中频炉使用说明书(通用)

GWJ系列中频感应熔化炉

通

用

使

用

说

明

书

成都亚峰炉业有限责任公司

目录

第一部分：中频感应熔化炉技术说明------------------------- 3 第二部分：中频感应炉炉体使用说明------------------------- 4 第三部分：KGPS中频电源使用说明书----------------------13 第四部分：操作说明及维护手册------------------------------ 24 第五部分：产品执行标准及运行条件--------------------- ---28 第六部分：中频炉系统安装说明------------------------------ 29 第七部分：附图

1、电气原理图

2、主控板原理图

六脉波中心智能控制板

十二脉波中心智能控制板

第一部分中频感应熔化炉技术说明-

一、技术参数

1、中频熔化炉主要技术参数：

2、设备运行要求：

海拔高度：＜3000m

环境温度：5-42℃

相对温度：＜90%（平均温度不低于20℃）

环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显的震动和颠簸

安装方式：户内

二、控制技术特点简介

1.为并联逆变器研制开发的第五代智能控制器，已广泛应用于各种金属的熔炼、保温及感

应加热设备的电源控制。

2.控制器为单板全集成控制板，采用数字触发，具有可靠性高、精确性高及调试容易，继

电元件少。

3.先进的扫频式类它激、零电压启动技术，启动成功率达100%。

4.逆变控制参考美国（ABB、pillar、Ajax）公司、日本富士电机等国外先进控制技术。

自行开发的逆变控制技术，具有极强的抗干扰能力。

5.自动跟随负载变化，运行时具有非故障性的自动再启动功能以及功率自动调节功能。

6.具有理想的限流、限压，特有的关断时间或逆变角控制，保证设备可靠运行。

7.具有完善的多级保护系统（水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作联

锁等）。

8.具有较高的变频效率1000 Hz及以下大于96%。

第二部分中频感应炉炉体使用说明

一、结构简介

1.炉体部分

中频炉机械部分由炉体、水电引入系统、倾炉装置等组成。

1.1炉体

炉体包括炉壳、感应器等。

1.1.1 炉壳

由两半铸铝炉壳型连接而成，具有刚性好，结构紧凑，维修方便等优点，其回转轴承孔一次加工而成，确保了同心度，使炉壳及回转轴在倾炉过程中不会因不同心而变形。

1.1.2 感应器

感应器是炉体的心脏，它不仅直接影响到炉体功率的吸收，其设计的合理性及制造质量直接影响到炉衬使用寿命。由我们生产的感应器具有以下特点：

a)感应器参数由计算机进行优化设计，得到一组最满意的技术参数，供设计人员进行结构

设计。

b)感应器均采用厚壁优质T2紫铜管，在专用绕制设备上绕制成型，在工艺及设备上保证

了制造质量及线圈内壁的平整性，进一步提高了炉体的使用寿命。

c)感应器匝间距通过足够数量的环氧立柱加以固定，使感应线圈成为一体，从而减少工作

时的震动和噪音。

1.2水电引入系统：

炉体水路互相并联，通常采用开启式软化水冷却。（见水系统原理图）

1.2.1 水电引入均采用后出线形式，减少了线路损耗，提高了水冷电缆的使用寿命。

1.2.2水系统内在总进水管上应装有压力传感器，以便调整各冷却支路的水流量，保证设备的正常运行。

1.2.3水冷电缆采用冷压成型工艺与铜绞线压接。这种方式连接坚固，接触电阻小，不损伤铜绞线并可快速更换，能承受0.5Mpa的水压而不泄漏或破裂。

1.3倾炉系统

倾炉机构采用蜗轮蜗杆减速机（电动、手动）。

2. 中频电源简介：

2.1中频电源电柜：采用上进下出线。柜内布置简洁合理，主电路与控制电路隔离，易损件更换方便，有必要的安全保护措施。

2.1.1主电路：本电源采用可控硅并联谐振电路，它具有可靠性高，保护容易，且逆变桥对触发脉冲有一定的容错能力，较之串联谐振电路和IGBT电源易于实现短路保护，是国外大公司首选的电源结构。

逆变可控硅选用国产品牌，电流电压的储备数≥2.5倍，整流元件选用国产品牌，所有可控硅都是经过严峻的72小时连续高温阻断和全动态测试，使装机元件具有极高的可靠性；对元件的外部吸收参数进行瞬间动态优化筛选，从而使换相尖峰电压对元件造成的不可逆劣化减少到最小，从根本上提高了设备的使用寿命。

2.1.2补偿电容器：选用国产品牌产品——新安江电力电容器厂生产的专用大容量电热电容器，使成套设备占地面积尽量缩小。

2.1.3控制回路：

（1）采用全数字超大规模集成电路、单板结构，所有器件都经过高温老化筛选。控制电路采用数字控制，抗干扰能力强，除完成常规的整流、逆变、过压、短路、限流、限压的控制功能外，还带有故障自诊断功能和故障延时功能。

（2）采用零电压智能扫描启动电路，确保带坩锅模启动和满炉、冻炉启动的可靠性；同时具备常规的自动重复启动功能。

（3）输出功率连续可调，以满足烘炉、熔化、升温、保温的需求。

（4）专门设计的逆变角控制环路，可根据负载工况，通过控制逆变角实时调整等效负载阻抗，使电源和负载处于最佳匹配，使电源一直处于可能的最大出力状态，功率因数可达0.95以上，最大限度地发挥了设备的出力。这样在整个工艺允许的工况范围内，设备可达到恒功率输出，加快了熔化速度；达到额定温度后，可实现自动保温，节约了电能。

