西安高盛冶金设备有限公司钢壳中频熔炼炉设备的组成及.docx

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1、西安高盛冶金设备有限公司 钢壳中频感应熔炼炉技术方案 GW钢壳中频炉感应熔炼设备技术方案 目 录公司简介. 3成套设备平面布置图. 4设备的运行使用条件. 5中频感应熔炼的原理. 6典型的厂房布置 9中频感应熔炼炉的技术参数 10成套设备组成及价格 11随机的备品备件 13各部分具体介绍 13验收标准及性能测试 26质量保证和售后服务 26设备主要元件生产厂家 28成套设备的付款方式 28成套设备的制作周期 28近期主要中频炉业绩 29一、公司简介西安高盛冶金设备有限公司是国内最早从事真空冶金设备制造的厂家，具有多年的设计和制造经验，竭诚为广大客户提供以下设备和服务： 一、中频感应KGPS电源

2、、IGBT中频电源、真空感应炉电源、高频电源。 二、中频感应熔炼炉、中频感应保温炉、中频感应熔金炉、中频感应熔铜炉、中频感应熔铝炉、中频感应多晶硅熔炼炉。 三、真空感应熔炼炉、真空悬浮熔炼炉、真空定向凝固设备、 真空感应连铸炉、真空烧结炉、气氛烧结炉、真空气氛炉、真空热处理炉 、 真空热压炉、非自耗真空电弧炉、 真空压铸炉、真空气雾化金属制粉设备、水雾化制粉设备、非真空中频感应熔炼炉、翻转凝铸炉、半固态铸造二次加热设备、中频感应加热设备、扩散泵、油增压泵、 油增扩泵 、 各种真空阀门、各种冶金设备配件、真空配件等 公司产品齐全，工艺精湛，产品畅销全国各地，为国内众多大中型企业高校提供了精良的成

3、生产设备和实验仪器。同时我们还出口成套设备到欧美，非洲，中东、东南亚等国家。 公司在中真空感应设备领域内拥有一批优秀的设计制造经验丰富的技术骨干和管理、销售、服务的高素质人才。公司始终以先进的设计、精心的制造、优质的服务来赢得客户和保证客户的满意。设计和制造是保证质量的前提，我们拥有完整的质量保证体系，独立开发、设计、制造成套设备的能力，并且不断升级、创新，工艺和技术始终保持领先。可按照客户的要求进行各种非标设计、制造、调试，确保成套设备稳定的质量和优异的品质。 目前公司开发创新能力稳步增强，产值连年递增，发展迅猛，加之企业领先的经营理念和管理机制，使我们在电加热装备制造领域中得到了快速的发展

4、，在行业中也享有较高的声誉和信誉。公司一直遵循专业、诚信、创新、进取、追求质量与服务最佳”的企业理念，追求与客户双赢共同发展。 Page 52 of 52二、成套设备平面布置图 中频感应熔炼炉布局结构示意图说明：1. 本套系统没有画出倾炉操作台的位置，倾炉操作台应放在二层工人容易操作的地方。2. 冷却水系统采用软水或蒸馏水，这样对设备的使用寿命和性能更好，冷却方式的类型比较多用户可以根据自身的条件选择适合的冷却方式，见附件二。我们推荐选用我公司生产的闭式冷却装置，冷却效果最好。3.为了提高功率因数，消除谐波，可以选用我公司生产的无功消谐补偿装置。三、设备的运行使用条件3.1 用户环境条件年平均

5、气温： 14.2； 年极端最高气温： 43；年极端最低气温： -17.9； 最大相对湿度： 85%。3.2 厂区供电条件（1） 一条10KV或35KV高压供电：电网电压波动：10%；电网频率波动：50Hz10%（2） 中频电源供电要求： 3-380V/50Hz进线。3.3 供水条件见冷却部分冷却水水质要求说明3.4 设备的使用环境（1） 海拔不超过1000m；（2） 环境温度在540范围内；（3） 使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90%，同时该月每日最低温度的月平均值不高于25；（4） 周围没有导电尘埃，爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气体；（5） 没有明显的振动和颠簸。

