必威·「BetWay」官方网站感应炉熔炼的原理及工艺 55页PPT文档各类感应炉，无论是有芯感应炉还是无芯感应炉，也不论工频、中 频、还是高频，其基本电路都是由变频电源、电容器、感应线圈和坩 埚中的金属炉料所组成(图4-1)。

　　另一条基本定律是焦耳—楞茨定律。该定律又称为电流热效应原理。焦耳— —楞茨定律可写成式(4-3)的形式：

　　式中：Q—焦耳楞茨热，J； I—电流强度，A； R—导体的电阻，Ω； t—导体通电的时同，s；

　　而感应电流又取决于感应电动势的大小，即穿过炉料的磁通量的大小和 交变电流的频率。而感应电流的大小取决于金属炉料料块的大小、炉料 的导电性质以及装料的密实程度，不同炉料要求频率不同。

　　对于无芯感应炉，通常按照电源频率可以将感应炉分为三种类型:工 频炉（频率50或60Hz）必威，直接通过变压器与电网相连，主要用于熔炼铸 铁；中频炉（频率150Hz～10000Hz），所用电源为中频发电机组、三 倍频器或可控硅静止变频器；高频炉（频率10KHz～300KHz），所用电 源为高频电子管振荡器，主要用于小型试验室研究

　　（4）输入功率调节方便。 感应炉熔炼过程中，可方便地调节输入功 率。 因此可以较精确地控制熔池温度，在炉内保温必威，还可以分几次出 钢，为一炉熔炼几种不同成分的产品创造条件。

　　（5）同一电源可向几个不同容量的炉座供电(但是不能同时)，所以在 冶炼的容量方面，感应炉的灵活性较电弧炉大。

　　（6）热效率高。 感应炉的加热方式以及比表面积小，散热少，故感 应炉的热效率较电弧炉高。但是，感应炉的电效率较电弧炉低，所以 两种电炉的总效率相差不多。

　　高温电弧的钢液热源直 熔渣是靠金属液的热量熔化，渣温 接与熔渣接触，熔渣温 比钢液温度低，属于冷渣，其流动 度与钢液温度相差无几 性、反应能力均比电弧炉熔渣差

　　利用氧化期脱C、P，利 一般情况下，不具备脱C、P的功能， 用还原期还原渣脱S， 原料条件苛刻 原料条件可放宽

　　（8）耐火材料消耗较电弧炉高，坩埚寿命短。 对坩埚耐火材料的要 求高，所以每吨钢的耐火材料费用也较电弧炉高。

　　炼钢的基本任务：四脱二去，脱碳、磷、硫、氧，去气和非金属夹杂，合 金钢合金化。 感应炉不具备脱碳、磷、硫的条件，其原材料必须使用返回料，或符合脱 碳磷硫条件的金属料。熔化后进行脱氧、合金化，配以炉外精炼调整成分。

　　（2）电磁搅拌作用 当炉料中流过感应电流时，必然会受到电磁力的作用。使金属炉料产生 定向运动，即“电磁搅拌”作用，它的作用如下： 1）均匀金属液的温度； 2）使金属液均质； 3）改善了物化反应的动力学条件。

　　当一座无芯感应炉的感应线圈中通有频率为 f 的交变电流时，则 在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场，该交变磁场的极性， 磁感应强度和交变的频率，随着产生该交变磁场的交变电流而变化。

　　力线将穿过金属炉料，磁力线的交变就相当于金属炉料与磁力线之间 产生的切割磁力线的相对运动。因此，在金属炉料中将产生感应电动 势 (E)，其大小可用下式确定：

　　（1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的 石墨电极，也没有电弧下的局部过热区，从而杜绝了电极增碳的可能。感 应炉可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金，为获得气体含量 低的产品创造了有利条件。

　　（2）熔池中存在着一定强度的电磁搅拌。电磁感应所导致的金属搅拌促 进成分与温度均匀，钢中夹杂合并、长大和上浮。感应炉熔炼过程中合金 元素的烧损少，所以预测成分较为准确，有利于成分控制和缩短熔炼时间。

　　金属炉料在感应磁场作用下，产生 涡流，靠电阻热实现加热、熔化、 精炼（无直接加热），温度易控制， 元素挥发、氧化损失很小，合金回 收率高

　　由上式可知，若要使炉料中产生较大的感应电势，从理论上可以采用增 加磁通量、频率以及匝数的方法，但是必威，由于感应线圈通电后所产生的 磁力线通过空气（指无芯感应炉），而空气有很大的磁阻，所以就 使磁通量较小，增加磁通量有困难，而炉料的匝数一般来说总等于l，故 为了提高感应电势，多用增加频率的方法。