1、變壓器容量

目前對于行業比較常用的SCR全橋并聯逆變中頻電源，變壓器容量和電源的數值關系式為：變壓器容量的數值= 電源功率的數值 x 1.2。對于IGBT半橋串聯逆變中頻電源（俗稱一拖二，一臺熔煉一臺保溫，兩臺同時工作）變壓器容量和電源功率的數值關系式為：變壓器容量的數值= 電源功率的數值 x 1.1。

變壓器為整流變壓器為了減少諧波的干擾，盡量專機專用，即一臺中頻電源配置一臺整流變壓器。

2、進線電壓

對于1000KW以下的中頻電源一般采用三相五線制380V，50HZ工業用電，配置6脈沖單整流中頻電源；對于1000KWY以上的中頻電源則側重于使用660V進線電壓（有的廠家使用575V或750V,由于575VZ或750V是非標電壓，建議不要選擇使用）配置12脈沖的雙整流中頻電源，原因有二：一是通過提高進線電壓提高額定工作電壓；二是大功率產生的諧波會干擾電網，通過雙整流可以獲得較為平直的直流電流，負載電流為矩形波，負載電壓接近正 弦波，減少電網干擾對其他設備的沖擊。

有的用戶盲目的追求高電壓（有的1000KW使用900V進線電壓），低電流以來達到節能的目的，但是以電爐的壽命為代價的，得不償失，高電壓容易造成電元器件壽命縮短，銅排，線纜疲乏，使電爐壽命大打折扣。另外高電壓對于電爐生產廠家來說，在用材方面減少了原材料，節約了成本。電爐廠家肯定是樂意這樣做（高售價低成本），吃虧的還是電爐的使用廠家。

3、產能要求

一般來說，按照單件的重量和每個工作日所需要的鐵液的重量，可以確定中頻感應熔煉爐的容量。然后確定中頻電源的功率和頻率。感應加熱設備屬于非標的產品。目前國家沒有形成標準，行業普遍的配置為：1.5噸以下，功率按500－700KW/噸，頻率為1000HZ；2－5噸，功率按500－600KW/噸，頻率為500HZ；5噸以上，功率按500－600KW/噸，頻率為250HZ。

國內中頻感應熔煉爐功率密度基本在500－600KW/噸左右，與理論佳值600-800KW相比較低，主要是考慮爐襯壽命和生產管理。高功率密度下， 電磁攪拌會對爐襯產生強烈的沖刷，對爐襯材料，筑爐的方法，熔煉工藝，材質，輔助的材料等要求較高。根據上述配置，每爐熔化時間在75分鐘（包括加料，打撈雜質，調質時間）。若需要縮短每爐次的熔化時間，可在爐體的容量不變的情況下提高電源功率密度100KW/噸。

4.結構的選擇

以減速機為傾爐方式的鋁合金結構的供應熔煉爐俗稱鋁殼爐，能耗為630KW.h/t。以液壓缸為傾爐方式的鋼結構的感應熔煉爐俗稱鋼殼爐，能耗為580KW.h/t。相對鋁殼爐，鋼殼爐的優點有五點：

（1）堅固耐用，從傾爐的安全角度，應盡量使用鋼殼爐。

（2）矽鋼片制成的磁軛對感應線圈產生的磁力線起到了屏蔽和發射，減少了漏磁，提高了熱效率，增大了產量，節能5%-8%左右。

（3）爐蓋的存在減少了熱量的損失，也提高了設備的安全性。

（4）使用壽命長，鋁在高溫下氧化的比較嚴重，造成金屬韌性疲乏。在鑄造企業現場，經常看到使用一年左右的鋁殼爐爐殼破爛不堪，而鋼殼爐由于漏磁少，設備使用壽命大大超過鋁殼爐。

（5）安全性能鋼殼爐要大大優于鋁殼爐，鋁殼爐在熔煉的時候由于高溫，重壓，鋁殼容易變形，安全性差。鋼殼爐使用液壓傾爐，安全可靠。

5、細節查看

（1）爐殼和磁軛。鋁殼爐有的廠家的爐殼往往是重量.和厚度不夠；鋼殼爐重要的是磁軛的選擇，同型號的鋼殼爐磁軛的選擇不同，價格差距很大，一般應選用全新的有取的Z11的高導磁率冷軋硅鋼片制造，硅鋼片的厚度在0.3mm，采用仿形結構，內弧面和感應線圈的外圓弧度相同，使得磁軛可以緊貼感應線圈外側，很大限度的約束線圈向外發散磁力線，磁軛由兩側的不銹鋼板和不銹鋼夾持，焊接固定，通水冷卻（有的廠家使用廢舊，無取向，甚至是廢舊變壓器上拆卸下來的硅鋼片來制作磁軛）。