6、3.5 对厂房布置的要求（1） 中频电源和补偿电容器柜与感应器或熔炼炉应有较好的隔离，以防止高温、潮气、灰尘和腐烛气体浸烛中频电源和中频电容器，以减少设备故障，延长设备使用寿命。（2） 熔炼炉体与补偿电容器柜的连接电缆要尽可能短，以减少损耗，提高设备的电效率。（3） 熔炼炉或感应器的母排支架不能形成回路，以防止工作时产生中频感应电流，使支架发热。（4） 由于中频设备的很多部件和元器件采用水冷却，难免有水渗漏，因此要求有良好的、可靠的排水通风装置。（5） 工作车间与中频电源间既要隔离，又要能相互联系，便于工作人员随时了解设备的运行情况。（6） 要有可靠的备用水源，当突然停水或停电时，能保证感应器

7、部分不会断水而仍能得到充分冷却。（7） 应配置应急发电机组或高位水罐。（8） 中频设备离供应电源、水源要尽量靠近，最好单独配备变压器，以减少谐波对其他电器设备的影响。对功率大于500KW以上的中频设备，要采用特殊的整流变压器，以减少谐波对电网的影响。四、中频感应熔炼的原理本套设备是利用法拉第电磁感应原理制作而成，其内容如下：我们知道，当螺旋线圈（感应器）中通过交变电流时，按右手螺旋定律产生一个交变的磁场。线圈中放置的金属坯料被交变磁力线切割，则产生感应电动势，从而在坯料的表层形成强大的涡流，使该坯料迅速升温并达到金属热加工的要求。利用中频电源加热金属的基本原理可说明如下； 图一表示一段任意形状

8、的金属，放在中频磁场中（例如放在中频感应线圈内），将有若干磁通通过此金属。由于磁通是以中频频率交变的，故在此金属内将感应出中频电势e,并引起中频电流i,造成金属内的发热功率P，既： e i P 图1按电工基础所说明的电磁感应定律可知： e = -d / dt (1-1)如果随时间按正弦变化，设； =m sin t则：e=-mcost=msin (t-90) (1-2)设e的幅值以EM 表示之则： EM = M （1-3）其中代表中频角频率： = 2f (1-4)为了要使此金属加热或熔化，必须要求金属内有足够大的电流I，产生足够大的热量，使温度升到所需值。要i大就必须在金属感应出足够大的电势e.

9、从（1-2）或（1-3）式可知，要增大感应电势有两个办法；（1）增大磁通M；（2）提高频率（或f）。于是在工频感应器（50赫兹）中，因频率较低就不得不将感应圈磁场设计的较强，以获得较大的M；在中频感应圈内，因较高，故可采用较弱的磁场。因此频率越高，磁场越强时，同一金属内感应所得的功率密度越高。所谓功率密度，即单位体积内感应得到的功率P。只有P足够大时，金属才能透热或熔化。6.2 磁场产生当铜管中通入中频电流时，就会产生中频磁场（如下图所示）。其中一部分磁通经过坩埚或炉膛内，但没有穿过被熔炼的金属，称为漏磁通，另一部分穿过金属，称为主磁通。只有主磁通才能在金属内感应出电流并使之发热或熔化。但主磁

10、通和漏磁通是同时存在的，而且漏磁通往往比主磁通多。 所以，为了提高中频熔炼炉的电效率，以达到节能的目的，在感应线圈的周围配有磁轭（见图），磁轭采用高导磁率冷轧硅钢片制造。硅钢片的厚度为03mm。磁轭采用仿形结构，其内弧面的弧度与感应线圈的外圆弧度相同，使磁轭可以紧贴感应线圈外侧均匀分布，最大限度的约束线圈向外发散的磁场，减少外磁路磁阻。磁轭由二侧的不锈钢板和不锈钢夹件夹持，焊接固定。在二侧的不锈钢板上焊有冷却水管，用于冷却磁轭。冷却水管可以承受0.45Mpa水压，15min内无泄漏。磁轭总装后，弯曲度不大于4mm，理论中心线与实际中心线偏差不大于3mm。磁轭和线圈之间由里向外垫有聚四氟乙烯板、

11、石棉橡胶板。聚四氟乙烯板具有高的绝缘强度和高的耐温性能，石棉橡胶板具有高的耐热性能。这样就确保了磁轭和线圈之间的绝缘和耐热性能。每根磁轭用固定在炉壳上的丝杆顶住固定，在线圈的一周形成均匀的顶力，这样既固定了磁轭又固定了线圈，在熔化和出炉的过程中，线圈不会产生移动。五、典型的厂房布置 六、10t/5000kw钢壳中频感应熔炼炉技术参数项目单位数据备注电炉参数额定容量t10.0液态钢最大容量t11.0液态钢最高工作温度1750工作温度1600感应圈内径mm1400感应圈高度mm1775电器参数变压器容量KVA6000变压器一次电压KV10KV视用户实际情况而定变压器二次电压V950、95012脉波

