中频炉维修、特点、组成、控制板的10个主要功能

时间:2018-06-06 浏览:

中频炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至1000 HZ)的电源装置,配上感应圈及补偿电容器,应用电磁感应原理的加热设备,广泛用于有色金属的熔炼、加热。如熔练生铁,普通钢、不锈钢、工具钢、铜、铝、金、银及合金等;透热锻造用途的钢件、铜件,用于挤压成形的铝锭等,对金属进行调质、淬火等热处理。中频炉加热装置具有体积小,重量轻、效率高、热加工质量优及有利环境等优点,正迅速淘汰燃煤炉、燃气炉、燃油炉及普通电阻炉,是新一代的金属加热设备。下面小编来为大家介绍中频炉维修、特点、组成、控制板的10个主要功能、使用注意事项、熔炼能耗的影响因素、保养方法。想要了解这些知识的小伙伴们就继续往下文阅读吧!

中频炉维修、特点、组成、控制板的10个主要功能

中频炉维修
一、开机设备不能正常起动
1、故障现象:起动时直流电流大,直流电压和中频电压低,设备声音沉闷过流保护。
分析处理:逆变桥有一桥臂的晶闸管可能短路或开路造成逆变桥三臂桥运行。用示波器分别观察逆变桥的四个桥臂上的晶闸管管压降波形,若有一桥臂上的晶闸管的管压降波形为一线,该晶闸管已穿通;若为正弦波,该晶闸管未导通,更换已穿晶闸管,并查找晶闸管未导通的原因。
2、故障现象:起动时直流电流大,直流电压低中频电压不能正常建立。
分析处理:补偿电容短路.断开电容,查找短路电容,更换短路电容。
3、故障现象:重载冷炉起动时,各电参数和声音都正常,但功率升不上去,过流保护。
分析处理:
①逆变换流角太小。用示波器观看逆变晶闸管的换流角,把换流角调到合适值;
②炉体绝缘阻值低或短路,用兆欧表检测炉体阻值。排除炉体的短路点
③炉料钢铁相对感应圈阻值低,用兆欧表检测炉料相对感应圈的阻值;若阻值低重新筑炉。
4、故障现象:零电压扫频起动电路不好起动,
分析处理:
①电流负反馈量调整得不合适,检查电流互感器同名端:
②信号线是否过长过细;
③中频变压器和隔离变压器是否损坏,特别要注意变压器匝间短路,重新调整电流负反馈量,更换已损坏的部件。
5、故障现象零电压它激扫频起动电路不好起动。
分析处理:
①扫频起始频率选择不合适,重新选择起始频率;
②扫频电路有故障,用示波器观察扫频电路的波形和频率,排除扫频电路故障。
6、故障现象:起动时各电参数和声音都正常,升功率时电流突然没有,电压到额定值过压过流保护。
分析处理:负载开路检查负载铜排接头和水冷电缆。
二、设备能起动但工作状态不对
1、故障现象:设备空载能起动,但直流电压达不到额定值,直流平波电抗器有冲击声并伴随抖动。
分析处理:关掉逆变控制电源,在整流桥输出端上接上假负载,用示波器观察整流桥的输出波形,可看到整流桥输出缺相波形,缺相的原因可能是:
①整流触发脉冲丢失;
②触发脉冲的幅值不够宽度太窄,导致触发功率不够,造成晶闸管时通时不通;
③双脉冲触发电路的脉冲时序不对或脉冲丢失;
④晶闸管的控制极开路/短路/接触不良。
2、故障现象:设备能正常顺利起动,当功率升到某一值时过压或过流保护。
分析处理:分两步查找故障原因:
①先将设备空载运行,观察电压能否升到额定值;若电压不能升到额定值并且多次在电压某一值附近过流保护,这可能是补偿电容或晶闸管的耐压不够造成的,但也不排除是电路某部分打火造成的,,
②电压能升到额定值,可将设备转入重载运行,观察电流值是否能达到额定值;若电流不能升到额定值,并且多次在电流某一值附近过流保护,这可能是大电流干扰,要特别注意中频大电流的电磁场对控制部分和信号线的干扰。
三、设备正常运行时易出现的故障
1、故障现象:设备运行正常,但在正常过流保护动作时烧毁多只KP晶闸管和快熔。
分析处理:
过流保护时为了向电网释放平波电抗器的能量,整流桥由整流状态转到逆变状态,这时如果α>120度;,就有可能造成有源逆变颠覆,烧毁多只晶闸管和快熔,开关跳闸,并伴随有巨大的电流短路爆炸声,对变压器产生较大的电流和电磁力冲击,严重时会损坏变压器。
2、故障现象:设备运行正常,但在高电压区内某点附近设备工作不稳定,直流电压表晃动,设备伴随有吱吱的声音,这种情况极容易造成逆变桥颠覆烧毁晶闸管。
分析处理:这种故障较难排除,多发生于设备的某部件高压打火:
①连接铜排接头螺丝松动造成打火;
②断路器主接头氧化导致打火;
③补偿电容接线桩螺丝松动,引起打火,补偿电容内部放电阻容吸收电打火;
④水冷散热器绝缘部分太脏或炭化对地打火;,
⑤炉体感应线圈对炉壳/炉底板打火,炉体感应线圈匝间距太近,匝间打火或起弧。固定炉体感应线圈的绝缘柱因高温炭化放电打火,
⑥晶闸管内部打火。
3、故障现象:设备运行正常但不时地可听到尖锐的嘀—嘀声,同时直流电压表有轻微地摆动。
分析处理:
用示波器观察逆变桥直流两端的电压波形,一个周波失败或不定周期短暂失败,并联谐振逆变电路短暂失败可自恢复周期性短暂,失败一般是逆变控制部分受到整流脉冲的干扰,非周期性短暂失败一般是由中频变压器匝间绝缘不良产生。
