工频无芯炉与中频炉能耗比较和分析

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工频电炉和中频电炉的区别

工频电炉和中频电炉的区别

工频感应炉与中频感应炉区别一、工频感应炉工频感应炉是以工业频率的电流(50或60赫兹)作为电源的感应电炉。

工频感应电炉已发展成一种用途比较广泛的冶炼设备。

它主要作为熔化炉用来冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁。

此外,还作为保温炉使用,同前,工频感应炉已代替冲灭炉成为铸造生产方面的主要设备,和冲天炉相比,工频感应炉具有铁水成分和温度易于控制、铸件中的气体与夹杂物的合量低、不污染环境、节约能源和改善了劳动条件等许多优点。

因此,近年来工频感应炉得到迅速发展。

工频感应炉全套设备包括四大部分。

1.炉体部分冶炼铸铁的工频感应炉炉体部分由感应炉(两台,一台用于冶炼,另一台备用)、炉盖、炉架、倾炉油缸、炉盖移动启闭装置等组成。

2.电气部分电气部分由电源变压器、主接触器、平衡电抗器、平衡电容器、补偿电容器和电气控制台等组成。

3.水冷系统冷却水系统包括电容器冷却,感应器冷却和软电缆冷却等。

冷却用水系统是由水泵和循环水池或冷却塔以及管道阀门等组成。

4.液压系统液压系统包括油箱、油泵、油泵电机、液压系统管道与阀门和液压操作台等。

二、中频感应炉中频感应炉所用电源频率在150一10000赫兹范围内的感应炉称为中频感应炉,其主要频率在150一2500赫兹范围。

国产小频感应炉电源频率为150、1000和2500赫兹三种。

中频感应炉是一种适用于冶炼优质钢与合金的特冶设备,和工额感应炉相比具有以下优点:1)熔化速度快,生产效率高。

中频感应炉的功率密度大,每吨钢液的功率配置比工频感应炉约大20一30%。

因此,在相同条件下中频感应炉的熔化速度快,生产效率高。

2)适应性强,使用灵活。

中频感应炉每炉钢液可以全部出净,更换钢种方便;而工频感应炉每炉钢液不允许出净,必须保留一部分钢液供下炉启动,因此更换钢种不方便,只适用于冶炼单一品种钢。

3)电磁搅拌效果较好。

由于钢液承受的电磁力是与电源频率的平方根成反比,因此中频电源的搅拌力比工频电源小。

中频炉、中频电炉的优势特点

中频炉、中频电炉的优势特点

中频炉、中频电炉的优势特点中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至1000HZ)的电源装置,把三相工频交流电,整流后变成直流电,再把直流电变为可调节的中频电流,供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流,在感应圈中产生高密度的磁力线,并切割感应圈里盛放的金属材料,在金属材料中产生很大的涡流。

由于中频感应加热的原理为电磁感应,其热量在工件内自身产生,普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作,不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。

由于该加热方式升温速度快,所以氧化极少,中频加热锻件的氧化烧损仅为0.5%,煤气炉加热的氧化烧损为2%,燃煤炉达到3%,中频加热工艺节材,每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。

中频炉加热速度快、中频炉生产效率高、中频炉氧化脱炭少、中频炉延长模具寿命、中频炉工作环境优越、中频炉提高工人劳动环境和公司形象、中频炉无污染、中频炉低耗能、中频炉熔炼速度快、中频炉节电效果好、烧损少、能耗低、中频炉自搅拌功能、熔炼温度及金属成分均匀、中频炉电加热作业环境好、中频炉启动性能好,空炉、满炉均可达到100%启动。

中频炉的节约特点●加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与成本、延长模具寿命由于中频感应加热的原理为电磁感应,其热量在工件内自身产生,普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作,不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。

由于该加热方式升温速度快,所以氧化极少,中频加热锻件的氧化烧损仅为0.5%,煤气炉加热的氧化烧损为2%,燃煤炉达到3%,中频加热工艺节材,每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。

其材料利用率可达95%。

由于该加热方式加热均匀,芯表温差极小,所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命,锻件表面的粗糙度也小于50um工艺节能,中频加热比重油加热节能31.5%~ 54.3%,比煤气加热节能5%~40%。