12、双输出中频电源额定功率KW500012脉波双输入额定输入电流A1519*2直流电压V1282直流电流A1861*2变换效率%96启动成功率%100中频电源最高输出电压V2000额定工作频率Hz250电源变换效率%96启动成功率%100工作噪音db75综合参数熔化率（升温到1600）T/h10.5（铁）熔化电耗（升温到1600）KW.h/T520液压系统液压站容量L1200工作压力MPa16液压介质液压油冷却水系统电源冷却水流量T/h65合计177吨T/h炉体冷却水流量T/h100换炉开关冷却水流量T/h12供水压力Mpa0.25-0.35进水温度5-35出水温度55七、10.0t/5000kw

13、钢壳中频感应熔炼炉成套设备组成及价格主设备组成部分 序号设备名称规格型号数量 单价总价1KGPS中频电源KGPS-5000KW/0.25KHz1套2连接铜排电源到电容之间1套3补偿电热电容器柜5000KW/0.25KHz 1套4水冷电缆 电容补偿柜到炉体之间 2套5钢壳带导磁体炉体GWJ-10.0-5000/2502台6坩埚模10.0t专用2只7水分配器 1套 8液压（站）倾炉系统1200L 16Mpa1套9倾炉操作台 1套10露炉报警系统安装在炉体上2套11炉衬顶出系统 1套12换炉开关 1套 、辅助设备及材料 选择购买序号设备名称规格型号数量 备注1高压开关柜或高压开关1套2整流变压器ZP

14、S-6000KVA/990V1台高压10KV或35KV3低压开关柜1套选择使用4铜排或电缆变压器-中频电源1套电源用闭式冷却塔1套5炉体冷却水池400冷却水池1套6水路连接材料 2台管道、阀门、法兰、弯头等750KW柴油机发电机组停电时应急使用1台8筑炉工具电动 1套9炉衬打结料 6.0吨 10耐火胶泥 1.5吨11无尘石棉布3卷八、随机的备品备件序号货物名称规格型号数量1电源控制板AB-081块2整流可控硅KP2只3逆变可控硅KK2只4逆变脉冲板ABNB-082块5无感电阻152根6快速熔断器RSO2只九、各部分具体介绍1、KGPS-5000-0.25 双整流中频熔炼电源 六相十二脉双整流并

15、联谐振可控硅中频电源中频电源中频电源是通过电磁感应对感应器中的金属材料进行加热的电源设备。它是一套水冷却方式的静止变频装置，功率元件选用了晶闸管（可控硅），该元件充当电力电子的开关元件，中频电源的主要作用是把输入工频（50Hz）变频为单相中频电源，供给感应器。（具体见下图）电源外壳采用特殊工艺制作，具有外形美观、合理的多组合式结构、刚性强、防尘性好、有适当的通风散热措施。 （1） 独特的双重门结构将弱电控制与强 电（高压）分开，避免强电干扰从而进一步提高了整个系统运行的可靠性。 （2） 布置合理的操作面板，完全消除了设备操作员的视觉疲劳。而内部配置的资料盒更为设备维护提供了方便。（3） “完全

16、封闭”的箱体设计，在确保内部空气充分流通的情况下（散热通风窗均设置过滤）提高了内部环境的清洁。有利地克服了导电性尘埃引起的绝缘失效。（4） 集中的供水管路，在保障各部分 充分冷却的情况下，布置及走向合理而美观。元器件的安装严格按照工艺要求，合理布局、整洁美观、绝缘性及抗震性均符合国家标准。确保了设备在长期运行中的稳定性。 中频电源连接铜排全部镀锡，保证接点可靠，并防止潮湿而产生氧化。所有拐角铜排，全部整齐圆弧连接，改变原工艺几块铜排靠螺栓连接，独特的铜排加工工艺，减少连接点，使设备运行更为可靠而且更为美观。中央控制板本公司以提高中频电源的性能，减少中频电源的安装调试工作量为宗旨，设计制造了该中

