感應(yīng)線圈工作時(shí),交變的電流通過感應(yīng)線圈形成交變磁場,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,交變的磁力線切割線圈內(nèi)部的金屬,形成感應(yīng)電流。因?yàn)榻饘俦旧泶嬖陔娮璋l(fā)熱,,電流在金屬內(nèi)部流通過程產(chǎn)生熱量,從而將金屬加熱或者熔化。這就是感應(yīng)加熱和感應(yīng)熔化的基本原理。
感應(yīng)線圈工作時(shí)有以下幾個(gè)特征:
1. 線圈中有高電壓強(qiáng)電流通過;
2. 線圈本身處于一個(gè)高溫的工作環(huán)境中;
3. 線圈與線圈之間必須保證良好的絕緣性能,一旦打火或者形成短路,電爐工作效率將大打折扣。
因?yàn)榫圈本身是一個(gè)導(dǎo)體,感應(yīng)線圈的匝間不能形成任何通路,因此感應(yīng)線圈的絕緣非常重要,直接影響到感應(yīng)電爐的使用效率與工人操作環(huán)境的安全。然而,遺憾的是感應(yīng)線圈的絕緣在行業(yè)內(nèi)并沒有得到足夠的重視, 大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)僅僅是在線圈制作完成后再在表面噴上一層常規(guī)的絕緣漆作為絕緣手段,此類絕緣漆大多是有機(jī)物質(zhì),在常溫下具有良好的絕緣能力,可是隨著溫度的升高,這類絕緣漆的性能迅速惡化,其本身也被逐漸碳化,當(dāng)溫度超過100°C后,絕緣漆會(huì)徹底碳化發(fā)黑,完全失去絕緣能力。
造成感應(yīng)線圈表面絕緣破壞的主要原因是感應(yīng)電爐的工作環(huán)境大多較為惡劣,雖然有水冷系統(tǒng),也不能確保絕緣漆一直在處于較低的溫度環(huán)境下工作。這主要是由于以下幾個(gè)方面的原因引起的:
1. 通過線圈的感應(yīng)電流具有集膚效應(yīng),即電流主要集中在銅管的表面,感應(yīng)電流的頻率越高,表面電流密度越大。所以感應(yīng)線圈銅管的發(fā)熱集中在表面,與絕緣漆接觸的表面溫度遠(yuǎn)高于銅管內(nèi)與冷卻水接觸部位的溫度。即使在正常的循環(huán)水冷卻條件下,出水溫度控制在50-60℃,銅管表面的溫度也會(huì)超過80℃。
2. 爐內(nèi)鋼水的傳導(dǎo)熱量。新爐爐襯較厚,能有效防止?fàn)t內(nèi)鋼水的熱量傳導(dǎo)到線圈表面,但是后期隨著爐襯的快速侵蝕,到后期爐襯變薄,鋼水傳導(dǎo)至線圈表面的熱量遠(yuǎn)高于新爐襯。實(shí)際測量表面,在新爐襯時(shí)(爐襯厚度約15cm)線圈漿料層的溫度在80°上下,到爐襯后期(厚度約為5cm),線圈漿料層的溫度已經(jīng)上升至接近200℃,此時(shí)常規(guī)絕緣漆已經(jīng)完全碳化失效。
3. 冷卻水冷卻能力下降,這主要是由于水質(zhì)的影響造成的。高溫下冷卻水容易結(jié)垢,尤其在水質(zhì)較硬的北方及西部地區(qū),冷卻水結(jié)垢現(xiàn)象突出,堵塞銅管,水流水壓減小,冷卻能力明顯下降,溫度升高反過來又加速結(jié)垢。一旦這種情況發(fā)生,銅管表面的溫度會(huì)迅速升高,常規(guī)絕緣漆在很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)被碳化破壞。
一旦線圈表面的絕緣漆破壞失去絕緣能力,此時(shí)極易導(dǎo)致線圈打火,主要因?yàn)椋?/span>
1. 水汽導(dǎo)致,尤其是新爐襯運(yùn)行時(shí),爐襯材料類的水分突然受熱汽化,會(huì)透過線圈漿料的毛細(xì)孔滲出,遇到溫度相對較低的線圈立即凝結(jié)成水珠,水是導(dǎo)體,立即造成打火。
2. 銅管的跑冒滴漏。因?yàn)殂~管內(nèi)的循環(huán)水可能局部的滴漏造成。
3. 車間的金屬粉塵在線圈表面堆積,形成短路打火。
一旦打火現(xiàn)象發(fā)生,溫度迅速升高,首先會(huì)徹底破壞該部分原有的剩余絕緣涂層,加速打火, 直至形成拉弧,擊穿銅管,嚴(yán)重的生產(chǎn)事故和財(cái)產(chǎn)損失。
此外,電爐超負(fù)荷工作也是易于引起線圈打火的一種重要因素,因?yàn)槌^額定功率工作時(shí),通過線圈的電流電壓增加,線圈發(fā)熱量提高,此時(shí)絕緣層更容易受到高溫的破壞從而失去絕緣能力,在高電壓下打火則更易于發(fā)生。
鑒于感應(yīng)線圈的絕緣如此重要,而目前市場上又沒有一款絕緣漆能夠有效保證感應(yīng)線圈在惡劣的工況下還有良好的絕緣性能,特別是在高溫有良好的耐溫性能。更益能源科技(上海)有限公司引進(jìn)創(chuàng)新了THERMAL S.C 系列耐高溫絕緣漆彌補(bǔ)了這一空白領(lǐng)域。
THERMAL S.C系列超高溫絕緣漆(簡稱TSC-L)是基于美國核電領(lǐng)域高溫絕緣配方研制的耐高溫絕緣漆,TSC-L 是專用于高溫絕緣環(huán)境下感應(yīng)線圈表層涂覆材料,本產(chǎn)品用無機(jī)—有機(jī)嫁接技術(shù),溶液分子改性螯合處理,全面發(fā)揮出無機(jī)和有機(jī)材質(zhì)的優(yōu)勢,耐溫可以達(dá)到750℃,附著力好,涂層致密,電阻率高,介電常數(shù)好,不會(huì)產(chǎn)生電子滲流和隧道效應(yīng),硬度高,耐磨使用壽命長。專用于中頻爐線圈能有效杜絕線圈打火,電流泄漏等現(xiàn)象。提高感應(yīng)電爐效率,降低電耗。