（2）銅管和銅排。熔煉爐的核心是感應線圈，冷擠壓銅管和鑄造銅管的效果和價格相差甚遠。應該采用巨型截面的T2冷擠壓銅管，銅管的表面絕緣處理采用靜電噴涂，達到H級絕緣，為保護其絕緣強度，在表面用云母帶和無堿玻璃絲帶分別纏繞包扎一次，而后再涂防潮絕緣瓷漆。線圈匝間留有一定得間隙，在涂線圈內耐火膠泥時應使耐火膠泥滲入縫隙，加強線圈上的膠泥在線圈上的附著力，耐火膠泥筑好后，內表面光整，便于拆除爐襯，以保護線圈，線圈上下兩端增加幾匝不銹鋼水冷圈，增加整體剛性，有利于散熱（有的廠家使用的是鑄銅或者T3的銅管，導電差，容易破裂漏水應特別注意）。

（3）可控硅。各知名廠家的可控硅，質量可靠，穩定（在選擇的時候要求電爐廠家注明可控硅的生產廠家，出示可控硅廠家的產品合格證等）。

（4）電源柜的選擇：正規的廠家采用標準噴塑板柜殼。而非鐵皮噴漆柜殼。并且中頻電源的尺寸規格都是標準的。不正規的廠家電源柜也縮水，高度、寬度和厚度不夠，甚至有的把電抗器擱置在電源柜外面的。正規的廠家中頻電源內部都裝有低壓開關，不需要用戶在另外配置電壓開關柜。而有些不正規的廠家電源內部沒有安裝低壓開關。無形增加了用戶的費用（質量好的低壓開關有環宇、正泰、德力西等）。

（5）中頻爐電容器。進行無功補償的電容柜主要的是必須配備足量的數量，一般是電容的補償量數值是電源功率的18－20倍。

（6）電抗器。電抗器的主要材料是硅鋼片，應該選用正規廠家生產的新品，不能用回收的二手硅鋼片。

（7）附件。水管卡子：中頻熔煉爐成套設備中，有大量的水管連接，嚴格的講應該用不銹鋼卡子，更好的是使用銅制的活結，活結安裝和拆卸方便，不用維護。特別適合應用于水冷電纜上，有利于電流傳輸而且不會發生漏水的情況，安全可靠。

除了上面的幾點還有其他的元器件的選擇也很重要，比如逆變無感電容、無感電阻、水冷電纜、連接銅排、水管等等。盡量要求熔煉爐生產廠家提供主要元器件的明細及生產廠家，不能只單純的比價格而忽略了設備內部的結構和質量。

（8）技術實力。正規的廠家為研究先進的技術投入了大量的人力物力，設備先進齊全，技術精湛，在熔化速度、電耗、設備故障等方面反映不同。很多的生產廠家不具備廠內調試的條件，成本自然低一些，裝配和調試工藝對質量的影響是非常大的，不同廠家，不同的工藝，不同的價格也造成不同的質量。

（9）售后服務。正規的廠家的保障售后服務較好。中頻感應熔煉爐有一年的保修期，在此期間，任何非人為責任造成的設備故障，都會由生產廠家負責。

如何提高中頻爐使用壽命

影響電爐坩堝的使用壽命主要有爐襯耐火材料、烘爐工藝和使用工藝等方面。

1、爐襯耐火材料

（1）爐襯耐火材料質量及其性能的好壞對爐子的使用壽命起到根本的作用。

要能抵抗高溫熱負荷作用，不軟化，不熔融。同時還要具有高的體積穩定性，抵抗高溫熱負荷作用，體積不收縮和僅有均勻膨脹。

（2）耐火材料的成分。耐火材料中的雜質，在高溫下能形成低熔點的化合物，從而降低了耐火材料的耐火度。因此，爐襯砂中要保證耐火材料含量，嚴格控制雜質成分，。

（3）耐火材料粒度配比。耐火材料合理的粒度配比，可以在筑爐過程中容易形成密度高的耐火層，在使用過程不易出現缺陷。下面是一組較合理的比 例：3.35mm～5mm、0.85mm～1.70mm、0.1mm～0.85mm、0.1mm以下的比例分別為17%、33%、20%、30%。

2、烘爐工藝

烘爐是為了獲得燒結層的過程，燒結層的好壞直接影響到了爐子的使用壽命，烘爐是一個重要的環節。爐腔筑好后，應立即進行烘爐；烘爐前，檢查電氣設備、冷卻水系統是否正常；烘爐時要嚴格按烘爐工藝進行。烘爐工藝是烘爐過程中的關鍵因素，具體要點：

