鑄造用感應(yīng)電爐

目 錄

前言

第一章 概述

第一節(jié) 感應(yīng)加熱的基本概念

一、電磁感應(yīng)與感應(yīng)加熱

二、電流分布和交流電效應(yīng)

第二節(jié) 感應(yīng)電爐的分類和用途

第三節(jié) 感應(yīng)電爐的特點

第四節(jié) 發(fā)展趨向

第二章 坩堝式感應(yīng)電爐

第一節(jié) 增堝式感應(yīng)電爐的工作原理及

特點

第二節(jié) 坩堝式感應(yīng)電爐的設(shè)計計算

一、電爐容量及坩堝幾何尺寸的確定

二、頻率的選擇

三、電爐熱損失計算

四、“感應(yīng)器―金屬爐料”系統(tǒng)有功

功率

五、“感應(yīng)器―金屬爐料”系統(tǒng)電參

數(shù)計算

六、磁軛計算

七、設(shè)備能量平衡

八、計算舉例

九、經(jīng)驗估算法

第三節(jié) 爐型和機械結(jié)構(gòu)

一、爐型

二、爐體

三、爐體傾側(cè)力矩的計算

四、爐蓋及其起閉機構(gòu)

五、傾爐機構(gòu)

第四節(jié) 冷卻水系統(tǒng)及設(shè)計計算

一、對冷卻水水質(zhì)的要求和常用水處

理方法

二、冷卻水系統(tǒng)設(shè)計要點和典型冷卻

水系統(tǒng)

三、冷卻水計算

四、使用維護和檢查

第五節(jié) 坩堝式感應(yīng)電爐標(biāo)準(zhǔn)及典型布

置

一、坩堝式感應(yīng)電爐的標(biāo)準(zhǔn)

二、坩堝式感應(yīng)電爐設(shè)備布置

參考文獻

第三章 溝槽式感應(yīng)電爐

第一節(jié) 溝槽式感應(yīng)電爐的基本原理

一、工作原理和特點

二、熔溝中液態(tài)金屬受力情況

第二節(jié) 溝槽式感應(yīng)電爐的設(shè)計計算

一、電爐的輸入功率及感應(yīng)體數(shù)量選

擇

二、感應(yīng)體電氣參數(shù)設(shè)計計算

三、計算舉例

第三節(jié) 爐型和機械結(jié)構(gòu)

一、結(jié)構(gòu)特點和熔化特點

二、爐型

三、感應(yīng)體及其結(jié)構(gòu)

四、感應(yīng)體的快速更換

第四節(jié) 熔溝部位爐襯蝕損狀況的判斷

一、R－X曲線圖法

二、△θ－τ圖法

三、日常記錄表

參考文獻

第四章 感應(yīng)電爐的電氣設(shè)備

第一節(jié) 工頻感應(yīng)電爐電源系統(tǒng)

一、主電路

二、儀表

三、保護

第二節(jié) 功率因數(shù)自動調(diào)節(jié)

一、計算機功率因數(shù)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

二、采用可編程序控制器的功率因數(shù)

自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

第三節(jié) 三相平衡原理及自動調(diào)節(jié)

一、電容―電抗平衡裝置工作原理

二、三相平衡自動調(diào)節(jié)

