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十二種感應(yīng)熔煉爐技術(shù)對鑄鐵生產(chǎn)作用的關(guān)鍵問題
新聞分類: 技術(shù)資訊 瀏覽:2655 日期:2011/11/13
公道的爐體結(jié)構(gòu)十分重要，重型鋼殼爐只是其中1種。假如1次烘爐約需3天時間，則1年當(dāng)中約1個月不能出產(chǎn)，影響極大。例如，海內(nèi)有1個離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家，就是采用了10 t中頻感應(yīng)爐與高爐雙聯(lián)工藝，對鐵液進(jìn)行升溫順調(diào)整成分，將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃，大約需要27 min。一旦熔煉爐預(yù)備澆注，其換流器的功率立刻降低到保溫水平；此時另1臺爐子則倒空，然后重新裝冷料，進(jìn)步換流器的功率，開始新的熔煉。 中頻感應(yīng)爐的發(fā)展 工頻感應(yīng)爐向大容量發(fā)展已基本休止，中頻感應(yīng)爐的發(fā)展則令人矚目。
中頻感應(yīng)爐在出產(chǎn)鋪排上有較大的彈性，熔化操縱有較大的靈活性。采用這種電源可同時向1臺爐子輸送熔化功率，向另1臺爐子輸送保溫功率，使電源利用率達(dá)到100%。作為感應(yīng)爐使用的變頻器額定功率不斷進(jìn)步，近來，9 000 kW變頻器已投產(chǎn)，把它聯(lián)接在容量為12 t的管式電爐子上，熔化鐵液的出產(chǎn)率可達(dá)18 t/h；將中頻感應(yīng)爐功率密度每噸熔化能力進(jìn)步到1 000 kW，能使熔化期縮短到35 min。另外，工頻感應(yīng)爐功率因數(shù)低，需配置大量補(bǔ)償電容器，也增加了占地面積和設(shè)備投資。在這方面中頻感應(yīng)爐所具有的出產(chǎn)靈活性，彌補(bǔ)了工頻感應(yīng)爐及其它熔煉用爐的不足。另外，這種感應(yīng)線圈的附近籠蓋了50%的磁軛，有效地改變了磁場的分布。對于工頻感應(yīng)爐，要求不中斷地連續(xù)工作，由于中斷會增加冷啟動，冷啟動不但增加熔化時間和能源消耗，且每1次都還必需使用啟動塊。這種電源向2臺爐子同時送電，完全避免了切換開關(guān)或另加1套電源，不必在熔煉中將電源切換到保溫爐子上以保持必要的澆注溫度，從而使中頻爐實(shí)現(xiàn)了熔化和保溫2種功能。
熔化處理系統(tǒng)能夠?qū)﹄娫春蜖t體進(jìn)行全面自診斷，假如非正常狀態(tài)啟動了系統(tǒng)報警，該處理系統(tǒng)可以提供題目所在，并可將這些故障信息存儲起來，也可與打印機(jī)相連進(jìn)行打印留存。低能耗、高強(qiáng)度的不銹鋼冷卻環(huán)，大大進(jìn)步了爐子效率。一般安裝在軌道上可做橫向和縱向移動或繞樞軸滾動的振動給料系統(tǒng)最為合適。該爐頻率100～200 Hz，功率為2 500 kW。為了解決這個題目，研制成功了1種雙電源系統(tǒng)。
重型鋼殼爐不僅有堅(jiān)固的鋼殼，而且設(shè)計(jì)了專門用于感應(yīng)熔煉的厚壁管結(jié)構(gòu)線圈，并通過準(zhǔn)確選擇感應(yīng)線圈的匝間間隔使得線圈的轉(zhuǎn)換效率最高、電阻最小。 2.3爐體結(jié)構(gòu)
中頻感應(yīng)爐的新發(fā)展，應(yīng)引起我國感應(yīng)爐設(shè)計(jì)和制造廠家的正視與關(guān)注，努力加大自我研制開發(fā)的力度，適當(dāng)輔以引進(jìn)消化、進(jìn)步立異，盡快把我國感應(yīng)爐熔煉技術(shù)和設(shè)備進(jìn)步到一個新水平。為了有效地隔熱保溫并進(jìn)步爐襯壽命，重型鋼殼爐還在頂部和底部門別設(shè)置了冷卻環(huán)，起到了平均爐襯溫度，降低熱膨脹作用。感應(yīng)爐的熔化率是隨爐子的容量變化而變化，一般中頻感應(yīng)爐熔化鑄鐵的熔化率為0.4～35 t/h。與工頻感應(yīng)爐比擬，其電耗可從700 kW.h/t降低到515～580 kW.h/t。不管采用如上所說的哪種措施，都要增加相應(yīng)的設(shè)備與舉措措施，也就增加了占地與投資。如有必要，可將總有效功率接到1臺爐子上
中頻感應(yīng)爐工作1個爐役后，必需進(jìn)行拆除和修爐。