17、频电源。采用本控制电路板组装的中频电源，不仅性能好，而且无需同步变压器，无需快熔损坏指示器，无需中频电流信号互感器，无需任何中间继电器，连线极少。更由于三相交流输入线不分相序，中频输出线不必区别相位的优点，免去在用户现场进行调试成为可能。我公司设备配置的新型高集成数字化控制板 本控制电路曾经使用功率范围25kW3000kW，频率200Hz10000Hz。本控制电路在结构上做成一块板，有16k纸大小（295mm210mm）在电路功能上可以分为整流触发电路，逆变电路，调节器电路，操作保护电路四部分，各部分特点如下：A.整流触发电路采用脉冲一致性好，抗干扰能力强的数字触发电路，无同步变压器，同步信号

18、直接取自与整流晶闸管相连的主电路（无单独连线），自动实现与电网同步，而且具备相序自动适应能力，六相交流输入线不分相序，从而使其在主电路与触发板的连线上变得异常简单、可靠。免去调相序，对同步整流限定的工作，只需把晶闸管的门极线接入在控制板的接线端子上，无需任何整流部分即可投入使用。整流触脉冲变压器以包含在控制面板上，整流触发脉冲强度：IP=1.5A,dA/dt0.5us脉冲宽度约1us,绝缘耐压4kV.B.逆变电路部分逆变采用零压软启动方式，并设有自动重复启动电路，可防止中频电源偶尔启动失败，提高了启动的可靠性，只要负载品质因数2.5，启动成功率便可达100%。更有特色的是频率跟踪电路仅需采样中

19、频电压信号， 而无需槽路电容器的电流信号，免去了外接中频电流互感器，确定取样电流相位的烦恼。因此，在调试和现场中，也不会由于中频输出线或取样电流互感器的相位接反，而产生中频电源不能启动的问题。逆变电路中还加有逆变角调节电路，由逆变角调节器控制，可以自动调节负载阻抗的匹配，达到恒功率输出，可以制成快速熔炼的中频电源（原理参见论文恒功率输出中频感应熔炼炉），达到节电、节时，提高电网功率因数的目的，此功能也可被关掉。逆变的脉冲变压器（提供）是外接的，其脉冲触发强度：Ip=3A,前沿：dA/dT2A/uS,脉冲宽度：1050uS，绝缘耐压4KV。如此强的触发，对提高快速晶闸管的电流扩散能力，延长晶闸管

20、的使用寿命十分有效。C.调节器电路部分采用中频电压，直流电流双闭环PI调节器，在启动过程中双闭环也始终参与工作，系统工作稳定，而且在系统调试过程中和逆变失败时，也很难发生过电流跳闸的现象。另外还有一个逆变功率因数角调节器，保证槽路负载阻抗与电源的自动匹配，当用作熔炼电源时，尽管负载变化很大，仍能保证最大功率输出和高功率因数整流输入。当用于透热电源时，在中频电压为600V750V，可保证整流输入的功率因数0.9。调节器的参数适应范围宽，一般的中频电源系统均能适应，无需再对调节器参数进行调整。D.操作保护电路部分在控制电路中设有各种操作，保护电路，主电路与控制电路的上电掉电先后次序，以及使用人员的

21、误操作等，均不会对系统产生任何影响。具体的保护功能有：缺相（快熔断）检测三相交流输入是否有缺相，可省去快速熔断器故障指示器的检测电路 。过电流系统过电流截止保护，过流电平无需单独整定，控制电路自定整定在额定输出电流的1.5倍上。过电压中频输出过电压保护，过电压平亦需单独整定，控制电路自动整定在额定输出中频电压的1.15倍。过电压保护动作一方面截止整流桥，另一方面直通逆变桥，能有效的防止因输出电缆开路引起逆变晶闸管的损坏。水压低冷却水压力保护，具有8秒钟的延时动作，可防止水压瞬时波动引起系统的跳闸。控制电源欠压控制电路供电电压偏低保护，可防止控制电路掉电时，对主电路的乱触发。F负载特性中频感应加

22、热设备一般都采用并联谐振电炉，在上图所示的并联谐振负载中，当电感L（感应器）、补偿电容的值确定后，其谐振的固有频率也就确定，随着负载（感应器）阻抗的变化，固有频率也随着变化，当空炉轻载时频率较低；满炉、冷料重载时频率较高。启动频率跟踪特性在启动过程中，当启动频率与负载频率最为接近时，启动的成功率越高。而频率是随着负载的变化而变化的。如图示，在此采用扫频启动方式，即发一组含盖负载频率变化范围内的频率启动设备，就不受负载变化的影响，由此启动的可靠性大大提高。E. 故障显示及自诊断：当中频电源出现故障时，查询故障点往往成为维修人员较为烦恼的问题，尤其是维修经验较少的维修人员。故障显示和故障自诊功能能