第四節(jié) 漏爐報警和地漏監(jiān)視裝置

一 接觸式漏爐報警裝置工作原理

二、地漏監(jiān)視裝置工作原理

第五節(jié) 固態(tài)中頻電源

一、特點和分類

二、并聯(lián)諧振中頻電源

三、串聯(lián)諧振中頻電源

四、串并聯(lián)諧振中頻電源

五、中頻電源的保護

第六節(jié) 電源與電爐的配置方式

第七節(jié) 感應(yīng)電爐母線的布置、選擇及

參數(shù)計算

一、母線的布置

二、母線的選擇

三、母線電參數(shù)計算

第八節(jié) 感應(yīng)電爐對電網(wǎng)的影響及對策

一、串聯(lián)諧振

二、沖擊電流

三、電壓不平衡

四、諧波

參考文獻

第五章 爐襯材料和筑爐

第一節(jié) 爐襯耐火材料的分類

一、感應(yīng)電爐對爐襯耐火材料的要求

二、爐襯耐火材料按化學(xué)成分分類

第二節(jié) 坩堝式感應(yīng)電爐的爐襯材料及

其筑爐

一、坩堝爐襯的結(jié)構(gòu)形式

二、硅砂爐襯

三 、中性、堿性爐襯

第三節(jié) 溝槽式感應(yīng)電爐的爐襯材料及

其筑爐

一、酸性硅砂爐襯材料

二、中性爐襯材料

三、堿性爐襯材料

四、面料及隔離料

參考文獻

第六章 感應(yīng)電爐的輔助設(shè)施

第一節(jié) 配料和裝料設(shè)備

一、機械化裝料設(shè)備

二、爐料運送方式及設(shè)備布置

第二節(jié) 爐料預(yù)熱設(shè)備

一、爐料預(yù)熱目的及效果

二、預(yù)熱設(shè)備

第三節(jié) 金屬熔液的溫度測量

一、光學(xué)高溫計

二、浸入式快速微型熱電偶及其它熱

電偶

三、輻射溫度計和比色溫度計

第四節(jié) 鐵液的運送和稱量

一、澆包運送

二、管道運送

三、鐵液稱量

第五節(jié) 改善作業(yè)環(huán)境

一、感應(yīng)電爐的消煙除塵

二、感應(yīng)電爐的通風(fēng)

三、高次諧波對電網(wǎng)污染的防治

參考文獻

第七章 感應(yīng)電爐的作業(yè)

第一節(jié) 坩堝式感應(yīng)電爐的熔化作業(yè)方

式

一、熔化時的若干冶金學(xué)問題

二、作業(yè)制度的選擇

三、批料熔化法

四、運行指標(biāo)

五、中頻電源與電爐的配置

六、配置雙重輸出電源的電爐的熔化

作業(yè)

第二節(jié) 爐前成分調(diào)整

一、取樣時間

二、鐵液內(nèi)各類元素的燒損及添加

第三節(jié) 感應(yīng)雙聯(lián)熔煉作業(yè)

一、感應(yīng)雙聯(lián)熔煉及其經(jīng)濟性

二、感應(yīng)雙聯(lián)熔煉的形式

三、感應(yīng)保溫電爐

四、感應(yīng)雙聯(lián)作業(yè)的熔煉特點

五、保溫電爐容量和功率的選擇

第四節(jié) 計算機在熔化、保溫和澆注工

序中的應(yīng)用

一、熔化工序中的計算機過程控制

二、保溫和澆注電爐的控制系統(tǒng)

第五節(jié) 有色金屬合金的感應(yīng)熔煉

一、銅合金的感應(yīng)熔煉

二、鋁合金的感應(yīng)熔煉

三、鋅合金的感應(yīng)熔煉

參考文獻

第八章 感應(yīng)電爐的安裝 運行、維

護和安全操作

第一節(jié) 感應(yīng)電爐的安裝和運行

一、安裝前的準(zhǔn)備工作

二、電爐及電氣設(shè)備的安裝調(diào)試

三、感應(yīng)電爐試爐及運行過程中的注

意事項

第二節(jié) 日常維護、檢修要點

第三節(jié) 安全操作注意事項及事故處理

方法

一、感應(yīng)電爐的保護裝置

二、安全操作注意事項

三、事故處理方法

參考文獻

第九章 感應(yīng)電爐在澆注作業(yè)方面

的應(yīng)用

第一節(jié) 傾側(cè)式澆注電爐

一、坩堝式感應(yīng)澆注電爐

二、溝槽式感應(yīng)澆注電爐

第二節(jié) 氣壓式及氣壓－塞桿式澆注電爐

一、定量澆注

二、氣壓控制系統(tǒng)

三、氣壓－塞桿式澆注系統(tǒng)