工频、中频与高频感应炉的区别

工频、中频与高频感应炉的区别

比较高频炉、中频炉、工频炉的区别 【中频炉与高频炉的区别】感应炉按照所使用交流电的频率可以分为:工频电炉、中频电炉及高频电炉三种。

中频炉与高频炉的区别为:1、所使用交流电的频率不同:中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至10000HZ)的电源装置;高频炉通常清况下电流频率在一百到五百千赫之间;2、频率越高,透热能力越低;3、中频炉有效淬硬深度为2到10毫米,主要的应用范围是要求淬硬层要求较深的零件;高频炉有效淬硬深度为零点五到两毫米之间。

4、可以用中频炉熔炼五千克到六十吨的各种金属;高频感应加热适宜熔炼一到五千克的贵重金属。

5、中频炉体积较大,技术成熟;高频炉体积小,运作快,价格便宜。

【中频炉与工频炉的区别】(主要炼铸铁用)的最大区别在于以下几方面:1、使用灵活、适应性强中频炉在冶炼时,每炉都可以清洗干净而且在更换时也比较方便。

但是工频炉在冶炼时,每炉都不能清洗干净,还会保留一些钢液在炉内以便下次启动,而且更换起来也不方便。

因此可以确定工频炉的适应性是比较差的。

2、启动操作方便由于中频电流的集肤效应远大于工频电流,因此中频感应炉在启动时,对炉料没有特殊要求,装料后即可迅速加热升温;而工频感应炉则要求有专门制作的开炉料块才能启动加热,而且升温速度很慢。

因此,在周期作业的条件下大多使用中频感应炉。

3、电磁搅拌效果好中频电源的搅拌效果比较好。

工频电源过大的搅拌力使钢液对炉衬的冲刷力增大,不仅降低精炼效果而且会降低坩埚寿命。

4、熔化速度快、生产效率高中频炉配置的功率密度大,是工频炉的1.4~1.6倍。

在相同条件下中频炉的熔化速度比工频炉快。

中频炉热量损失小、电热效率高,其热效率比工频炉高8%,吨铸铁耗电量下降10%。

5、钢液被炉渣覆盖、减少大气对钢液的污染工频炉内钢液“驼峰”现象比中频炉严重,很难造渣覆盖液面。

中频炉冶炼时炉渣具有良好的流动性和覆盖能力,同时通过炉渣还可以进行脱氧和脱硫等精炼过程。

中频炉结构节能原理分析

中频炉结构节能原理分析

中频炉结构节能原理分析作者:杨靖来源:《中国科技博览》2018年第16期[摘要]目前能源的利用方式成为人们关注的热点,节能环保的意义越来越突出。

中频谐振式感应炉技术已经相当成熟。

随着我国电力供应环境的改善及环保要求的提高,发展和扩大感应加热的规模,改变铸造行业耗能高的现状符合当前形势。

随着感应加热装置功率的进一步提高,如何节能的问题将更加突出,由于中频谐振电炉用户多,因此对其节能的研究具有很大的意义。

[关键词]中频炉节能熔炼中图分类号:S955 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)16-0291-011 中频炉主电路节能原理分析1.1 逆变主电路对比分析我们知道,中频感应电炉中,根据逆变线路感应圈负载和补偿电容的连接方式,可分为串联逆变和并联逆变两种中频感应电源。

虽然我国并联谐振中频电炉占据着工业熔炼设备很大比例,但是已经投入使用的串联谐振电炉的运行情况显示,串联感应电炉系统具有节能优势。

并联逆变电源,工频电压经整流得到的可调直流电压,经电抗器Z,滤波后,进入单相桥式并联逆变器,其作用有三:使直流电流连续,纹波小;限制中频电流进入工频电网,起隔离中频交流的作用;逆变失败时,限制故障电流,电抗器近似认为是恒流源。

