一、工频感应炉
工频感应炉是以工业频率的电流(50或60赫兹)作为电源的感应电炉。工频感应电炉已发展成一种用途比较广泛的冶炼设备。它主要作为熔化炉用来冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁。此外，还作为保温炉使用，同前，工频感应炉已代替冲灭炉成为铸造生产方面的主要设备，和冲天炉相比，工频感应炉具有铁水成分和温度易于控制、铸件中的气体与夹杂物的合量低、不污染环境、节约能源和改善了劳动条件等许多优点。因此，近年来工频感应炉得到迅速发展。 工频感应炉全套设备包括四大部分。 1．炉体部分
冶炼铸铁的工频感应炉炉体部分由感应炉(两台，一台用于冶炼，另一台备用)、炉盖、炉架、倾炉油缸、炉盖移动启闭装置等组成。 2．电气部分
电气部分由电源变压器、主接触器、平衡电抗器、平衡电容器、补偿电容器和电气控制台等组成。 3．水冷系统
冷却水系统包括电容器冷却，感应器冷却和软电缆冷却等。冷却用水系统是由水泵和循环水池或冷却塔以及管道阀门等组成。 4．液压系统
液压系统包括油箱、油泵、油泵电机、液压系统管道与阀门和液压操作台等。
GW系列工频炉
本系列GW工频无芯感应熔化炉可供熔化各种碳素钢、铸铁和特种铸铁（炼钢脱氧剂等），增加排烟装置还可熔化铜及铜合金。
本系列熔化炉其额定容量从0.25~10T共七个规格。 特点：
1、使用可靠，操作简单，停电时机械方式可用手动倾炉 2、熔化速度快，节省能源，且无污染 3、金属烧损少，劳动条件好
4、电路结构简单，节省场地，易于维护
组成：（GW-1.5-420）
炉体：一台/两台；炉前控制柜：一台；主接触器补偿柜：一台；
液压站：一台（液压方式）；电器设备：三台，倾炉控制柜：一台（液压方式） 水冷电缆：2—4条。
GW-1.5-420工频无芯感应熔化炉(增强型)在脱氧剂生产的应用
GW系列工频无芯感应熔化炉，目前已被广泛使用在许多炼钢脱氧剂生产厂家，并得到广泛的好评。仅，本溪冶炼厂，就购买我厂GW系列工频无芯感应熔化炉达8套，其中GW-1.5吨工频无芯感应熔化炉（增强功率）有7套，3吨工频无芯感应熔化炉有1套，年产值可达3亿多元，因此我厂生产该种型号电炉在同行业中，作为生产脱氧剂的主要设备，在节能，产量等各方面，为同行业领先者，对生产脱氧剂感兴趣的客户，可带领实地考察，提供生产咨询，和技术上指导。
广销全国地区，如：辽宁本溪、鞍山，河南南阳，河北邯郸，内蒙古包头。 GW系列工频无芯感应熔化炉主要技术参数：
熔化率 额定单位电最高工作温度 频变压器电压 耗 率 容量KVA t/h V kwh/t ℃ 50 50 50 50 250 315 400 630 0.18 380 0.38 380 0.57 380 1.1 380 1.6 380 1.9 380 4.6 380 700 640 620 520 500 500 500 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 冷却水耗用量 m³/h ＜2.0 ＜3.2 ＜4.5 ＜8.0 ＜10 ＜19 <30 型号 坩埚容额定功量 率 t kw 170 200 250 420 750 GW-0.25-170 0.25 GW-0.5-200 0.5 GW-0.75-250 0.75 GW-1.5-420 1.5 GW-3-750 GW-5-1100 GW-10-2700 3 5 10 50 1250 1100 50 1600 2700 50 4000 功率各异根据实际需要进行改变，产量等也随之变化
GWL系列可倾式工频感应熔铝炉
用途;
本系列GWL可倾式工频感应熔铝炉，熔铝炉从0.15~1.5T共有五个系列。亦可用于镁、锌、铝、锡及其合金的熔化和保温。 组成：
炉体由炉架、铸铁坩埚、轭铁、感应器、水冷系统和倾炉装置。 GWL系列可倾式工频感应熔铝炉主要参数： （熔铝）
