电弧炉和感应电炉学案.ppt

t1、t2－恒热流加热开始和终了温度，℃； Δt－表面与中心温差，℃。若Δt为允许温差，则对应的时间是允许的最短加热时间。 上式计算得到的加热时间实际的，因居里点前加热时间很短，忽略了，该式是从恒流加热推导出的。 ②磁化力 Qu－加热物料的有用热 Qd－物料的散热量 感应器磁化力 (A?匝/m)2 (6-29) [例6-3] 用感应炉加热锻造钢坯，坯料尺寸φ70×200mm，加热终了温度1200℃， 允许温差100℃。求合宜工作频率和恒热流允许最短加热时间。 加热过程 磁性期 20oC～800oC 非磁性期 800oC～1200oC （1）炉体主要尺寸：设炉体装了3根料，则 炉长 700mm 感应圈长 650mm 感应圈内径 130mm 绝热层厚 20mm 炉内设3根水冷钢管，Φ10mm，△配置。 （2）无磁性期加热计算 （ t11=800oC，t12=1200oC， ＝1000oC ） ①电源频率 根据 查材料的物性参数 取频率为1000Hz。 ②加热时间 ； ， ③有用功率Pu.1 ④散热损失功率 出料端辐射损失为Pd.11，炉壁导热损失为Pd.12，黑度?＝0.8，耐火层导热系数?＝1.2W/(m?℃)，冷却水50℃。 对流散热损失 Pd.13=Pd.11 导温系数a＝6×10-6m2/s ⑤感应器磁化力 坯料吸收电磁能的表面积 m2 ⑥物料的无功功率 ⑦感应器的功率 通水冷却，为50℃，ρ＝2×10-8??m ，ks＝0.85 感应器内侧表面积 无功功率 var ⑧间隙的无功功率 ⑨视在功率与功率因数 ⑩电热效率 （3）磁性期加热计算 (t21=20℃，t22=800℃， =410℃) ①钢坯的电流穿透深度 ＝410 ℃ ，ρm2＝6×10-7??m ，μm2＝60 ②加热物料所需的有用热 ③散热损失功率 为简化计算，设出料端的辐射和对流散热损失之和等于炉口在800℃下的辐射热损失，即 ④料坯的电热功率 因为两加热期在同一感应圈完成，因此本期的磁化力等于无磁性期磁化力，则 ⑤加热时间 注： 只适用于非磁性段 ⑥有用功率Pu.2 ⑦视在功率与功率因数 两个加热期同在一炉中完成，感应圈的功率与间隙无功功率两期相同，则磁性期中 ⑧电热效率 （4）全过程的效能 ①加热时间 ②生产率 ③有用功率 令 ④坯料电热功率 ⑤功率与功率因数 ⑥电源 采用中频电源，频率1000Hz，输出电压500V，输出电流 取备用系数为1.2，变频器输出功率 ⑦补偿电容 ⑧ 感应器 长650mm，内径130mm。感应器回路电流 用?10铜管制作，匝间绝缘层3.06mm。 ⑨炉子的电热效率 ⑩综合电热效率与电能单耗 取变频器电效率和短网电效率皆为0.95 ，则综合电热效率为 电能消耗 电能单耗 总结：①磁性材料的吸收力强，加热快，ηe、ηt 趋于理想值 非磁性材料的吸收力弱，加热慢， ηe、ηt 低； ②对于兼有磁性和非磁性期的钢材，若为单频电源： 连续式加热热效率高，整个过程电参量基本稳定， 间歇式加热热效率低，整个过程点参量变化大。 （见表6-3) 2无芯熔炼炉电动现象 电动现象－熔池不是静止的，而是 内部循环，液面凸起，熔体自液面 中心流向四周。这种现象称为无芯 感应炉的电动效应。 产生的原因： ①感应器中的电流方向和物料中的电流方向相反，两者间存在斥力，感应圈中电流很大(达几千安培)，斥力相当大 ，斥力和磁场强度呈正比。 ②对于加热炉，物体是刚体，产生振动； ③对于熔炼炉，物料是液体，驱使熔体流动； ④磁场强度较大部位是料柱圆周，这些部位的斥力较大，力不均衡，迫使熔体沿虚线所示的途径循环流动，且指向料柱中心。 电动效应的特点： ①熔体受到搅拌，成分因此均匀； ②但熔渣覆在上面，在电动效应下，流向四周，使炉衬受到侵蚀； ③凸起的金属暴露在大气中，金属的氧化损失严