串联逆变电源,工频电压经整流得到的直流电流,经电容Cj滤波后,进入单相半桥桥式串联逆变器。

电容Cy除了滤波,还为中频电流提供旁路,为此C,的容量必须足够大,可近似认为逆变器的直流电源为恒压源。

1.2 根据谐振方式不同的节能分析在并联谐振时,由电源输入的电流很小,电感和电容上的电流却很大,均为为电源输入电流的Q倍,而电压都等于逆变器的输出电压。

在串联谐振中,电容和电感两端的电压相等,均为逆变输出电压的Q倍,流过电感和电容的电流等于逆变器的输出电流。

由于我们在串联谐振电源中采取脉宽调制的方法,在中频感应电炉的逆变电压允许的范围内,串联谐振的感应圈电压相对比较高。

所以根据谐振电炉谐振方式的不同,在输出功率相同的条件下,串联谐振式中频电炉的感应圈电流损耗比较小。

中频、工频、谐波

中频、工频、谐波

中频电炉在现代化铸造生产中的地位及其发展方向现代机械制造技术和冶金技术的飞速发展对铸件提出了优质、精化和节能等要求,高性能的球铁铸件、蠕状石墨铸铁及铝合金铸件等优质铸件的大量应用,使得感应电炉在现代化铸造生产中的地位日益重要。

铸造车间改造和新建铸造车间中,感应电路的改造和添置往往放在首先考虑的位置。

高效、可靠和作业灵活的感应电炉的制造技术的发展,确立感应电炉在铸造生产中的重要地位。

从表1.看出,与工频感应电炉相比,无论从技术性能还是从投资方面来说,中频感应电炉具有无可争议的优势地位。

这使得它自20世纪80年代后期在欧、美等发达国家得到广泛应用,基本上替代了工频感应电炉。

自20世纪90年代起,随着中国电子技术的飞速发展,大功率的国产固态中频电源已得到成功的开发、生产和应用。

因此,工频感应电炉在中国也已逐渐在市场上消失,铸造车间内现存的工频感应电炉也在技术改造中逐步被中频感应电炉替代。

注:1.以批料熔化方法作业的中频炉可以每次将溶液倒空,冷炉起炉时不需起熔块,对块料尺寸和状态限制小,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。

、配置高功率密度的电炉的开发和应用电炉功率愈高,其功率密度值愈高。

由于同样容量的电炉配置高功率后,其单位时间内输入到炉料中有效能量增加,熔化时间降低,使得电炉的总效率得以提高,熔化单耗也降低。

此外,具有同样生产能力的此类电炉的容量小,占有空间也小,总投资也有所减少。

这就是为什么近年来国外大力发展中频感应炉的原因。

目前,国外制造的中频感应熔化炉的功率密度通常配置到600 kw~800kw/t,小容量熔化炉的功率密度配置可高达1000 kw/t以上,国内制造中频感应熔化炉的功率密度通常配置到600 kw/t左右,从制造技术来说,配置更高的功率密度并没有什么大的困难。

目前这样受到炉衬的使用寿命和生产管理配套设备2个因素的限制。

因为在高功率密度情况下工作的炉衬受到强烈的溶液搅拌效应的冲刷,对炉衬的要求相应提高,目前国内的炉衬质量尚未能与之相适应。

浅谈中频电炉的节能减耗

浅谈中频电炉的节能减耗

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。

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96~97%。

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。

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,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0.9~2,例如,500Kg炉体配备450KW,200Kg炉体配备350KW,这样,可以在45~24min内熔清铁水。

