众所周知,电炉的生产率与加热物料所需的热、炉子用电功率、通电时间、炉子系统的热 效率(含变电和输电的电效率),以及产品的成品率等技术条件和指标有关,有必要建立关 系式。
电炉的生产率等于单位作业时间内的合格产品量,即生产率(kg/h)
式中为合格产品量,kg; rz为作业时间,h。对于间歇生产炉,rz为完成一个正常生产周 期的时间,对于连续生产炉为连续正常生产时间。
在作业期间,可能有部分时间不供电,如间歇式炉在进出料时停电。通电时间率
众所周知,电炉的生产率与加热物料所需的热、炉子用电功率、通电时间、炉子系统的热 效率(含变电和输电的电效率),以及产品的成品率等技术条件和指标有关,有必要建立关 系式。
电炉的生产率等于单位作业时间内的合格产品量,即生产率(kg/h)
式中为合格产品量,kg; rz为作业时间,h。对于间歇生产炉,rz为完成一个正常生产周 期的时间,对于连续生产炉为连续正常生产时间。
在作业期间,可能有部分时间不供电,如间歇式炉在进出料时停电。通电时间率
目前各种工业大多应用电炉,其应用举例列于下页表中。就炉子规模和耗电量而言,冶金工业是应用工业电炉量大的行业,它用于炼钢、炼铁合金、炼铝、炼铜、炼钦、合金熔炼、金属连铸连轧过程中的在线补充加热等。其次是机械工业,它主要用于工件的铸锻造和热处 理,所用的炉型最多。电炉在化学工业、建材工业、轻工业、实验室等方面都有应用。
电炉炼钢是应用工业电炉的范例。在工业化国家中,电炉钢占粗钢总产量的20%~ 40%,而且越发达的国家,电炉钢所占的百分比越大。
电炉应用广泛,是因为和燃料炉比较,具有许多优点:
(1)电热功率密度特大。电炉可以在较短的时间内把物料加热到需要的温度,达到燃料 炉不能达到的高温。例如采用感应电热加热钢材,可以在几分钟甚至几秒钟内,把工件加热 到1000X:以上。钨的熔点3390±60t:,只能用电炉熔炼。
工业电炉品种繁多,应用广泛。为了便于命名和研讨,将电炉按其特征进行分类:
(1) 按电热方式:电阻炉、感应炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉、介质(微波)加热设备;
(2) 按加热方式:辐射型、对流型、传导型;
(3) 按炉内气氛:普通气氛、控制气氛、真空炉;
(4) 按炉体结构特点:立式、卧式、室状、直通式、箱式、井式、环形、罩式、熔池炉、坩埚炉、 熔沟炉、凝壳炉等;
(5) 按物料输送方式:推料式、辊底式、履带式、步进式、台车式等;
(6) 按操作方式:间歇式、连续式;
(7) 按电源特点:直流、交流(工频、中频、高频);
(8) 按加热用途:熔炼、轧制、铸锻造、热处理、干燥等。
工频电炉是一种利用电热效应所产生的热来进行加热物料的设备,以实现预期的物理、化学 变化。例如,炼钢电弧炉是一座炉体有炉膛的设备,在其中利用弧光放电效应把电能变成热 能,实现炉料的熔炼过程。
能是物质的一种属性,它反映物质做功的本领(能力)。电能是物质中电荷所具有的能 量,热能是物质中分子或原子紊乱运动所具有的能量。物质中电荷运动时,在一定条件下, 电力做功,电能转变为热能,即电热效应。1A电流通过in电阻体时电功率为1W,每秒钟 产生1J热量,即电热转换当量是1W等于lj/s。
工业电炉指工业生产应用的电炉,通常由炉体和配套的机电装置组成。大型工业电炉 规模宏伟,结构复杂,耗电量巨大。例如大型炼钢电弧炉,公称容量达400t,炉壳内径11.6m,所配专用变压器容量163MV_A。又如某公司有六条感应加热线,加热300mm厚的 连铸板坯,总功率210MW。
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,如何降低电耗,减少生产成本是生产厂家和用户所关心的问题。
无芯感应熔炼炉主要分为:工频无芯感应熔炼炉(电源频率为50HZ以下,简称为工频炉),和中频无芯感应熔炼炉(电源频率为150—8000,以下简称为中频炉)。
工频炉主要用于黑色及有色金属熔炼和保温;中频炉主要用于钢和合金钢、铸铁、铜铝、锌锡镍……的熔炼。由于其技术水平比较成熟,已被铸造行业广泛使用。
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明显的区别;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,生产效率高;即在相同搅拌力、相同容量的情况下,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,由于感应器线芯电流和电压的影响.中频炉输入功率大约为工频炉输入功率的2倍.因此中频炉平均电耗较工频炉低。
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,供下炉一起熔用,否则要用起熔块。
