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(jīng)電抗器平波后，成為一個(gè)恒定的直流電流源，再經(jīng)單相逆變橋，把直流電流逆變成一定頻率的單相中頻電流。負(fù)載由感應(yīng)線圈和補(bǔ)償電容器組成，連接成并聯(lián)諧振電路。

一般情況下不銹鋼熔煉爐，可以把中頻電源的故障按照故障現(xiàn)象分為完全不能起動(dòng)和起動(dòng)后不能正常工作兩大類(lèi)。作為一般的原則，當(dāng)出現(xiàn)故障后，應(yīng)在斷電的情況下對(duì)整個(gè)系統(tǒng)作檢查，它包括以下幾個(gè)方面：

1）電源：用萬(wàn)用表測(cè)一下主電路開(kāi)關(guān)（接觸器）和控制保險(xiǎn)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(gè)快速熔斷器、六個(gè)晶閘管、六個(gè)脈沖變壓器和一個(gè)續(xù)流二極管。在快速熔斷器上有一個(gè)紅色的指示器，正常時(shí)指示器縮在外殼里邊，當(dāng)快熔燒斷后它將彈出金屬熔煉爐，有些快熔的指示器較緊，當(dāng)快熔燒斷后，它會(huì)卡在里面，所以為可靠起見(jiàn)，可以用萬(wàn)用表通斷檔測(cè)一下快熔，以判斷它是否燒斷。

各種合金熔煉爐工作原理：

中頻電源采用IGBT功率器件，并聯(lián)諧振基礎(chǔ)上的雙調(diào)控變流控制技術(shù)金銀銅鋁熔煉爐。在這種技術(shù)中，功率和變頻獨(dú)立調(diào)控，采用IGBT開(kāi)關(guān)器件和非晶態(tài)電感構(gòu)成高頻斬波電路調(diào)節(jié)功率，采用IGBT并聯(lián)諧振及頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)獲得的軟開(kāi)關(guān)控制逆變過(guò)程，使設(shè)備在大功率下的工作可靠性大大提高，使得設(shè)備在大功率領(lǐng)域得到了發(fā)展，設(shè)備暫載率得以實(shí)現(xiàn)。

各種合金熔煉爐產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

1、 加熱均勻，保證加熱工件芯表溫差小，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)可對(duì)溫度進(jìn)行控制,保證產(chǎn)品重復(fù)精度

2、 設(shè)備中設(shè)計(jì)了的保護(hù)功能如過(guò)流保護(hù)、欠水保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、短路保護(hù)、缺相保護(hù)等，大于增加設(shè)備的可靠性又方便設(shè)備的維護(hù)工作

3、 設(shè)備有多種顯示功能如頻率顯示、電流顯示、電壓顯示、功率顯示，使設(shè)備工作狀況直觀化，對(duì)于設(shè)計(jì)感應(yīng)圈和電容調(diào)節(jié)更具指導(dǎo)作用

4、超小體積、重量輕、可移動(dòng)、占地不足1平方米

5、能耗低、無(wú)污染、加熱,與其他加熱方式相比,有效地降低了能耗,勞動(dòng)生產(chǎn)率高、無(wú)污染、設(shè)備符合環(huán)保要求。

6、每種熔煉爐的加熱能力，冷爐時(shí)，每爐熔煉時(shí)間為40-50分鐘，熱爐時(shí)，每爐熔煉時(shí)間為20--30分鐘

應(yīng)用范圍：金、銀、鐵、銅等及各種合金。

中頻熔煉爐缺點(diǎn)：

1.前大功率的串聯(lián)諧振(一拖二)中頻電源在國(guó)內(nèi)還尚未成熟，未普及化。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備的廠家有突出業(yè)績(jī)的也是鳳毛麟角。

2.串聯(lián)諧振中頻電源的逆變器采用IGBT元件,IGBT元件的容量是不能滿足大功率電源穩(wěn)定工作的。國(guó)外公司如:應(yīng)達(dá)公司采用可控硅串聯(lián)諧振中頻電源的逆變器是可以將電源功率做大。但國(guó)內(nèi)對(duì)該技術(shù)還未成熟掌握。

3.單臺(tái)大功率電源配置，當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，整套設(shè)備將無(wú)法進(jìn)行熔煉工作，從而影響生產(chǎn)。

4.該套設(shè)備成本高,國(guó)內(nèi)的售價(jià)偏高。

5.故障率高,維修難度大,備件互換性不強(qiáng),維護(hù)成本高。

中頻熔煉爐的脈沖燃燒控制的上風(fēng)

中頻熔煉爐的脈沖燃燒控制采用的是一種中斷燃燒的方式，使用脈寬調(diào)制技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間的占空比（通斷比）實(shí)現(xiàn)窯爐的溫度控制。燃料流量可通過(guò)壓力調(diào)整預(yù)先設(shè)定，燒嘴一旦工作，就處于滿負(fù)荷狀態(tài)，保證燒嘴燃燒時(shí)的燃?xì)獬隹谒俣炔蛔儭．?dāng)需要升溫時(shí)，燒嘴燃燒時(shí)間加長(zhǎng)，中斷時(shí)間減小；需要降溫時(shí)，燒嘴燃燒時(shí)間減小，中斷時(shí)間加長(zhǎng)。脈沖燃燒控制的主要長(zhǎng)處為傳熱，大大降低能耗。可進(jìn)步爐內(nèi)溫度場(chǎng)的平均性。無(wú)需在線調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)燃燒氣氛的控制。