（1）要控制好加熱速度，特別是烘爐早期，如果加熱速度過快，爐襯中的水分排出過快則容易形成裂紋，使爐子的壽命大大縮短。

（2）當爐襯被加熱到573℃時石英相變過程中膨脹過快將容易引起裂紋甚至剝落，因此在400℃加熱到600℃時，加熱速度應減慢，而在870℃時應保溫1h～2h，使其能緩慢且完全的相變。

（3）烘爐階段為燒結保溫，燒結溫度根據具體耐火材料而定，一般希望能得到厚度為爐襯厚30%的燒結層，因此，一般燒結溫度高于出鐵溫度50～100℃。

3、用爐工藝

爐子使用過程的各種工藝對爐子的使用壽命也相當重要，各種操作不當均可能會降低爐子的使用壽命。因此在使用過程中應注意以下幾點。

（1）由于新爐的燒結層較薄，因此新爐的使用工藝很重要。新爐出水的第1爐應出50%即加料熔化，這樣可避免全部出水后加料使爐襯驟冷而出現裂紋等缺陷；新爐盡可能地進行連續熔煉，避免間斷熔煉忽冷忽熱而造成的裂紋，一般應連續熔化1個星期。

（2）熔煉過程中盡量避免高溫熔煉。在高溫狀態下，爐襯將與鐵液進行坩堝反應，如下式：SiO2+2C→Si+2CO，溫度越高、C越高、Si越低，爐襯的蝕損將加劇，尤其在新爐時更為明顯，因此熔化時在保證出水溫度下盡量避免高溫。

（3）避免爐襯過熱。由于中頻爐升溫速度相當快，當熔煉工不注意時，使爐料出現“架橋”現象而使爐襯出現局部高溫甚至超過爐襯的耐火度，這樣有可能使爐襯熔融而蝕損。

（4）在使用過程中，由于故障等原因需要長時間停爐時，應將爐內的鐵液倒空，避免鐵水冷凝時對爐襯的拉裂而使爐襯損壞。

（5）使用過程中尤其新爐時盡量使用干凈的爐料。

（6）在停爐冷卻時，為了避免爐襯驟冷，應進行空爐冷卻，同時為避免爐襯在冷卻過程中上下溫差過大而產生裂紋，應蓋爐蓋，使爐襯在冷卻時上下均勻，從而保證爐子的使用壽命。

（7）由于爐冷時不可避免的出現垂直裂紋，因此，冷爐啟動時，應先低溫烘爐，再進行熔化，從而使裂紋能先彌合，避免鐵水熔化時滲入裂紋使裂紋進一步擴展。

（8）爐子使用過程中要注意觀察爐況，觀察好爐況就是對爐子的一種保護，每3日測量爐底，每日每爐均要觀察爐墻，從而保障了爐襯的安全。

（9）對電爐設備進行維護和保養，如經常進行吹掃線圈，清掃線圈上的雜物防止線圈擊穿，從而避免了由于設備故障而導致的拆爐，有效的提高了坩堝使用壽命。

4、延長電爐壽命注意事項：

（1）定期檢查電爐及控制器各接頭的連接是否良好。

（2）電爐和控制器必須在相對濕度不超過85%，沒有導電塵埃，爆炸性氣體和能破壞金屬絕緣以及電子元件的腐蝕性氣體的場所工作。

（3）控制器的工作環境溫度限于0—50℃。

（4）電爐和控制器使用時，均不得超過額定功率，爐溫不得超過很高使用溫度，禁止將潮濕工件裝入爐膛內，含有超高水分的被加熱工件應預先烘干。

（5）保持爐膛內情清潔，對爐內的金屬氧化物、溶渣和雜質等應及時清除，裝卸工件時應謹慎。

日常維護、保養及管理

１、日常維護保養要點

每班次上崗和下班時都要對爐襯、感應線圈、水冷電纜、爐蓋機構、傾爐油缸、高壓電柜、主開關柜、傾爐控制柜、中頻電源柜、變壓器、電抗器、液壓站、鼓風機除塵系統、水處理系統、冷卻水系統及漏爐報警系統進行全面檢查，并在工作中時時監控各系統的工作狀況是否正常，水處理系統的維護因重視程度不夠，壽命非常短，常因堵水、結垢、漏水等原因無法修復而報廢，要引起高度重視。另一個難題就是傾爐和爐蓋的液壓系統總是有漏油的地方，易引起著火，應特別注意維護。

2、中頻電爐的安全防護

（1）冷卻水對中頻電爐是至關重要的，因冷卻水的故障而造成電爐設備損壞的幾率是較高的，電爐應配備“一用一備”兩臺水泵，并配備應急冷卻水系統，當供電中斷時，可及時為爐體提供冷卻水，避免造成損壞。

