1  中頻爐提高熔化率的必要性

       國內鑄造用晶閘管中頻爐，其熔化速度與國外先進的同類中頻爐相差甚遠。國內用于鑄造的中頻爐，特別是中小企業(yè)大部分中頻爐容量為l50～300kg，頻率在l000Hz左右，功率重量比為l:(1．56～1．88)，熔化時間多在9O～120min，熔化率在0．125～0．20t／h。

       國外用于鑄造的容量相近的中頻爐多為2500Hz左右的頻率，功率重量比在(1.5—2):l，熔化時間只需20～25min。進口的中頻爐熔煉時間短，合金元素燒損少,能耗低。

       提高熔化率，降低能耗，是企業(yè)降低成本增加效益的重要手段。但是將中頻電源改頻需要改動的地方較多，如更換逆變用晶閘管，改變觸發(fā)頻率．重新繞制電抗器，重制感應圈等。這些工作都需要有專業(yè)技術知識，改造難度較大。特別是生產廠家很難自行完成。

       能否在不改動電源的情況下提高熔化率呢?經過分析，結論是只改動感應圈同樣可以提高熔化速度。

2  改造感應圈提高熔化率的可行性分析

       國內生產的晶閘管中頻爐多采用并聯諧振方式。中頻電源的直流電壓是基本固定的，約500V，三相交流電經橋式全波整流得到單相直流電，電壓約為380V×1．35=510V，然后經逆變橋變?yōu)閱蜗鄉(xiāng)000Hz中頻交流電送到爐體對要熔化的金屬進行加熱使其熔化。

       國內生產的中頻爐感應圈磁場內的鐵磁材料(待熔化的鋼和鐵)導磁率較低，溫度達到居里點以后導磁率更低，趨近于1，既影響中頻電源的功率輸出，叉影響熔煉速度。在不對中頻電源進行大改動的情況下，提高感應圈內的磁場強度就成為提高熔化率的重要手段。

       以前爐體的設計多是沿用前蘇聯的設計方案。感應圈的高度直徑比較低，約為1．2：l，匝間距較大。感應圈可看成一個大的螺線管．增加線圈的匝數．減小線圈的直徑，就可以提高線圈內的磁場強度。因此提高感應圈的高度直徑比，增加匝數，減小匝間距就可以解決上述問題。

       基于上述分析，對幾個廠家生產的250kg中頻爐的感應圈進行了測量。匝數多為16或17，最少為l4匝。匝間距在6～8mm。

經過多次計算確定從三個方面改進感應圈進行試驗：

      （1）匝數定為20和2l。

      （2）匝間距定在2～3mm。

      （3）高度直徑比為(1．4～1．6)：1。

       同時進行了加大感應圈截面積試驗。

3  中頻爐感應圈與中頻電源的匹配

       中頻爐的工作點靠諧振點越近，其頻率就越高。中頻輸出電流I=U／Z就越小，輸出功率P=U×I也減小，這是應避免的。因此需要合理選用感應圈即爐體線圈的電感量和諧振電容的電容量。

       在實際生產中感應圈內的電感量變化很大；一方面與感應圈的內徑、高度、匝數有關；另一方面還與爐料的形狀、大小、導磁率有關。在設計時取爐料的導磁率為1，因為大部分爐料在溫度達到居里點(950℃)以后導磁率都趨近于1。這樣作近似計算的結果與實際運行誤差不大。

       感應圈包括爐料在內是感性負載，功率因數很低。為了充分有效地利用中頻電源的容量，必須用電容器補償無功功率。補償后可以出現三種結果：①欠補償狀態(tài)；②全補償狀態(tài)；③過補償狀態(tài)。

       根據中頻電源要求負載呈容性，即工作在過補償狀態(tài)，移相角功率因數角在20?！?5。為好。