中頻熔煉爐的工作原理

采用三相橋式全控整流電路將交流電整流為直流電，經電抗器平波后，成為一個恒定的直流電流源，再經單相逆變橋，把直流電流逆變成一定頻率的單相中頻電流金銀合金熔煉爐。負載由感應線圈和補償電容器組成，連接成并聯諧振電路。

一般情況下，可以把中頻電源的故障按照故障現象分為完全不能起動和起動后不能正常工作兩大類。作為一般的原則，當出現故障后，應在斷電的情況下對整個系統作檢查，它包括以下幾個方面：

1）電源：用萬用表測一下主電路開關（接觸器）和控制保險絲后面是否有電，這將排除這些元件斷路的可能性。

2）整流器：整流器采用三相全控橋式整流電路，它包括六個快速熔斷器、六個晶閘管、六個脈沖變壓器和一個續流二極管金屬熔煉爐。在快速熔斷器上有一個紅色的指示器，正常時指示器縮在外殼里邊，當快熔燒斷后它將彈出，有些快熔的指示器較緊，當快熔燒斷后，它會卡在里面，所以為可靠起見，可以用萬用表通斷檔測一下快熔，以判斷它是否燒斷金銀銅鋁熔煉爐。

中頻熔煉爐配置說明：

一臺變壓器、二臺中頻電源、兩臺爐體。兩臺爐體通過功率分配器同時工作,工作時:一臺爐體熔化,另一臺爐體保溫。

雙電源雙供電的配置方式

①該套電爐中的二套獨立中頻電源功率無極可調，功率調節范圍為：10～。主要是為了使用戶提高生產力，并可滿足不同的生產工藝需求。可準確的調整保溫和升溫段,兩臺爐體即可同時預熱及燒結爐襯，也可一臺爐體熔煉另一臺爐體保溫。這樣可使生產效率達到，熔煉成本降低。

②在電爐平臺上設現場操作柜，分別控制兩套電源的運行、停止及功率輸出調節。輸出功率調節可用手動/自動控制。操作柜可安裝計算機、顯示屏、儀表,顯示電源運行狀態及故障狀態,并控制兩臺中頻電源帶兩臺爐體單獨或同時工作。能滿足一臺爐體保溫和一臺爐體熔煉，且兩臺爐體同時升溫工作的要求。當一臺爐子發生故障時需要進行檢修時，另一臺爐子可正常工作。

③計算機系統具有熔煉監視、設定報警、數據采集顯示，該系統連續監測及顯示各種主要參數；能自動診斷、顯示系統故障，還能記憶所在跳閘源；可隨時監測進線電壓；顯示：電源運行狀態、電耗（KW.h）、電壓、電流、功率、爐子電壓、電流、工作頻率等參數，以及故障診斷狀態。

④功率分配、限制功能:開啟電源自動控制系統,兩臺電源可自由切換工作狀態(熔煉/保溫),并可確保兩臺電源總功率不超過限定值。

⑤隔離裝置:當一臺爐子發生故障需要進行檢修時，隔離裝置可將兩個控制系統斷開,另一臺爐子可正常工作。

中頻熔煉爐生產鋁合金的問題如何解決?

生產鋁合金晶粒大小對均勻化處理的影響

熔煉爐由于固體原子之間的結合力很大，均勻化處理是在高溫下合金元素從晶界(或邊沿)擴散到晶內的過程，這個中頻爐生產后，過程是很慢的。容易理解，粗大晶粒的均化時間要比細晶粒的均勻化時間長得多，因而晶粒越細，均勻化時間就越短。

生產鋁合金非平衡結晶產生的問題  

中頻熔煉爐鑄造生產出的鋁合金棒其內部組織存在兩方面的問題：①晶粒間存在鑄造應力；②非平衡結晶引起的晶粒內化學成份的不平衡。由于這兩個問題的存在，會使擠壓變得困難，同時，擠壓出的產品在機械性能、表面處理性能方面都有所下降。因此，鋁棒在擠壓前必須進行均勻化處理，消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡。

生產鋁合金均勻化處理

中頻熔煉爐均勻化處理就是鋁棒在中頻爐高溫(低于過燒溫度)下通過保溫，消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡的熱處理。Al-Mg-Si系列的合金過燒溫度應該是595℃，但由于雜質元素的存在，實際的6063鋁合金不是三元系，而是一個多元系，因此，實際的過燒溫度要比595℃低一些，6063鋁合金的均勻化溫度可選在530-550℃之間，溫度高，可縮短保溫時間，節約能源，提高爐子的生產率。

