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中频电炉炉衬打结材料的性能及应用工艺
优质期刊推荐简介/中频电炉
中频电炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频（300HZ以上至10000 HZ）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即，金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。例如，把一根金属圆柱体放在有交变中频电流的感应圈里，金属圆柱体没有与感应线圈直接接触，通电线圈本身温度已很低，可是圆柱体表面被加热到发红，甚至熔化，而且这种发红和熔化的速度只要调节频率大小和电流的强弱就能实现。如果圆柱体放在线圈中心，那么圆柱体周边的温度是一样的，圆柱体加热和熔化也没有产生有害气体、强光污染环境。它是由变频装置、炉体、炉前控制等几部份组成。可控硅中频电源是将三相工频交流电经过整流电路变为直流电，再经过逆变电路输出为单相的中频交流电供给中频无芯感应炉，然后利用电磁感应原理，置工件于交变磁场中产生涡流而发热，达到熔炼、淬火、透热等加热要求。
中频炉性能特点/中频电炉
1．中央控制电路板由计算机优化设计，大规模集成电路优化组合，装置性能稳定，质量可靠、抗干扰性强；2．元件布局协调合理、维修方便；3．在零压启动的基础上又增加了自动扫频重复启动功能，电压及电流环电路紧密跟踪，设备启动及停止平滑稳定，无电流冲击。4．逆变启动信号采用单信号高灵敏触发电路，进一步加大了设备的启动性能，使设备的启动成功率达到100%；5．恒功率电路控制系统，在生产中随着炉料的变化快速的将电压和电流自动调控在最佳设定上，不需要人工调节逆变截止角；6．具有完善的过压、过流、欠压、缺水、缺相、限压限流等保护系统，从而保证了设备的使用可靠性和工作稳定性；7．高度集成化电路方案，调试和操作都快捷、简便、易学。
特点/中频电炉
熔炼炉（1）熔化效率高节电效果好，结构紧凑、过载能力强（2）炉子周围温度低、烟尘少、作业环境好。（3）操作工艺简单、熔炼运行可靠。（4）金属成分均匀。（5）熔化升温快、炉温容易控制、生产效率高。（6）炉子利用率高、更换品种方便。（7）长弧形磁轭屏蔽漏磁和减少外部磁阻、有屏蔽线圈两端的漏磁、磁轭截面是弧形的内侧于外 壁无缝紧贴增加了有效的导磁率面积、使下圈获得了更好的支撑。独特的正反旋线圈极大的提高了系统的效率。透热炉●加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与成本、延长模具寿命由于中频感应加热的原理为电磁感应，其热量在工件内自身产生，普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作，不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。由于该加热方式升温速度快，所以氧化极少，中频加热锻件的氧化烧 损仅为0.5%，煤气炉加热的氧化烧损为2%，燃煤炉达到3%，中频加热工艺节材，每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。其材料利用率可达95%。由于该加热方式加热均匀，芯表温差极小，所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命，锻件表面的粗糙度也小于50um工艺节能，中频加热比重油加热节能31.5%～ 54.3%，比煤气加热节能5%～40%。加热质量好，可降低废品率1.5%，提高生产 率10%～30%，延长模具寿命10%～15%。●工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能感应加热炉与煤炉相比，，工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏，更可达到环保部门的各项指标要求，同时树立了公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。