CN106091683A - 一种炉心线圈式高中低频熔炼炉 - Google Patents

Abstract

一种炉心线圈式高中低频熔炼炉，在高中低频熔炼炉的炉膛中心设计炉心供电线圈和中心铁芯，炉心供电线圈缠绕在中心铁芯上，中心铁芯垂直固定在炉底中心，或炉膛内中心铁芯与炉底和炉壳设置的部分铁芯形成E型磁场回路，炉心供电线圈和中心铁芯有冷却措施，熔炼炉炉底中部是炉心供电线圈和中心铁芯冷却介质进出接口，中心铁芯和炉心供电线圈外部有绝缘和耐火材料与炉膛工料隔离，熔炼炉炉膛的炉底、炉壳做隔磁和选择合适材质，防止形成闭合回路和涡流发热，必要时熔炼炉壳做水冷冷却。

Description

一种炉心线圈式高中低频熔炼炉

技术领域：

高、中、低频熔炼炉是金属铸造和废金属熔炼的重要装置，其耗电量占中国年总用电量的20%以上，熔炼炉的炉体结构设计和供电技术是熔炼炉实现低耗和高效熔炼的关键。

背景技术：

传统的高、中、低频熔炼炉都是采用空心式炉膛，炉壳内侧是保温耐火材料，炉膛中部无线圈和磁铁，在炉膛的炉壳外侧采用通水电缆供电线圈；这种空心式炉膛，炉壳内耐火砖不能太厚，太厚则影响熔炼炉加热深度，本身熔炼炉体积也不能设计过大；在实际冶炼过程中，尤其在冶炼初期，因为炉膛内没有导磁材料，起始加热升温很慢，炉心发热升温会比较低，无功损耗也很大，需要大量的电容补偿，并且产生很大谐波，严重影响熔炼炉的生产效果，单位工料加热热损也比较大，而且频熔炼炉衬耐材寿命短，频繁修炉，增加了企业生产成本；在冶炼后期，因为工料温度超过居里点，顺磁后工料升温也很慢，熔炼损耗很大。

发明内容

炉心线圈式高中低频熔炼炉，采用在熔炼炉的炉膛中心设计炉心供电线圈（9）和中心铁芯（4），炉心供电线圈（9）缠绕在中心铁芯（4）上，中心铁芯（4）固定在炉底中心，或炉膛内中心铁心与炉底、炉壳设置的部分铁芯（7）（5）形成E型回路磁场，让熔炼炉内工料在炉心供电线圈电流通过中心铁心（4）或中心铁心（4）与炉底（7）、炉壳（5）回路铁芯形成的E型磁芯回路感应产生涡流迅速升温和熔化，这种炉心线供电圈中心导磁好，熔炼开始和后期工料升温快，不考虑居里点和顺磁问题，而且炉心供电线圈周长比炉壳外供电线圈的周长短的多，同容量同截面线圈的直流和交流阻抗都会大幅降低，供电系统功率因数也明显提高。

熔炼炉炉底在炉壳内做十字或辐条状导磁芯，中部固定一个方形或圆形导磁中心铁芯（4）与炉底铁芯（7）磁路连接，炉壳的炉身部分在与炉底铁芯位置对应的炉壳内做竖向导磁回路的炉壳铁芯（5），炉壳铁芯一直到熔炼炉炉壳（3）高度，与中心铁芯（4）形成E字结构磁回路。

必要时可以设计熔炼炉炉盖，炉盖对应的周长位置有与炉底铁芯（7）相同炉盖铁芯和炉壳磁路（5）对应，关闭炉盖后炉盖铁芯可以与E字铁芯形成完全的磁回路闭合，在炉盖铁芯间隙留出合适的下料口，将渣状、碎屑状或块状工料自下料口或通过接下料口的下料管送入熔炼炉内。