四、帶中間包的澆注系統(tǒng)

五、孕育處理和鎂處理工藝的發(fā)展

六、澆注電爐的容量和功率的選擇

七、爐襯材料與鐵液性質(zhì)的配合

八、生產(chǎn)應(yīng)用實例

第三節(jié) 塞桿底注式澆注電爐

一、塞桿底注式澆注電爐的特點和形

式

二、塞桿底注法的定量原理和自動控

制

三、塞桿和澆口磚

第四節(jié) 電磁泵式澆注電爐

一、電磁泵的工作原理及分類

二、電磁泵式澆注電爐的結(jié)構(gòu)及平面

布置

三、電磁泵式澆注電爐的優(yōu)點及問題

參考文獻

附錄

附錄I符號意義及說明

表I－1 本書主要符號及其代表意義

和單位

表Ⅱ－2 本書所用基本單位及其國際

符號

附錄Ⅱ金屬材料的物理性質(zhì)

表Ⅱ－1 被熔金屬材料的有關(guān)物理參

數(shù)

表Ⅱ－2金屬的比焓ich；i2

表Ⅱ－3 被熔金屬液和耐火材料的輻

射率ε

附錄Ⅲ常用耐火材料和絕熱材料的主

要性能

表Ⅲ－1 常用耐火制品的主要性能

表Ⅲ－2 常用絕熱材料（制品）的主

要性能

表Ⅲ－3 粘土質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火混凝土

理化指標(biāo)

表Ⅲ－4 常用耐火混凝土配制方法及

養(yǎng)護制度

表Ⅲ－5 中國耐火錐號、塞格火度錐

號與溫度對照表

表Ⅲ－6 金屬篩網(wǎng)規(guī)格表

附錄Ⅳ 常用電工材料技術(shù)性能和規(guī)格

表Ⅳ－1 工頻單條矩形母線載流量

表Ⅳ－2 工頻多條矩形母線載流量

表Ⅳ－3 工頻單相交錯組合矩形銅母

線長期容許電流

表Ⅳ－4 工頻單相交錯組合矩形鋁母

線長期容許電流

表Ⅳ－5 絕緣材料耐熱分級

表Ⅳ－6 常用絕緣漆

表Ⅳ－7 玻璃纖維帶、漆布帶和粘帶

表Ⅳ－8 層壓制品

附錄v感應(yīng)電爐及配套設(shè)備（材料）生

產(chǎn)廠一覽表

2100433B

隨著我國鑄造業(yè)以及熔煉技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)電爐已成為其中重要的設(shè)備組成部分。為了幫助鑄造領(lǐng)域工程技術(shù)人員和一線工人學(xué)習(xí)和掌握鑄鐵感應(yīng)電爐熔煉的相關(guān)知識和技能，指導(dǎo)他們的生產(chǎn)和實踐，我們編寫了這本《鑄造感應(yīng)電爐使用指導(dǎo)》。

全書從生產(chǎn)實踐角度出發(fā)，全面介紹了鑄造用感應(yīng)電爐的基礎(chǔ)知識和理論，主要包括感應(yīng)電爐加熱的基本原理，坩堝式感應(yīng)電爐電參數(shù)計算和電路分析，感應(yīng)線圈匝數(shù)計算方法，爐襯材料和烘爐工藝；全面說明了感應(yīng)電爐試爐、運行操作中的注意事項和故障排除，詳細分析了感應(yīng)電爐控制電路的工作原理、電源調(diào)試和故障排除方法；以實例形式，介紹了各類鑄鐵、鑄鋼及其零部件感應(yīng)電爐熔煉鑄造的生產(chǎn)技術(shù)和要點。本書是筆者及同行多年來實踐經(jīng)驗的總結(jié)，貼近實際，便于理解，以滿足廣大讀者的專業(yè)知識需求。

