中頻感應爐

頻率在150～10000 Hz範圍內的感應爐稱為中頻感應爐。中頻感應爐是適用於冶煉優質鋼與合金的特種冶煉設備，具有熔化速度快、生產效率高、適應性強、使用靈活、電磁攪拌效果好、啓動操作方便、鋼液被爐渣覆蓋（減少大氣對鋼液的污染）等優點。中頻感應爐的成套設備包括：電源及電器控制部分、爐體部分、傳動裝置及水冷系統。

中頻感應爐特別適用於10kg幾十噸容量的大、中、小型爐，對鋼、鑄鐵以及銅、鋁等有色金屬及其合金進行熔鍊和液態金屬的保温，對爐料的適應性較強，適合間歇式作業，爐子結構和使用情況類同工頻無心感應爐。20世紀70年代以來，隨着高效率、靜止式和節省金屬材料的晶閘管中頻電源的功率和可靠性的日益提高，中頻爐在國內外得到了快速發展，不僅在中小容量有明顯優勢甚至在大容量方面也正在替代工頻無心感應爐。 ^[1] 

中頻感應爐用銅管單層卷製成感應圈，而在水冷感應圈內有耐火材料打結的坩堝用以容納熔鍊金屬。感應爐通常由四部分組成：電源、爐體（主要是感應圈以及感應圈內用耐火材料製備的坩堝）、電容器組（用來提高功率因數）、控制和操作系統。

(1)感應爐的感應圈：感應圈是感應爐的心臟，通過感應圈將電磁能轉變成為熱能，使坩堝中的金屬爐料熔化，由矩形銅管繞製成多匝線圈呈螺旋形狀，表面噴塗高強度絕緣漆，並用絕緣帶包紮，中頻爐匝與匝之間還塗抹耐火膠泥，感應圈上下方設有水冷環。

(2)感應爐的磁軛：磁軛由優質硅鋼片疊成，分佈於感應圈外圍，起支撐骨架作用，同時還起約束感應圈外部散漏磁通作用，以防金屬構件發熱。

(3)感應爐的水冷電纜：由於傾爐頻繁易造成水冷電纜的可撓導線斷絲、接線端部連接螺栓鬆動可能引起電流的不平衡，一般按傾爐次數確定水冷電纜壽命為三年，三年後需要更換，若螺栓變色，則需及時更新緊固。

(4)感應爐的爐襯：感應爐在生產中温度高，爐温變化大，還承受爐渣侵蝕及電磁攪拌，高温鐵液直接沖刷坩堝爐襯，爐襯極易損傷，而築爐成本高，延長感應爐爐襯使用壽命，降低築爐頻次對於降低成本來説相當重要。

(5)感應爐的坩堝漏爐報警裝置：為確保安全生產，防止漏爐事故發生和擴大，有助於判斷爐襯使用情況，延長爐齡，設置坩堝漏爐報警系統很有必要。一般採用直流式報警裝置，分別安裝與鐵液接觸的不鏽鋼絲底電極（第一電極）和爐襯感應圈問的不鏽鋼板（網）側電極（第二電極）。

由液壓裝置、操縱枱、傾爐液壓缸、爐蓋液壓缸等組成。應定期檢查液壓系統各密封處是否有滲漏情況，如發現應更換密封圈，各轉動部位應定期加潤滑油潤滑（傾爐的轉動自潤滑球面軸承，在加註潤滑脂時需加到舊油溢出來為止），否則極易造成損壞。

確保冷卻水水質並定期檢查有無水垢，如有水垢應立即清理，以確保冷卻效果。一般工頻爐的冷卻水水質要求：pH值為6～9，硬度<10mg當量/L，總固體量不超過250mg/L，冷卻水温升<25℃；用於中頻電源的冷卻水的水質：pH值為7～8，硬度<1.5mg當量/L，懸浮性固體物：50mg/L，電阻率>4000Ω·cm。循環水池中的循環水應定期化驗，當循環水硬度超過2mg當量/L時，應將系統中的循環水放空，重新更換。冷卻水塔應定期排污，換取新的軟水，以防管道及噴頭堵塞，影響降温效果及爐襯使用壽命。

主電路和感應圈應定期清理表面的灰塵，鑄造車間內導電金屬粉塵、出鐵時飛濺的鐵豆等落在主銅排或感應圈表面，會引起其絕緣能力降低造成放電打火，極易造成電氣元件損壞。可採用不含水的壓縮空氣進行吹除。主電路銅排連接螺釘也需定期檢查緊固，否則由於接觸電阻增加會在連接處產生較大熱量使其絕緣材料碳化造成漏電。 ^[2] 

與工頻無心感應爐相比，中頻感應爐有如下優點。

(1)同樣容量下，中頻爐輸入功率高，可為工頻爐的2～3倍，從而大大提高了爐子的熔化率，降低電耗。

(2)不需要剩餘熔液和大起熔塊，可以隨時起熔，降低電耗。

(3)每次出爐可以傾倒全部或部分熔液，因此作業靈活性較大。

(4)功率凋節方便，可適應熔化、保温和烘爐時對功率的不同要求。

(5)運行時工作頻率跟隨負載迴路諧振頻率變化，並自動使負載迴路維持較高的功率因數，不必像工頻爐那樣通過增減負載電容來調節。

(6)工頻輸入端三相平衡，不必像工頻爐一樣需要設置LC三相平衡裝置。

(7)在同樣產出下，中頻爐的容量小，從而佔地面積大大減小，減少了基礎設施投資，提高了空間利用率。 ^[1] 

中頻感應爐的維護保養工作非常重要，它能及時發現各種隱患，避免重大事故，延長使用壽命，保證安全生產，提高鑄件質量，降低成本。定期記錄有關電參數、冷卻水温及爐體各關鍵部位外殼（爐底、爐側、感應圈外殼、銅排等）温度，可隨時監測電爐使用情況。定期起動柴油發電機，以確保可靠運行。

1)按規定時間對電爐進行定期保養、潤滑、緊固（如：用無水壓縮空氣對感應圈、銅排、電控櫃等進行系統除塵；對各潤滑部位進行潤滑；緊固螺栓）。

2)每天觀察水壓表、水温表及檢查輸水膠管老化程度；定期檢查各個冷卻水支路的流量，確保管路沒有堵塞，管接頭不漏水，尤其是固體電源櫃內的冷卻水接頭，絕對不允許漏水，如果發現漏水，可將管接頭卡箍上緊或更換卡箍；定期檢查水塔噴淋水池、膨脹水箱內存水，電源櫃，水箱存水量的多少，並及時補充水；要經常檢查備用泵的狀況，每隔3～5d使用一次備用泵，保證備用泵絕對運行可靠。

3)檢查電容器是否漏油。如果電容器接線端子處漏油，可用扳手將接線端子底部的螺母緊固。

4)中期維護。用乙醇研磨交流進線側瓷絕緣子、支架、整流部分的二極管、支架、電容器瓷絕緣子，IGBT（可控硅）主觸點部分、逆變及中頻交流銅排等；更換電器櫃部分老化的輸水水管，疏通水嘴瓶頸部位、IGBT（可控硅）水冷塊，更換交流銅排絕緣板、個別電容器等。 ^[2]