熔化 型号 额定功额定容量 率 t kw 0.15 0.3 0.3 64 100 110 率 t/h GWL-0.15-64Q(铁坩埚) GWL-0.3-100Q（铁坩埚） GWLF-0.3-110Q（非铁坩埚） GWLF-0.5-180Q（非铁 坩埚） GWLF-1.5-400Q（非铁坩埚） 0.11 0.18 0.16 0.3 0.65 380 380 380 380 380 530 520 650 630 630 700 700 700 750 750 900 0.15-0.3 ＜2.0 900 0.15-0.3 ＜2.5 900 0.15-0.3 ＜2.5 900 0.15-0.3 ＜4.0 900 0.15-0.3 ＜7.0 额定电单位电工作温最高工冷却水冷却水压 压 耗 度 作温耗用量mpa V kwh/t ℃ 度 ℃ m³/h 0.5 180 1.5 400 （熔化镁、锌、铅锡等金属时的技术参数）
金属 项目 型号 GWL-0.06-26 GWL-0.15-30 GWL-0.15-64 GWL-0.3-50 GWL-0.3-100 Mg Zn Pb Sn 熔化熔化熔化熔化坩埚装料量 坩埚装料量 坩埚装料量 坩埚装料量 率 率 率 率 kg kg kg kg kg/h kg/h kg/h kg/h 45 60 160 200 270 100 180 560 100 100 210 210 115 210 400 400 800 800 170 380 280 700 1400 700 190 350 440 440 880 880 480 1000 750 GYT系列工频有芯感应熔铜炉适用于熔化铜及其合金
特点：
1、适用于连续铸造，价格相对于同等容量无芯感应炉低廉 2、操作方便，可定点浇铸
3、加热速度快，节省电能，打结炉衬方便，熔化成本低
4、和其他炉型相比较，具有便于调节化学成分之优势，且无污染，适用于文明
生产
组成：
电炉由炉体、炉架、轭铁、感应器、水套、倾运机构、电器控制柜、调压器、电容器架、操纵台等。
GYT系列工频有芯感应熔铜炉主要技术参数： 额定额定熔炼金型号 容量温属 t 度℃ GYT0.15-60 0.15 1200 GYT0.3-80 铜 0.30 1200 GYT0.5-120 0.50 1200 GYT0.75-180 黄铜 0.75 1080 GYT0.75-180 紫铜 0.75 1200 额定功率kw 60 80 100 240 180 额定熔化率电压V t/h 380 0.15 380 0.3 380 0.47 380 1 380 0.6 熔化电冷却水冷却水倾炉方耗压kwf 耗t/h 式 kw.h/t /cm*cm 380 2~4 ＜0.5 机械传330 2~4 ＜0.5 动 280 1.5~3 0.4-0.7 200 2 0.5-1 液压传动 274 2 1-2 二、中频感应炉
中频感应炉所用电源频率在150一10000赫兹范围内的感应炉称为中频感炉，其主要频
率在150一2500赫兹范围。国产小频感应炉电源频率为150、1000和2500赫兹三种。 中频感应炉是一种适用于冶炼优质钢与合金的特冶设备，和工额感应炉相比具有以下优点： 1)熔化速度快，生产效率高。中频感应炉的功率密度大，每吨钢液的功率配置比工频感应炉约大20一30％。因此，在相同条件下中频感应炉的熔化速度快，生产效率高。 2)适应性强，使用灵活。中频感应炉每炉钢液可以全部出净，更换钢种方便；而工频感应炉每炉钢液不允许出净，必须保留一部分钢液供下炉启动，因此更换钢种不方便，只适用于冶炼单一品种钢。
3)电磁搅拌效果较好。由于钢液承受的电磁力是与电源频率的平方根成反比，因此中频电源的搅拌力比工频电源小。对于去除钢中杂质和均匀化学成分、均匀温度来说，中频电源的搅拌效果比较好。工频电源过大的搅冲力使钢液对炉衬的冲刷力增大，不仅降低精炼效果而且会降低坩埚寿命。
4)起动操作方便。由于中频电流的集肤效应远大于工频电流流，因此中频感应炉在起动时，对炉料没有特殊要求，装料后即可迅速加热升温；而工频感应炉则要求有专门制作的开炉料块(与坩埚尺寸近似，约以坩埚高度一半的铸钢或铸铁块)才能启动加热，而且升温速度很慢。阅此，在周期作业的条件下大多使用中频感应炉。起动方便带来的另一个优点是，在周期作业时可以节约电力。
