中頻爐漏爐報(bào)警的判斷方法
【摘要】 本文結(jié)合我公司使用的中頻感應(yīng)電爐，對其漏爐報(bào)警系統(tǒng)的原理、日常檢查方法以及漏爐報(bào)警的判斷方法進(jìn)行了深入的分析。
【關(guān)鍵詞】中頻爐 漏爐報(bào)警 判斷方法
Judgment of Alarm System on MF Induction Furnace
Abstract: In this paper, The principle of alarm system, The Day-to-day examination and the Judgment of Alarm System on MF Induction Furnace have been in-depth analyzed, according to the using of MF Induction Furnace in our company.
Key words: MF Induction Furnace; Alarm System; Judgment
1 前言：
漏爐報(bào)警裝置是坩堝感應(yīng)電爐重要的保護(hù)裝置，它是用來判斷爐襯的使用情況，防止?fàn)t襯開裂造成漏爐事故的安全裝置。在電爐日常運(yùn)行中，如何判別漏爐報(bào)警系統(tǒng)是否正常；在漏爐報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，如何準(zhǔn)確地判斷是否為真報(bào)警，這不僅關(guān)系到爐齡的長短，更關(guān)系到電爐設(shè)備的安全，下面詳細(xì)的分析幾種常用的檢測及判斷方法。
2 漏爐報(bào)警系統(tǒng)的原理：
我公司現(xiàn)有一臺(tái)的10噸及兩臺(tái)20噸中頻爐，全部采用接觸式漏爐報(bào)警裝置。其原理為在爐底埋入不銹鋼絲作為一個(gè)電極（簡稱爐底線），它與爐內(nèi)鐵水相連。在感應(yīng)線圈內(nèi)側(cè)云母板與石棉板之間，安裝不銹鋼絲網(wǎng)作為另一個(gè)電極（簡稱報(bào)警網(wǎng)），它的高度略高于爐內(nèi)鐵水，成“C”形分布。在這兩個(gè)電極之間加入低壓直流電源，在正常狀況下，由于爐襯材料與石棉板都有很大的絕緣電阻，報(bào)警回路電流很小。當(dāng)爐襯侵蝕到一定程度，鐵水滲透到不銹鋼絲網(wǎng)時(shí)，爐底電極與不銹鋼絲網(wǎng)導(dǎo)通，報(bào)警回路電流迅速增加，達(dá)到報(bào)警整定值后報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
為了確保報(bào)警系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠，必須滿足以下條件：
2.1 爐底線與鐵水保持良好的電氣接觸。
2.2 爐底線與報(bào)警網(wǎng)不能同時(shí)接地。
2.3 報(bào)警電流表的整定值小于爐底線與報(bào)警網(wǎng)短路電流值。
這樣才能保證當(dāng)鐵水快要接觸到報(bào)警網(wǎng)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)就已經(jīng)提前發(fā)出報(bào)警信號(hào)，為及時(shí)出空爐內(nèi)鐵水提供了足夠的時(shí)間，以確保電爐設(shè)備的安全運(yùn)行。
圖1 漏爐報(bào)警系統(tǒng)原理圖
3 漏爐報(bào)警系統(tǒng)的日常檢查方法：
在電爐運(yùn)行過程中，每天必須對報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行檢測。方法如下：（注：此方法適用于報(bào)警系統(tǒng)未發(fā)出報(bào)警信號(hào)之前進(jìn)行測量）
3.1 確認(rèn)報(bào)警系統(tǒng)控制電源處于工作狀態(tài)，爐體選擇開關(guān)（SA2）處于閉合位置。
3.2 將電爐的功率控制旋鈕朝逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)到底，旋轉(zhuǎn)逆變停止旋鈕，使電爐停止工作。
3.3 短接爐底線與報(bào)警網(wǎng)引出線，報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，拆除短接線后報(bào)警電流恢復(fù)原來數(shù)值。如果不報(bào)警，則需檢查直流電源、報(bào)警電流表、限流電阻及其連接線。