●加热均匀，芯表温差极小，温控精度高中频电炉感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀，芯表温差极小。应用温控系统(如下图)可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。其它中频炉加热装置具有体积小，重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉，是新一代的金属加热设备。中频炉是铸造锻造及热处理车间的主要设备， 其工作的稳定性、可靠性及安全性是流水作业的铸造锻造及热处理生产线正常稳定工作的保证。中频炉在热加工领域有着很好的发展前景如主要生产锻造锻前加热炉，透热炉以及用于：透热、轧制、锻造、弯管、热处理（淬火）、焊接等工艺的感应加热。
中频电炉安全操作规程/中频电炉
1、开炉前要检查好电气设备、水冷却系统、感应器铜管等是否完好，否则禁止开炉。2、炉膛熔损超过规定应及时修补。严禁在熔损过深坩埚内进行熔炼。3、送电和开炉应有专人负责，送电后严禁接触感应器和电缆。当班者不得擅自离开岗位，要注意感应器和坩埚外部情况。4、装料时，应检查炉料内有无易燃易爆等有害物品混入，如有应及时除去，严禁冷料和湿料直接加入钢液中，熔化液充满至上部后严禁大块料加入，以防结盖。5、补炉和捣制坩埚时严禁铁屑、氧化铁混杂，捣制坩埚必须密实。6、浇注场地及炉前地坑应无障碍物，无积水，以防钢水落地爆炸。7、钢水不允许盛装得过满，手抬包浇注时，二人应配合一致，走路应平稳，不准急走急停，浇注后余钢要倒入指定地点，严禁乱倒。8、中频发电机房内应保持清洁，严禁易燃易爆物品和其它杂物带进室内，室内禁止吸烟。
适用行业/中频电炉
此设备特别适宜热处理淬火、退火、金属透热锻打、挤压成型，钎料焊接等。 一、热处理行业 1、各种汽、摩配高频淬火热处理，如：曲轴、连杆、活塞销、凸轮轴、气门、变速箱内的各种齿轮、各种拔叉、各种花键轴、传动半轴、各种小轴曲柄销、各种摇臂、摇臂轴等高频淬火热处理。 2、五金工具高频淬火热处理，如老虎钳、锤、大力钳、扳手。 3、液压元件如：柱塞泵的柱塞、转子泵的转子、各种阀门上的换向轴、齿轮泵的齿轮等高频淬火。 4、各种电动工具齿轮轴的高频淬火热处理。 5、各种木工工具，如：斧头、刨刀等热处理。 二、锻压行业 1、钢板加热，折弯成型。2、标准件，紧固件的透热成型。3、五金工具透热，如钳子，扳手等加热透热成型。4、探矿钎杆锥柄挤压。5、钢管透热成型如弯管等。 三、钎焊： 1、硬质合金刀具的焊接。如车刀，铣刀，绞刀。 2、金刚石刀头的焊接。如金刚石锯片、磨具、锯齿焊接。探矿用的钻头焊接、如一子钻头，羊角钻头的焊接。 3、黄铜、紫铜、不锈钢锅底等金属材料的复合焊接。 复合片地质钻头焊接设备适用于各种：车刀焊接机、钻具焊接机、木工刀具焊接、木工刨刀焊接、木工压刨焊接机、三翼钻头焊接、三翼刮刀焊接、取心钻头焊接、无芯钻头焊接 1、金刚石刀头的焊接，硬质合金锯片焊接及金刚石刀具、磨具、钻具的焊接。 2、机械加工用硬质合金刀具的焊接。如车刀、刨刀、铣刀、铰刀等刃具的焊接。 3、矿山工具的焊接，如“一”字钎头、柱齿钎头、燕尾型煤钻头、铆杆钻头、各种采煤机截齿、各种掘进机截齿的焊接。 ★复合片地质钻头焊接设备★被广泛应用于金属件钎焊。 4、种木工刀具的焊接，如各种木工刨刀、铣刀和各种木工钻头的焊接。
应用领域/中频电炉
中频电炉应用中频电炉设备主要应用领域:1、机床导轨的淬火处理；2、煤矿用截齿的焊接；3、矿山用一字钎头和梅花钎头的焊接；4、直径30以下螺栓的热变形；5、直径30以下的螺母的热变形；6、金属粉末重熔；7、直径300以下链轮的热处理；8、直径80以下轴的淬火处理；9、直径80以下工件的横截面处理；10、各种手工工具的淬火处理（锤子，斧头，管钳，断线钳）；11、各种汽车工具的热变形（如套筒扳手）；12、汽车、摩托车零部件的局部热处理；13、各种机械零部件的的局部热处理（需厂家提供图纸及技术要求）。 经过齿轮轴淬火设备所淬轴类：硬度均匀、一致。淬层适中均匀。工作质量很高。省电节能。操作方便。性价比高。齿轮轴淬火设备有多种电源和机床及辅助夹具的配置，可适用于直径大至500mm-小至10mm的各种轴类零件的表面淬火。