23、帮助维修人员在较短的时间内查出故障的原因，使设备尽快的投入到生产中。故障显示和自诊系统可在中频电源出现故障时显示出故障的原因及主要故障点的位置，如整流、逆变脉冲的状态等。F. 完善的保护功能主回路短路保护 主回路缺相保护 电网电压高保护 电网电压低保护 冷却水压低保护 可控硅过电压保护可控硅过电流保护 逆变可控硅电流上升率高保护逆变可控硅换流时间不足保护 逆变可控硅反向关断电压时间不足保护G. 功率调节该电源可实现0至满功率无级可调，并可通过外接信号控制（如PLC），从而实现全自动工作状态。也可通过温度传感器和温度变速模块来自动调节电源功率。H. 频率调节由于中频电源采用了频率自动跟踪控制，所

24、以，无论负载的频率如何变化，中频电源都可自动跟踪，无需任何人为调节。当用于不同频段时，由于负载的阻抗会有所变化，只需连接相应的补偿电容器组即可调整到合适的阻抗值。9.2.2 可控硅可控硅是中频电源的核心器件，同时也是较昂贵的器件之一，所以在选择时应选择技术能力强、工艺严格、检测手段齐全的厂家，要求其进行115的结温测试，并出具测试结果，在元件装配时，按照测试参数进行配对安装。 9.2.3 平波电抗器平波电抗器对中频电源是非常重要的，它有两个作用。第一，使整流器的输出电流变得平滑稳定。第二，当逆变可控硅直通短路时，限制短路电流的增长速度和最大短路电流的大小。如果滤波电抗器的参数设计不合理，铁芯材

25、料不好或制造工艺不过关，将对中频电源的工作可靠性产生极大影响。为了确保滤波电抗器的参数合理，我公司专门开发了滤波电抗器设计软件包。该软件特别考虑了并联逆变条件下滤波电抗器的工作环境，同时依据我们生产中频十余年的经验编制。滤波电抗器的硅钢片采用Z10型冷轧高导磁率产品，铜管为T2挤制铜管，用高强度云母带包扎，H级绝缘。为了减小滤波电抗器的工作噪音，硅钢片采取了特别的紧固工艺，在硅钢片和气隙之间还有专用的缓冲吸音材料电容无功补偿装置 补偿电容器柜体采用槽钢、角钢焊接而成，并配备有安全防护网 ，使整体结构坚固、外表美观，对电容器在绝缘处理上采用双层云母绝缘技术，即使不慎将水喷洒于电容器上，也能保证柜

26、体的绝缘强度。为了减少大电流回路的损耗,补偿电容器组安装在地下室尽量靠近电炉的位置。电容器全部采用新型大容量无毒介质水冷RFM系列电热电容器，具有单台容量大，介质损耗低，占地面积小等优点。电容柜安装在炉体最近处，这样可以减小槽路的损耗，提高效率。（1）无毒液体介质。（2）每个电容器装有检测元件，当工作异常时能保护并报警。在每台电容器的出水部位上都安装了温度监测元件，通过我公司研制的专用温度检测仪表检测电容器的工作温度，当温度超过时产生报警信号，使中频电源自动停机。电容器组全部采用大截面水冷铜排，使铜排的工作温度不超过45，以减低并联谐振电路的传输损耗。电动换炉开关 本设备是一种用于无芯中频变频

27、感应电炉中的电动快速切换开关，其结构是由静止块、活动块、压力调节机构，传动机构、机架组成，螺栓将静止块、接出铜板和机架直接联接在一起，接出铜板和中频电源或炉体电缆线相联接，两侧静止块与之对应的活动块的接触面是斜面贴合，活动块和压力调节机构中的导向板是由弹簧和螺栓连接的，导向板和蜗轮机上的丝杆铰链连接，活动块上有通水冷却小孔；压力调节机构有弹簧、导向板、调节板和行程开关，其中的行程开关通过螺栓和机架固定，传动机构中的电机带动蜗轮减速机，而蜗轮减速机的丝杆与活动部分的压力调节机构中的导向板铰链连接；机架的前后对称。本发明的优点：操作简便，使用方便，缩短了炉子切换的时间，提高了效率，减轻了工人的劳动

