CN105021035B - 高能效感应加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高能效感应加热装置，包括炉壳、炉底和炉衬，其特征在于：还包括具备切换供电方式的电源装置，从炉底向上沿炉衬外壁依次设有多个感应线圈，多个感应线圈分别与电源装置电连接。本发明将将传统炉体内的感应线圈分成多个，利用多电源供电技术根据工艺要求和熔化阶段逐级、定量或变量向每个感应线圈提供功率，感应线圈功率可采用机械切换和电子切换等方式，具有起熔快、能耗少、可避免大象脚现象对炉衬的侵蚀。该技术可以为熔炼企业提高10‑30％的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种感应熔炼炉，具体地说，是涉及一种高能效感应加热装置。
背景技术
传统感应熔炼炉的加热方案是将感应线圈环绕整个炉膛外部设置。该结构加热时对整个感应线圈提供能量，能量分散，功率密度极低，新炉或第一炉次时，起熔速度非常慢；另外大多数熔炼炉，受操作工艺的影响，起初炉料在底部集中，上部炉料很少甚至没有，如果此时对整个感应线圈供电，上部感应线圈做的纯粹是无用功，白白费电；而且需要的熔化周期比较长，熔炼效率低；并且由于炉底部温度偏高，金属烧损严重；且底脚冲刷严重，形成大象脚现象，从而使炉衬寿命大幅度缩短，发生穿炉漏电等重大安全事故。
发明内容
本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种可以大幅度提高熔炼速度，缩短熔化周期，减少金属烧损，降低吨熔炼电耗，增长炉衬寿命的高能效感应加热装置。
本发明的技术方案是：
高能效感应加热装置，包括炉壳、炉底和炉衬，其特征在于：还包括具备切换供电方式的电源装置，从炉底向上沿炉衬外壁依次设有多个感应线圈，多个感应线圈分别与电源装置电连接。
一种具体优化方案，电源装置包括整流部分，整流部分电连接有多个逆变部分，每个逆变部分的两个端口分别与一个感应线圈电连接。
该设置可以实现感应线圈功率的电子切换。该装置可以进一步提高设备整体效率，保证设备始终工作在全功率状态，各个感应线圈均可在线自由切投。并且各个感应线圈功率灵活分配，总功率保持不变。
一种具体优化方案，多个逆变部分并联逆变。
一种具体优化方案，多个逆变部分串联逆变。
一种具体优化方案，电源装置包括整流部分，整流部分电连接有逆变部分，逆变部分的两个端口分别与多个感应线圈电连接且连接电路上设有切换开关。
该设置可以实现感应线圈功率的机械切换。机械切换可以切换每个电源供电端，整流输出端，逆变输出段，补偿电容输出端等。补偿电容输出端做切换点可以避免工作过程中变频元件承受有感应耦合产生的电压。
一种具体优化方案，感应线圈通过水冷电缆与电源装置电连接。
一种具体优化方案，感应线圈的数量为两个、三个或四个。
本发明将将传统炉体内的感应线圈分成多个，利用多电源供电技术根据工艺要求和熔化阶段逐级、定量或变量向每个感应线圈提供功率，感应线圈功率可采用机械切换和电子切换等方式，具有起熔快、能耗少、可避免大象脚现象对炉衬的侵蚀。该技术可以为熔炼企业提高10-30％的经济效益。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明高能效感应加热装置的结构示意图；
图2是感应线圈与电源装置的连接关系图；
图3是感应线圈与电源装置的连接关系图。
具体实施方式
实施例1：如图1和图2所示，高能效感应加热装置，包括炉壳1、炉底3和炉衬2，从炉底3向上沿炉衬2外壁依次设有感应线圈11和感应线圈12，还包括具备切换供电方式的电源装置，电源装置为一拖二中频电源，电源装置包括整流部分7，整流部分7分别电连接有逆变部分5和逆变部分6，逆变部分5的两个端口与感应线圈12通过水冷电缆4电连接，逆变部分6的两个端口与感应线圈11通过水冷电缆4电连接。
逆变部分5和逆变部分6串联逆变。
实施例2：如图1所示，逆变部分5和逆变部分6并联逆变，逆变部分5和逆变部分6分别连接有整流部分。其余内容同实施例1。
实施例3：如图1和图3所示，高能效感应加热装置，包括炉壳1、炉底3和炉衬2，从炉底3向上沿炉衬2外壁依次设有感应线圈11和感应线圈12，还包括具备切换供电方式的电源装置，电源装置所使用的电源为中频电源，电源装置包括整流部分10，整流部分10电连接有逆变部分9，逆变部分9的两个端口分别与感应线圈11和感应线圈12通过水冷电缆4电连接且每个水冷电缆4上设有切换开关8，感应线圈11和感应线圈12并联设置。
此外，上述实施例中，感应线圈的数量还可以为三个或四个等其他数量。
使用过程：