3、在相同生产率条件下,选用的容量小,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。 近几年,随着可控硅中频电源技术的进步,大型高功率中频炉得到较快地发展。已被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。
1、炉子对电耗的影响一般来说:在一定的功率密度情况下,无论工频炉还是都是随着炉子容量提高而使炉子电耗下降;国产工频炉和中频炉容量与电耗的关系,无芯感应炉无论熔炼还是保温,也不管频率高低,提高炉子容量降低电耗是共同的趋势。
2、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;工频炉单台日产铁水量越多,其平均电耗就越低, 在开始时其电耗相当高,但日产量达到一定数值后,其电耗趋于平稳。中频炉日产量的多少对电耗影响不明显;
根据经验表明:工频炉只有在不间断的连续工作状况下,其经济效益是明显的。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,工频炉需要连续作业,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快,特别适于单班作业制,其作业电耗成本要比工频炉低得多。
工频电炉是以工业频率的电流作为电源的感应电炉。工频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镁合金、铝合金、锌合金、钢铁金属和合金铸铁。此外,还作为保温炉使用,同前,工频电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,工频电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,近年来工频电炉得到迅速发展。
工频电炉相关的所有设备包括四大部分。
1.炉体部分:冶炼铸铁的工频电炉炉体部分由炉体、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。冷却用水系统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。
工频电炉能使金属熔化和升温,且加热均匀烧损少,便于调节铁液的成分、污染小。但工频电炉熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷炉启动需启动块、生产不够灵活、故一般常用于金属和合金的重熔与升温。另外,工频电炉功率因数低,需配置大量补偿电容器,也增加了占地面积和设备投资。
斗山熔铜炉的优点:具有熔化效率高、节电效果好、金属成分均匀、烧损少、温升快、温度容易控制等特点。
主要用于熔炼、升温、保温,并能和冲天炉进行双联运行,特点为环保节能熔化效率高,作业环境好,操作工艺简单,炉子周围温度低,安全可靠。控制电路采用国内最先进的扫频式零压软启动线路,具有多项保护措施,如过流、过压、缺水、缺相等保护,使设备运行更可靠,大大降低了维护费用。
熔铜炉火炉是工业用到最广泛设备。机械中重要零件列如:汽车、飞机、火箭等零件都需经过火炉处理。为满足各火炉件的技术要求,熔铜电炉我们一起来看一下熔铜电炉操作过程需要注意的问题
1.体积小、重量轻,此机器占用空间不足半个立方,便于移动及搬运。
2.节能省电,耗电量依加热之工件而定,它相对于同功率之电子管高频机节能四分之三,相对于其它加热方式成本也大大地减少。
在冶炼设备制造业,对于电炉的使用是不可缺少的,对于最常见的两种感应电炉形式,工频电炉和中频电炉,他们之间有什么样的区别呢?
工频电炉是以工业频率的电流作为电源的感应电炉。它主要作为熔化炉使用,还有保温炉的使用。工频电炉全套设备主要包括四大设备:炉体、电气、水冷系统和液压系统。
中频电炉所用电源频率在150-10000赫兹范围内的感应炉称为中频感应炉。中频电炉是一种适用于冶炼优质钢与合金的特冶设备,和工频电炉相比,中频电炉具有以下优点:
1.熔化速度快,生产效率高。因为中频电炉的功率密度要比工频电炉要大,所以在同样的制作上,中频电炉自然要比工频电炉速度快,效率更高。
2.使用灵活,操作方便。中频电炉每炉钢液可以全部出净,更换钢种方便。而工频电炉每炉钢液不允许出净,必须保留以部分钢液供下炉启动,因此更换钢种不方便,之适用于冶炼单一品种钢。中频电炉在启动时,对炉料没有什么特殊要求,装料后即可迅速加热升温;而工频电炉则要求有专门制作的开炉料块才能启动加热,而且升温速度慢。
电炉在冶炼行业中的使用是不可缺少的设备,不同的设备有不同的使用性能,根据自己的实际情况选择最合适自己的设备性能,才能更好的发挥到它的作用。