4、故障现象:设备正常运行一段时间后出现异常声音,电表读数晃动设备工作不稳定。
分析处理:
①设备工作一段时间后出现异常声工作不稳定,主要是设备的电气元器件的热特性不好,可把设备的电气部分分为弱电和强电两部分,分别检测。先检测控制部分,可预防损坏主电路功率器件,在不合主电源开关的情况下,只接通控制部分的电源,待控制部分工作一段时间后,用示波器检测控制板的触发脉冲,看触发脉冲是否正常。
②在确认控制部分没有问题的前提下,把设备开起来,待不正常现象出现后,用示波器观察每只晶闸管的管压降波形,找出热特性不好的晶闸管;若晶闸管的管压降波形都正常,这时就要注意其它电气部件是否有问题,要特别注意断路器、电容器、电抗器、铜排接点和主变压器,
5、故障现象:设备工作正常但功率上不去。
分析处理:
设备工作正常只能说明设备各部件完好,功率上不去,说明设备各参数调整不合适。影响设备功率上不去的主要原因有:
①整流部分没调好,整流管未完全导通,直流电压没达到额定值影响功率输出;
②中频电压值调得过高/过低影响功率输出;
③截流截压值调节得不当使得功率输出低;
④炉体与电源不配套严重影响功率输出;
⑤补偿电容器配置得过多或过少都得不到电效率和热效率最佳的功率输出,即得不到最佳的经济功率输出;
⑥输出回路的分布电感和谐振回路的附加电感过大,也影响最大功率输出。
6、故障现象:设备运行正常但在某功率段升降功率时,设备出现异常声音抖动,电气仪表指示摆动。
分析处理:这种故障一般发生在功率给定电位器上,功率给定电位器某段不平滑跳动,造成设备工作不稳定严重时造成逆变颠覆烧毁晶闸管。
7、故障现象:设备运行正常但旁路电抗器发热烧毁。
分析处理:造成旁路电抗器发热烧毁的主要原因有,
①旁路电抗器自身质量不好;
②逆变电路存在不对称运行,造成逆变电路不对称运行的主要原因来源于信号回路。
8、故障现象:设备运行正常经常,击穿补偿电容。
分析处理故障原因:
①中频电压和工作频率过高,
②电容配置不够;
③在电容升压电路中,串联电容与并联电容的容量相差太大,造成电压不均击穿电容;
④却不好击穿电容。
9、故障现象:设备运行正常但频繁过流。
分析处理:
设备运行时各电参数波形声音都正常,就是频繁过流。当出现这样的故障时要注意,是否是由于布线不当产生电磁干扰和线间寄生参数耦合干扰,如强电线与弱电线布在一起,工频线与中频线布在一起,信号线与强电线、中频线汇流排交织在一起等。
四、直流平波电抗器
故障现象:设备工作不稳定,电参数波动,设备有异常声音,频繁出现过流保护和烧毁快速晶闸管。
分析处理:在中频电源维修中,直流平波电抗器故障属较难判断和处理的故障。直流平波电抗器易出现的故障有:
①用户随意调整电抗器的气隙和线圈匝数,改变了电抗器的电感量,影响了电抗器的滤波功能,使输出的直流电流出现断续现象,导致逆变桥工作不稳定,逆变失败烧毁逆变晶闸管。随意调整电抗器的气隙和线圈匝数,在逆变桥直通短路时,会降低电抗器阻挡电流上升的能力,烧毁晶闸管.随意改变电抗器的电感量还会影响设备的起动性能;
②电抗器线圈松动。电抗器的线圈若有松动,在设备工作时电磁力使线圈抖动,电感量突变,在轻载起动和小电流运行时易造成逆变失败;
③器线圈绝缘不好。对地短路或匝间短路,打火放电造成电抗器的电感量突跳和强电磁干扰,使设备工作不稳定。产生异常声音频繁,过流烧毁晶闸管,造成线圈绝缘层绝缘不好.短路的原因有:a冷却不好,温度过高导致绝缘层绝缘变差打火炭化;b.电抗器线圈松动,线圈绝缘层与线圈绝缘层之间、线圈绝缘层与铁心之间,相对运动摩擦造成绝缘层损坏;c.在处理电抗器线圈水垢时,把酸液渗透到线圈内,酸液腐蚀铜管并生成铜盐破坏绝缘层。
五、晶闸管
1、故障现象:更换晶闸管后一开机就烧毁晶闸管。
分析处理:
设备出故障烧毁晶闸管,在更换新晶闸管后不要马上开机,首先应对设备进行系统检查排除故障,在确认设备无故障的情况下,再开机,否则就会出现一开机就烧毁晶闸管的现象。在压装新晶闸管时一定要注意压力均衡,否则就会造成晶闸管内部芯片机械损伤,导致晶闸管的耐压值大幅下降,出现一开机就烧毁晶闸管的现象,
2、故障现象:更换新晶闸管后开机正常,但工作一段时间又烧毁晶闸管。
分析处理:发生此类故障的原因有:
①控制部分的电气元器件热特性不好;
②晶闸管与散热器安装错位;
③散热器经多次使用或压装过小台面晶闸管,造成散热器台面中心下凹,导致散热器台面与晶闸管台面接触不良而烧毁晶闸管;
④热器水腔内水垢太厚导热不好造成元件过热烧掉;
⑤快速晶闸管因散热不好温度升高,同时晶闸管的关断时间随着温度升高而增大,最终导致元件不能关断造成逆变颠覆,烧掉晶闸管;
⑥晶闸管工作温度过高,门极参数降低抗干扰能力下降,易产生误触发损坏晶闸管和设备;
⑦查阻容吸收电路是否完好(这个特注意:逆变吸收电容应用2500V绝缘摇表就充电,然后用导线就对比放电状况,找出容量失效的出来换掉,用万用表测可能不能找出坏的来)。