熔化初期，先对靠近炉底3的感应线圈11单独大功率供电，在高功率密度的感应磁场下，底部金属炉料迅速起熔，起熔速度比传统熔炼方案快3倍多；
底部炉料起熔后，迅速形成熔合体，可以吸收更多的磁场能量，产生更大的涡流，使底部金属炉料快速熔化，在底部形成一个高温熔池，上部炉料在重力或人力作用下，进入熔池继续熔化；
待金属溶液液面高于感应线圈11后，停止向感应线圈11供电，或降低感应线圈11的功率输送，使其处于保温状态。该过程可以保证底部金属液温度不至过高，降低炉衬2侵蚀。在一方面，底部功率的减小，可以减弱或消除磁场力对炉底裙角的冲刷，避免形成大象脚效应。对提高炉衬2寿命有很大作用。能使炉衬2寿命提高1-3倍；
降低或停止对感应线圈11供电的同时，大功率，高功率密度向感应线圈12提供能量，使感应线圈12进入高效熔化阶段；
依次类推，电源装置依次向上切换对感应线圈的供电功率，直至熔化结束。整个操作过程要及时调整加料速度、控制功率密度要避免形成局部过温区影响炉衬2寿命。整个操作过程不存在超温阶段，使炉衬2均匀烧蚀，延长炉衬2寿命。
待熔化结束后，分配功率向所有感应线圈供电，对金属液整体提温和调整成分使之均匀化。
Claims (6)
1.高能效感应加热方法，其特征在于，所述方法所使用的装置包括：炉壳(1)、炉底(3)和炉衬(2)，还包括具备切换供电方式的电源装置，从炉底(3)向上沿炉衬(2)外壁依次设有第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)，第一感应线圈(11)靠近炉底设置，第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)分别与电源装置电连接；
电源装置为一拖二中频电源，电源装置包括第一整流部分(7)，第一整流部分(7)分别电连接有第一逆变部分(5)和第二逆变部分(6)，第一逆变部分(5)的两个端口与第二感应线圈(12)电连接，第二逆变部分(6)的两个端口与第一感应线圈(11)电连接；
所述高能效感应加热方法，包括以下步骤：
A、先对第一感应线圈(11)单独大功率供电；
B、待金属溶液液面高于第一感应线圈(11)后，停止向第一感应线圈(11)供电、或降低向第一感应线圈(11)的功率输送；
C、在进行步骤B的同时，向第二感应线圈(12)大功率供电；
D、待熔化结束后，电源装置分配功率向第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)分别供电。
2.根据权利要求1所述的高能效感应加热方法，其特征在于：第一逆变部分(5)和第二逆变部分(6)并联逆变。
3.根据权利要求1所述的高能效感应加热方法，其特征在于：第一逆变部分(5)和第二逆变部分(6)串联逆变。
4.根据权利要求1-3其中之一所述的高能效感应加热方法，其特征在于：第一逆变部分(5)的两个端口与第二感应线圈(12)通过水冷电缆(4)电连接，第二逆变部分(6)的两个端口与第一感应线圈(11)通过水冷电缆(4)电连接。
5.高能效感应加热方法，其特征在于，所述方法所使用的装置包括：炉壳(1)、炉底(3)和炉衬(2)，还包括具备切换供电方式的电源装置，从炉底(3)向上沿炉衬(2)外壁依次设有第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)，第一感应线圈(11)靠近炉底设置，第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)分别与电源装置电连接；
电源装置为一拖二中频电源，电源装置包括第二整流部分(10)，第二整流部分(10)电连接有第三逆变部分(9)，第三逆变部分(9)的两个端口分别与第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)电连接且连接电路上设有切换开关(8)；
所述高能效感应加热方法，包括以下步骤：
A、先对第一感应线圈(11)单独大功率供电；
B、待金属溶液液面高于第一感应线圈(11)后，停止向第一感应线圈(11)供电、或降低向第一感应线圈(11)的功率输送；
C、在进行步骤B的同时，向第二感应线圈(12)大功率供电；
D、待熔化结束后，电源装置分配功率向第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)分别供电。
6.根据权利要求5所述的高能效感应加热方法，其特征在于：第三逆变部分(9)的两个端口分别与第一感应线圈(11)和第二感应线圈(12)通过水冷电缆(4)电连接，每个水冷电缆(4)上设有切换开关(8)。
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