由于以上优点，中频感应炉近几年来，不仅广泛地用于钢与合金的生产领域，而且在铸铁生产中，特别是在周期作业的铸造车间也得到很快的发展。 中频感应炉的配套设备
中频感应炉的成套设备包括：电源及电气控制部分，炉体部分，传动装置及水冷系统。
一、 技术参数
1、中频熔化炉主要技术参数：
额定容额定功率 额定频率 额定电压 工作温度 熔化率 量 倾动方式 （kW） （kHz） （V） （℃） （t/h） （t） 0.1 0.15 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 1 1.5 1.5 1.5 2 2 3 3 5 7 10 160 160 250 250 300 500 500 750 750 750 800 1000 1500 1000 1500 1500 2000 2500 3000 5000 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.5/1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.3/0.5 0.3/0.5 0.3/0.5 0.3/0.5 750 750 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 3000 3000 4000 4000 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 0.14 0.21 0.35 0.37 0.48 0.72 0.72 电动 电动 电动 电动 电动 电动 电动 型 号 规 格 `GWJ-0.1-100/1（铝壳） GWJ-0.15-160/1（铝壳） GWJ-0.25-250/1（铝壳） GWJ-0.35-250/1（铝壳） GWJ-0.5-350/1（铝壳） GWJ-0.5-500/1（铝壳） GWJ-0.75-500/1（铝壳） GWJ-1-500/1（铝壳/钢壳） GWJ-1-650/1（铝壳/钢壳） GWJ-1-1000/1（铝壳/钢壳） GWJ-1.5-800/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-1.5-1000/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-1.5-1500/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-2-1000/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-2-1500/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-3-1500/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-3-2000/0.3/0.5（铝壳/钢壳） GWJ-5-2500/0.3/0.5（钢壳） GWJ-7-3000/0.3/0.5（钢壳） GWJ-10-5000/0.3/0.5（钢壳） 2、设备运行要求：
海拔高度：＜3000m 环境温度：5-42℃
0.72 电动/液压 1.07 电动/液压 1.56 电动/液压 1.28 电动/液压 1.56 电动/液压 2.35 电动/液压 1.56 电动/液压 2.35 电动/液压 2.35 电动/液压 3.18 电动/液压 4.03 4.84 7.45 液压 液压 液压 相对温度：＜90%（平均温度不低于20℃）
环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显
的震动和颠簸
安装方式：户内 二、控制技术特点简介