本書的編寫得到廣大同行的大力支持，在此，對給予本書大力支持的有關(guān)專家和引用文獻資料的作者們表示感謝。

限于筆者的經(jīng)驗與水平，書中難免有不妥之處，請讀者給予指正。

編著者

《鑄造感應(yīng)電爐使用指導(dǎo)》全面總結(jié)了感應(yīng)電爐熔煉的設(shè)備選型、熔煉操作、故障處理，以及目前備受行業(yè)關(guān)注的節(jié)能與維修技術(shù)。列舉實例介紹各類鑄鐵零部件感應(yīng)電爐熔煉鑄造的生產(chǎn)技術(shù)和要點。

第1章鑄造熔煉用感應(yīng)電爐概述

1.1感應(yīng)電爐的工作原理/2

1.1.1感應(yīng)加熱的基本工作原理/2

1.1.2感應(yīng)電爐的分類/7

1.1.3感應(yīng)電爐的用途/8

1.1.4感應(yīng)電爐的特點/11

1.1.5感應(yīng)電爐的發(fā)展趨勢/12

1.1.6中頻感應(yīng)電爐的組成/13

1.2坩堝式感應(yīng)電爐/21

1.2.1坩堝式感應(yīng)電爐的工作原理及特點/21

1.2.2坩堝式感應(yīng)電爐的參數(shù)計算/24

1.2.3感應(yīng)加熱負載電路分析/28

1.2.4熔煉爐感應(yīng)器的計算舉例/34

1.3如何選購鑄造中頻感應(yīng)電爐/38

1.3.1中頻電源負載主電路的兩種主要形式/38

1.3.2電源和爐體的配置方式/40

1.3.3鑄造企業(yè)用電條件/40

1.3.4爐體容量、電源功率和頻率的選擇/41

1.3.5價格和質(zhì)量、技術(shù)及售后服務(wù)選擇/47

1.4爐襯材料/49

1.4.1感應(yīng)電爐對爐襯耐火材料的要求/49

1.4.2爐襯耐火材料分類/50

1.4.3坩堝爐襯的打結(jié)方法/51

1.4.4酸性爐襯/51

1.4.5中性、堿性爐襯/51

1.5提高中頻爐爐齡/52

1.5.1正確選擇適合熔煉的優(yōu)質(zhì)爐襯材料/53

1.5.2提高爐齡不可忽視的要素/54

1.5.3中頻感應(yīng)電爐的試爐及熔煉操作注意的問題/57

1.6成型爐襯的生產(chǎn)及應(yīng)用/58

1.6.1成型爐襯的材料/60

1.6.2成型爐襯的工藝流程/62

1.6.3成型爐襯的安裝形狀與結(jié)構(gòu)/62

1.6.4成型爐襯的安裝及使用/64

1.6.5成型爐襯應(yīng)用實例/65

第2章感應(yīng)電爐電源設(shè)備的試爐、維護保養(yǎng)與節(jié)能

2.1電源設(shè)備/67

2.1.1感應(yīng)電爐電源的特點和分類/67

2.1.2并聯(lián)諧振中頻電源/68

2.1.3串聯(lián)諧振中頻電源/70

2.1.4電源效率與快速熔煉和節(jié)能/74

2.1.5中頻電源的維修和安全操作/75

2.2中頻感應(yīng)電爐啟動時故障分析及處理/92

2.2.1設(shè)備無法啟動/92

2.2.2啟動較困難/93

2.2.3啟動困難/93

2.2.4啟動后馬上停機/94

2.2.5啟動后過流跳閘/94

2.2.6啟動無反應(yīng)/94

2.3中頻感應(yīng)爐運行中故障處理/95

2.4中頻感應(yīng)電爐的維護保養(yǎng)與安全操作及事故處理/100

2.4.1中頻感應(yīng)電爐的維護保養(yǎng)/100

2.4.2中頻感應(yīng)電爐的安全操作要領(lǐng)/101

2.4.3中頻感應(yīng)電爐的事故處理方法/101

2.5中頻爐熔煉操作規(guī)程/103

2.6中頻感應(yīng)電爐熔煉的節(jié)能措施/104

