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工频电炉的历史和发展

发布时间:2019-03-19 11:00:37 点击量:

  1887年英国人S.Z.弗兰蒂(Sebestian Ziani de Ferranti)在英国首先取得明沟式有心感应炉的专利,但未得到实际应用。1917年美国人MR.J.R怀特(MR.J.R.Wyatt)开发了商品名为AJAX-WYATT的“潜沟式”(Sabmerged Register)有心感应炉,并用于黄铜的熔炼,开创了有心感应炉的工业应用历史。1918年美国人DR.E.F.年诺思拉帕(DR.E.F.Northrup)研制出电火花高频振荡电源装置,并利用该电源装置开发了高频感应炉,成功地用于钢的熔炼。20世纪20年代中期,电动发电机式(MG式)和电子管高频振荡式电源装置相继问世,有力地推动了中、高频感应熔炼炉和感应加热设备的发展。1932年美国TOCCO公司完成了高频淬火装置的工业应用开发。第二次世界大战中,感应透热设备开始用于炮弹生产。第二次世界大战后,工频无心感应炉获得开发,50年代起在铸造行业得到迅速发展。1957年美国GE公司研制出晶闸管式变频电源装置,很快在中频感应炉上得到推广、应用,有力地推动了中频感应炉的发展。1958年加拿大的P.柏林格(P.Biringer)发明了三倍频器,在中频加热方面得到小范围应用。70年代,特别是进入80年代后,电力电子与半导体技术的发展日新月异,电力晶体管、静电感应晶体管(SIT)、功率场效应晶体管(power MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)相继开发,而且随着半导体器件控制特性、开关特性等的不断改进、提高,各晶体管变频电源日趋大容量、宽频域、高效率和长寿命化。20世纪末,中、高频感应加热、感应熔炼用变频电源装置基本上已全部静止化。美、日等工业发达国家已有8~10 MW、0.2~10 kHz的晶闸管式中频电源设备供应市场。晶闸管式变频电源已取代MG式,静电感应晶体管式、场效应晶体管式变频电源已逐步开始取代电子管式高频电源。IGBT式变频电源装置和MOS栅控晶闸管MCT (MOS controlled thyristor)式变频电源装置已开始涉足10 kHz以下的中频感应加热领域。晶闸管式、IGBT式和静电感应晶体管式中、高频电源已分别可用到10,60,1000 kHz。20世纪90年代以来,工业计算机系统在感应炉自动化操作、炉况监控、故障诊断乃至熔炼与浇注的过程控制等方面的应用日趋扩大。由计算机控制的一台电源同时向两台感应炉供电的功率分配式感应熔炼用新型电源设备已取得专利,并在感应熔炼中得到应用。

  工频电炉

  中国于60年代初开始研制工频电炉,1966年成功地制造出第一台铁坩埚无心工频电炉。此后,工频无心感应炉的发展速度加快,并逐步形成系列。与此同时,有心感应炉也随之问世,并在有色金属熔炼和铸铁保温领域得到有效应用。1975年6月中国第一台铸铁熔炼用20 t大型工频无心感应炉由西安变压器电炉厂研制成功,并在富拉尔基第一机床厂顺利投入运行。西安电炉研究所也先后于80年代和90年代研制出45 t铸铁保温有心感应炉和120 t有心感应化锌炉。70年代初,晶闸管变频电源获得开发,并逐步取代三倍频电源和旋转变频机在中频加热领域得到广泛应用。20世纪末已有100~300 kW、0.4~8 kHz系列的晶闸管变频电源设备可供用户选用,2.5 t/1500 kW炼钢用中频感应炉和30 t铸铁保温用中频感应炉已正式投入运行。静电感应晶体管SIT式、绝缘栅双极型晶体管IGBT式中、高频电源等的研究始于20世纪80年代后半期,90年代已有100~200 kHz、20~300kW系列的全晶体管高频电源装置投放市场。但中国变频电源装置的整体技术水准与美国、日本等工业发达国家相比还有相当差距。