1. 为并联逆变器研制开发的第五代智能控制器，已广泛应用于各种金属的熔炼、保温及感
应加热设备的电源控制。
2. 控制器为单板全集成控制板，采用数字触发，具有可靠性高、精确性高及调试容易，继
电元件少。
3. 先进的扫频式类它激、零电压启动技术，启动成功率达100%。
4. 逆变控制参考美国（ABB、pillar、Ajax）公司、日本富士电机等国外先进控制技术。
自行开发的逆变控制技术，具有极强的抗干扰能力。
5. 自动跟随负载变化，运行时具有非故障性的自动再启动功能以及功率自动调节功能。 6. 具有理想的限流、限压，特有的关断时间或逆变角控制，保证设备可靠运行。 7. 具有完善的多级保护系统（水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作联
锁等）。
8. 具有较高的变频效率1000 Hz及以下大于96%。
第二部分 中频感应炉炉体使用说明
一、结构简介 1. 炉体部分
中频炉机械部分由炉体、水电引入系统、倾炉装置等组成。 1.1炉体
炉体包括炉壳、感应器等。 1.1.1 炉壳
由两半铸铝炉壳型连接而成，具有刚性好，结构紧凑，维修方便等优点，其回转轴承孔一次加工而成，确保了同心度，使炉壳及回转轴在倾炉过程中不会因不同心而变形。 1.1.2 感应器
感应器是炉体的心脏，它不仅直接影响到炉体功率的吸收，其设计的合理性及制造质量直接影响到炉衬使用寿命。由我们生产的感应器具有以下特点：
a) 感应器参数由计算机进行优化设计，得到一组最满意的技术参数，供设计人员进行结构
设计。
b) 感应器均采用厚壁优质T2紫铜管，在专用绕制设备上绕制成型，在工艺及设备上保证
了制造质量及线圈内壁的平整性，进一步提高了炉体的使用寿命。
c) 感应器匝间距通过足够数量的环氧立柱加以固定，使感应线圈成为一体，从而减少工作
时的震动和噪音。
1.2水电引入系统：
炉体水路互相并联，通常采用开启式软化水冷却。（见水系统原理图）
1.2.1 水电引入均采用后出线形式，减少了线路损耗，提高了水冷电缆的使用寿命。 1.2.2水系统内在总进水管上应装有压力传感器，以便调整各冷却支路的水流量，保证设备的正常运行。
1.2.3水冷电缆采用冷压成型工艺与铜绞线压接。这种方式连接坚固，接触电阻小，不损伤铜绞线并可快速更换，能承受0.5Mpa的水压而不泄漏或破裂。 1.3倾炉系统
倾炉机构采用蜗轮蜗杆减速机（电动、手动）。 2. 中频电源简介：
2.1中频电源电柜：采用上进下出线。柜内布置简洁合理，主电路与控制电路隔离，易损件更换方便，有必要的安全保护措施。
2.1.1主电路：本电源采用可控硅并联谐振电路，它具有可靠性高，保护容易，且逆变桥对触发脉冲有一定的容错能力，较之串联谐振电路和IGBT电源易于实现短路保护，是国外大公司首选的电源结构。
逆变可控硅选用国产品牌，电流电压的储备数≥2.5倍，整流元件选用国产品牌，所有可控硅都是经过严峻的72小时连续高温阻断和全动态测试，使装机元件具有极高的可靠性；对元件的外部吸收参数进行瞬间动态优化筛选，从而使换相尖峰电压对元件造成的不可逆劣化减少到最小，从根本上提高了设备的使用寿命。
2.1.2补偿电容器：选用国产品牌产品——新安江电力电容器厂生产的专用大容量电热电容器，使成套设备占地面积尽量缩小。 2.1.3控制回路：
（1） 采用全数字超大规模集成电路、单板结构，所有器件都经过高温老化筛选。控制电路采用数字控制，抗干扰能力强，除完成常规的整流、逆变、过压、短路、限流、限压的控制功能外，还带有故障自诊断功能和故障延时功能。
（2） 采用零电压智能扫描启动电路，确保带坩锅模启动和满炉、冻炉启动的可靠性；同时具备常规的自动重复启动功能。
（3） 输出功率连续可调，以满足烘炉、熔化、升温、保温的需求。
（4）专门设计的逆变角控制环路，可根据负载工况，通过控制逆变角实时调整等效负载阻
抗，使电源和负载处于最佳匹配，使电源一直处于可能的最大出力状态，功率因数可达0.95以上，最大限度地发挥了设备的出力。这样在整个工艺允许的工况范围内，设备可达到恒功率输出，加快了熔化速度；达到额定温度后，可实现自动保温，节约了电能。
