感应炉分感应熔炼炉和感应加热设备两类。前者用于物料的熔炼或保温,炉料最终呈液态状;后者用于物料的加热,包括物料整体均匀加热、表面加热或局部加热。
感应炉除能在大气中加热或熔炼外,还能在真空和氩、氖等保护气氛中加热或熔炼,以满足特殊质量的要求。
感应炉在透热或熔炼软磁合金、高阻合金、铂族合金、耐热、耐蚀、耐磨合金以及纯金属方面具有突出的优点。感应炉通常分为感应加热炉和熔炼炉。
利用感应线圈产生的感应电流加热物料的一种电炉。若加热金属物料,则将其放在耐火材料制作的坩埚中。若加热非金属材料,则将物料放在石墨坩埚中。增加交流电频率时,感应电流频率则相应提高,产生的热量增多。感应电炉加热迅速,温度高,操作控制方便,物料在加热过程中受污染少,能保证产品质量。主要用于熔炼特种高温材料,也可作为由熔体生长单晶的加热和控制设备。
配套设备
工作原理
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。不必担心由于停电或设备故障引起的煤炉已加热坯料的浪费现象。
(2)工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能
感应加热炉与煤炉相比,工人不再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏,达到环保部门的各项指标要求,同时树立了公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。
(3)加热均匀,芯表温差极小,温控精度高
感应加热其热量在工件内自身产生,所以加热均匀,芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制,提高了产品质量和合格率。
工频
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天炉成为铸造生产方面的
工频感应炉全套设备包括四大部分。
2.电气部分
3.水冷系统
4.液压系统
中频
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:
(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。对于去除钢中杂质和均匀化学成分、均匀温度来说,中频电源的搅拌效果比较好。工频电源过大的搅冲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)起动操作方便。由于中频电流的集肤效应远大于工频电流流,因此中频感应炉在起动时,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(与坩埚尺寸近似,约以坩埚高度一半的铸钢或铸铁块)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。起动方便带来的另一个优点是,在周期作业时可以节约电力。
由于以上优点,中频感应炉近几年来,不仅广泛地用于钢与合金的生产领域,而且在铸铁生产中,特别是在周期作业的铸造车间也得到很快的发展。
类别与用途
类 别 | 用 途 | |
感 应 熔 炼 炉 |
有心感应 熔炼炉 |
铜、 铝、 锌等有色金属及其合金、 铸铁 的熔炼、 保温, 铁水和钢水的保温 |
无心感应 熔炼炉 |
钢、 铸铁以及铜、 铝、 镁、 锌等有色金 属及其合金的熔炼和保温。 其中矮线圈炉 用于保温;铁坩埚炉用于低熔点合金熔炼; 高频炉多用于贵金属熔炼; 真空感应熔炼 炉用于高温合金、磁性材料、电工合金、高 强度钢、 核燃料铀等的熔炼 |
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感 应 加 热 设 备 |
感 应 透热设备 |
钢、铜、铝等金属材料在锻造、轧制、挤 压前的加热;钢、铸铁等金属材料的退火、 回火和正火; 金属零件热装配 (见感应透 热设备) |
感 应 淬火设备 |
机械零件的表面淬火 (见感应淬火设 备) |
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感 应 烧结设备 |
粉末冶金坯件的烧结或加压成型, 通常 在真空中进行 (见真空感应烧结炉) |
1917年美国人MR.J.R怀特(MR.J.R.Wyatt)开发了商品名为AJAX-WYATT的“潜沟式”(Sabmerged Register)有心感应炉,并用于黄铜的熔炼,开创了有心感应炉的工业应用历史。
20世纪20年代中期,电动发电机式(MG式)和电子管高频振荡式电源装置相继问世,有力地推动了中、高频感应熔炼炉和感应加热设备的发展。
1932年美国TOCCO公司完成了高频淬火装置的工业应用开发。第二次世界大战中,感应透热设备开始用于炮弹生产。第二次世界大战后,工频无心感应炉获得开发,50年代起在铸造行业得到迅速发展。
20世纪末,中、高频感应加热、感应熔炼用变频电源装置基本上已全部静止化。美、日等工业发达国家已有8~10 MW、0.2~10 kHz的晶闸管式中频电源设备供应市场。晶闸管式变频电源已取代MG式,静电感应晶体管式、场效应晶体管式变频电源已逐步开始取代电子管式高频电源。IGBT式变频电源装置和MOS栅控晶闸管MCT (MOS controlled thyristor)式变频电源装置已开始涉足10 kHz以下的中频感应加热领域。晶闸管式、IGBT式和静电感应晶体管式中、高频电源已分别可用到10,60,1000 kHz。