潔無銹回爐料，逐漸提高功率至額定值，繼續(xù)加料至金屬液面與爐襯上端口齊平。溫度達燒結溫度(約1550℃)時，降低功率保溫3~4h，出爐。2/4/2023654中頻感應熔煉爐的使用與維護（9）(4)每天熔煉結束時，為避免爐襯迅速冷卻產生裂縫，可在坩堝內裝入第二天需熔化的爐料，蓋好爐蓋，堵住爐嘴且適當調小感應圈冷卻水流量。(5)新筑爐襯須連