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    真空熔煉爐熔煉技術在鑄鐵生產中的應用及發展

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    真空熔煉爐熔煉技術在鑄鐵生產中的應用及發展

    發布日期:2019-05-09 作者: 點擊:

    真空熔煉爐熔煉技術是鑄鐵生產的關鍵環節之一,其設備一般采用沖天爐較多。1個時期以來,感應熔煉爐得到迅速發展,在電力充足的情況下,日漸取代沖天爐。目前,無芯工頻感應爐容量已達110 t,有芯工頻感應爐容量則高達270 t。近年來,中頻感應爐的發展及其所呈現的優越性,給鑄鐵生產注入了新的活力。

    1 兩種感應熔煉爐

    目前,在鑄鐵生產中應用最多最普遍的感應熔煉爐有工頻感應爐和中頻感應爐。

    工頻感應爐能使金屬熔化和升溫,且加熱均勻燒損少,便于調節鐵液的成分、污染小。但工頻感應爐熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷爐啟動需啟動塊、生產不夠靈活、故一般常用于金屬和合金的重熔與升溫。另外,工頻感應爐功率因數低,需配置大量補償電容器,也增加了占地面積和設備投資。

    中頻感應爐則電效率和熱效率高、熔煉時間短、省電、占地面積較少、投資較低,易于實現過程自動化和具有生產靈活性。

    中頻感應爐適合熔煉鑄鐵,特別適合熔煉合金鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。它對爐料的適應性也較強,爐料的品種和塊度可在較寬的范圍內變動。應該指出,雖然中頻感應爐優點較多,發展較快,但工頻感應爐則在鐵液貯存、保溫、調整合金成分和過熱升溫等方面,仍不失為1種良好的設備,尤其是作為高爐、沖天爐等熔煉爐的雙聯用爐仍然得到廣泛應用。世界上最著名最大的離心球墨鑄鐵管生產廠家,法國的木松橋公司就采用工頻感應爐與高爐雙聯工藝,而日本久保田公司則采用工頻感應爐與沖天爐雙聯工藝。首鋼鑄造廠早在80年代初,就在國內首先采用了工頻感應爐與高爐或沖天爐雙聯工藝,試制成功連續鑄造鑄態球墨鑄鐵管,并在以后的生產提供著高溫優質鐵液,一直延用至今,效果良好。

    2中頻感應爐的發展

    目前,工頻感應爐向大容量發展已基本停止,中頻感應爐的發展則令人矚目。

    2.1靜力變頻器

    中頻感應爐的發展得益于靜力變頻器的使用,這種變頻器和磁力變頻器比較,其效率高達95%~98%。作為感應爐使用的變頻器額定功率不斷提高,近來,9 000 kW變頻器已投產,把它聯接在容量為12 t的爐子上,熔化鐵液的生產率可達18 t/h;將中頻感應爐功率密度每噸熔化能力提高到1 000 kW,能使熔化期縮短到35 min。感應爐的熔化率是隨爐子的容量變化而變化,一般中頻感應爐熔化鑄鐵的熔化率為0.4~35 t/h。例如,使用2 t容量的爐子,可得到2~2.38 t/h的熔化率,使用12 t的爐子則可達到18~21 t/h的熔化率;而采用工頻感應爐熔化冷料的熔化率,1.5 t爐為0.75 t/h、3 t爐為1.5 t/h、5 t爐為2.5 t/h,10 t爐只有4 t/h。可見中頻感應爐的熔化率遠遠超過了工頻感應爐,這就為在選擇鑄鐵生產熔煉設備時可以以小代大,使用較小容量的中頻感應爐代替較大容量的工頻感應爐創造條件,中頻爐取代工頻爐既減少了用地,又降低了投資,也保證了鐵液的連續供應,對于連續作業、生產能力較大的鑄鐵生產均十分有利。將中頻感應爐用于連續鑄造或離心鑄造球墨鑄鐵管生產的鐵液熔煉,用它取代沖天爐,或與高爐、沖天爐進行雙聯,其生產能力將可得到充分發揮。例如,國內有1個離心球墨鑄鐵管生產廠家,就是采用了10 t中頻感應爐與高爐雙聯工藝,對鐵液進行升溫和調整成分,將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃,大約需要27 min。該爐頻率100~200 Hz,功率為2 500 kW。

    中頻感應爐電效率和熱效率高,不但提高了熔化率、縮短了熔化時間,其單位電耗也相應降低。與工頻感應爐相比,其電耗可從700 kW.h/t降低到515~580 kW.h/t。有關資料表明,在考慮爐渣的熔化和過熱所需能量損失的情況下,中頻感應爐冷啟動時,單位電耗約582 kW.t/h,熱爐操作時,單位電耗為505~545 kW.h/t,如果連續加料操作,則單位電耗僅為494 kW.h/t。

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