重型鋼殼爐與框架爐不同，它是設(shè)置有多個較大檢查口的高強(qiáng)度環(huán)型鋼殼，爐子運(yùn)行時，檢查口是封閉的，檢驗(yàn)時則每個檢查口均可打開。目前，大型中頻感應(yīng)爐已裝備了比較完整的計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)督和控制系統(tǒng)，其主要內(nèi)容包括：
(1)當(dāng)爐子坩堝中鐵液達(dá)到預(yù)編程溫度時，保證自動降低爐子功率；
(2)爐子固定在測重儀上，測重儀為計(jì)算機(jī)提供爐子里金屬爐料的質(zhì)量數(shù)據(jù)；
(3)監(jiān)測、計(jì)算和控制鐵液溫度；
(4)為新爐襯提供自動燒結(jié)程序；
(5)確定達(dá)到要求的鐵液成分所需要的碳、硅及其他添加元素的數(shù)目；
(6)包括1臺自動冷啟動裝置在內(nèi)的其他有用的必要的功能。它對爐料的適應(yīng)性也較強(qiáng)，爐料的品種和塊度可在較寬的范圍內(nèi)變動。首鋼鍛造廠在建設(shè)離心球墨鑄鐵管車間時，就是在原有1變2爐基礎(chǔ)上增加1臺工頻感應(yīng)爐及相應(yīng)的電源設(shè)備；海內(nèi)另1個離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家則在原有1變2爐基礎(chǔ)上，擬增加1套烘爐電源設(shè)備。
中頻感應(yīng)爐則電效率和熱效率高、熔煉時間短、省電、占地面積較少、投資較低，易于實(shí)現(xiàn)過程自動化和具有出產(chǎn)靈活性。當(dāng)1臺爐子處于維修狀態(tài)時，電源可與這臺爐子隔離，而只給另1臺爐子供電，也增加了安全性。
2.1靜力變頻器
中頻感應(yīng)爐的發(fā)展得益于靜力變頻器的使用，這種變頻器和磁力變頻器比較，其效率高達(dá)95%～98%。中頻感應(yīng)爐雙供電電源與控制系統(tǒng)的應(yīng)用，不但同時保證了熔煉和保溫，也同時實(shí)現(xiàn)了烘爐不停產(chǎn)。工作時，在爐子裝料系統(tǒng)和稱重系統(tǒng)的共同作用下，自動計(jì)算熔化到澆注溫度所需的功率，控制熔化期爐子熔化過程所需能量的吸收。近年來，中頻感應(yīng)爐的發(fā)展及其所呈現(xiàn)的優(yōu)勝性，給鑄鐵出產(chǎn)注入了新的活力。為了縮短更換耐火材料爐襯的停爐時間，必需考慮機(jī)械化，振動筑爐和爐襯推出機(jī)也就成了大型感應(yīng)爐的主要配件。
應(yīng)該提到的是，配有雙供電電源與控制系統(tǒng)的中頻感應(yīng)爐，即使在1臺爐子烘爐時，也能保證另1臺爐子正常出產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鐵液的及時連續(xù)供給，這也是工頻感應(yīng)爐無法相比的。假如澆注周期較長，利用率只有50%左右，這表明要想達(dá)到所需要的出產(chǎn)率，電源設(shè)備的額定功率需是利用率為90%的1.8倍。采用撇渣器或人工除渣，效果均差且時間較長，勞動前提惡劣。
高效中頻感應(yīng)爐的熔化處理系統(tǒng)是由熔化處理機(jī)監(jiān)控整個熔化過程所需的功能及操縱程序的，這個處理系統(tǒng)是由1個帶有彩色監(jiān)控器的微處理機(jī)組成的。例如，鋼鐵冶金企業(yè)中的行業(yè)性機(jī)修廠，主要承擔(dān)鋼鐵企業(yè)所需的備品、備件及大宗消耗件的出產(chǎn)，并承擔(dān)一些非尺度設(shè)備的制造，又多是單件小批量出產(chǎn)，品種較多，材質(zhì)要求常常變換。不少廠家都在致力改進(jìn)爐體結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)中頻感應(yīng)爐的應(yīng)用與發(fā)展。目前，無芯工頻感應(yīng)爐容量已達(dá)110 t，有芯工頻感應(yīng)爐容量則高達(dá)270 t。為了實(shí)現(xiàn)能夠連續(xù)出產(chǎn)的目的，1是增加工頻感應(yīng)爐數(shù)目，2是增加1套烘爐電源設(shè)備。
中頻感應(yīng)爐適合熔煉鑄鐵，特別適合熔煉合金鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。
2.5雙供電電源與控制系統(tǒng)
