PDF《构造和筑炉、 修炉方法》

L ECT U RE 知识讲座文章编号:

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0 6 介 感应电炉的原理、 构造和筑炉、 修炉方法 一 金仲信 一_(三立环保设备工程有限公司, 江苏 常州

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0 1 ) 一中图分类号: T G

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5 文献标识码: E P r i n c i p l e , C o n s t r u c t i o n o f I n d u c t i o n F u r n a c e s a n d T h e i r L i n i n g B u i l d i n g a n d R e p a i r i n g J I N Z h o n g - x i n ( S a n l i E n v i r o n m e n t P r o t e c t i o n E q u i p m e n t E n g i n e e r i n g C o L t d . , C h a n g z h o u

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0 1 , C h i n a ) 我国的铸铁熔炼历来以冲天炉为主.随着我 国加人世贸组织,国际铸件市场竞争的日 益激烈 和铸件出口的逐步增长, 顾客对材质稳定性的要 求日 趋严格;

采用感应电炉单独熔炼或与冲天炉 等双联熔炼已是一种必要的生产手段.本文介绍 感应电炉的类型和熔炼特性、熔化原理和炉型构 造、筑炉和修炉方法.

1 感应电炉的熔炼特点 感应电炉与其它熔炼炉相比,除了熔炼原理 收稿日期:

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1 8 作者简介: 金仲信(

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8 - ) , 男, 高级工程师, 在有关铸造杂志 上发表论文、 译文百余篇, 原从事铸造工艺、 铸造熔炼工作, 现从 事质量管理工作. 之外还有如下的特点: (

1 ) 采用电 磁感应将材料直接加热, 热效率高. (

2 ) 由于熔炼中 未 使用空 气, 元素 烧损少, 杂 质混人也少. (

3 ) 操作简单, 成分调整、 添加微量元素和温 度控制容易.可方便地熔炼成分均匀的高牌号铸 铁和合金铸铁. (

4 ) 熔炼炉周围的热散发小, 烟尘发生量低;

作业环境改善, 有利于环境保护. (

5 ) 占地面积小. (

6 ) 电流密度高, 适用于高温熔炼. (

7 ) 容易实现自动控制, 特别是可利用计算 机进行程序控制. 姗 其它耐火粉料调制的涂料膏, 晾干后即可下芯. 当 生产内腔清洁度和光洁度要求很高时,必须对砂 芯采取整体涂料而后表面烘干.但是在水套砂芯 顶端的不易脱落的残砂似乎不属于机械粘砂, 因 为能被捅下, 表明铁液没有钻人砂芯表层中. 产生 原因 可能有以 下几种: ①芯砂中 加人氧化铁以防 氮针 孔, 能 够降 低砂芯的 烧结点. ②为了 防止气孔 缺陷而将浇注温度过分提高.例如砂型浇注温度 提高到1

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0 ℃以上.水套顶端的砂芯三面受热, 即使二氧化硅含量较高的福建原砂也会轻度烧 结. 砂型和砂芯表面烧结形成的粘砂可以称为 热 粘砂 . 通常铸件外表面的热粘砂不难抛丸清除掉 落,而内表面就需要由人工用专门细柄工具细心 清理.

1 4 . 我厂曾经发生煤粉料斗持续冒烟. 不知如 何扑灭. 为什么煤粉会自己冒烟呢? 应该如何消除 和防止? 这就是煤粉发生 自 燃现象 . 有些煤粉挥发 分较高, 或配煤的成分中含气煤较多, 煤粉在堆积 严密, 不能透风散热的条件下, 就有可能产生自 燃 现象. 笔者认为消灭煤粉料斗冒烟, 绝对不可向料 斗中吹风, 否则燃烧更加猛烈.更不可浇水灭火, 以免难于清除.也许可以将用于水玻璃砂型硬化 的二氧化碳气瓶取来,自 煤粉料斗底部向斗内吹 气, 排除斗内氧气, 使煤粉的燃烧熄灭.以后选购 煤粉时也应把是否容易自 燃做为条件之一.国外 资料介绍煤粉口 袋在库房中堆放不可过高,还要 注意口 袋之间留出通道, 以便散热. 还有的造型材 料供应公司专门供应一种掺人少量 (