（5）输出功率的调节只需一只电位器，实现了“傻瓜”操作，避免了由于误操作损坏设备。在生产过程中也无需对电源状态进行专人值守和除功率给定以外的其它操作。

（6）电压、电流采用双闭环无差控制，不但可克服电网波动和负载变化的扰动，而且在限压限流工况时为无差调节，没有传统截压、截流工况所造成的设备出力损失。

二、使用说明书

1、用途：

本产品用于熔炼及保温各类铸铁、铸钢，本说明书适用于0.15～5tGWJ系列（铝壳炉体）中频无芯感应熔炼炉和GWJB系列中频无芯感应保温炉。

2、产品技术参数：见相应规格的电炉总图“主要技术参数”表。

3、技术要求：

3.1 产品应符合GB100673,JB4280标准中的有关规定及本企业标准要求。

3.2 产品在下列条件正常工作；

3.2.1 海拔不超过3000米；

3.2.2环境温度在+5～40℃

3.2.3相对湿度90%；

3.2.4工作场所没有导电性尘埃和对金属绝缘材料破坏作用的腐蚀性气体；

3.2.5冷却水质及要求：

ａ、PH值在6～9范围；

ｂ、硬度不大于10°G（1°G等于1公斤水中含有10mgCaO当量）；

ｃ、总固体含量≤250mg/l;

ａ、对于中频电源的二次冷却水必须进行过滤，消除水质中的各类杂质，以免堵塞冷却

管道引起事故。

ｂ、进水温度+5～35℃；出水温度不超过55℃；进水压力0.2～0.４Mpa。

4、工作原理：

本产品的工作原理就是电磁感应定律的实际应用之一。我们将感应器作为一次线圈，坩埚中的金属作为二次线圈。当给感应线圈通上交流电时就产生交变磁通，此磁通的大部分交链着坩埚中的金属炉料，于是在炉料中产生感应电势，又由于炉料是导体且呈闭合回路，在该感应电势的作用下产生强大的感应电流I，又由于电流的趋表效应和炉料有电阻R，因此产生大量焦耳热，从而使炉料加热以至熔化。用电热转换公式表示如下：热能公式： W=I2Rt (焦耳)

热能公式： Q=0.239I2Rt (卡)

式中：I为炉料中的电流A；R为炉料电阻Ω；t为通电时间sec。

5、炉衬材料、筑炉和烧结：

5.1 本系统安装尽管不是很复杂，但要求很高。这是因为工作场合特殊的缘故——强大的电能、水流、高温熔化金属及油压系统等皆工作在一个十分紧凑的矛盾环境中，特别是炉衬制造质量、维护水平及操作人员的责任心都会影响炉衬寿命，甚至于发生漏炉，加之操作不当，严重的话，还会引起金属喷溅和爆炸事故。所以，必须引起高度重视、这里仅就容易发生毛病的炉衬问题加以说明。炉衬必须能耐高温，有很高的高温机械强度、良好的热化学稳定性和电气绝缘性能。此外，还必须有较小的热膨胀系数，耐剧冷剧热性能好。（线圈耐火胶泥必须充分干燥）

5.2 铸铁熔化常用石英砂做炉衬，按一定粒度配比，加入适量硼酸做粘结剂，然后搅拌均匀即可用。对石英砂要求碱性杂质少，金属氧化物少，石英含量要高，其成分如下：SiO2 98.7～99.3%

Al2 O3 0.3～0.5%

Fe2 O3 0.01～0.3%

TiO2 0.05～0.15%

石英砂中应无夹杂物,并经手拣和磁选,过筛后在120℃左右烘干5～6h,除去水分（一般含量0.5%左右）。

石英砂粒度配比：粗颗粒在炉衬中起骨架作用，增加炉衬强度；细颗粒起填充和粘结作用。为了获得更高致密性的炉衬，根据生产实践，推荐采用以下配方，供参考：

6 —8目：30%；10—20目：20%；40—70目：15%；70—140目：15%；200—270目：20%

外加工业硼酸1.2～1.8%，工作温度越高硼酸量越小，一般的配比：炉底0.5～1.0%；炉壁1.5～1.8%；炉口1.8～2.0% 。

5.3 炉衬结构一般如下图所示，铺设顺序由外向里逐次进行（具体见提供的“炉体”图纸）。

每层接缝处搭接宽度30～40mm，应铺得紧贴外层，然后轮番用“涨圈”固定，不使下滑脱落。

5.4 打结料必须搅拌均匀，防止杂质混入和二次吸潮。近年来国内已能提供专用各种石英砂混合料，为密封袋包装，可以较长期保存，用户可直接用此炉料，不必再行搅拌，且料中含有硼酸，烘炉时间缩短。

5.5 筑炉工具：

筑炉工具有手工和电动两种。

前者需自制，常用手工筑炉工具有钢叉、平锤等。：

“手工—电动”筑炉机，用的钢叉与平锤比上图大些，将电振机头与钢管连接，1-2人操作，比手工效率高一倍以上。

还有部分机械化大型筑炉机“电动、气动”，效率更高，只要准备工作充分，全部筑炉时间在0.5～1.5小时内全部完成，且质地均匀。

5.6 手动筑炉：

5.6.1 炉底：先将“第一电极”束好，留出足够长度后，其余部分穿入炉底孔中并用石棉绳塞紧，用砂浆充填封口。炉底分层，填沙捣打，第一层铺100mm厚，以后每层铺60～