28、强度，而且能轻易的实现中频电源对保温炉体和熔化炉的切换，具有很大实用性水冷电缆 水冷电缆的接头采用冷压成型工艺与铜绞线压接。这种方式联接牢固，接触电阻小，不损伤铜绞线。其单个接头和铜线之间可承受8t以上的拉力。 为了减少水冷电缆的损耗，电缆采用了侧引线形式。水冷电缆从电炉的侧面引出以使其长度达到最短。 水冷电缆的接头采用可拆卸结构可以方便的拆开。内部通过焊接方式与铜绞线连接。这种方式联接牢固，接触电阻小。水冷电缆的外套管采用夹布橡胶管。这种胶管不易燃烧，强度好。，它可以承受0.45Mpa水压而不泄漏或破裂。橡胶管经过长期使用后会老化，这时就要进行更换。这种可拆卸结构不需要破坏内部的铜绞线，只需

29、要拆开接头上的螺栓就可以方便的更换外部,接头内部采用斜锥面密封和导电。当上紧接头螺栓时，自然就会起到了既导电又密封的作用。钢壳带磁轭炉体 炉壳： 鼠笼式钢壳熔炼炉炉架炉壳采用槽钢或者优质钢板卷制焊接而成，为了保证炉体的刚性，采用有足够厚度的优质碳素钢板卷制焊接而成的鼠笼式框架是最理想的。采用框架结构，框架窗口有可拆式盖板，以便于检修。活动炉架顶部的操作平台采用了加厚花纹钢板制作，以提高炉架的强度和承重能力，在长期使用中能保持平整，不变形。活动炉架的上面是炉盖（选择配置）。它是油液压驱动的。为了保证炉盖运转的可靠性，其顶升和旋转采用各自独立的二支油缸驱动。炉体顶部装有收集烟尘的集烟环（选择配置）

30、，用于收集熔化时产生的烟雾，然后由用户自备的除尘系统抽除。 活动炉架的底部有固定法兰，用于联接炉衬快速推出装置。固定炉架安装在地基上，用于承载活动炉架和固定炉体。采用高强度整体钢结构，固定炉架的上部有倾转轴和活动炉架相联，在倾炉油缸的顶推下，可以使活动炉架向前倾转95。在倾炉油缸的底部，装有防破裂限速切断阀。在倾炉过程中，如果油管破裂，防破裂限速切断阀将动作，关闭油缸的回油油路，使电炉停在原位。 炉架部分在设计时预留了很大的安全系数。保证炉架具有足够的刚度，在承载最大装料量时运行平稳。2.感应线圈不锈钢水冷圈感应线圈是整个感应炉的心脏，感应线圈由中频电源供电，在中频电压、电流的作用下产生强大的

31、磁场，此磁场使炉膛内的金属产生涡流而发热，线圈是电能转换热能的关键。所以线圈设计就显得优为重要，本电炉的线圈是结合国内外中频炉实际使用状况，根据电磁场原理，通过计算机分析计算而确定的较佳方案。法拉第磁环感应线圈采用Cu-OFE电子级的无氧铜，其成分组成如下（牌号为-Y,Cu含量99.99%E）杂质组成氧磷硫碲锌硒总量质量分数/%0.001 0.00030.00180.0010.00010.0010.0052感应圈绕制成形后采用耐高温、耐高压绝缘油漆整体浸涂，烘干，绝缘级要求达到H级，（绝缘层耐压大于7000V）.感应圈组装前要经过约1.2MP水压耐压试验24小时即7000V电压耐压试验。从上图

32、可以看出，感应线圈上部和下部设有不锈钢水冷圈，以保证炉衬受蚀热均匀，而且还设有法拉第短路环，以便充分吸收上、下端漏磁通，防止炉体发热。 感应线圈接电采用大截面水冷电缆，侧引出线形式，线圈压紧装置采用不锈钢拉杆上下拉紧，拆卸简单，更换线圈方便。 通常在感应线圈内侧及匝间缝隙雏涂有绝缘性能好的耐火胶泥，可以方便地进行炉衬的捣筑还能防止因炉衬冷热变形而影响炉衬寿命。 感应圈的设计： 感应线圈设计时主要考虑的是正确地确定其直径、高度、线圈长度及截面形状与尺寸。线圈厚度。匝数。匝间距等参数。1.感应线圈直径:当感应熔炉容量确定时，其坩埚体积是一定的，设坩埚直径为坩埚壁厚度为则感应线圈直径为： = + 2