术语：工料，是指高、中、低频熔炼炉内被加热熔化的物料。

有益效果

所述炉心线圈式高中低频熔炼炉结构，在冶炼初期冷料时，因为熔炼炉有中心铁芯（4），工料初期升温很快，不必考虑居里点和顺磁温度，不会再受炉膛工料温度及工料的导磁影响；其次，铁心在炉膛中间，热能通过工料和炉膛耐火砖（1）传递到炉壳外，炉壳内炉衬可以做厚，其热量利用率较高，减少熔炼炉壳的热损；第三，因为炉心供电线圈（9）和中心铁芯（4）的存在，使所述熔炼炉膛内涡流的回路主要发生在工料区，耐火材料（1）内涡流会大幅降低，这样会明显提高炉心线圈式高中低频熔炼炉炉衬耐火材料的使用寿命，获得很好的经济效益；第四，炉心供电线圈（9）的采用，减少了线圈与工料的距离，炉壳内的炉衬耐火砖材料（1）可以增加厚度减少炉壳热损，同时可以实现设计更大体积的熔炼炉，并实现熔炼炉固定运行和连续给料出炉的大型化需要；第五，中心铁芯（4）的周长远小于熔炼炉炉膛外供电线圈的周长，因此炉心线圈式高中低频熔炼炉结构的炉心供电线圈（9）直流电阻和交流阻抗都会大幅降低，提高了熔炼炉供电电能效率，有效减小熔炼供电线圈自身损耗，降低冶炼电耗。

附图

附图1：所述炉心线圈式高中低频熔炼炉水平截面结构示意图

附图2：所述炉心线圈式高中低频熔炼炉过炉心剖面结构示意图

附图说明：

1-炉壳内炉衬或耐火材料；2-炉膛；3-熔炼炉炉壳；4-炉心的中心磁芯；5-炉壳磁芯；6-中心铁芯冷却水路；7-炉底铁芯；8-中心铁芯和炉心线圈外炉衬耐材；9-通水的炉心供电线圈；10-炉底的通水炉心供电线圈和冷却水出入接口。

具体实施方式：

1）将熔炼炉炉底在炉壳内做十字或辐条状导铁芯（7），中部固定方形或圆形铁芯（4），铁芯高度不超过熔炼炉口，具体根据冶炼需要设计铁心高度；

2）在中心铁芯外侧设置冷却水盘管和通水供电线圈盘管，炉心供电线圈冷却水和通水电缆供电接口在炉底引出；

3）炉壳在与炉底导磁铁芯对应的炉壳内设计炉壳铁芯，炉壳磁芯一直到炉口高度；

5）在炉壳内侧、炉底、炉心供电线圈和独立铁芯外侧做绝缘和隔热，保温棉和耐火材料，厚度根据炉容积和线圈强度定，一般不少于150mm-250mm，炉壳内和炉底保温可以做的更厚，以降低炉底和炉壳温度；

6）炉壳外根据需要做炉体或炉壳铁芯的风冷和水冷；

7）炉心线圈式高中低频熔炼炉的对大型炉可以采用固定式运行，或顶部加与炉底铁芯位置相同的熔炼炉炉盖，炉盖铁芯空隙处开孔，开孔处通过下料管给料，实现所述熔炼炉的连续运行和完全闭合铁芯磁路的熔炼，以获得更好的经济效益。

Claims (2)

1.一种炉心线圈式高中低频熔炼炉，其特征是：在高、中、低频熔炼炉的炉膛中心设计炉心供电线圈和中心铁芯，炉心供电线圈缠绕在中心铁芯上，中心铁芯垂直固定在炉底中心，或炉膛内中心铁芯与炉底、炉壳上设置的铁芯形成E型回路磁场，熔炼炉内位于炉壳和炉心供电线圈间的工料在炉心供电线圈的高、中、低频供电通过中心铁心或中心铁心与炉底、炉壳铁芯形成的E型磁性回路感应迅速升温或熔化的高中低频熔炼炉特征结构。

2.根据权利要求1所述一种炉心线圈式高中低频熔炼炉，其特征是，炉膛炉心供电线圈缠绕在中心铁芯上，中心铁芯垂直固定在熔炼炉底中心，炉心供电线圈和中心铁芯有冷却措施降温，熔炼炉炉底中部是炉心供电线圈供电和铁芯冷却介质的进出接口，中心铁芯和炉心供电线圈外部有绝缘和耐火材料与炉膛工料隔离，熔炼炉炉膛的炉底和炉壳做隔磁和选择合适材质，防止形成闭合导通回路和涡流发热，必要时熔炼炉炉壳采用水冷冷却。