注意事项/中频电炉
一、水资源短缺，长期使用中频电炉的过程中，可能会在冷却水管水垢或阻塞电容到由电力电容器过热和燃烧所造成的水系统碎片。因此，应注意在对冷却水流量电电容的观察过程中支付的，如果排放不正常，你应该使用适当的措施；二、电气接地阴极电容，如果使用电炉法，电绝缘电容有坏的情况发生接地故障电容器阴极导致电容器情况下，如果发生这种情况，需要对电容柜绝缘重新处理;三、电压过高，中频炉在这一进程的长期使用，如果高频传输电炉，电容量高于额定电压（额定电压750V及以下电力电容器，1200V及其他共同标准），将导致电力电容器击穿电压。如果发生这种情况，需要降低射频或高压电力电容器型号取代电压水平。
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&->&中频炉筑炉胆(膛)方法
中频炉筑炉胆(膛)方法
筑炉胆(膛)方法
中频炉筑炉工艺一般有两种方法
第一方法：使用炉胆筑炉 (对筑炉不熟练者：强烈推荐使用！)
　　1．将炉体内部清理干净。对筑炉用混合填充料(用镁砂.水晶石英砂.铝矾土作填充料均可)。进行如下处理：
　　a、手选。主要去除块状物及其他杂质。
　　b、磁选。必须完全去除磁性杂质。
　　2、粘结剂的选用：用进口俄罗斯硼酐(B203)或硼酸(H3BO3)作粘结剂，加入量为2%～2.5%。
　　3．筑炉材料的选用及配比
　　a、筑炉材料的选用应注意，不是所有SIO2≥99%的石英砂均可用作感应炉炉衬材料，重要的是石英品粒大小。晶粒越粗大、晶格缺陷越少越好(如水晶石英砂SIO2纯度高，外表洁白、透明)，且炉子容量越大，对晶粒的要求越高。
　　b、配比炉衬用石英砂粒度组成与配比：
例如以上： 3.35～1.70mm(6～8目3＃)10%～15%，
　　1.70～0.85mm(10～20目4＃)25%～30%，
　　0.85～0.425mm(20～40目5＃)25%～30%，
　　0.106～0.053mm(100-200目10＃)25%～30%。
例如以下：1.70～0.85mm(10～20目4＃)20%，
　　0.85～0.425mm(20～40目5＃)30%，
　　0.425～0.2mm(40～70目6＃)20%，
　　0.106～0.053mm(100-200目10＃)30%。
以上各型号混合均匀即可使用。无需加水。
　　4．在感应圈内围上石棉布，保持平整。
　　5．在炉底加填充料捣实（高度使炉胆内底面与第一圈感应圈相平）。
　　6．用双根员装绳将炉胆垂直吊起，吊装至感应圈内。
　　7．使炉胆上下垂直安放在感应圈正中位置（如安装不正中将直接影响炉胆使用寿命）
　　8．在炉胆和感应圈中间装填填充料，一次3-5厘米，逐层捣实，直至炉口5-8厘米处用水玻璃将炉胆口和填充料各刷一道，然后铸炉领.
　　9．将炉领砂均匀地连结在炉胆上，用橡皮锤锤实(保证在开炉后不会开裂).
　　10．用炉领砂将炉领筑起来.
炉胆使用注意事项
炉胆的使用寿命与安装,炉工师傅的操作有直接的关系,只要安装到位,按规操作,就一定能达到炉胆使用的满意效果.请注意以下几条事项:
　　1. 烘烤与烧结规范
烘烤和烧结工艺大致分为三个阶段：
　　a、烘烤阶段分别以25%/h、50%/h的速度将坩埚模加热至600℃，保温4h，目的是彻底排除炉衬中的水分。
　　b、半烧结阶段 以50℃/h升温至900℃，保温3h，再以100℃%/h升温至1200%，保温3h，必须控制升温速度，防止产生裂纹。
　　c、完全烧结阶段高温烧结时，坩埚的烧结结构是提高其使用寿命的基础。烧结温度不同，烧结层厚度不足，使用寿命会明显降低。 在烘烤过程中加入一定量铁料，用来增强感应圈的加热作用，随着烘烤与烧结的持续进行，通过低功率送电产生较为平稳的电磁力搅拌铁液，使炉衬上下受热均匀。另外，严格控制石英砂3个相变区的温度，从而促进石英砂充分相变，提高了炉衬的首次烧结强度。
　　2. 炉胆安装完毕,将炉膛内的杂物清理干净.新炉胆开炉时下料务必轻放,不可将大铁块向炉胆里面扔,以免碰伤炉胆,安装完毕的新炉胆开第一炉时,中频功率不要拉得太快,这样有利于炉胆与固定填充料的结合.