（5） 输出功率的调节只需一只电位器，实现了“傻瓜”操作，避免了由于误操作损坏设备。在生产过程中也无需对电源状态进行专人值守和除功率给定以外的其它操作。 （6） 电压、电流采用双闭环无差控制，不但可克服电网波动和负载变化的扰动，而且在限压限流工况时为无差调节，没有传统截压、截流工况所造成的设备出力损失。
二、使用说明书 1、用途：
本产品用于熔炼及保温各类铸铁、铸钢，本说明书适用于0.15～5tGWJ系列（铝壳炉体）中频无芯感应熔炼炉和GWJB系列中频无芯感应保温炉。 2、产品技术参数：见相应规格的电炉总图“主要技术参数”表。 3、技术要求：
3.1 产品应符合GB100673,JB4280标准中的有关规定及本企业标准要求。 3.2 产品在下列条件正常工作； 3.2.1 海拔不超过3000米； 3.2.2环境温度在+5～40℃ 3.2.3相对湿度90%；
3.2.4工作场所没有导电性尘埃和对金属绝缘材料破坏作用的腐蚀性气体； 3.2.5冷却水质及要求：
ａ、PH值在6～9范围；
ｂ、硬度不大于10°G（1°G等于1公斤水中含有10mgCaO当量）； ｃ、总固体含量≤250mg/l;
ｄ、电阻率要适当的高，不同工作电压下的值为：
工作电压 V ～1000 ＞1000～2000 ＞2000～3000 水的电阻率Ω－cm≥ 2000 6000 14000 ａ、对于中频电源的二次冷却水必须进行过滤，消除水质中的各类杂质，以免堵塞冷却管道引起事故。
ｂ、进水温度+5～35℃；出水温度不超过55℃；进水压力0.2～0.４Mpa。 4、工作原理：
工作原理就是电磁感应定律的实际应用之一。我们将感应器作为一次线圈，坩埚中的金属作为二次线圈。当给感应线圈通上交流电时就产生交变磁通，此磁通的大部分交链着坩埚中的金属炉料，于是在炉料中产生感应电势，又由于炉料是导体且呈闭合回路，在该感应电势的作用下产生强大的感应电流I，又由于电流的趋表效应和炉料有电阻R，因此产生大量焦耳热，从而使炉料加热以至熔化。用电热转换公式表示如下：
热能公式： W=IRt (焦耳) 热能公式： Q=0.239IRt (卡)
式中：I为炉料中的电流A；R为炉料电阻Ω；t为通电时间sec。 5、炉衬材料、筑炉和烧结：
5.1 本系统安装尽管不是很复杂，但要求很高。这是因为工作场合特殊的缘故——强大的电能、水流、高温熔化金属及油压系统等皆工作在一个十分紧凑的矛盾环境中，特别是炉衬制造质量、维护水平及操作人员的责任心都会影响炉衬寿命，甚至于发生漏炉，加之操作不当，严重的话，还会引起金属喷溅和爆炸事故。所以，必须引起高度重视、这里仅就容易发生毛病的炉衬问题加以说明。炉衬必须能耐高温，有很高的高温机械强度、良好的热化学稳定性和电气绝缘性能。此外，还必须有较小的热膨胀系数，耐剧冷剧热性能好。（线圈耐火胶泥必须充分干燥）
5.2 铸铁熔化常用石英砂做炉衬，按一定粒度配比，加入适量硼酸做粘结剂，然后搅拌均匀即可用。对石英砂要求碱性杂质少，金属氧化物少，石英含量要高，其成分如下：
SiO2 98.7～99.3% Al2 O3 0.3～0.5% Fe2 O3 0.01～0.3% TiO2 0.05～0.15%
石英砂中应无夹杂物,并经手拣和磁选,过筛后在120℃左右烘干5～6h,除去水分
2
2
（一般含量0.5%左右）。
石英砂粒度配比：粗颗粒在炉衬中起骨架作用，增加炉衬强度；细颗粒起填充和粘结作用。为了获得更高致密性的炉衬，根据生产实践，推荐采用以下配方，供参考：
6 —8目：30%；10—20目：20%；40—70目：15%；70—140目：15%；200—270目：20%
外加工业硼酸1.2～1.8%，工作温度越高硼酸量越小，一般的配比：炉底0.5～1.0%；炉壁1.5～1.8%；炉口1.8～2.0% 。
5.3 炉衬结构一般如下图所示，铺设顺序由外向里逐次进行（具体见提供的“炉体”图纸）。