可進(jìn)步燒嘴的負(fù)荷調(diào)節(jié)比。系統(tǒng)簡(jiǎn)樸可靠，造價(jià)低。減少NOx的天生。普通燒嘴的調(diào)節(jié)比一般為1：4左右，當(dāng)燒嘴在滿負(fù)荷工作時(shí)，燃?xì)饬魉佟⒒鹧嫱庑巍嵝示蛇_(dá)到狀態(tài)，但當(dāng)燒嘴流量接近其流量時(shí)，熱負(fù)荷，燃?xì)饬魉俅蟠蠼档停鹧嫱庑芜_(dá)不到要求，熱效率急劇下降，高速燒嘴工作在滿負(fù)荷流量50%以下時(shí)，上述各項(xiàng)指標(biāo)距設(shè)計(jì)要求就有了較大的差距。

脈沖燃燒則不然，不管在何種情況下，燒嘴只有兩種工作狀態(tài)，一種是滿負(fù)荷工作，另一種是不工作，只是通過(guò)調(diào)整兩種狀態(tài)的時(shí)間比進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，所以采用脈沖燃燒可彌補(bǔ)燒嘴調(diào)節(jié)比低的缺陷，需要低溫控制時(shí)仍能保證燒嘴工作在燃燒狀態(tài)。

中頻熔煉爐在使用高速燒嘴時(shí)，燃?xì)鈬姵鏊俣瓤欤垢浇纬韶?fù)壓，將大量窯內(nèi)煙氣吸人主燃?xì)鈨?nèi)，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌希娱L(zhǎng)了煙氣在窯內(nèi)的滯流時(shí)間，增加了煙氣與制品的接觸時(shí)間，從而進(jìn)步了對(duì)流傳熱效率，另外，窯內(nèi)煙氣與燃?xì)獬浞謹(jǐn)嚢杌旌希谷細(xì)鉁囟扰c窯內(nèi)煙氣溫度接近，進(jìn)步窯內(nèi)溫度場(chǎng)的平均性，減少高溫燃?xì)鈱?duì)被加熱體的直接熱沖擊。

對(duì)于設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的燒硅現(xiàn)象可分以下情況處理：

A：固定位置燒硅有以下幾種原因：

1） 冷卻不好，可通過(guò)測(cè)試元件運(yùn)行溫度來(lái)判別，處理辦法是疏通水路或更換水套；

2） 脈沖變壓器初次級(jí)絕緣擊穿，該種原因一般會(huì)引起逆變相應(yīng)功放管損壞；

3） 對(duì)應(yīng)均壓電阻或阻容吸收回路損壞或接觸不良；

4） 并肩硅性能不佳（不能正常開(kāi)通或關(guān)斷），該種現(xiàn)象往往被維修人員忽視，燒了很多硅，一直到該硅也燒掉，換了之后才恢復(fù)正常。

B:無(wú)規(guī)律燒硅一般是保護(hù)系統(tǒng)有故障，應(yīng)重點(diǎn)檢查過(guò)流過(guò)壓，主回路接觸問(wèn)題和絕緣問(wèn)題。當(dāng)然逆變觸發(fā)回路出現(xiàn)故障也會(huì)引起無(wú)規(guī)律燒硅。

設(shè)備不能正常啟動(dòng)分以下兩種情況：

1）設(shè)備故障——逆變?cè)舸⑺娎|開(kāi)路、感應(yīng)器匝間短路、補(bǔ)償電容擊穿、觸發(fā)回路不正常等原因，對(duì)于該種故障，只有修復(fù)損壞部位才能恢復(fù)；

2）負(fù)載阻抗不匹配，重載不好啟動(dòng)，可通過(guò)增大電抗器間隙、減小換流電感值、諧振回路套接磁環(huán)、電抗器逆變側(cè)并接沖磁電阻（20/3KW）、電抗器兩端并接旁路電阻（20/3KW）、改變恒流啟動(dòng)值（調(diào)整W10或W5）、增大中心頻率VCO電壓值（5～7V）等辦法來(lái)解決，但的辦法是減少補(bǔ)償電容或增加感應(yīng)器匝數(shù)來(lái)調(diào)整負(fù)載阻抗。

小角度問(wèn)題：由于換流電感和逆變輸出至補(bǔ)償電容引線電感的存在，重載時(shí)，負(fù)載阻抗逆變換流時(shí)間增大，原先調(diào)好的小角度會(huì)變小，此時(shí)可能出現(xiàn)升功率至一半時(shí)逆變顛覆，所以，空載調(diào)小角度時(shí)，應(yīng)偏大一點(diǎn)為好（一般Ua/Ud＝1.2～1.3）

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(nèi)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(dāng)?shù)念l率才能達(dá)到更好的攪拌效果。而判斷熔煉效果的好壞主要指標(biāo)為h/d，當(dāng)熔化鐵、鋼、銅、鋁時(shí)，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(lái)說(shuō)熔化鐵為510KW.h/T,鋼為570KW.h/T，銅為350KW.h/T，鋁為750KW.h/T。現(xiàn)在許多人計(jì)算中頻熔煉爐功率采用經(jīng)驗(yàn)公式P=T/2。

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