　　3. 使用过程中密切注意炉胆的变化,有情况及时处理.
4. 炉胆使用一定炉次后,炉胆壁变薄,当炉胆的壁厚即将小于一公分时,应停止使用,更换新炉胆.
第二方法：使用坩埚模具筑炉 对中频炉有丰富的筑炉经验者方可)
　　1．将炉体内部清理干净。对筑炉用混合填充料(用镁砂.水晶石英砂.铝矾土作填充料均可)。进行如下处理：
　　a、手选。主要去除块状物及其他杂质。
　　b、磁选。必须完全去除磁性杂质。
　　2、粘结剂的选用：用进口俄罗斯硼酐(B203)或硼酸(H3BO3)作粘结剂，加入量为1.5%～2%。
　　3．筑炉材料的选用及配比
　　a、筑炉材料的选用应注意，不是所有SIO2≥99%的石英砂均可用作感应炉炉衬材料，重要的是石英品粒大小。晶粒越粗大、晶格缺陷越少越好(如水晶石英砂SIO2纯度高，外表洁白、透明)，且炉子容量越大，对晶粒的要求越高。
　　b、配比炉衬用石英砂粒度组成与配比：
例如2吨炉以上： 3.35～1.70mm(6～8目3＃)10%～15%，
　　1.70～0.85mm(10～20目4＃)25%～30%，
　　0.85～0.425mm(20～40目5＃)25%～30%，
　　0.106～0.053mm(100-200目10＃)25%～30%。
例如1.5吨炉以下：1.70～0.85mm(10～20目4＃)20%，
　　0.85～0.425mm(20～40目5＃)30%，
　　0.425～0.2mm(40～70目6＃)20%，
　　0.106～0.053mm(100-200目10＃)30%。
以上各型号混合均匀即可使用。需加小量水。
　　4．在感应圈内围上石棉布，保持平整。
　　5．打结炉底　炉底厚约280mm，分4次填砂，人工打结时应防止各处密度不均，造成烘烤与烧结后的炉衬不致密。因此，必须严格控制加料厚度，一般每次填砂厚度应≤l00mm；用力均匀，以免造成密度不均。 炉底打结达到所需高度时刮平，即可放置坩埚模。对此，应注意保证坩埚模与感应圈同心，上下调整垂直，模样尽量与所筑炉底紧密结合，调整周边间隙相等后用3个木楔卡紧，中间吊重物压上，以避免打结炉壁时石英砂产生位移。
　　6．根据炉体感应圈大小，打结炉壁炉衬厚度为70-120mm,布料应均匀，每次填料厚度≤40mm,务必层层捣打结实，直至与感应圈上缘平齐。在打结完后坩埚模不取出，烘干和烧结时起感应加热作用。
　　7． 烘烤与烧结规范
为获得炉衬的三层结构，烘烤和烧结工艺大致分为三个阶段：
　　a、烘烤阶段分别以25%/h、50%/h的速度将坩埚模加热至600℃，保温4h，目的是彻底排除炉衬中的水分。
b、半烧结阶段 以50℃/h升温至900℃，保温3h，再以100℃/h升温至1200℃，保温3h，必须控制升温速度，防止产生裂纹。
C、完全烧结阶段高温烧结时，坩埚的烧结结构是提高其使用寿命的基础。烧结温度不同，烧结层厚度不足，使用寿命会明显降低。
　　8. 使用过程中密切注意炉胆的变化,有情况及时处理.使用一定炉次后,炉胆壁变薄,当炉胆的壁厚即将小于5公分时,应停止使用,重新筑炉.
　　对于炉衬，除保证获得完整合理的三层结构外，还应注意平时的操作，筑炉时选用优质洁净的筑炉材料，并进行合理配比，精心打结，采用科学的烘烤与烧结规范，严格操作工艺，即可延长炉子的使用寿命，取得较好的经济效益。
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