真空感應(yīng)爐的工作頻率在50-10Hz之間,廣泛用于有色金屬和黑色金屬的熔煉。與其他鑄造設(shè)備相比較,中頻感應(yīng)電爐具有熱效率高、熔煉時(shí)間短、合金元素?zé)龘p少、熔煉材質(zhì)廣、對(duì)環(huán)境污染小、能精確控制金屬液的溫度和成分等優(yōu)點(diǎn)。

1、真空感應(yīng)爐工作原理由于具有以上諸多優(yōu)點(diǎn),中頻爐作為鑄造車間的主要熔煉設(shè)備,得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。中頻爐主要由電源、感應(yīng)圈及感應(yīng)圈內(nèi)用耐火材料筑成的坩堝組成。坩堝內(nèi)盛有金屬爐料,相當(dāng)于變壓器的副繞組,當(dāng)感應(yīng)圈接通交流電源時(shí),在感應(yīng)圈內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng),其磁力線切割坩堝中的金屬爐料,在爐料中就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由于爐料本身形成一閉合回路,此副繞組的特點(diǎn)是僅有一匝而且是閉合的。所以在爐料中同時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過爐料時(shí),對(duì)爐料進(jìn)行加熱促使其熔化。

2、真空感應(yīng)爐故障分析

2.1整流部分故障(1)輸入的三相電流不平衡,平波電抗器振動(dòng)噪音大,功率無(wú)法上升。這一故障現(xiàn)象的主要原因是快熔燒。發(fā)現(xiàn)快熔燒后,應(yīng)先檢查損壞的快熔是否發(fā)熱燙手,排除快熔自身的原因后,再檢查整流晶閘管是否有擊穿。(2)直流電壓下降并不穩(wěn),平波電抗器振動(dòng)噪音大,功率無(wú)法上升。這一故障現(xiàn)象的主要原因是整流晶閘管擊穿。發(fā)現(xiàn)整流晶閘管擊穿后,應(yīng)先檢查快熔是否有問題,再更換整流晶閘管。(3)平波電抗器沖擊聲大。這一故障現(xiàn)象的原因較復(fù)雜,應(yīng)先檢查中頻電壓與直流電壓比是否在1.3～1.5之間,如果在正常比值范圍內(nèi),應(yīng)檢查整流晶閘管觸發(fā)脈沖放大板指示燈是否正常,平波電抗器自身絕緣是否正常；如果不在正常比值范圍內(nèi),應(yīng)檢查逆變側(cè)。(4)整流直流電壓偏低或電壓跳動(dòng)。這一故障有可能是觸發(fā)脈沖寬度不夠、或整流晶閘管性能不良、或整流觸發(fā)板有虛焊、或調(diào)功率電位器接觸不良。(5)三相斷路器保護(hù)動(dòng)作,整流晶閘管擊穿,嚴(yán)重時(shí)損壞大部分整流電路元件。這一故障屬于整流電路的惡性故障,懷疑脈沖變壓器原副邊擊穿短路,先用萬(wàn)用表電阻檔R×1Ω檔測(cè)三相全控式整流觸發(fā)電路中的六支晶閘管,電阻為0,更換晶閘管后不急于送電,檢測(cè)脈沖變壓器,看其是否起到變壓和隔離的作用,更換。

2.2逆變部分故障

2.2.1無(wú)電壓，中頻電流大該故障為逆變直通,先檢查逆變晶閘管是否有擊穿,如異常更換逆變晶閘管；如正常,通常為中頻電容器擊穿,應(yīng)逐個(gè)將電容器從電路脫離,直到電源正常。

2.2.2正常熔煉過程中逆變晶閘管頻繁燒損,且無(wú)規(guī)律,其原因如下

（1）晶閘管本身發(fā)熱使關(guān)斷時(shí)間增大而不能關(guān)斷,造成逆變顛覆,導(dǎo)致發(fā)熱的原因可能是冷卻水不通暢。(2)檢查外部負(fù)載是否有虛接點(diǎn),主要檢查連接螺絲,(括電容組的連板螺絲)并且還有電容電流的電流互感器二次側(cè)聯(lián)接處松動(dòng),有似通非通的現(xiàn)象,以上兩種情況均出現(xiàn)過。(3)主回路連接處接觸不良,特別是負(fù)載回路及主接觸器、低壓配電柜的接觸件接觸不良,造成大電流下突然斷開回路。