2.6.1中頻感應(yīng)電爐節(jié)能方面存在的問題/104

2.6.2中頻感應(yīng)電爐各部分損耗分析/104

2.6.3節(jié)能措施/105

2.6.4筑爐、熔煉及管理對節(jié)能的影響/109

2.7新型中頻感應(yīng)電爐的特點及應(yīng)用/111

2.7.1新型中頻感應(yīng)電爐特點/111

2.7.2中頻感應(yīng)電爐容量與功率/113

2.7.3試爐及熔煉操作注意問題/114

2.7.4中頻感應(yīng)電爐熔煉操作/114

第3章感應(yīng)電爐的輔助設(shè)施

3.1機械化裝料設(shè)備/116

3.1.1帶式運輸機/116

3.1.2起重電磁鐵/117

3.1.3底開式圓筒型料桶/117

3.1.4底開式箱型料桶/118

3.1.5翻轉(zhuǎn)式圓筒型（或箱型）料桶/118

3.1.6固定式翻轉(zhuǎn)箱型料桶/118

3.2澆包（盛鋼桶）/118

3.2.1形式與規(guī)格/119

3.2.2盛鋼桶的砌筑/120

3.2.3盛鋼桶的烘烤/122

3.3鋼水溫度的測量/123

3.3.1熱電偶高溫計測溫法/123

3.3.2光學(xué)高溫計測溫法/128

3.3.3鋼水結(jié)膜測溫法/131

3.3.4鋼水沾勺測溫法/132

3.3.5鋼棍測溫法/133

3.4改善環(huán)境/133

3.4.1感應(yīng)電爐的消煙除塵/134

3.4.2感應(yīng)電爐的通風(fēng)/138

第4章感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵實例

4.1感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵概況/144

4.1.1沖天爐到感應(yīng)電爐熔煉方式/144

4.1.2中頻感應(yīng)電爐鐵液特性及對策/147

4.1.3工頻無芯感應(yīng)電爐熔煉作業(yè)鐵液特性及故障對策/150

4.1.4感應(yīng)電爐熔煉灰鑄鐵（球鐵）注意事項/157

4.1.5感應(yīng)電爐熔煉使用增碳劑的實踐和注意事項/160

4.1.6感應(yīng)電爐熔煉炸爐與沸爐現(xiàn)象/167

4.2鑄鐵生產(chǎn)的感應(yīng)電爐的選用/169

4.2.1中頻感應(yīng)電爐應(yīng)用實踐概況/169

4.2.2感應(yīng)電爐爐襯打結(jié)/174

4.2.3提高感應(yīng)電爐爐齡的途徑/177

4.2.4使用感應(yīng)電爐必須掌握的內(nèi)容/180

4.3鑄鐵感應(yīng)電爐生產(chǎn)鑄件實例/181

4.3.1感應(yīng)電爐中用廢鋼生產(chǎn)HT250鑄件/181

4.3.2中頻電爐熔煉高強度鑄鐵的爐前控制/185

4.3.3高韌性球墨鑄鐵輪轂的生產(chǎn)/188

4.3.4蠕蟲狀石墨鑄鐵的爐前控制及凝固規(guī)律/191

4.3.5耐熱鑄鐵風(fēng)帽/199

4.3.6多元合金高鉻鑄鐵箅條/202

第5章感應(yīng)電爐熔煉鑄鋼實例

5.1鑄鋼的材料特點/207

5.1.1鑄鋼/207

5.1.2鑄鋼的特點/208

5.2鑄鋼基本知識/208

5.2.1鑄造碳鋼/208

5.2.2鑄造低合金鋼/227

5.2.3鑄造高合金鋼/248

5.3感應(yīng)電爐熔煉鑄鋼實例/250

5.3.1ZG45的熔煉/250

5.3.2ZG35CrMnSi的熔煉/252

5.3.3ZG1Cr18Ni9Ti的熔煉/253

5.3.4ZGMn13堿性感應(yīng)電爐熔煉/255

參考文獻