1 0 % 左右) 膨润土的煤粉, 制成混合粉, 即可防止自 燃. 《 跪代 铸钦》

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2 L ECT U RE 知识讲座2感应电炉的分类及熔炼特性的比较

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1 感应电炉的分类 熔炼铸铁用感应电炉一般作如下的分类: 工频感应电 炉: ①工频有芯感应电炉, ②工频 无芯感应电炉. 中 频感应电 炉: ①并联变 频中 频 感应电 炉, ② 串联变频中频感应电炉. 通常, 把电流频率5

0 H Z 的感应电炉称为工频 感应电炉, 而把电流频率>

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1 0 k H Z 的感应电 炉称为中频感应电炉. 除此以外,还有真空感应电炉和与其它加热 机构复合的等离子感应电炉, 感应电弧炉等特殊 构造的电炉, 都能用于铸铁熔炼. 除了单独熔炼以 外, 还可用两种炉子以如下方式组成双联熔炼. (

1 ) 工频无芯感应电炉或中频感应电炉与工 频有芯感应电炉双联熔炼. (

2 ) 中频感应电炉与工频无芯感应电炉的双 联熔炼. (

3 ) 冲天炉、 电弧炉等其它熔炼方式的化铁 炉与工频有芯、 无芯感应电炉的双联熔炼.

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2 各种感应电炉的特性比较 各种感应电炉的特性比 较如表1 所示. 表1 铸铁熔炼用各种感应电炉特性比较表 T a b . l C h a r a c t e r i s t i c s c o m p a r i s o n o f v a r i o u s i n d u c t i o n f u r n a c e s f o r c a s t i r o n m e l t i n g 交流电流时, 在其内产生交变磁场. 当其中放有金 属导体时, 由于电磁感应作用, 金属导体中在与磁 力线成直角的圆周方向,产生与线圈电流方向相 反的涡流, 由涡流产生的焦耳热1

2 R 使导体加热而 熔化. 磁力线 线圈 涡流 图1 磁力线与涡流( 感应电炉熔化原理图) F i g . l M a g n e t i c l i n e s a n d v o r t e x 用途 操作 条件 熔炼形式 搅拌力 电流密度 熔炼速度 用电 效率( % ) 综合 效率 ( % ) 成分波动 泡括元素 烧损) 成分调整 工频无芯感应电炉中频感应电 炉 熔炼・ 保温・ 升温 熔炼( 一部分升温 ) 间隙 或连续 间隙 或连 续 单独或双联 单独为主 强中工频有芯感应电炉 中中76-8065-71中一较大 高快74-7867-73少保温・ 升温 连续 双联 弱低慢95-9775--85少其他 容易 容易 较难 ・ 要用起熔块 ・ 起动时间短 ・ 起动时需要有铁液 ・ 用 残留 铁液 熔炼・不需残留 铁液・需要 经常残留 铁液・空炉可 休止熔炼 ・ 可以 空炉 ・ 不能空炉 ・ 构造较为复杂

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1 感应电流的密度 在金属导体( 即炉内金属炉料 ) 产生的感应 电流密度在线圈内侧的表面最大. 越向内, 电流密 度按指数函数急剧减小. 这种现象称为集肤效应. 即加热集中在金属块表面, 传导到内部较缓慢.

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2 频率与电流透入深度 电流透人深度随频率而变动, 并与频率的平 方根成反比.即频率越高, 电流透人深度浅, 但其 间电流密度高. 也就是说, 频率越高集肤效应越强 烈, 加热效率越高.所以, 中频感应电炉可以直接 用金属炉料熔炼,而工频感应电炉必须用起熔块 或残留铁液才能熔炼. 电流透人深度又如图2 所示的那样, 随炉内金 属炉料( 铁液 ) 温度的升高而加大, 并且中频与工 频电炉的差别也扩大.工频感应电炉炉........