33、感应线圈高度对熔炼炉而言金属液的高度以坩埚平均直径之比在1.31.6范围内，在中频感应中卫了减少漏磁及增加金属搅拌作用供应线圈高度应该大于金属液高度，一般按=（1.1-1.3）来考虑。3.感应圈铜管长度及截面尺寸的选择 感应线圈铜管长度及截面尺寸的选择与谐振电路的电感L有关,因为 = L = R = L/所以 l= L/=2f L/-铜管直径L-谐振电路的电感l- 铜管长度4.感应圈的壁厚由于集肤效应，感应圈在工作时，电流大部分集中得在向着炉料的一侧。感应炉的感应圈内电流很大，为了使感应圈本身的功率损耗最小，向着炉料的铜质感应圈的管壁厚度，随着电源频率不同有一最佳值，其关系如下表感应线圈铜管壁

34、厚度与感应频率的关系电源频率/Hz50400100025005000壁厚最佳值/mm165.83.62.30.5一般选用值/mm10-204.59.22.96.31.84.00.5线圈壁厚应还考虑到价格的方便以及线圈的刚性等要求。2吨中频感应熔炼炉的感应线圈的壁厚为：6.5mm5、感应圈截面形状感应圈空心铜管一般由电解铜材料制成，截面形状有圆形、矩形及其它异型管。中频炉一般选用矩形管。我公司中频感应熔炼炉的感应圈选用偏心矩形铜管绕制，采用这种偏心矩形铜管绕制而成的感应器，整个设备可至少提高效率5%。我们知道对于中频电炉来说，电器部分的电损失大概占到总功率的8%，而感应线圈和水冷电缆上的损失大概

35、占到总功率的28%左右。根据中频三大效应（集肤效应、圆环效应、临近效应）可知，整个流经感应铜管的电流有95%的从其内侧流过（见下图），外侧和上下侧实际上只能起到通水冷却的作用，内侧才真正的担当重任，所以降低内侧的电阻值就一定能降低其自身的损失，如果将内侧的电阻值降低2-2.5倍，那么根据发热量Q=电流I的平方电阻R时间T的公式我们可以得出电损失就可以降低2-2.5倍。从这个意义上讲其设备的运行效率就提高了。据此我们还可以降低冷却炉体的闭式冷却塔的费用（冷却量降低后，设备的选型也变小）感应线圈采用包扎云母带和浸绝缘漆工艺, 外表再喷涂一层灰色绝缘漆，绝缘层的耐压大于5000V。感应线圈由焊接在其

36、外圆周的数列螺栓和绝缘撑条固定。线圈固定后，其匝间距误差不大于2mm。感应线圈在设计时考虑到铜管的固有长度的影响，将铜管的焊接处下引电、引水部位结合，使每组感应线圈为整根铜管绕制而内部不需要焊缝。在感应线圈的上部和下部都设有不锈钢水冷圈，其目的是使炉衬材料在轴向受热均匀，延长炉衬的使用寿命。在感应线圈的出水口处，按水路分别安装数个水温温度探头，当某一路水发生堵塞水温超高时，可以立即发出警报，并可以自动使中频电源停机。6、感应线圈的匝数及匝间距设计条件：进线电压：=900V电源功率：=5000KW工作频率： f = 250Hz整流电路：12MC电炉容量：10t负载用纯并联电路计算得出结论线圈内径

37、线圈高度线圈匝数铜管规格炉衬厚度匝间距800mm1000mm8X2 双并绕60mmX50mmX5mm100mm20mm3、磁轭：磁轭是用硅钢片叠制而成的轭铁，它均匀的发布在供应线圈的四周，磁轭的作用是约束感应线圈的漏磁向外扩散，提高感应加热的效率，另外作为磁屏蔽，减少炉架等金属件的发热，还期待加固感应器的作用。（1）磁轭的结构：由矽钢片、不锈钢板、不锈钢夹子、冷却铜管和铜板组成，其中不锈钢板与不锈钢夹子通过焊接连接，冷却铜管与铜板焊接在一起，并设置在矽钢片和不锈钢板之间，不锈钢夹子将不锈钢板、铜板和矽钢片联成一整体。（2）矽钢片的特点：我公司采用的矽钢片为武钢【型高硅矽钢片，含硅量为4.5%；

