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中频熔炼电炉能量损失及节能技术研究

中频熔炼电炉是利用电磁磁场感应原理将电能转化成为热能加热,使金属原材料熔化熔炼的冶炼设备。中频电炉天然的优势使其必然取代冲天炉等一切煤炭 气体冶炼设备,将成为金、银、铝、铸钢、铸铁、以及合金铸铁、锡等金属冶炼熔炼设备,它将提高冶炼熔炼水平和冶炼熔炼精度,减轻操作者劳动强度,提高生产效率。
 
中频感应熔炼电炉在熔炼冶炼过程中,通过电磁感应将电能转化成为热能加热,从而利用热能将金属材料熔化,但在这个能量的转化过程中主要有下列几种能量损耗:

(1)电磁感应加热线圈自身的能量消耗,一般情况将之称为铜耗。

(2)因为炉体采用金属材料制作,电能转化热能的过程中,在炉体上同样也有着热损耗,一般情况将之称为炉耗。

(3)在炉口投料、熔化及出炉时,产生的辐射热,一般情况将之称为辐射损耗。

(4)配电设备在电能传输过程中,也要损耗能量,一般情况将之称为附加损耗。

所以中频感应熔炼电炉在工作过程中,通常仅有70-74%的能量用来对炉料物质进行熔炼熔化,其他的30-26%的能量基本被上述所说的途径损耗掉,其中铜耗的损失高达13%,其次是7%的炉耗,剩下的的是附加损耗。
中频熔炼电炉

想要有效解决以上问题,我们必须采用下列对策,减少电炉的供电损耗,节约电能。

1、增大感应加热线圈和水冷电缆的直径,如此一来将大幅度减少它的电流密度,减少供电线路的电能损耗,也有利于降低感应加热线圈、水电缆的工作环境温度,降低水垢污垢产生。

  感应加热线圈在t℃时的消耗电功率如下公式得出:
  W=I2R×10-3=I2P20L/A×[1+α(t-20)]
  上式中W―感应加热线圈耗电功率,KW;
  I―负荷电流,A;
  R―感应加热线圈20℃时的电阻率,Ω・m 2.2×10-8;
  L―感应加热线圈长度,m;
  A―感应加热线圈截面积,m2;
  P20―铜20℃时的电阻率,Ω・mm2・m-1;
  α―电解铜的电阻温度系数,4.3×10-3/℃。

2、降低水循环系统的温度,必要是配备冷水机或冷水塔。感应熔炼电炉在熔炼过程中,感应加热线圈和水冷电缆的温度上升,感应加热线圈和水冷电缆的电阻将随温度的上升而增大,导致耗电增加。

  电阻随温度变化的关系是:
  RT=[1+α(T-20)]R20
  上式中:RT―温度上升到T℃时线圈的电阻值,Ω;
  R20--20℃时电解铜的电阻值,1.75×10-8Ω;
  α―电解铜的电阻温度系数,4.3×10-3/℃;


3、减少水垢污垢对水循环系统冷却实际效果的不良影响。我们选用纯净水进行水冷散热,如此一来就防止了在高温下水中各种各样金属盐在水冷散热管道上沉积下来,产生导热性极差的水垢污垢。水垢污垢沉积在管道内壁,导致循环水管道截面积缩小,影响水流速度。

4 电力变压器

侧的输出电压在660~800V之间。在输出电压是650V,输出功率恒定时,那么中频感应电炉的工作电流和原来380V时相比较将减小为原来的0.6倍,铜损降低到原来的1/3,减小了变压器本身的热量损失,变压器线圈在高温工作时电阻也将升高,散热系统的负担减小,系统工作温度降低,节能降耗实际效果十分明显。
另外在中频电炉空载时间较长时,能够 拉闸关闭电源,停止电力变压器的空运行,也有利于节能降耗。
 
5 炉壳

钢壳炉因为具备耐久性强、效率高、生产率高并且噪音小、便于检测维修等众多优点,近些年来取得交快的发展,钢壳炉的磁厄对线圈产生的磁力线具备屏蔽和反射作用,能够 减少漏磁,提高生产率,能够节能降耗5~10%左右。钢壳炉的使用寿命较长 在10年以上。
 
中频感应熔炼电炉的节能降耗是一项系统化工程,需要我们工程技术人员长期系统地总结改造,综合利用各方面技术方法,把节能降耗技术改造和提高管理水平有机的结合为一体,只有如此一来我们才能立竿见影,取得良好的节能改造实际效果。



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