中頻感應(yīng)爐的1個獨(dú)特發(fā)展是用1套供電系統(tǒng)向2臺爐子供電，實(shí)現(xiàn)了無出產(chǎn)距離功課的工作軌制。25～30℃/min速率過熱熔化爐料的爐子，在滿功率狀態(tài)幾分鐘無人看守，很可能造成災(zāi)害性事故。爐子后傾角度一般為20°～25°。爐襯推出機(jī)可以在耐火材料爐襯完全冷卻之前將其推出，進(jìn)一步縮短了修爐時間，改善了勞動環(huán)境。對于大功率中頻感應(yīng)爐，熔化期非常短、過熱率非常大，只有采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)才能施展設(shè)備潛力，才能對工廠和操縱職員提供最有效的保護(hù)。該爐出產(chǎn)率高、節(jié)能省電且有較大出產(chǎn)靈活性，對于諸如鋼鐵冶金企業(yè)等行業(yè)機(jī)修廠及其他單件小批量出產(chǎn)極為有利；它自動化程度高且配有雙供電電源與控制系統(tǒng)，同時具有熔煉和保溫的功能，對于諸如鑄鐵管出產(chǎn)的連續(xù)功課也很合用，其應(yīng)用遠(yuǎn)景必定看好。
中頻感應(yīng)爐比工頻感應(yīng)爐具有更多長處，它適合熔煉各種鑄鐵，特別適合熔煉合金鑄鐵和球墨鑄鐵，近年來在鑄鐵出產(chǎn)中已愈得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)該指出，固然中頻感應(yīng)爐長處較多，發(fā)展較快，但工頻感應(yīng)爐則在鐵液貯存、保溫、調(diào)整合金成分和過熱升溫等方面，仍不失為1種良好的設(shè)備，尤其是作為高爐、沖天爐等熔煉爐的雙聯(lián)用爐仍舊得到廣泛應(yīng)用,中頻感應(yīng)爐電效率和熱效率高，不但進(jìn)步了熔化率、縮短了熔化時間，其單位電耗也相應(yīng)降低。
安裝自動化機(jī)械裝料系統(tǒng)也是施展大功率中頻感應(yīng)爐全部潛力所不可缺少的。但工頻感應(yīng)爐熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷爐啟動需啟動塊、出產(chǎn)不夠靈活、故一般常用于金屬和合金的重熔與升溫。重型鋼殼爐還采用感應(yīng)線圈延伸并超過電爐襯底部的加長線圈設(shè)計(jì)，從而使得從爐體頂部到底部之爐料負(fù)載與磁場的耦合非常平均，也減少了因磁場產(chǎn)生的攪拌力對底部爐襯的影響。 1方面，厚壁感應(yīng)線圈載流截面大、壁厚平均、不易發(fā)生因電弧和膨脹引起的破壞，另1方面，線圈采用特殊的支撐系統(tǒng)，每1匝都被緊緊鎖緊，剛性好，減少了因?yàn)殡姶帕σ鸬恼駝樱蟠笱娱L了爐襯的使用壽命。
十二種感應(yīng)熔煉爐
工頻感應(yīng)爐能使金屬熔化和升溫，且加熱平均燒損少，便于調(diào)節(jié)鐵液的成分、污染小。這種系統(tǒng)除對1臺爐子保溫提供充足的電力外，其余功率都可用于第2臺爐子進(jìn)行鐵液熔煉。
2.6自動化程度
中頻感應(yīng)爐采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，自動化程度較高。結(jié)子的鋼殼還能夠有效地保護(hù)感應(yīng)線圈避免飛濺金屬的危險，使?fàn)t子在運(yùn)行過程中具有最大的安全性。重型鋼殼爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)子，可以避免傾斜出鐵澆注可能引起的變形，延長了爐襯壽命，而且因?yàn)榉怄i的堅(jiān)固爐殼及其內(nèi)部可增加吸音隔離材料，使得工作噪音大大降低。世界上最知名最大的離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家，法國的木松橋公司就采用工頻感應(yīng)爐與高爐雙聯(lián)工藝，而日本久保田公司則采用工頻感應(yīng)爐與沖天爐雙聯(lián)工藝。 2.4除渣與修爐 中頻感應(yīng)爐出產(chǎn)率高，熔化期可縮短到35 min左右，為了最大限度利用爐子的功率，必需盡可能快地除渣。例如，使用2 t容量的爐子，可得到2～2.38 t/h的熔化率，使用12 t的爐子則可達(dá)到18～21 t/h的熔化率；而采用工頻感應(yīng)爐熔化冷料的熔化率，1.5 t爐為0.75 t/h、3 t爐為1.5 t/h、5 t爐為2.5 t/h，10 t爐只有4 t/h。這為單件小批量出產(chǎn)帶來有利前提。 上一篇: 太陽能巨型熔練電爐 下一篇: 高爐無鐘爐頂裝料都要哪些設(shè)備呢
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