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工频有芯感应电炉在锌冶炼的应用 工频有芯感应电炉在锌冶炼的应用 PAGE PAGE 4 45t 新型工频有心感应电炉在锌冶炼中的应用 摘要：本文阐述了工频有心感应电炉应用特点及工作原理，在企业应用实践过程 中，通过对感应电炉电效率及感应体使用寿命对比，本文重点介绍了 45t 新型大功率喷流感应电炉（GYX-45-900）的产品特点和应用实例。新型熔炼设备的应用，对企业节能降耗，提高综合经济技术指标意义深远。 关键词：工频感应电炉 感应体 电炉效率 节能降耗 1、 引言 近年来国内湿法炼锌行业发展很快，产能规模不断扩大，在锌冶炼铸造行业内，随着国家节能减排和环境污染治理等相关政策法规的出台，原有的坩埚炉、反射炉等铸造设备陆续被淘汰。工频有心感应电炉具备生产效率高，适合大规模连续作业，炉温控制稳定，金属烧损少，金属回收率高等优点，目前广泛应用于锌冶炼铸造行业。随着大功率喷流感应体的成功开发和应用，目前新型工频有心感应电炉呈现出高功率、大容量的发展趋势。 本文阐述了工频有心感应电炉的工作原理，结合企业实际应用情 况，介绍了45t 新型工频有心感应电炉的产品特点和使用情况。在全国提倡节能减排，创建节约型社会的进程中，在锌冶炼行业中推广该新型工频有心感应电炉意义重大。 、工频有心感应电炉的工作原理 工频有心电炉简称有心感应炉，适用于铜、锌等纯金属及其合金等熔炼铸造，该炉型具有热效高、电效率高、金属烧损少和搅拌均匀、炉温稳定等优点。但其筑炉工艺较复杂，更换生产品种时需洗炉。感 应电炉配置的加热单元是感应体，多数采用单向流动的不等截面熔 沟，目前新型大容量感应电炉（45t 电炉配置的 300kW 感应体）已采用双熔沟喷流型感应体，提高热效率的同时，减少了熔沟内的积渣， 有效地延长了感应体的使用寿命。 工频有心感应电炉的工作原理应用了电磁感应原理及电流热效 应原理。当工频交流电通过感应炉线圈（感应体）时，产生的交变磁场通过铁心传递至二次线圈即熔沟，熔沟内形强大感应电流，通常达到几千安培至几万安培。电流的热效应使熔沟产生热量熔化金属。在热对流和电磁力的作用下熔沟内热量与炉膛内炉料进行热交换，达到加热炉料和熔化金属的目的[1]。 熔沟内感应电流为： I2=4.44?Φm/Z2 （1） 式中，I2—熔沟电流，?—供电频率，Φm—铁心中的磁通量，Z2—金属炉料阻抗。 熔沟产生的热量为： Q=0.00024I22Rt （2） 式中，t—时间，R—熔沟电阻。 有心感应炉的感应体在传送电能时存在漏磁等因素，功率因数cosΦ一般为 0.3~0.7。为了提高功率因数，电炉供电系统需接入电力电容器补偿无功功率，使 cosΦ接近 1。 、新型工频有心感应电炉的组成及性能特点 45t 新型工频有心感应电炉由炉体、风冷系统和电气设备三部分组成。炉体包括炉壳、炉衬、感应体（含感应线圈和铁心）组成。感应电炉电气设备主要有电炉变压器，平衡电抗器、平衡电容器和补偿电容器以及各种开关、接触器和仪表电器等。 熔锌炉炉体 炉体主要由炉壳、炉盖、扒渣门、进料口罩、放锌口、浇注口、感应体、耐火炉衬等组成, 如图 1 所示。炉壳为钢结构形式，由槽钢和中厚钢板焊接而成整体。炉体正面设有一个浇注口，侧面设有扒渣门和放锌口；炉体两侧和加料斗后面装有感应体。炉膛前室设有温度测量点，对锌液温度进行监测。炉盖由钢结构和保温耐火材料浇注内衬构成，炉盖上设有加料口，阴极锌片从加料口加入。 图 1 45t 工频有心感应熔锌电炉示意图 炉衬采用节能型复合耐火材料，由隔热材料、保温砖砌筑和不定形耐火材料浇注而成。炉膛内衬整体浇注形成约 200mm 的光滑耐火墙，容易清除加料时飞溅在墙上的锌液及渣物，减轻了劳动强度，提高了炉膛炉衬寿命。喉部也采用不定形耐火材料浇注，以便形成异型结构与感应体对接配合。 感应体 感应体是新型工频有心感应电炉的心脏[2]。该电炉装有三台额定功率为 300kW 的大功率喷流型感应体，作为电炉的发热单元。感应体由壳体、感应线圈、铁心、铜套、耐火材料及风机冷却系统组成。感应体耐火材料采用特殊优质不定形耐火材料，一次捣打而成。 “W”式喷流型感应体在内部构成双熔沟形式，由于熔沟形状的精 图 2 图 2 有心感应熔锌电炉的感应体 喷流型感应体由于锌液在熔沟内快速单向流动，减少了熔沟的热 负荷，降低了炉膛锌液与熔沟内锌液的温差，防止熔沟过热，提高了 熔池温度的均匀性及电炉的沟壁上聚集，减少了对熔沟耐火炉衬的侵蚀，提高了感应体的使用寿命。 感应体熔沟耐火材料对感应体的使用寿命起着决定性的作用。产品选用高质量的电熔刚玉、特级矾土和电熔莫来石等为基料，以粘土、氧化铝微粉等为结合剂，所配出的浇注料体积稳定性好，抗热震能力强，具有优良的化学性能。据厂家介绍感应体的最长使用寿命可达六年以