中频炉的特点
一、节约特点
1、加热速度快、生产效率高、氧化脱炭少、节省材料与成本、延长模具寿命
由于中频感应加热的原理为电磁感应,其热量在工件内自身产生,普通工人用中频电炉上班后十分钟即可进行锻造任务的连续工作,不需烧炉专业工人提前进行烧炉和封炉工作。由于该加热方式升温速度快,所以氧化极少,中频加热锻件的氧化烧 损仅为0.5%,煤气炉加热的氧化烧损为2%,燃煤炉达到3%,中频加热工艺节材,每吨锻件和烧煤炉相比至少节约钢材原材料20-50千克。其材料利用率可达95%。由于该加热方式加热均匀,芯表温差极小,所以在锻造方面还大大的增加了锻模的寿命,锻件表面的粗糙度也小于50um工艺节能,中频加热比重油加热节能31.5%~ 54.3%,比煤气加热节能5%~40%。加热质量好,可降低废品率1.5%,提高生产 率10%~30%,延长模具寿命10%~15%。
二、环保特点
1、工作环境优越、提高工人劳动环境和公司形象、无污染、低耗能
感应加热炉与煤炉相比,,工人不会再受炎炎烈日下煤炉的烘烤与烟熏,更可达到环保部门的各项指标要求,同时树立公司外在形象与锻造业未来的发展趋势。感应加热是电加热炉中最节能的加热方式由室温加热到1100℃的吨锻件耗电量小于360度。
2、加热均匀,芯表温差极小,温控精度高
感应加热其热量在工件内自身产生所以加热均匀,芯表温差极小。应用温控系统可实现对温度的精确控制提高产品质量和合格率。