工频、中频焊枪电能比较

工频、中频焊枪电能比较

铝焊接枪在铝焊接枪在通用美国的应用
--- 研铝焊接枪在通用美国的应用
枪在通用美国应用 铝 用 M研mM
--MILCO铝焊接
1.与通用美国共同研发,成熟的铝焊接技术在通用美国得到广泛的应用。 2.电导率和热导率较高:必须采用较大电流和较短时间, 35000 到40000安培
的电流既有足够的热量形成熔核;又能减少表面过热、避免电极粘附和 电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。 3.塑性温度范围窄、线膨胀系数大:必须采用较大的电极压力,焊枪可提供 600Kg~900Kg的电极压力, 电极随动性好,避免熔核凝固时,因过大的内部拉应力而 引起的裂纹。 4.相比较钢而言,MFDC 非常适应铝的阻抗高的特点。
7.中频焊机适用多种材料及异种金属的焊接,如铝合金、不锈钢、高强度钢板等材料。另 外,对于镀锌板和普通多层板的焊接,其焊接质量也远高于工频焊机的焊接质量。而工 频焊机只适应焊接性能好的材料,如低碳钢板。
8.仅为交流变压器1/3的质量和体积,轻便快捷,当运用于机器人点焊操作时,可使机器人 的负荷减轻。
一体式伺服焊枪的优点
1.一体式,体积小,重量轻,免维护。 。 2.提高焊接质量 整个焊接过程中的电极压力可控,其压力调节速度可达200kgf/cycle(10kgf/ms), 能够很好地避免和抑制飞溅,有效保证和提高焊接质量;在进行管板焊接时,电极压力可调的特性能够减少管的焊
接变形,防止裂纹产生。 3.使用寿命长,1200000次~1500000次。 4.高速化 使电极打开幅度可控,机器人运行轨迹可实现最优化,减少不必要的行程。 3.精准化,安静化 电极运动位置和速度精确可控,实现与工件的软接触,减少冲击噪音,并延长电极寿命。 5.节省成本和投入,提高适应性 采用伺服焊枪电能的消耗成本低于压缩空气的消耗成本,可以达到节能的效果。另外非常适于形状复杂,多处打点

中频感应电炉能耗及节能原理探究

中频感应电炉能耗及节能原理探究
中频感应电炉能耗及节能原理探究
摘要:与冲天炉、燃料炉、电弧炉和工频电炉相比,中频感应熔炼炉在节能、环保等方面有明显的优势,此外,它还有比较容易变换熔炼品种,对于熔炼质量比较容易控制,具有较高的热效率,操作灵活简单,熔炼速度快,功率密度大等优点。
关键词:中频感应电炉;节能;措施
作为热工领域的重要设备,中频感应炉进行感应加热的方式主要是用中频交流电对金属工件产生的涡流效应。目前,在熔炼、淬火、透热等领域广泛的应用中频感应炉,主要是因为与传统加热方式相比,它效率高、速度快、加热均匀和能耗低。目前并联中频感应是我国普遍用的中频感应电炉,它具有较高的工作稳定性,较强的抗干扰能力,但是有较大的电能损耗,本文主要分析了并联中频感应炉主要能耗途径,并且从节能原理上提出一些方法使能耗减少。
采用厚壁高纯无氧铜管制作炉子的感应线圈。真空除气冶炼铜材的含氧量<20×10——6,显著提高铜材的导电率。由于厚壁管的导电截面大(一般为5——8mm),并且铜材有较高导电率,损耗得以减少。
2.2磁轭的截面积的设计要合理
可以采用厚度小于0.3mm优质单向趋晶的冷轧硅钢片,从而来对磁轭减少铁损制造。由D形取代矩形来作为中频感应炉的感应线圈的横截面的形状。D型铜管的应用可节省线路走廊,而且能降低输送单位容量的价格,同时降低了输送成本。这对于目前中国能源相对紧张的情况下是非常重要的[2]。对这种偏心D型铜管绕制而成的感应器采用,整个设备可以提高效率10%。
中频电炉炉料的尺寸、炉料与炉壁的间隙等熔炼工艺对熔炼的效率和质量有直接影响,因此,对熔炼操作工艺进行改善不仅实现节能降耗而且可使炉衬的使用周期延长,节约设备维修经费,具有良好经济效益[3]。
四、改进熔炼作业的方式、加强生产管理
4.1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[3]。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。
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工频炉在五种不同的作业方式下工作,其电耗和 日产量变化是相当大的如一台容量12.5吨功率为 3490千瓦的工频炉;①在班熔炼,2班因燃烘方 式(=30)-保温情况下,其日产量大约为40吨,电 耗约为7;②在1班熔炼,2班液态保温情况下, 其日产量大约为40吨,电耗约为635。③在1班熔 炼,2班在850℃时保温,其日产量大约为4吨, 电耗为628/。④在1班熔炼,冷炉起动,2班不工 作情况下其日产量为40吨,电耗为608,主要用 于小炉子:产量较低的情况下。@在2班熔炼,班 霞态保温,其日产量大约为80吨,电耗降低到 572/左右。


