陶瓷鋅鍋感應器加熱原理分析

1、1陶瓷鋅鍋加熱原理分析陶瓷鋅鍋加熱原理分析袁新民，李九嶺，汪曉林袁新民，李九嶺，汪曉林（武漢市吉瑞化工科技有限公司，湖北武漢430074武漢市吉瑞化工科技有限公司，湖北武漢430074）一、前言一、前言目前帶鋼連續(xù)熱鍍鋅作業(yè)線均采用陶瓷鋅鍋，它是熱鍍鋅機組中的重點設備，而工頻有芯感應器又是鋅鍋提供熱源的心臟。因此，了解陶瓷鋅鍋感應器加熱原理，對陶瓷鋅鍋的維護及使用有著重要意義。二、陶瓷鋅鍋感應器熔溝內鋅液的流動與加熱二、陶瓷鋅鍋感應器熔

2、溝內鋅液的流動與加熱在熱鍍鋅工具書中只有簡要地敘述：“當感應加熱體的一次線圈通電時，熔溝內的液態(tài)鋅由于產(chǎn)生感應電流而被加熱。同時，一次電流又產(chǎn)生一個磁場，通過磁場作用，使作為二次電流的鋅液按照一定方向發(fā)生運動?！薄５鶝]有詳細闡明鋅液的運動的動力來源及其流動的方向。通過我們多年的工作實踐并且反復驗證，已證明陶瓷鋅鍋感應器內鋅液是從中間熔溝噴出，而從兩邊熔溝流入。1.感應器的噴流形式設感應器熔溝從左到右分別為LN、MN、RN（L左，M中間

3、，R右，N公共點）。見圖1、圖2。圖1感應器側剖視圖圖1感應器側剖視圖1搗料；2熔溝；3線圈；4外殼；5外殼法蘭孔圖2感應器俯視圖圖2感應器俯視圖1外殼；2熔溝；3線圈；4鐵芯；5外殼法蘭孔從圖1可以看出：熔溝LN、MN、RN直徑大致相等且都充滿有鋅液，圖2中的熔溝L、M、R33.感應器熔溝中鋅液的流動現(xiàn)假定熔溝LN、MN、RN中的鋅液都固定不動，那么從溫升情況看，其體積必然膨脹：ΔVL↗，ΔVR↗，ΔVM↗↗由于通電膨脹之前三熔溝內鋅

4、液的密度相同，即γL＝γR＝γM＝γ因為溫升越快，膨脹速度就越快，所以鋅液膨脹后其密度也發(fā)生變化，即：γL′↙，γR′↙，γM′↙↙而鋅液膨脹后熔溝中水平段的密度與左右熔溝內鋅液的密度相同并且遠大于中間熔溝的密度，即γ水平＝γL′＝γR′＞＞γM′，而鋅鍋內熔溝出口附近的鋅液壓力是處于一致的（等于大氣壓加上鋅液的壓力hγ），由此在中間熔溝與水平熔溝的鋅液之間產(chǎn)生了密度差，因此也就是產(chǎn)生了壓力差：PL＝PR＞＞PM可見在壓力差的作用下，中

5、間熔溝MN的鋅液就被迫擠出，就流到鋅鍋中，擠出方向從N到M，留下的空穴由兩側熔溝LN、RN的鋅液填補進來，從而導致了兩側熔溝的密度進一步減少，那么鋅鍋內密度一致的鋅液在此密度差的作用下，進入熔溝LN、RN得到了填充，因此就形成了鋅液經(jīng)加熱后從中間熔溝噴流出，而從兩側流進入的結果。這樣周而復始不止息的噴流就是感應器熔溝中鋅液的固定流動方式。顯然，外加電流越大，噴流速度就越快，加熱能力就越強。制造鍋體時，雖然中間熔溝的斷面積比兩側熔溝的斷面

6、積稍大一些，但應用實踐證明，上述推導的結果依然適用。4.熔溝內二次電流的計算溝槽式鋅鍋感應器的工作原理與變壓器相似。在導磁體的鐵芯上安置了多匝的一次繞組即感應線圈，二次繞組就是熔溝內流動的鋅液，給感應線圈通以工頻交變電流之后，熔溝中就會感應出低電壓，大電流。n1：n2＝I2：I1同時n1：n2＝U1：U2。即電流與匝數(shù)成反比，電壓與匝數(shù)成正比。感應器就因熔溝通過很大的電流而作功，其發(fā)熱的功為：W＝I2RT。即所作功為流經(jīng)熔溝的電流的平方

7、乘以熔溝的電阻再乘以時間。熔溝中的熱又通過傳導和對流的方式傳送到鋅鍋中的鋅液。由變壓器原理可知，作為二次線圈的熔溝只能看作一匝線圈，而一次線圈匝數(shù)設定為n，一般感應器一次線圈的匝數(shù)為17~18匝。現(xiàn)以一次線圈17匝為例，計算如下：（1）電流I熔溝／I線圈＝n1＝17，所以I熔溝＝17I線圈在正常生產(chǎn)中，感應器低保溫電流為IA＝IB≈100A，則I熔溝＝1700A，I中＝3400A（2）電壓U熔溝U線圈＝1n＝117，所以U熔溝＝U線圈1

8、7在正常生產(chǎn)中，感應器低保溫電壓最低不能低于80伏。有的廠家規(guī)定為100伏，那就更有保障了。按照80伏計算結果如下：U線圈＝80V，所以U熔溝＝8017＝4.7V因此熔溝中電壓極低，即為安全電壓，而電流是沿最短線路流通的，所以沒有觸電的感覺。最短線路可以這樣理解：若將鐵棒伸進鋅鍋內操作甚至插到熔溝內，見圖4。圖4將鐵棒插進熔溝內的示意圖圖4將鐵棒插進熔溝內的示意圖如圖4所示將鐵棒插進鍋內，甚至插入熔溝中，由于該熔溝內電流很大，A、B、C