[实用新型]一种节能且稳定的中频感应钢壳炉

说明书

技术领域

本实用新型属于加热设备领域，具体涉及一种节能且稳定的中频感应钢壳炉。

背景技术

中频感应加热炉由于具有加热速度快、生产效率高、作业环境好、氧化脱炭少及节省材料的优点，被广泛应用在焊接、退火、淬火、透热等工艺处理中，覆盖汽车、摩托车零部件、铁路钢轨、航空航天、兵器制造、机械制造、电器制造及特种金属加工等行业。

中频感应加热炉是一款在坩埚内盛放待加热熔化的金属材料，坩埚外周设置炉衬，然后在炉衬的外周绕制线圈，通过中频电源对线圈通电，利用线圈的电磁感应原理进行加热熔化的装置。炉体的钢壳通常由钢架、磁轭和位于钢架上部的炉盖构成，磁轭用来引导感应线圈的磁场走向。在实际使用的过程中，往往由于种种原因在炉衬中形成裂纹而导致漏炉事故。这种事故如果不能及时发现，轻者使感应线圈和磁轭的绝缘层损坏，重者使感应线圈的铜管烧坏，高温金属熔液和感应线圈的冷却水相接触，引起严重的设备事故，甚至引起爆炸，危及人身安全。

除此之外，设备在工作过程中，磁轭上端散射的磁场一直引起钢壳上端发热，减低钢壳的使用寿命；同时也损失了部分能量，造成能源浪费。并且在融化前期，大部分待熔化金属集中在炉体底部时，金属熔化所吸收的热能远远小于所消耗的电能，而在熔化后期，整个感应线圈随着被熔化铁水的增长，前期所存在的问题才有所改观。这就使得热吸收功率呈现先小后大的趋势，而不是较恒定的状态，也就势必延长了融化时间，降低了中频炉的电效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能且稳定的中频感应钢壳炉，能够动态分布电流的同时，将磁场折射引导回感应线圈内部，通过检测电流避免事故。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：发明一种节能且稳定的中频感应钢壳炉，包括钢架，钢架中安装有坩埚，坩埚的外周包裹有炉衬，炉衬上绕有电磁感应线圈，电磁感应线圈的外周套设磁轭，坩埚上方的钢架上设置炉盖；其特征在于：磁轭的上方设置法拉第环，法拉第环位于磁轭顶端距炉盖下端距离的三分之一处，法拉第环靠近磁轭设置；

所述电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的绕制方向相反，第一线圈的下端和第二线圈的上端并联在中频电源的一端，第一线圈的上端和第二线圈的下端并联在中频电源的另一端；

所述坩埚外设置第一接线柱，第一接线柱连接坩埚的内壁；炉衬外设置侧电极，侧电极连接第二接线柱，第二接线柱和第一接线柱之间连接直流电源构成检测回路，检测回路中设置测量电阻，测量电阻连接报警控制电路，报警控制电路检测测量电阻的电压信号，当电压信号高于给定阈值时，报警控制电路发出报警信号。

优选的，所述法拉第环与磁轭同轴设置。

优选的，所述法拉第环的内径大于磁轭的外径。

优选的，所述检测回路中串联有毫安级电流表。

优选的，所述报警控制电路中设置电压比较器，电压比较器的一输入端连接给定电路、另一输入端连接测量电阻，电压比较器的输出端连接继电器，继电器的触点给出开关量报警信号。

优选的，所述侧电极为不锈钢网。

优选的，还设置有接地螺栓，所述第一接线柱或者第二接线柱通过导线连接接地螺栓。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于磁轭的上方设置了法拉第环，而法拉第环也被称作“短路线匝”或者“短路环”，它与磁轭中的磁场相互作用，能够改变和反抗磁轭中磁力线的方向，将磁场折射回感应线圈的内部，作用于被熔化物，加快物料的熔化速度；同时减少了磁力线对炉盖的作用，避免其受热老化，利于延长其使用寿命；而增加的检测坩埚内和炉衬外的电流回路能够通过电流信号的大小来判定炉衬与坩埚是否有泄露现象，避免事故的发生。

2、由于电磁感应线圈分为自上而下依次排布的第一线圈和第二线圈，第一线圈与第二线圈的两相邻端头相并接，位于两端的端头相并接，电流具有选通特性，当被熔化物料位于炉体的下部时，上部没有填充料，电流基本从位于下部的第二线圈中流通，第一线圈中的电流较小，减小了电能浪费；而炉体中充满被熔物料时，电流则增大了在第一线圈中的通过量，实现了电流在第一线圈和第二线圈中的自由分布，从而增大热能吸收率。

3、由于法拉第环与磁轭同轴设置，且法拉第环的内径大于磁轭的外径，能够增大法拉第环折射回的磁力线量，进一步加快物料的熔化速度。

4、由于检测回路中串联有毫安级电流表，可以通过毫安级电流表直观地读取检测回路中的电流值，以判断炉衬外壁和坩埚内壁间的绝缘性能是否完好。