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中频感应熔铝炉的技术难点及应用

2017/12/4 12:03:51来源：网络点击数：1501次

　　引　言

　　目前,中频无芯感应熔铝炉在铝行业的应用较为广泛。首先,中频熔铝炉比工频炉熔铝损耗小;其次,中频熔铝炉比电阻炉效率高;第三,中频熔铝炉可以通过提高功率来增加熔化率;第四,同样功率下中频熔铝炉比工频炉噪声小,烟尘污染少。

　　正因为中频熔铝炉有以上诸多优点,它才被广泛使用。而在过去,国内中频技术比较落后,中频熔铝炉较少,且功率及吨位都较小,大部分熔铝炉采用工频无芯炉或电阻炉,但工频炉及电阻熔铝炉受功率、损耗、效率和污染等因素的影响,严重地阻碍了其发展进程。近几年,中频技术突飞猛进,加之与国外技术合作,中频熔铝炉逐步发展,而且正趋于成熟。

　　然而,中频熔铝炉在设计、制造及使用上,仍存在着许多技术上的难点。针对这些问题,本文分析了中频无芯熔铝炉的主要特点,并在此基础上进一步给出了技术难点的解决要领。

　　1　中频无芯感应熔铝炉的特点

　　1.1　铝成分氧化程度小,烧损小

　　铝是一种比较活泼的金属,在加热至其浇铸时,温度大约在700℃左右(纯铝的熔点为660℃)。此刻铝很容易与空气中的氧反应,生成Al2O3即产生燃烧现象,生成的Al2O3粉末作为炉渣被清除掉,这就是铝的损耗。在电磁力的作用下,气液较终会翻腾。铝液的烧损程度,即氧化程度与铝液的翻滚程度有关。翻腾越剧烈,铝液与空气接触的面积越大,氧化越严重,即烧损越大,反之越小。

　　2　中频熔铝炉的技术难点及解决要领

　　2.1　感应器的布置及选材

　　感应器布置应分5部分,即上部短路环、上部水冷线圈、工作线圈、下部水冷线圈及下部短路环,如图1所示。磁轭布置于上、下短路环之间,磁场走向如图1示。工作线圈不宜太高,偏下布置为好,工作线圈的铜管壁厚不应小于4mm,因为铝炉自然功率因数低,铜管电流密度非常大。　　2.2　漏磁

　　熔铝炉与熔铁炉不同,铝为非磁性材料,在整个熔炼过程中,磁场较易发散,故磁轭布置要合理。首先,磁轭面积必须足够大,尽可能长,才能保证感应器轴向及径向磁场有足够的通边。如果感应器是两段线圈(并联反绕),则要考虑中间接缝处的漏磁问题。其次,感应器匝间距离不易过大,以8～ 12mm为宜。

　　2.3　炉衬

　　中频铝炉由于频率高,铝液震动频率高,加之铝的自身特性,其穿透性特强,所以炉衬是非常关键的。应选用铝炉专项使用炉衬,一般好的炉衬可使用300以上炉次。

　　2.4　电源稳定性

　　铝熔化时,产生的涡流很大。熔化初期,由于炉料无规则分布,致使电源遭受强大冲击,很容易烧坏可控硅,所以制作电源时,要对其耐冲击性加强考虑。

　　3　小　结

　　目前,中频熔铝炉正朝大功率、大吨位和环保型方向发展。而国内目前功率非常大(2000kW)、吨位非常大(5t),且带有除尘装置的中频熔铝炉已顺利投产。它标志着我国自行设计及制造的大功率、大容量熔铝炉将与成熟,新型材料的研发以及制造技术的提高,中频熔铝炉的各个技术难点将逐渐被克服,中频熔铝炉也将得到更好的应用和发展。

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