38、厚度为0.35mm；导磁率达10000高斯以上；晶粒取向硅钢片。具有：1、铁损低。2磁感应强度高。3、叠装系数高。硅钢片表面光滑，平整和厚度均匀，叠加系数就高等特点（3）仿型结构磁轭的优点：磁轭采用仿形结构，其内弧面的弧度与感应线圈的外圆弧度相同，使磁轭可以紧贴感应线圈外侧均匀分布，最大限度的约束线圈向外发散的磁场，减少外磁路磁阻。磁轭由二侧的不锈钢板和不锈钢夹件夹持，焊接固定。在二侧的不锈钢板上焊有冷却水管，用于冷却磁轭。冷却水管可以承受0.45Mpa水压，15min内无泄漏。磁轭总装后，弯曲度不大于4mm，理论中心线与实际中心线偏差不大于3mm。 磁轭和线圈之间由里向外垫有聚四氟乙烯板、石

39、棉橡胶板。聚四氟乙烯板具有高的绝缘强度和高的耐温性能，石棉橡胶板具有高的耐热性能。这样就确保了磁轭和线圈之间的绝缘和耐热性能。 磁轭分布图 磁轭固定图 每根磁轭用固定在炉壳上的丝杆顶住固定，在线圈的一周形成均匀的顶力，这样既固定了磁轭又固定了线圈，在熔化和出炉的过程中，线圈不会产生移动。11、坩埚模12、油泵 一台 双机双泵液压泵站选择江苏海门或山西榆次的优质产品。它具有以下特点：（1） 油箱标准化，选型方便。（2） 压力稳定，噪音低。（3） 低能源，油路设计完美。（4） 减少空间，泵与电机直接结合。（5） 标准油路、控制回油、保养维修容易。（6） 工作稳定。维修方便。（7） 液压站技术参数配

40、套电炉额定压力最高压力电机型号油泵型号油箱容积10吨16MPa18MPaY132S-4CB-Fc201200L采用双机双泵机组（一套工作,一套备用）该机组用立式电机，油泵内置式结构，并有调压装置，回油及吸油过滤装置，其特点有：工作可靠、性能稳定、外形美观，具有密封性好，抗污染能力强。液压系统主要由五部分组成：a) 倾炉缸 通常采用两个柱塞式油缸，该油缸两端的支撑点采用球面轴承形式，缸体顶端设有放气塞，仅有段设有限速切断阀。b) 炉盖提升油缸 采用单油缸式 。c) 手动换向阀 炉盖移动和启闭与炉体倾动采用一套液压系统，通过换向阀进行控制。 13、倾炉操作 台 1 台倾炉操作台用于控制炉体的倾动、

41、回落、炉盖的升起、下降 炉盖的旋转。它采用手动阀操作，动作平稳，无冲击 。液压站系统采用榆次液压企业的优质产品。14、机电一体化 控制柜 1台 为了操作方便，现场设置操作台。操作台上设有以下功能：（1）对中频电源进行操作。包括中频启停、中频功率的调节、各种故障显示等。（2）各种电气的控制。包括，水泵的控制、另外如装有漏炉报警装置，可以对其进行监控和操作。15、炉衬推出系统炉衬顶出机构用于快速拆除废的炉衬，它由顶推块、顶推油缸和操作机构组成。顶推块装在炉衬下面可以通过炉体底部的顶推孔与顶推油缸相连需要推出旧炉衬时，可将炉体倾转90将顶推机构与炉底的固定部件连接，操作炉台上的手柄即可将旧炉衬推出，

42、炉衬顶推液压器件采用榆次液压件厂产品。使用该机构不仅能减轻工人操作劳动强度，减少停机时间，降低拆炉衬，对感应器的损伤程度，而且也将噪音和粉尘的有害污染降到最低限度。炉衬快速顶出机构炉衬顶出装置用于快速拆除废炉衬,它由顶推块、顶出油缸和操作机构组成。顶推块装在炉衬下面可以通过炉体底部的顶推孔与顶推油缸相连需要推出旧炉衬时，可将炉体倾转90度将顶推机构与炉底的固定部件连接，操作炉台上的手柄即可将旧炉衬推出，炉衬顶推液压器件采用榆次液压件厂或海门油威力公司产品，使用该机构不仅能减轻工人操作劳动强度，减少停机时间，降低拆炉衬，对感应器的损伤程度，而且也将噪音和粉尘的有害污染降到最低限度。上图为工作原理示意图。16、炉衬厚度检测装置接触式炉衬厚度检测装置原理图L-电抗器； R1R3电阻； S1S3开关；