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真空熔炼炉熔炼技术在铸铁生产中的应用及发展

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真空熔炼炉熔炼技术在铸铁生产中的应用及发展

发布日期:2019-05-09 作者: 点击:

真空熔炼炉熔炼技术是铸铁生产的关键环节之一,其设备一般采用冲天炉较多。1个时期以来,感应熔炼炉得到迅速发展,在电力充足的情况下,日渐取代冲天炉。目前,无芯工频感应炉容量已达110 t,有芯工频感应炉容量则高达270 t。近年来,中频感应炉的发展及其所呈现的优越性,给铸铁生产注入了新的活力。

1 两种感应熔炼炉

目前,在铸铁生产中应用最多最普遍的感应熔炼炉有工频感应炉和中频感应炉。

工频感应炉能使金属熔化和升温,且加热均匀烧损少,便于调节铁液的成分、污染小。但工频感应炉熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷炉启动需启动块、生产不够灵活、故一般常用于金属和合金的重熔与升温。另外,工频感应炉功率因数低,需配置大量补偿电容器,也增加了占地面积和设备投资。

中频感应炉则电效率和热效率高、熔炼时间短、省电、占地面积较少、投资较低,易于实现过程自动化和具有生产灵活性。

中频感应炉适合熔炼铸铁,特别适合熔炼合金铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。它对炉料的适应性也较强,炉料的品种和块度可在较宽的范围内变动。应该指出,虽然中频感应炉优点较多,发展较快,但工频感应炉则在铁液贮存、保温、调整合金成分和过热升温等方面,仍不失为1种良好的设备,尤其是作为高炉、冲天炉等熔炼炉的双联用炉仍然得到广泛应用。世界上最着名最大的离心球墨铸铁管生产厂家,法国的木松桥公司就采用工频感应炉与高炉双联工艺,而日本久保田公司则采用工频感应炉与冲天炉双联工艺。首钢铸造厂早在80年代初,就在国内首先采用了工频感应炉与高炉或冲天炉双联工艺,试制成功连续铸造铸态球墨铸铁管,并在以后的生产提供着高温优质铁液,一直延用至今,效果良好。

2中频感应炉的发展

目前,工频感应炉向大容量发展已基本停止,中频感应炉的发展则令人瞩目。

2.1静力变频器

中频感应炉的发展得益于静力变频器的使用,这种变频器和磁力变频器比较,其效率高达95%~98%。作为感应炉使用的变频器额定功率不断提高,近来,9 000 kW变频器已投产,把它联接在容量为12 t的炉子上,熔化铁液的生产率可达18 t/h;将中频感应炉功率密度每吨熔化能力提高到1 000 kW,能使熔化期缩短到35 min。感应炉的熔化率是随炉子的容量变化而变化,一般中频感应炉熔化铸铁的熔化率为0.4~35 t/h。例如,使用2 t容量的炉子,可得到2~2.38 t/h的熔化率,使用12 t的炉子则可达到18~21 t/h的熔化率;而采用工频感应炉熔化冷料的熔化率,1.5 t炉为0.75 t/h、3 t炉为1.5 t/h、5 t炉为2.5 t/h,10 t炉只有4 t/h。可见中频感应炉的熔化率远远超过了工频感应炉,这就为在选择铸铁生产熔炼设备时可以以小代大,使用较小容量的中频感应炉代替较大容量的工频感应炉创造条件,中频炉取代工频炉既减少了用地,又降低了投资,也保证了铁液的连续供应,对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产均十分有利。将中频感应炉用于连续铸造或离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼,用它取代冲天炉,或与高炉、冲天炉进行双联,其生产能力将可得到充分发挥。例如,国内有1个离心球墨铸铁管生产厂家,就是采用了10 t中频感应炉与高炉双联工艺,对铁液进行升温和调整成分,将贮存的高炉铁液从1300℃升温到1520℃,大约需要27 min。该炉频率100~200 Hz,功率为2 500 kW。

中频感应炉电效率和热效率高,不但提高了熔化率、缩短了熔化时间,其单位电耗也相应降低。与工频感应炉相比,其电耗可从700 kW.h/t降低到515~580 kW.h/t。有关资料表明,在考虑炉渣的熔化和过热所需能量损失的情况下,中频感应炉冷启动时,单位电耗约582 kW.t/h,热炉操作时,单位电耗为505~545 kW.h/t,如果连续加料操作,则单位电耗仅为494 kW.h/t。

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