每层接缝处搭接宽度30～40mm，应铺得紧贴外层，然后轮番用“涨圈”固定，不使下滑脱落。
5.4 打结料必须搅拌均匀，防止杂质混入和二次吸潮。近年来国内已能提供专用各种石英砂混合料，为密封袋包装，可以较长期保存，用户可直接用此炉料，不必再行搅拌，且料中含有硼酸，烘炉时间缩短。
5.5 筑炉工具：
筑炉工具有手工和电动两种。
前者需自制，常用手工筑炉工具有钢叉、平锤等。：
“手工—电动”筑炉机，用的钢叉与平锤比上图大些，将电振机头与钢管连接，1-2人操作，比手工效率高一倍以上。
还有部分机械化大型筑炉机“电动、气动”，效率更高，只要准备工作充分，全部筑炉时间在0.5～1.5小时内全部完成，且质地均匀。
5.6 手动筑炉：
5.6.1 炉底：先将“第一电极”束好，留出足够长度后，其余部分穿入炉底孔中并用石棉绳塞紧，用砂浆充填封口。炉底分层，填沙捣打，第一层铺100mm厚，以后每层铺60～80mm，用钢叉捣打，由4～5人同时进行。由于各人捣打有差异，故要求一边捣打，一边绕炉口移动，连续捣5～6遍再用平锤捣实，然后扒松表层，续填下一层沙，这样做不易分层。
5.6.2 炉壁：炉底打到比预定厚度高出20～30mm时，将多余部分铲掉刮平，用水平仪校正炉底水平，检查至炉顶尺寸，再用平锤捣一遍，将第一电极外露50mm剪断，放入坩埚钢模。找正中心，并用木楔将其固定（对于7～10吨以上坩埚模可分成两段，便于手工打结），开始打结炉壁。因为炉壁比炉底薄得多，经受温差变化大，铁水冲刷剧烈，所以要特别致密地捣打。炉口部位300mm以上另加上水玻璃溶液（1：1）5～6%。每层打结方法同上。
5.7 烘炉与烧结：
烘炉与烧结炉衬是获得优良高温强度的一个重要环节。烧结工艺是根据是石英砂的多晶转化特性和炉子的容量决定的。
5.7.1 为了供用户制定炉衬烘炉烧结工艺规程，这里给出“石英砂—硼酸”系炉衬烘炉过程中的转化和升温速度原则，供参考： 温度℃ 炉衬的内部变化 升温速度原则 炉衬松散状，水蒸汽易透出，但炉衬四周妨＜500 主要是排除水分，包括硼酸变为硼酐放出的结晶水 碍蒸汽外逸，前期速度可快点，在400℃左右保温排气1h 500～650 硼酸开始变化，低温石英开始转变，周界出现液相 防止硼酸蒸发转移，应加快升温速度 650～850 无石英转变 850～石英开始向鳞石英转变但不激烈，进入初步烧结 1250 膨胀开裂倾向很大，应慢速升温，在＞1250 石英激烈转变为鳞石英，在1470℃又向方石英转变 1500℃～1550℃保温2～3h 必须指出：SiO2多晶转变是十分缓慢的，即使烘炉烧结完成，那也是表层很薄一层，经过加厚至10～30mm，这与炉温有关。靠近感应器为松散层，靠铁水为烧结层，中间为过渡层。这一结构特性能防止透烧开裂， 能保持炉衬整体性和可靠性，对不断促使炉衬致密化是十分有益的，这是其他一般耐火材料所不具备的优点。
烘炉烧结的要领是：低温缓慢升温，高温满炉烧结，炉料要求低碳少锈。整个过程分三个阶段进行。
减慢升温速度 考虑炉衬均温，继续快速升温 5.7.2 烘炉阶段：坩埚模到达1100℃以前，必须缓慢加热，以便硼酸中的结晶水（约占重量43%）和炉衬材料中的水分慢慢排出炉外。此外，还因为石英在573℃、867℃和1025℃时有多晶转变，引起体积膨胀，在此区间缓慢加热可以使局部膨胀应力分散开，裂纹少，故升温速度以100～140℃/h为宜，需9～12h。
5.7.3 熔化阶段：当坩埚模的温度达1100～1200℃时陆续加入小块料，为减小炉温波动过大，每次投料不宜过多，以200～400kg左右为宜，当全部熔化使铁水面上升至炉口250mm左右为止。此阶段前期（未熔化）功率较高，约为60%额定功率，可使炉料迅速升温，降低炉衬温差。待全部熔化前，应立即降低功率减少冲刷力继续升温，需时约5h以上。
5.7.4 烧结阶段：继续升温至1550℃左右后保温2～3h，以使炉衬在高温成具有足够强度的硬壳，然后倾出全部铁水，检查炉衬表面烧结状况，在返回1/2炉铁水，加料连续熔化至少2～3炉方可停炉。在此阶段中，由于炉衬中仍含有水汽，防止对感应圈绝缘的影响，炉衬强度较差，减少金属液搅拌冲刷的危害，所以送电功率不超过75～80%额定功率，谨记。