中频炉的组成
1、中频电炉炉壳、面板、磁轭(硅钢柱)、钢壳炉盖;
2、感应圈、线圈胶泥、水冷电缆、电缆头、高压橡胶管;
3、耐火砖(炉嘴、上、下围砖)、耐高温浇注制式块;
4、胶木柱、云母板(管、套、垫);
5、高分子石棉板、石棉夹砖;
6、绝绝夹板(座、圈、套管、压脚、顶块);
7、不锈钢罗杆(罗母、垫片、顶杆、紧箍);
8、石棉布、石棉橡胶板、陶瓷纤维布及各种盘根。


中频炉控制板的10个主要功能
1、采用专用高集成化智能中频炉控制模块,即保证系统的多功能性和智能性,又保证系统的稳定性。以往大凡智能控制板多采用可编程可擦写器件(如单片,PLC机),正由于其可擦写性,在中频感应加热的大电磁干扰环境中,其程序内容肯定会遭破坏。
2、双脉冲列调制——中频炉整流采用双脉冲列调制,既保证触发的可靠性,又降低触发功耗,提高板子稳定性。
3、脉宽自动调整——逆变脉冲采用可变脉冲,根据中频炉工作频率不同,改变脉冲宽度,防止逆变脉冲变压器进入次饱和状态。输出脉冲前沿陡峭,波形无失真。
4、内置多功能保护系统——全集成化单板,集整流、逆变、保护、起动控制于一体,中频炉控制板载过压、过流,限压、限流、扫频、锁频、中频检测、重起、电源、系统等多种状态指示,具有高可靠性、精度高、调试容易、继电元件少等优点,调整直观,维修方便。
5、中频炉控制板具有极强的通用性,适合控制功率50KW-5000Kw各种中频电源。
6、板载相序自适应线路,采用三相电源直接同步,不需同步变压器。主回路进线可不分相序。
7、中频炉整流同步电压宽适应范围,220~750V均能正常工作。
8、缓冲启动及完善的启动检测系统,使本线路可以实现满功率开机(功率电位器任意位置开机)。
9、“RE”智能端口集合“起动”、“停止”、“复位”、“远控”等功能于一体,使设备操作简单化、智能化。
10、除逆变末级中频炉驱动外,全部集成到一块印刷电路板,外围附件少,免继电组件,电路简单、调试简单、维修方便,控制系统一旦发生故障,只要换上备用板即可,不会影响正常生产。


