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關于有色金屬中頻加熱爐工作頻率的選擇
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關于有色金屬中頻加熱爐工作頻率的選擇
當前國內外加熱大截面鋁錠用的感應加熱爐基本上是采用工頻加熱方案的，這是綜合考慮加熱過程的各種因素而確定的，其主要出發點是①是降低單位產量能耗；②盡量縮短加熱周期和避免表面溫度過燒確保加熱質量；③避免整流電源柜產生的高次諧波對電網的污染；④避免打結爐襯產生裂紋和掉渣對產品和模具的損壞，延長感應器的使用壽命。⑤工頻加熱爐使用故障較少，維護簡單方便迅速，且使用維護成本較低。
按加熱公式計算，加熱頻率應很低，此時電源成本太高，且與環保要求不符，故國際上綜合考慮要供電頻率≥30Hz。這就是為什么工業發達國都將大直徑銅鋁錠加熱頻率定為工頻，德國還使用低于50Hz的頻率，其目的就是**程度提高透入深度Δ，降低透入深度內的單位體積功率密度，避免表面過燒，縮短加熱時間。如果采用400－500Hz的中頻電源。其透入深度僅為50Hz的1/3，加熱層體積功率密度是工頻爐的三倍，如此在加熱過程后期，表面容易產生過燒，如要避免，只有降低加熱功率，生產率將大大降低。要達到同樣的心表溫差，其均溫時間將大大延長。
采用工頻供電比采用中頻電源，綜合電效率高。中頻電源供電，其變頻柜的轉換效率為90－94％，即至少有6％的能源被變頻柜消耗。3000kW電源至少有180kW損耗，這也就是為什么中頻電源柜要通水強行冷卻。
在電源柜和感應加熱器之間的水冷銅排和水冷電容器，其線路壓降為電源柜輸出電壓的10－15％，能耗為電損耗的8%左右，這樣送到感應器上的功率就只有變壓器輸出功率的85％左右。消耗的能源必須由冷卻水帶走，一旦斷水供電線路很快就會燒壞 。而工頻爐的電源柜，供電線路銅排，電容器全部是自冷的，其線路損耗僅為變壓器輸出功率的1-2％。工頻加熱爐采用是不銹鋼筒，保溫氈，云母筒的復合爐襯。不銹鋼耐磨耐沖擊（保溫氈導熱系數低，僅為0.035，而打結爐襯導熱系數為0.9-1.2，導熱系數是保溫氈的30倍左右），云母筒起絕緣兼保溫作用。這種復合爐襯使每噸鋁錠加熱的電耗比打結爐襯下降5%以上。
中頻加熱爐采用耐火材料打結爐襯，不可避免因耐火材料受熱不均勻產生裂紋和掉渣，使感應器使用壽命縮短，掉渣如果附著到鋁錠上，帶到擠壓模具內，會影響模具壽命和產品質量。而如采用中頻加熱，因透入深度小，復合爐襯會被加熱燒紅甚至局部熔化而不能采用。故工業發達國家大型鋁錠加熱爐都采用復合爐襯，而不采用耐火材料打結爐襯。復合爐襯的感應器使用壽命可達5-10年，而打結爐襯的遠遠低于此。
采用變頻電源面臨重要問題是供電電源的高次諧波問題，變頻電源采用可控硅整流，不可避免有高次諧波。尤其在70％左右額定功率時，高次諧分量**，整個工廠很多電氣控制裝置不能使用。需加消諧裝置才能解決問題。供電部門對其使用有一定限制，國家也于1993年就制定了相關標準。而采用工頻供電就根本沒有這個問題。現在江浙一帶對變頻電源的諧波較為重視，不少企業在申報變頻電源時，供電局或不予批準，或要求其配專用的消諧裝置。
從國外資料與國內引進的大直徑鋁錠感應加熱爐來看，均未發現采用中頻加熱方式，（而國外的中頻電源技術遠遠領先于國內現有水平）所以我們認為這是因中頻加熱在大直徑鋁錠加熱方面是有嚴重缺陷所致。
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