5.7.5 保温、冷却：炉子保温或空炉冷却时，应盖好炉盖，周围封严，减少供水量，以便炉衬缓慢冷却达到均匀收缩，减少裂缝。
5.7.6 利用其他炉子的低温铁水烧结炉衬：在有条件的工厂，为了减少反复加料温降，可以采用坩埚钢模未熔化前注满铁水（其他炉子的铁水），用低功率升温，其他同前。
注意：炉温＜500℃时热偶要贴靠坩埚模，之后再移至炉膛中心。还有，烘炉曲线是通过调节功率和断续送电二者配合来达到的。
5.7.7 烘炉烧结参考曲线：根据以上原则和实践，制定如下烘炉曲线， 供参考。
说明：曲线A适于1.5～3t炉；曲线B适于5～10t炉，其他炉型可参考此原则制定。这里影响时间长短的因素主要取决于排除炉衬水分量和陆续加料容量大小。例如，20吨炉总
时间在60h以上。
曲线上 0—a为升温段； 曲线上 a—b为反复加料段； 曲线上 b—c为加热熔化段； 曲线上 c—d为过热段； 曲线上 d—e为保温初步烧结段。 5.7.8坩埚模的推荐尺寸(参考)：
炉体吨位(吨) 感应器内径mm 0.1 0.15 0.25 0.35 0.5 0.75 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 360 380 420 280 480 330 580 620 420 460 720 760 820 860 920 540 550 580 620 650 5.0 1140 860 坩埚平均直径mm 220 240
中频电炉在现代化铸造生产中的地位及其发展方向
现代机械制造技术和冶金技术的飞速发展对铸件提出了优质、精化和节能等要求，高性能的球铁铸件、蠕状石墨铸铁及铝合金铸件等优质铸件的大量应用，使得感应电炉在现代化铸造生产中的地位日益重要。铸造车间改造和新建铸造车间中，感应电路的改造和添置往往放在首先考虑的位置。
高效、可靠和作业灵活的感应电炉的制造技术的发展，确立感应电炉在铸造生产中的重要地位。从表1.看出，与工频感应电炉相比，无论从技术性能还是从投资方面来说，中频感应电炉具有无可争议的优势地位。这使得它自20世纪80年代后期在欧、美等发达国家得到广泛应用，基本上替代了工频感应电炉。自20世纪90年代起，随着中国电子技术的飞速发展，大功率的国产固态中频电源已得到成功的开发、生产和应用。因此，工频感应电炉在中国也已逐渐在市场上消失，铸造车间内现存的工频感应电炉也在技术改造中逐步被中频感应电炉替代。
表1.中频与工频感应电炉的性能比较（以铸铁件为例） 序号 1 2 3 比较指标 功率密度 熔化作业方法 对加入炉料要求 中频感应电炉 600～1400kw/t 批料熔化法 要求小 工频感应电炉 300kw/t 残液熔化法 要求高 评论 每吨炉容的配置功率密度允许值随频率变化，见表2 见注1 指料块大小，炉料干燥程度等加料要求 4 5 6 熔化单耗 功率调节范围 功率自动调节 500～540kw/t 0～100%无级调节 可以 500～600kwh/t 有级调节 困难 由于中频炉的功率密度大，热损失小，熔化时间短，其总效率高 工频炉的功率调节还涉及三香平衡的调节，较复杂 功率自动调节功能是实现节能模式作业和恒率输出的前提 中频炉的搅拌效应大小随频率变成而逆向变化，因此对于铝合金熔化可以提高工作频率来减小的搅拌，降低铝液在熔化过程中的氧化烧损 以节能模式运行的电炉除了节能外，尚可以避免溶液的热处理 实现熔化周期内恒功率输出可以提高电炉的生产，降低熔化单耗 这是由于工频炉须实行残液熔化作业,每次浇注后嵌锅内须留存1/3左右的残留溶液 中频电炉可实现自我故障诊断和保护,减少维修时间和工作量 中频电炉可以与计算机熔化过程自动控制管理系统连接 中频电源对网的高次谐波污染可以采取措减小或消除 7 溶液的搅拌效应 可调 大且固定 8 9 实现节能模式作业的可能性 实现恒力功率输出的可能性 能 能 溶液无多次过热现象 完全,强 可以 有 30～40% 85～90% 不能 困难 溶液存在多次过热现象 部分 困难 无 100% 10 冶金作业特性 11 12 13 14 故障诊断及保护功能 与计算机可网可能性 对于电网的高次谐波污染 电源占用空间比率 15 总投资比率 注:1.以批料熔化方法作业的中频炉可以每次将溶液倒空，冷炉起炉时不需起熔块，对块料尺寸和状态限制小，炉料过热时间短。这些都是以残液熔化法作业的工频炉所缺乏的优势。、 配置高功率密度的电炉的开发和应用