中频炉的使用注意事项

中频炉维修、特点、组成、控制板的10个主要功能

1、开炉前要检查好电气设备、水冷却系统、感应器铜管等是否完好,否则禁止开炉。
2、炉膛熔损超过规定应及时修补。严禁在熔损过深坩埚内进行熔炼。
3、送电和开炉应有专人负责,送电后严禁接触感应器和电缆。当班者不得擅自离开岗位,要注意感应器和坩埚外部情况。
4、装料时,应检查炉料内有无易燃易爆等有害物品混入,如有应及时除去,严禁冷料和湿料直接加入钢液中,熔化液充满至上部后严禁大块料加入,以防结盖。
5、补炉和捣制坩埚时严禁铁屑、氧化铁混杂,捣制坩埚必须密实。
6、浇注场地及炉前地坑应无障碍物,无积水,以防钢水落地爆炸。
7、钢水不允许盛装得过满,手抬包浇注时,二人应配合一致,走路应平稳,不准急走急停,浇注后余钢要倒入指定地点,严禁乱倒。
8、中频发电机房内应保持清洁,严禁易燃易爆物品和其它杂物带进室内,室内禁止吸烟。


中频炉熔炼能耗的影响因素
一、电源方面
1、感应电炉功率密度配置的高低。配置高,熔化速度快,节能效果好。电炉能否保持高功率因数向炉内送电也是能耗高低的区别。
2、感应电炉的效率及感应线圈的电效率的高低。(国外先进感应电炉总效率高达75%,感应圈高达85%,国内则分别为73%和80%)。
3、中频电源转换效率高低。国外达97%~98%,国内接近97%,主要在电抗、电容的效率上。
4、电炉单元的布置。电源离炉体的距离、送电铜排的长短、水冷电缆的长短,电源进入电压一高压变压器离电源点的距离都是影响因素。
二、熔化物的影响
1、炉料表面的干净程度(如有5%杂物,5%的电能去熔化这些杂质),还会影响炉衬寿命。
2、炉料块长度合适与否会影响电炉的电效率和熔化质量,一般以200~300mm块度为宜。
3、起熔时炉内是否有液态金属液。残液以占炉容15%为宜,过少则这部分铁水过热情况会加剧,过多则降低铁水的有效使用,也提高单位能耗。铁水倒空在使用过程中使功率因数下降,熔化速度下降。
三、耐火材料
1、合理的热面材料厚度。提高熔化率,可减薄其厚度,但使用寿命降低,筑炉成本上升,安全隐患上升。
2、正确的底部厚度,也影响到电效率和炉衬寿命。炉底高度超过有效线圈100mm时,底部耐火材料会因为感应搅拌力作用强力冲刷底部,急剧降低使用寿命。
3、正确的背衬材料使用。隔离材料称为背衬材料(如石棉布等)。
使用石棉布做为背衬材料害处:人吸入会滞留于肺中有致癌倾向;石棉布一般含水分高,容易在石英砂背后在使用一段时间后随水份进入石英砂引起板结开裂。背衬材料功能是绝缘、防水和感应器线圈耐火,胶泥表面起隔离作用,并便于炉衬更换。石英砂热面后背,我们希望有一层松散层使铁水万一钻过热面会在此停止。感应器的冷却水温是造就松散层的必要条件。如果用隔热较好的石棉布,加上水份,石英砂中的微量硼酸就会使其板结,用云母纸是最佳选择。用高级线圈胶泥处理,表面光滑,不必再使用背衬材料,但必须具有加工方便,干燥后无裂纹,不和酸性物质反应的性能。
四、操作过程的节能
加料时机。固体炉料第一次加入量要达到炉容1/3左右,否则会影响功率输出,还会打火(放电)拉弧且耗电,并有可能在炉衬表面造成裂纹,对铸钢中性材料破坏极大。 第一批料达到熔融状态时,固体炉料下沉,此时应立即续料,这可以把软化的固体料下压熔化,使熔化以最快速度进行。加料以炉内不发生液态剧烈翻腾为正常(液态剧烈翻腾意味着金属液过热,并冲刷炉壁,消耗炉衬材料)。这就要求熔化时间的功率输入以小于20%(第一次加料)→50%(软化)→65%(加料)→100%加料-到达工艺要求的温度的规律变化。然后停电出液。
五、避免不恰当操作造成高能耗
1、金属液过热。
2、不停炉出液。不但不安全,从能耗和熔化工艺上也是错误的。一般电炉感应器分上下两部分,当炉内金属液面低于上部感应器一半以下时,由于电阻变化,上部感应器不再有感应电流通过,而全部集中在下部感应器,使下部金属液过热,冲刷炉壁,炉衬寿命急剧下降。
3、高温保温。长时间高温将使金相发生变化, C 和Si相变,铸件的白口倾向严重,机加工性能变差。


