MK16A型烧钝炉工作原理及铁损增加原因分析

MK16A型烧钝炉工作原理及铁损增加原因分析

一、概述

我们公司主要从事空调压缩机的生产，比较注重生产环境的保护及能源的节约，大力推进高能效压缩机的生产，压缩机节能的核心部分是马达，降低马达定子的铁损是减少能效损失的重要措施之一。

我们从日本武生松下引进了MK16A型铁芯烧钝炉，即常说的退火炉。该设备不同于传统的退火炉，主要是通过传送链传送方式，连续将定子送到加热区、发蓝区、冷却区、下料区，生产效率比较高。烧钝炉对定子加热不是用平常的加热棒加热，而是在定子送到加热区中时，加热线圈中通入交流电，定子被感应产生环行电流而被诱导加热，没定子时不会产生热量，热量浪费比较少，是高效节能的设备。烧钝后的定子可降低15%左右铁损的损耗，大大提高了压缩机的效率。

二、烧钝炉工作原理

烧钝炉主要由加热区，发蓝区，冷却区及气体发生装置组成。加热区主要是按照欧姆定律（Q=I2RQ：热量I：电流R：电阻），将电能转化为热能。该烧钝炉的功率为400KVA，电压为12000V，加热区的传送链穿过环形绝缘线圈，当定子通过加热区线圈时，在线圈中通入交流电，线圈中会产生磁力线，磁力线会诱发线圈中放置的定子表面产生电流，于是定子上产生了热量，定子表面产生电流的深度，是由电流的频率决定的。 如果希望定子加热较深，即设定较低的频率，如果希望定子仅表面加热，即设定较高的频率。根据我们积累下来的经验，外径Φ122.4mm的定子使用1KHz的电流频率比较合适，既不会加热太深浪费能源，又恰好达到烧钝的效果。

发蓝区温度为600℃左右，靠通入适量的空气，使定子表面形成氧化皮膜，即发蓝。工作原理：将压缩空气通过干燥装置进行除水处理，调节空气压力在0.5MPa的状态下，按1000～1200L/Hr的流量后输入炉中，并通过对气温的监控来调整供气量，一般气温保证在250℃左右，空气中的O2跟定子表面的铁反应（Fe+O2→Fe3O4）生成氧化皮膜，进行发蓝。定子过了发蓝区，然后经过退火区退火，再经过冷却区冷却，最后产品出炉排出。

保护气体发生装置是定子烧钝不可缺少的一部分，保护气体发生装置分为燃烧室、冷却脱水塔及干燥脱水塔。其工作原理是：由抽风机抽入空气与管道输入LPG或LNG到燃烧室进行不完全燃烧，产生出CO气体（气体主要成份：N2+CO+CO2），气体先进第一冷却器冷却到250～300℃，再进入第二冷却器冷却到30～40℃，经过冷却塔冷却脱水，温度下降为5～10℃，然后进入干燥脱水塔，由塔中活性碳吸附掉水份进行干燥，干燥气体再送入烧钝炉体内进行定子烧钝保护。由气体发生装置产生的CO2，N2，CO输送入炉体内，覆盖在定子表面使定子与空气隔开，保护定子不被氧化，且其中CO可消耗掉多余O2（CO+O2→CO2，），消除定子被氧化的化学成分。如果气体发生装置供气异常，造成过多的空气与定子接触，将导致大批定子被氧化造成报废。该保护气体必须严格保证CO含量为4%～6%，靠这部分还原性气体CO消耗掉混入炉中的氧气，确保工件不被氧化。但是CO含量过少或过多都不行。如果过少，炉中残留的氧气会使工件氧化而报废，而CO含量过多，会影响冷却带的发蓝效果，并且其可燃性会在炉中引起燃烧而潜在爆炸的危险。因此对CO含量的控制至关重要，这也是该套设备最重要的控制参数。由于炉中还有一定残余的CO成份，烧钝炉的工件入口、出口均装有强有力的室外排气装置及气体泄漏报警装置，保证工作人员安全。

该烧钝炉总体工作经过如下：定子经过加热区时，被从室温加热至780℃左右。加热带总长约3m，铁芯以100mm/min的速度随传送链向前移动。约30分钟后开始进入冷却带，即保持加热时间约30分钟。定子在冷却带中随着链条移动中冷却退火。与其他退火装置不同的正是，该烧钝炉采用链式传送缓慢经过冷却带冷却，冷却区是在炉体的周边通入循环的流动冷却水加快冷却。在冷却带中定子温度约350℃处向炉中通入适量干燥空气，进行定子表面发蓝。整个冷却时间约4.5hr。

三、铁损增加原因分析

1、滞留损的增加

2、涡电流损的增加