中頻熔煉爐維修中常見故障分析

調試中如發現緩沖速度不理想，可通過調整W5來進行微調，逆時針調緩沖時間變短。反之調緩沖時間加長。

輕載運行中，如出現電抗器功率低端發顫，屬限壓過激，可適當放大限壓值，或順時針調整W5直至顫音消除。

維修中如遇過壓過流同時動作現象，應作謹慎處理，切不可盲目放大保護值，應重點檢查以下幾方面：

１）小角度過小； ２）換流電感打火； ３）逆變硅軟擊穿；

４）電抗器匝間短路； ５）水電纜接觸不良； ６）主回路對地打火（包括感應器）；

７）逆變觸發回路絕緣不良（如脈沖變壓器，中頻互感器初次級漏電）；

在升壓線路中，在某種特定情況下，隔離電容與中頻變壓器產生諧振時，會出現不規則過壓過流，可暫時將隔直電容短接以驗證之（必須保證有瀉流電抗，否則中頻變壓器會很快燒掉）。如驗證屬實，可通過改變串聯電容值（或在電容上并接一個消振電阻500～5K/5W）來消除諧振現象。

如在加料時出現過流現象，可適當放大過流值（一般過流是限流的1.2倍）即可。同樣，過壓現象亦可按則方法處理。

保護動作分過載保護和故障保護，

過載保護是指爐料變化時引起的保護動作，這種保護動作時，電抗器沒有過大沖擊聲；

故障保護是指逆變顛覆、缺相、欠壓、元件擊穿等設備不正常引起的保護動作，故障保護時電抗器沖擊聲很大，切不可盲目放大過流過壓值，否則會加大故障。

其中中頻熔煉爐

h表示攪拌高度，H表示熔液高度，

P表示電源功率，d表示坩堝直徑，

G表示坩堝內金屬重量，ρ表示金屬電阻率，

f表示中頻電源輸出頻率。

從上式可以看出，要得到較好的攪拌效果，就必須提高功率或降低頻率，只有在一定功率下選擇恰當的頻率才能達到更好的攪拌效果。而判斷熔煉效果的好壞主要指標為h/d，當熔化鐵、鋼、銅、鋁時，h/d值為0.125～0.250,0.070～0.125,0.050～0.150,0.100～0.500，熔煉效果。

輸出功率由熔化材料及重量確定，一般來說熔化鐵為510KW.h/T,鋼為570KW.h/T，銅為350KW.h/T，鋁為750KW.h/T。現在許多人計算中頻熔煉爐功率采用經驗公式P=T/2。

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中頻感應電爐應用10點注意事項

本文以中頻熔煉爐為例，闡述應用企業在使用中的注意事項：

（1）中頻感應電爐應采用整流變壓器，提高供電電壓，并限制變壓器的空載運行。

（2）規范安裝，縮短高壓、變壓器、中頻電源、電爐之間連線，選用純度較高的T2銅材或無氧銅，特別是感應線圈和水冷電纜，增大其截面積可以有效降低電流熱損耗。

（3）根據鑄造工藝選擇合適容量和頻率中頻電爐，增大功率密度以提高熔化效率，降低附加損耗。

（4）優先選擇帶爐蓋的鋼殼爐體，減少爐壁及爐口熱損耗和電磁損耗。爐體外殼連接處在操作過程防止金屬接觸形成短路。

（5）制定合理鑄造工藝，從造型、選料、熔化、澆注、熱處理、清理等規范工藝操作，科學管理，以降低能耗。

（6）加強設備管理和維護，減少故障率，保障生產順利進行。

（7）經常檢查各導電系統的連接部分接觸是否良好，特別是水冷電纜與感應線圈連接處的螺釘是否緊固，絕緣臺、絕緣靴必須每年檢驗一次。

（8）在熔煉過程中嚴禁斷電停水，熔煉過程中應隨時注意出水溫度和水壓，使水壓保持在0.1～0.3MPa，出水溫度保持在55°以下。

（9）加料操作時，冷濕爐料應先烘干，不能直接加入熔液內，金屬削在爐使用時避免用，因為金屬削能透入爐襯間隙；爐膛必須燒熱至1000℃左右時，方可倒入鐵液，爐膛的加熱可加入鐵塊感應加熱。

（10）爐料密封時間不能太長，以免引起爐子事故；燒結好爐襯后，宜用30～50％的額定功率，連續工作5爐以上。