3.4 準(zhǔn)備一根干燥的實(shí)心鐵釬，將鐵釬一頭用導(dǎo)線連接到報(bào)警柜內(nèi)報(bào)警網(wǎng)線“320”，鐵釬另一頭插入爐子的金屬液中（注意：鐵釬不能接觸爐殼和接地），觀察報(bào)警電流表上指針是否朝右偏轉(zhuǎn)。
3.4.1 如果報(bào)警電流表上指針朝右偏轉(zhuǎn)超過報(bào)警整定值，發(fā)出聲光報(bào)警，說明爐底線與鐵水接觸良好。
3.4.2 如果報(bào)警電流表上指針朝右偏轉(zhuǎn)未達(dá)到報(bào)警整定值，說明爐底線與鐵水接觸不良。需將報(bào)警整定值朝左調(diào)整，直至發(fā)出聲光報(bào)警為止。
3.4.3 如果報(bào)警電流表上指針不動(dòng)，說明爐底線與鐵水接觸完全斷開。漏爐報(bào)警系統(tǒng)失效。
3.4.4 在漏爐報(bào)警系統(tǒng)失效的情況下，將鐵釬一頭用導(dǎo)線連接到報(bào)警柜內(nèi)爐底線“321”，鐵釬另一頭插入爐子的金屬液中（注意：鐵釬不能接觸爐殼和接地），觀察報(bào)警電流表上的數(shù)值。此數(shù)值反映真實(shí)的報(bào)警電流值。
⑴ 如果報(bào)警電流表指針不動(dòng)，說明爐襯良好。
⑵ 如果報(bào)警電流表指針朝右偏轉(zhuǎn)，說明爐襯不好。偏轉(zhuǎn)數(shù)值越大，說明爐襯侵蝕及開裂現(xiàn)象越嚴(yán)重。
⑶ 如果報(bào)警電流表指針達(dá)到報(bào)警整定值，發(fā)出聲光報(bào)警，說明爐襯已漏爐報(bào)警。
3.5 用導(dǎo)線一頭連接到報(bào)警柜內(nèi)爐底線“321”，導(dǎo)線另一頭接觸爐殼。觀察報(bào)警電流表上指針是否朝右偏轉(zhuǎn)。
3.5.1 如果報(bào)警電流表指針不動(dòng)，說明報(bào)警網(wǎng)線對地絕緣良好。
3.5.2 如果報(bào)警電流表指針朝右偏轉(zhuǎn)，說明報(bào)警網(wǎng)線對地絕緣不好。偏轉(zhuǎn)數(shù)值越大，說明報(bào)警網(wǎng)線接地現(xiàn)象越嚴(yán)重。
3.6 用導(dǎo)線一頭連接到報(bào)警柜內(nèi)報(bào)警網(wǎng)線“320”，導(dǎo)線另一頭接觸爐殼。觀察報(bào)警電流表上指針是否朝右偏轉(zhuǎn)。
3.6.1 如果報(bào)警電流表指針不動(dòng)，說明爐底線和鐵水對地絕緣良好。
3.6.2 如果報(bào)警電流表指針朝右偏轉(zhuǎn)，說明爐底線和鐵水對地絕緣不好。偏轉(zhuǎn)數(shù)值越大，說明爐底線和鐵水接地現(xiàn)象越嚴(yán)重。
圖2 漏爐報(bào)警系統(tǒng)檢測方法
4 通過報(bào)警電流表判斷漏爐報(bào)警的方法：
在新筑爐襯開始使用的幾天之內(nèi)，由于爐襯石英砂中水分未完全排出，鐵水與報(bào)警網(wǎng)之間的電阻較小，報(bào)警電流較高。此時(shí)表現(xiàn)為報(bào)警電流值隨著電爐功率的變化有所變化，電爐送電時(shí)的報(bào)警電流表指針會(huì)向右偏轉(zhuǎn)，個(gè)別時(shí)候甚至達(dá)到報(bào)警整定值而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此時(shí)的報(bào)警數(shù)值以電爐斷電時(shí)的報(bào)警值為準(zhǔn)。
隨著使用天數(shù)的延長，報(bào)警電流會(huì)逐漸減小直至很低。
如果在爐襯使用一段時(shí)間之后，報(bào)警電流由很小值忽然大幅增加，且出現(xiàn)電爐送電時(shí)報(bào)警電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，此時(shí)多數(shù)是由于感應(yīng)線圈及接頭出現(xiàn)漏水造成爐襯受潮，報(bào)警網(wǎng)與鐵水絕緣電阻值下降所致。需要立即檢查感應(yīng)線圈有無發(fā)生漏水現(xiàn)象。
當(dāng)爐襯使用幾周至一個(gè)多月時(shí)，隨著爐襯逐漸侵蝕變薄，報(bào)警電流會(huì)逐漸升高。此時(shí)必須密切注意報(bào)警電流的變化情況，當(dāng)報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，判斷如下：
4.1 如果爐底線、報(bào)警網(wǎng)線對地絕緣良好，則此時(shí)的報(bào)警為真實(shí)的漏爐報(bào)警。應(yīng)立即停爐出空鐵水。