（2）液壓傾爐系統也要配備“一用一備”兩臺油泵，傾爐油缸的進口需安裝節流閥，防止爐體因液壓系統失壓而突然落下，當爐內存有鐵液而又較長時間不能送電的情況下，若通過運行電爐熔化凝固在爐內的金屬是非常危險的，因此，液壓系統應配有發電機或手動泵或安保電源等應急措施，當電網供電中斷時，能及時將爐內金屬液倒出。

（3）可靠的接地漏爐檢測報警系統是非常重要的，并應每班兩次以上檢查，試驗其靈敏可靠性，經常檢查爐襯的使用情況，方法是目測加測量，目測中下部是否有局部缺肉的地方，用“X”型尺測量其總高度和不同高度部位的直徑，與坩堝比較，來判斷爐襯的使用狀態。

（4）配備計算機管理系統，自動對故障進行診斷分析，對電氣系統、水冷系統等各系統的設置點參數進行掃描判斷，且當參數異常時，發出報警信號，并能顯示、分析和記錄故障信息，這樣故障在初始狀態就會被發現，不會造成嚴重的設備損壞。

3、日常管理

（1）中頻電爐應配備專職的電爐電工、鉗工和水處理工，在使用過程中時刻監護。而且這些人員應有較高的技術水平和較強的責任心，定期培訓考核。

（2）企業應根據電爐的使用說明書和專業的操作規范制定嚴格周密的中頻電爐使用、維護保養管理制度，并嚴格執行，才能確保其安全運行。

（3）不是連續作業的情況下，每次開爐前要有預熱時間，低功率將爐襯和爐料預熱至暗紅色后，再逐步加大功率。

（4）生產上應盡量保證連續作業，同材質的連續澆注，避免不熔化滿爐的情況，并保證爐料的質量和配料的準確性。

（5）中頻電爐在使用過程中應對水處理系統進行一絲不茍的維護和保養，按要求進行清洗等工作，應給予高度重視，確保水質穩定，避免水冷系統發生結垢、堵水等危險情況。

（6）中頻電爐的使用、修爐、日常維護保養、維修都應有詳細的記錄。由主管領導定期對其環境、使用、維護、記錄等情況進行檢查，有獎罰制度，嚴格管理。

感應電爐煉鋼的短處

耐火爐襯壽命主要是壽命不長

耐火爐襯是坩鍋式感應電爐的重要組成部分，確保其正常運行，對設備作業的可靠性、經濟效益、安全性乃至鑄鋼產品的冶金質量都至關重要。

1、坩鍋式感應電爐熔煉所用的能量，是由感應線圈產生的磁通量、通過耐火爐襯傳送到爐內金屬的。耐火爐襯的厚度增大，則漏磁通增大，感應器輸出的功率、功率因數和電效率都隨之降低。為了盡量減少平衡電容對無功功率的補償、提高電效率，必需盡可能地使耐火爐襯的厚度減到很小。因而，在煉鋼用的各種熔爐中，感應電爐耐火爐襯的厚度，比任何爐型的爐襯都小得多，但是，其作業條件卻又比其他爐型的爐襯苛刻得多。

2、爐襯的內表面接觸熔融的鋼液、溫度很高，外表面則與水冷的感應線圈相接，薄薄的爐襯中溫度梯度卻非常之大。

3、爐內的鋼液因電磁作用而不斷攪拌，即電磁攪拌，增強了鋼液對爐襯的沖涮，也增強了其中懸浮的氧化物對爐襯的侵蝕，而且攪拌作用也使鋼液吸收氣體的可能性增大。

4、如果爐襯打結的緊實度不夠，或燒結不好，熔爐過程中有鋼液滲入爐襯的裂隙，滲入的鋼液因為有感應加熱的作用，不會在裂隙中凝固，而要在裂隙中繼續深入，直到接觸線圈、引起短路，甚至造成重大的安全事故。

故對爐襯耐火材料的性能、粒度級配、爐襯的修筑、爐襯的燒結都必須嚴格要求，不能有絲毫馬虎。

中頻電爐爐襯壽命判斷

為了多使用一次很可能發生爐襯被鐵液穿透，甚至可能危及設備和人身的安全。故要求準確判斷爐襯的壽命。

1、根據以往經驗推算爐襯壽命，在爐襯壽命快到時注意觀察電爐頻率表、電壓表、電流表等，如果這些表的表針在正常工作情況下不斷擺動，本次工作結束后爐襯壽命將盡不要再繼續使用。

2、操作工用鐵棍正常扒渣接觸鐵液有觸電感時時，應注意觀察電爐工作聲音，如果聲音 “發悶”甚至出鐵液時聲音變化明顯，說明鋼液已侵入爐襯甚至擊穿爐襯。

3、電路工作聲音明顯變“悶”，電路外殼與其他接地體接觸電源便停止工作時，說明鋼液已擊穿爐襯，應馬上切斷電源倒出爐內鐵液。

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