电炉功率愈高，其功率密度值愈高。由于同样容量的电炉配置高功率后，其单位时间内输入到炉料中有效能量增加，熔化时间降低，使得电炉的总效率得以提高，熔化单耗也降低。此外，具有同样生产能力的此类电炉的容量小，占有空间也小，总投资也有所减少。这就是为什么近年来国外大力发展中频感应炉的原因。
目前，国外制造的中频感应熔化炉的功率密度通常配置到600 kw～800kw/t,小容量熔化炉的功率密度配置可高达1000 kw/t以上，国内制造中频感应熔化炉的功率密度通常配置到600 kw/t左右，从制造技术来说，配置更高的功率密度并没有什么大的困难。目前这样受到炉衬的使用寿命和生产管理配套设备2个因素的限制。因为在高功率密度情况下工作的炉衬受到强烈的溶液搅拌效应的冲刷，对炉衬的要求相应提高，目前国内的炉衬质量尚未能与之相适应。此外，由于配置高功率密度的的感应熔化电炉的生产能力大，需要配置相应的
自动化加料装置；否则电路的功率利用系数将大大降低，失去高功率密度的意义。
减小中频电源对于电网的高次和谐波的污染措施
固态中频电源由整流器和逆变器二部分组成，由于整流器的存在，输入电流（变压器二次电流）不在是正弦波。因此，固体中频电源在工作时产生的谐波电流不可避免的注入电网，造成电压正弦波形畸变，使电能质量下降，影响其他设备的正常工作。现代化的铸造车间大都具有较大的生产能力，因此电炉的功率也较大（目前国内生产的感应电炉用中频电源已达到6000kw以上），其他工作时产生的谐波电流对于电网的影响已经成为受严重关注的问题。
中频固态电源对于电网的谐波与干扰程度重要取决于它向电网的公共连接点处的谐波是否超出国家颁布的标准（见GB/T14549-93）。减少抑制电源向电网公共连接点注入谐波电流的主要措施有：
增加电流的整流相数。该措施可以消除5、7、17、19次谐波（常用方式）； 装设谐振滤波器，将主要谐波电流滤除，如装设5、7、11次滤波器（需定制，设备成本高，增加了故障点）；
改变供电点，将中频电源接到短路容量较大的公用电网上（国内电器元件部分不能满足设计要求）；
我公司在中频电源对于电网的高次谐波的污染主要在电源变压器和整流器部分采取了有效措施，消除5次和7谐波电流并低了11次及余下个次谐波电流的数值，从而满足了国家标准中对于电能质量的要求。
目前国内中频感应电炉的能耗指标分析
中频电炉在铸铁、铸钢及有色金属熔化等方面的国内外熔化单耗指标（kwh/t）比较，见表3. 铸铁、铸钢及有色金属中频电炉熔化国内外熔化单耗指标（kwh/t） 序号 1 2 3 4 熔化金属种类 铸铁（1450℃） 铸钢（1600℃） 铝及铝合金（700℃） 铜（1250℃） 国外先进指标 490～500 525 500 *** 国内先进指标 510～550 540～560 510～550 400～440 国家或行政指标 545～750 560～789 545～675 510～570 备注 1～10t炉容 1～5t 0.4～5t炉容 1～10t 如前分析，影响熔化单耗指标的因素主要有：
感应电炉功率密度配置的高低； 熔化周期内恒功率输出时间的比例大小；
感应电炉的效率及感应线圈的电效率高低。国外先进的感应电炉总效率高达75%，感应线圈电效率高达80%。我公司采用的优化感应线圈的设计，线圈店效率达75%，电炉总效率达70%，指标接近国外先进技术水平
中频电源转换效率的高低。国外先进的电源转换率97～98，我公司的中频电源的转化效率已接近95%。
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