4.2 如果爐底線、報(bào)警網(wǎng)線全部接地，則無法判斷漏爐報(bào)警是否真實(shí)。此時(shí)應(yīng)盡量鏟除爐口周圍的所有掛鐵，檢查和處理爐底線及報(bào)警網(wǎng)引出線對地的絕緣，消除爐底線、報(bào)警網(wǎng)的接地，觀察報(bào)警電流是否下降。如果報(bào)警電流仍未下降，應(yīng)作為真漏爐報(bào)警處理，需及時(shí)停爐。
5 用萬用表電阻檔測量爐襯電阻的方法：
在報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，如何最終確定爐襯是否為真報(bào)警，需用萬用表來進(jìn)行檢測。首先斷開爐底線、報(bào)警網(wǎng)線與報(bào)警系統(tǒng)之間的連接線。將萬用表量程撥至（×10Ω）或（×100Ω），然后分別測量爐底線與報(bào)警網(wǎng)、爐底線與地、報(bào)警網(wǎng)與地之間的電阻值。由于在高溫情況下，爐底線與報(bào)警網(wǎng)、爐底線與地、報(bào)警網(wǎng)與地之間經(jīng)常會(huì)存在一定幅度的直流電動(dòng)勢（幅值小于1V），所以在測量同一個(gè)電阻的時(shí)候，需要對調(diào)表棒進(jìn)行正向、反向電阻的測量。如果在這兩次測量的過程中，有一個(gè)測量值小于零，則表明不適合用此方法測量該電阻，需改用萬用表電流、電壓檔測量爐襯電阻的方法。
定義：爐底線為C，報(bào)警網(wǎng)為A，大地為E
5.1 測量爐底線與報(bào)警網(wǎng)之間正反向的電阻值Rca , Rac。如果Rca≥0 且 Rac≥0，則：爐底線與報(bào)警網(wǎng)之間的電阻值 RCA=(Rca+Rac)/2。
5.2 測量爐底線與地之間正反向的電阻值Rce , Rec。如果Rce≥0 且Rec≥0，則：爐底線與報(bào)警網(wǎng)之間的電阻值 RCE=(Rce+Rec)/2。
5.3 測量報(bào)警網(wǎng)與地之間正反向的電阻值Rae , Rea。如果Rae≥0 且Rea≥0，則：爐底線與報(bào)警網(wǎng)之間的電阻值 RAE=(Rae+Rea)/2。
6 用萬用表電流、電壓檔測量爐襯電阻的方法：
如果測量爐底線與報(bào)警網(wǎng)之間正反向電阻值、爐底線與地之間正反向電阻值、報(bào)警網(wǎng)與地之間正反向電阻值時(shí)出現(xiàn)負(fù)值，則需采用萬用表直流電流檔（5mA或50mA）、直流電壓檔（1V）進(jìn)行測量：
首先斷開爐底線、報(bào)警網(wǎng)線與報(bào)警系統(tǒng)之間的連接線。
6.1 測量爐底線與報(bào)警網(wǎng)線之間的開路電壓值Uca和短路電流值Ica，則：爐底線與報(bào)警網(wǎng)線之間的電阻值 RCA=Uca / Ica 。
6.2 測量爐底線與地之間的開路電壓值Uce和短路電流值Ice，則：爐底線與地之間的電阻值RCE=Uce / Ice 。
6.3 測量報(bào)警網(wǎng)線與地之間開路電壓值Uae和短路電流值Iae，則：爐底線與地之間的電阻值RAE=Uae / Iae 。
7 通過比較RCA、RCE、RAE的值來判斷是否真報(bào)警：
7.1 如果RCA遠(yuǎn)小于RCE、RAE的值，且RCA小于50Ω，說明爐底線已與報(bào)警網(wǎng)相通，且爐底線、報(bào)警網(wǎng)線對地絕緣良好。則可判斷爐襯已經(jīng)真報(bào)警，應(yīng)立即停爐出空鐵水。
7.2 如果RCA與RCE、RAE的值相差不多，且RCA小于50Ω，說明爐底線、報(bào)警網(wǎng)線全部接地，
圖3 用萬用表電流、電壓檔測量爐襯電阻
則無法判斷漏爐報(bào)警是否真實(shí)。此時(shí)應(yīng)盡量鏟除爐口周圍的所有掛鐵，檢查和處理爐底線及報(bào)警網(wǎng)引出線對地的絕緣，消除爐底線、報(bào)警網(wǎng)的接地，同時(shí)觀察RCA的值有無升高，若RCA的值明顯升高，說明漏爐報(bào)警為接地引起的誤報(bào)警。若RCA的值無變化，應(yīng)作為真漏爐報(bào)警處理，需立即停爐出空鐵水。
8 結(jié)束語：
使用以上介紹的漏爐報(bào)警檢測方法，可以準(zhǔn)確地判斷出報(bào)警系統(tǒng)是否正常、報(bào)警網(wǎng)及爐底線是否接地以及爐襯的侵蝕情況，為電爐的安全使用提供了保障。經(jīng)過一年多運(yùn)行，未出現(xiàn)一起爐襯穿鐵而漏爐報(bào)警系統(tǒng)未發(fā)出報(bào)警信號(hào)的現(xiàn)象，確保了生產(chǎn)安全。
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