2.3電容器的故障

（1）電容內(nèi)部打火,機(jī)器運(yùn)行時(shí),里邊有響聲,是絕緣擊穿,更換新的。(2)電容外部打火,機(jī)器運(yùn)行時(shí),外部打火,電容器殼對(duì)地絕緣不好。電容器絕緣電阻的測(cè)定通常只做兩級(jí)及多級(jí)對(duì)外殼絕緣的電阻測(cè)定,遙測(cè)前先放電,以750V為例,用1000V的兆歐表,遙測(cè)時(shí),應(yīng)先將搖表?yè)u至規(guī)定轉(zhuǎn)速,待指針平穩(wěn)后,將搖表接至電容器兩級(jí),繼續(xù)搖表,開始充電,指針下降。后來(lái)慢慢升至穩(wěn)定,一般1000V不低于1兆歐。讀完數(shù)后,撤表,將電容器放電,以免觸電。(3)冷卻水不通導(dǎo)致發(fā)熱絕緣損壞,應(yīng)及時(shí)處理。中頻電源的主電路采用晶閘管器件,這類器件承受過電壓,過電流的能力很差,中頻電源運(yùn)行情況也比較復(fù)雜,負(fù)載變化強(qiáng)烈,出現(xiàn)短路、開路、過電壓、過電流的幾率較高,必須妥善采取保護(hù)措施,以確保裝置安全運(yùn)行。可以在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b保護(hù)器件如在工頻電源進(jìn)線側(cè)安裝RC吸收電路,或在晶閘管上串接快速熔斷器以保護(hù)電流,此方法在實(shí)際中常用。

3中頻爐的維護(hù)

3.1烤爐對(duì)于干法打爐,爐內(nèi)的鋼模是不取出來(lái)的。烤爐時(shí)一定要采用加小料并填實(shí)的原則,避免局部打火而化掉內(nèi)膽,使干料坍塌。因此要求在烤爐前盡量積攢一些小料。同時(shí)在升溫過程中要嚴(yán)格觀察鋼模情況,當(dāng)出現(xiàn)打弧嚴(yán)重時(shí)應(yīng)減小電流,如果電流過大會(huì)引起鋼模被電弧擊穿而導(dǎo)致耐火材料的坍塌。3.2金屬爐料

通常，加入金屬爐料時(shí)，塊度大小應(yīng)合適，一般不超過爐子內(nèi)徑的1/2，同時(shí)爐料應(yīng)小批量分多次加入;加大料時(shí),要先加一些小料墊底,既保證不卡料，又能減少爐料對(duì)爐壁、爐底的沖擊。

3.3鐵液凝固后的重熔

當(dāng)中頻爐遇到突發(fā)性事件而停爐，爐內(nèi)的鐵液凝固后重新開爐時(shí)應(yīng)注意:

（1）短時(shí)間內(nèi)中頻爐無(wú)法重新啟動(dòng)時(shí),應(yīng)在爐內(nèi)插入鋼管(直徑20mm左右)3-5根,便于重熔過程中氣體的排放。

（2）爐內(nèi)凝固鐵液頂部沒熔化之前應(yīng)將爐體搖起,傾斜15-30,并以低于中頻爐的保溫功率送電。

（3）爐內(nèi)凝固金屬?zèng)]有軟化以前不得提高功率，如果升溫太快,金屬的膨脹超過爐襯的膨脹,可將爐襯拉裂,嚴(yán)重情況下可導(dǎo)致穿爐;凝固金屬軟化后可以將功率升到保溫功率左右,直到冷凝金屬上面的金屬硬殼被下面的液體金屬熔穿,方可將爐體放平,并按照正常的功率升溫熔化。

3.4出爐

鐵液出爐時(shí),爐內(nèi)剩余的鐵液在不影響材質(zhì)及加料不飛濺的情況下可以適當(dāng)多些,不但可以加快金屬爐料的熔化速度,還可避免爐料直接撞擊爐底,一包鐵液出爐后,應(yīng)將爐體搖回,以減少爐內(nèi)鐵液對(duì)中頻爐后壁的烘烤。

3.5連續(xù)開爐

為減少因?yàn)榉磸?fù)驟熱驟冷而導(dǎo)致爐襯的開裂,連續(xù)開爐對(duì)爐襯壽命的延長(zhǎng)是非常重要的,這一點(diǎn)已經(jīng)引起了許多用戶的足夠重視。

如果中頻爐不能夠連續(xù)使用,在一次使用完之后,要在爐內(nèi)加入金屬爐料,并蓋好爐蓋,不但能夠給金屬爐料進(jìn)行預(yù)熱,還能夠防止因快速冷卻造成爐襯的裂紋。

3.6補(bǔ)爐

（1）中頻爐開到20爐左右要把爐口全部拆掉,目的是檢查爐襯是否鉆鐵,檢查爐襯的干料是否松動(dòng)有間隙。重新修補(bǔ)爐口時(shí),最好用高度不等的金屬爐口圈,特別注意的是新舊接口處應(yīng)清理干凈。進(jìn)行下次補(bǔ)爐操作時(shí),應(yīng)拆至上次補(bǔ)爐接口的下面,以此類推。

（2）爐嘴和爐口是經(jīng)常結(jié)渣、受侵蝕及爐料沖擊的地方,需要經(jīng)常維護(hù)及修理,以保證中頻爐的正常維護(hù)和使用。