在熔炼工艺方面,从冶金学的观点来看, 对大多数熔化工艺,工频和中频炉之间并 没有什么区别。生产经验也表明,这两种 熔炼炉的熔化流程都可以进行较好的控制, 只是在个别情况下,熔液的质量才会受到 频率选择的影响。
在炉子性能方面,工频炉和中频炉主 要有以下区别:

1.中频炉功率密度较大,生产率高。即在相 同搅拌力,相同容量情况下,中频炉可输入3 倍于工频炉的功率,换句话说,相同功率中 频炉坩埚尺寸仅为工频炉坩埚尺寸的三分之 一。在较大炉子中,由于感应器线罄电流和 电压的影响,中频炉输入功率大约为工频炉 输入功率的二陆。因此中频炉平均电耗较工 频炉低。

一,妒子窖最对电耗的影响一般来说,在 一定的功率密度情况下,无论工频炉还是 中频炉/都是随着炉子容量 提高炉子电耗下降。

二,日产量对炉子电耗的影响。中频炉和 工频炉在日产量方面对电耗影响的区别相 当大。工额炉单台日产铁水量越多,其平 均电耗就越低,但日产量达到一定数值后, 其电耗趋于平稳。在开始时其电耗相当高, 当日产量达到38吨左右时,其电耗趋于稳 定,并且低于设计指标。中频炉日产量的 多少对电耗影响不明显,根据经验表明, 中频炉的日产量达到80吨左右时,其平均 电耗才有明显下降。
中频炉1●表示2班熔炼,冷炉起动,其余班不工 作困此,可以看出工频炉只有在连续工作况下, 其经济效益是明显的从图2还可以看到,一台容量 为2吨,功率为1800千瓦的中频炉,从班工作改 为2班工作其日产量增加1倍,电耗仅降低大约14/。 从图中我们还可以看到,在相同日产量条件下, 中频炉,特别是中小型中频炉比工频炉电耗要低 一些。在前面我们指出,工频炉一般需要连续业, 即使短时间不工作也应保温只有这样才能降低电 耗。但对于中小型中频炉,由于其起熔块,特别 适于单班作业制,其作业成本要比工频炉低得多。
Biblioteka 近几年,随着可控硅中频电源技术的发展, 大型高功率中频炉得到较快地发展,已为 愈来愈多的用户所采用,有逐步取代中小 型工频炉的趋势。现对工频炉和中频炉的 能耗进行比较和分析,提供必要的技术数 据作为可行性分析和方案选择的参考。在 熔炼金属相同的情况下,影响两种炉子电 耗的主要因素有,炉子容量,日产量,频 率和功率密度,炉子的电频率和热效率等 等。

不同保温方式情况下,日产量与电耗之同 关系。工攘炉表示1斑熔炼,其余2班液志 保温。△表示1斑熔练,其杂2班甩燃烧方 式(ⅵ30)保温。×表示1班熔,其余2班在 850℃时深温。表示1斑熔炼,冷炉起动, 其余2班币工作。表示2班熔炼,1班液态保 温口表示1班熔炼,玲炉起动,其泉2班不 工作。


据资料统计,全国电炉设备的总容量约为 2000万千瓦左右,耗电量在200亿度以上, 约占全国发电量的8%。因此,节能是电炉 行业的首要任务。感应熔炼炉是现代铸造 行业熔炼,保温的最有效的工艺装备之一, 又是主要的耗能设备,如何降低感应熔炼 炉电耗,减少生产成本是电炉生产厂家和 用户所关心的问题。
无感应熔炼炉主要分为工频无芯感应熔炼 炉,中频无苍感应熔炼炉。 工频炉主要用于黑色及有色金属熔炼和保 温,由于其技术水平比较成熟,已被铸造 行业广泛使用。中频炉主要用于钢和合金 钢,铸铁的熔炼。

2.中频炉每次熔炼时可将炉料倒空,易更换 被熔金属品种,起熔快,不需起熔体,使 用方便。而工频炉则需留部分剩余铁水, 供下炉4起熔用,否则要用起熔块。
3.在相同生产率条件下,选用的中频炉容量 小,所以占地面积小,炉衬材料用量少, 运行费用低。 4.中频炉作业可靠性高和设备利用率提高。 5.中频炉与工频炉相比搅拌力小,金属对炉 衬冲刷小,炉衬寿命长。
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