工频无芯炉与中频炉能耗比较和分析

据资料统计,全国电炉设备的总容量约为2000万千瓦左右,耗电量在200亿度以上,约占全国发电量的8%.因此,节能是电炉行业的首要任务.感应熔炼炉是现代铸造行业熔炼,保温的最有效的工艺装备之一,又是主要的耗能设备,如何降低感应熔炼炉电耗,减少生产成本是电炉生产厂家和用户所关心的问题..
无感应熔炼炉主要分为工频无芯感应熔炼炉(电源频率为50,以下简称为工频炉),中频无苍感应熔炼炉(电源频率为150—8000,以下简称为中频炉).工频炉主要用于黑色及有色金属熔炼和保温,由于其技术水平比较成熟,已被铸造行业广泛使用.中频炉主要用于钢和合金钢,铸铁的熔炼.在熔炼工艺方面,从冶金学的观点来看,对大多数熔化工艺,工频和中频炉之间并没有什么区别.生产经验也表明,这两种熔炼炉的熔化流程都可以进行较好的控制,只是在个别情况下,熔液的质量才会受到频率选择的影响.在炉子性能方面,工频炉和中频炉主要有以下区别.1中频炉功率密度较大,生产率高.即在相同搅拌力,相同容量情况下,中频炉可输入3倍于工频炉的功率,换句话说,相同功率中频炉坩埚尺寸仅为工频炉坩埚尺寸的三分之一.在较大炉子中,由于感应器线罄电流和电压的影响,中频炉输入功率大约为工频炉输入功率的二陆.因此中频炉平均电耗较工频炉低.2.中频炉每次熔炼时可将炉料倒空,易更换被熔金属品种,起熔快,不需起熔体,使用方便.而工频炉则需留部分剩余铁水,供下炉4起熔用,否则要用起熔块.3.在相同生产率条件下,选用的中频炉容量小,所以占地面积小,炉衬材料用量少,运行费用低4.中频炉作业可靠性高和设备利用率提高.5.中频炉与工频炉相比搅拌力小,金属对炉衬冲刷小,炉衬寿命长.近几年,随着可控硅中频电源技术的发展,大型高功率中频炉得到较快地发展,已为愈来愈多的用户所采用,有逐步取代中小型工频炉的趋势.现对工频炉和中频炉的能耗进行比较和分析,提供必要的技术数据作为可行性分析和方案选择的参考.在熔炼金属相同的情况下,影响两种炉子电耗的主要因素有,炉子容量,日产量,频率和功率密度,炉子的电频率和热效率等等.一,妒子窖最对电耗的影响一般来说,在一定的功率密度情况下,无论工频炉还是中频炉都是随着炉子容量提高炉子电耗下降.下图是国产工频炉和中频炉容量与电耗的关系.芯无与炉炼熔应感芯无墅还是保温,也不管频率高低,提高炉子容量降低电耗是共同的趋势.二,日产量对炉子电耗的影响.中频炉和工频炉在日产量方面对电耗影响的区别相当大.工额炉单台日产铁水量越多,其平均电耗就越低,但日产量达到一定数值后,其电耗趋于平稳.表是西安变压器电炉厂制造的十吨工炉,在第二汽车制造厂运行时实测其日产量与电耗的关系.从表中我们可以看出;在开始时其电耗相当高,当日产量达到38吨左右时,其电耗趋于稳定,并且低于设计指标.中频炉日产量的多少对电耗影响不明显,根据经验表明,中频炉的日产量达到80吨左右时,其平均电耗才有明显下降.图2是公司生产的电炉在不同作业班制不同的保温方式情况下日产量与电耗的关系;袭1罾产十吨工期妒日产铣水量与电耗美系图2中的数据是按照一周五天制的平均值计算,包括所有保温和起动等辅助时间.从图中我们可以看出工频炉在五种不同的作业方式下工作(图中有四条曲线,其中有两条重叠在一起),其电耗和日产量变化是相当大的如一台容量12.5吨功率为3490千瓦的工频炉;,①在班熔炼,2班因燃烘方式(=30)-保温情况下,其日产量大约为40吨,电耗约为7;②在1班熔炼,2班液态保温情况下,其日产量大约为40吨,电耗约为635.③在1班熔炼,2班在850℃时保温,其日产量大约为4吨,电耗为628/.④在1班熔炼,冷炉起动,2班不工作情况下其日产量为40吨,电耗为608,主要用于小炉子:产量较低的情况下.@在2班熔炼,班霞态保温,其日产量大约为80吨,电耗降低到572/左右.1"兰嚣如∥((,.围2不同作业班制,不同保温方式情况下,日产量与电耗之同关系.工攘炉表示1斑熔炼,其余2班液志保温.△表示1斑熔练,其杂2班甩燃烧方式(ⅵ30)保温.×表示1班熔,其余2班在850℃时深温.表示1斑熔炼,冷炉起动,其余2班币工作.表示2班熔炼,1班液态保温口表示1班熔炼,玲炉起动,其泉2班不工作.中频炉1表示2班熔炼,冷炉起动,其余班不工作困此,可以看出工频炉只有在连续工作况下,其经济效益是明显的从图2还可以看到,一台容量为2吨,功率为1800千瓦的中频炉,从班工作改为2班工作其日产量增加1倍,电耗仅降低大约14/.从图中我们还可以看到,在相同日产量条件下,中频炉,特别是中小型中频炉比工频炉电耗要低一些.在前面我们指出,工频炉一般需要连续业,即使短时间不工作也应保温只有这样才能降低电耗.但对于中小型中频炉,由于其起熔块,特别适于单班作业制,其作业成本要比工频炉低得多.

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