真空熔煉爐熔煉技術(shù)是鑄鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其設(shè)備一般采用沖天爐較多。1個(gè)時(shí)期以來(lái)，感應(yīng)熔煉爐得到迅速發(fā)展，在電力充足的情況下，日漸取代沖天爐。目前，無(wú)芯工頻感應(yīng)爐容量已達(dá)110 t，有芯工頻感應(yīng)爐容量則高達(dá)270 t。近年來(lái)，中頻感應(yīng)爐的發(fā)展及其所呈現(xiàn)的優(yōu)越性，給鑄鐵生產(chǎn)注入了新的活力。

1 兩種感應(yīng)熔煉爐

目前，在鑄鐵生產(chǎn)中應(yīng)用最多最普遍的感應(yīng)熔煉爐有工頻感應(yīng)爐和中頻感應(yīng)爐。

工頻感應(yīng)爐能使金屬熔化和升溫，且加熱均勻燒損少，便于調(diào)節(jié)鐵液的成分、污染小。但工頻感應(yīng)爐熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷爐啟動(dòng)需啟動(dòng)塊、生產(chǎn)不夠靈活、故一般常用于金屬和合金的重熔與升溫。另外，工頻感應(yīng)爐功率因數(shù)低，需配置大量補(bǔ)償電容器，也增加了占地面積和設(shè)備投資。

中頻感應(yīng)爐則電效率和熱效率高、熔煉時(shí)間短、省電、占地面積較少、投資較低，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化和具有生產(chǎn)靈活性。

中頻感應(yīng)爐適合熔煉鑄鐵，特別適合熔煉合金鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。它對(duì)爐料的適應(yīng)性也較強(qiáng)，爐料的品種和塊度可在較寬的范圍內(nèi)變動(dòng)。應(yīng)該指出，雖然中頻感應(yīng)爐優(yōu)點(diǎn)較多，發(fā)展較快，但工頻感應(yīng)爐則在鐵液貯存、保溫、調(diào)整合金成分和過(guò)熱升溫等方面，仍不失為1種良好的設(shè)備，尤其是作為高爐、沖天爐等熔煉爐的雙聯(lián)用爐仍然得到廣泛應(yīng)用。世界上最著名最大的離心球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠家，法國(guó)的木松橋公司就采用工頻感應(yīng)爐與高爐雙聯(lián)工藝，而日本久保田公司則采用工頻感應(yīng)爐與沖天爐雙聯(lián)工藝。首鋼鑄造廠早在80年代初，就在國(guó)內(nèi)首先采用了工頻感應(yīng)爐與高爐或沖天爐雙聯(lián)工藝，試制成功連續(xù)鑄造鑄態(tài)球墨鑄鐵管，并在以后的生產(chǎn)提供著高溫優(yōu)質(zhì)鐵液，一直延用至今，效果良好。

2中頻感應(yīng)爐的發(fā)展

目前，工頻感應(yīng)爐向大容量發(fā)展已基本停止，中頻感應(yīng)爐的發(fā)展則令人矚目。

2.1靜力變頻器

中頻感應(yīng)爐的發(fā)展得益于靜力變頻器的使用，這種變頻器和磁力變頻器比較，其效率高達(dá)95%～98%。作為感應(yīng)爐使用的變頻器額定功率不斷提高，近來(lái)，9 000 kW變頻器已投產(chǎn)，把它聯(lián)接在容量為12 t的爐子上，熔化鐵液的生產(chǎn)率可達(dá)18 t/h；將中頻感應(yīng)爐功率密度每噸熔化能力提高到1 000 kW，能使熔化期縮短到35 min。感應(yīng)爐的熔化率是隨爐子的容量變化而變化，一般中頻感應(yīng)爐熔化鑄鐵的熔化率為0.4～35 t/h。例如，使用2 t容量的爐子，可得到2～2.38 t/h的熔化率，使用12 t的爐子則可達(dá)到18～21 t/h的熔化率；而采用工頻感應(yīng)爐熔化冷料的熔化率，1.5 t爐為0.75 t/h、3 t爐為1.5 t/h、5 t爐為2.5 t/h，10 t爐只有4 t/h?？梢?jiàn)中頻感應(yīng)爐的熔化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了工頻感應(yīng)爐，這就為在選擇鑄鐵生產(chǎn)熔煉設(shè)備時(shí)可以以小代大，使用較小容量的中頻感應(yīng)爐代替較大容量的工頻感應(yīng)爐創(chuàng)造條件，中頻爐取代工頻爐既減少了用地，又降低了投資，也保證了鐵液的連續(xù)供應(yīng)，對(duì)于連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)能力較大的鑄鐵生產(chǎn)均十分有利。將中頻感應(yīng)爐用于連續(xù)鑄造或離心鑄造球墨鑄鐵管生產(chǎn)的鐵液熔煉，用它取代沖天爐，或與高爐、沖天爐進(jìn)行雙聯(lián)，其生產(chǎn)能力將可得到充分發(fā)揮。例如，國(guó)內(nèi)有1個(gè)離心球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠家，就是采用了10 t中頻感應(yīng)爐與高爐雙聯(lián)工藝，對(duì)鐵液進(jìn)行升溫和調(diào)整成分，將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃，大約需要27 min。該爐頻率100～200 Hz，功率為2 500 kW。

中頻感應(yīng)爐電效率和熱效率高，不但提高了熔化率、縮短了熔化時(shí)間，其單位電耗也相應(yīng)降低。與工頻感應(yīng)爐相比，其電耗可從700 kW.h/t降低到515～580 kW.h/t。有關(guān)資料表明，在考慮爐渣的熔化和過(guò)熱所需能量損失的情況下，中頻感應(yīng)爐冷啟動(dòng)時(shí)，單位電耗約582 kW.t/h，熱爐操作時(shí)，單位電耗為505～545 kW.h/t，如果連續(xù)加料操作，則單位電耗僅為494 kW.h/t。