中频炉的保养方法
一、每班维护
1、接班时查看中频炉冷却水路出水管的流量有异常现象。使用蒸发冷却电子管的设备,要检查蒸馏水箱的水位是否合格。
2、接班时检查电子管玻璃壳和芯柱的冷却风量及其他通风散热设施是否正常。
3、设备在工作时,应经常查看各仪表的指标,每隔一小时记录一次。设备修理或更换元件时,都要详细记录在值班记录本上。
4、交班前要擦抹高频加热炉外部尘土,打扫机房卫生。
二、每周维护
1、检查各交流接触器的触头有无烧蚀,接线有无松动。
2、测量冷却水的绝缘电阻。水冷管阳极的对地电阻应大于300K欧
3、电子管栅十分和灯丝的冷却水管多为橡胶管,容易老化,要仔细检查。对于已老化即将破裂的橡胶管,要及时更新。
4、对机箱内部做一次清扫除尘,擦净各高压瓷瓶及绝缘支柱的灰尘,注意对风机进风口上滤尘网的清扫。防止进风受阻,出风量减少。
三、每月维护
1、对中间继电器和过流继电器的接点和连线进行检查。清除电子管阳极上的水垢(也可根据冷却水的水质情况,来确定维护周期)
2、对冷水路的流量作计量确定,可用流量计检测。无流量计时可把冷却后流出的水引入容器中,计时一分钟,秤容器是水的重量,可得流量公斤/分,即公升/分。和以前的记录相比较,如有显著减少应查找原因及时解决。
3、检查插入式保险丝盒的熔丝有无松动、氧化、熔蚀等现象。
4、检查空气开关和刀开关的接点。
5、检查各保护措施,如过电压,过电流,门开关,冷却不足,温度过高等保护装置是否有效。如有问题要及时修复。
6、有备份电子管的单位,可将备份管和设备上的管子轮换使用,轮换的时间也可以和清除阳极水垢同时进行。
四、半年维护
1、检查低压电控线路的绝缘性能是否合格。
2、用兆欧表检测高压整流器变压器、高压电缆、高压硅堆等高压器件的绝缘电阻,其值应符合要求。
3、检查电子管水套内管的圆度及定位凸起的高度,防止管子放偏引起阳极局部过热。并检查水套出水及进水管接头处有无结垢情况,防腐蚀电极是否正常等。
4、校核各过流继电器的整定电流值。
5、对在工作时温度较高的连接导体,如灯丝引线,焊接变压器一次线圈的软连接线等,如发现有氧化接触不良处,应加发处理。
6、对电机,水泵、配电机等设施的检修。
7、对隐蔽处如机柜顶部、电缆沟等处作一次彻底的清扫。


以上是小编为大家介绍的中频炉维修、特点、组成、控制板的10个主要功能、使用注意事项、熔炼能耗的影响因素、保养方法。掌握这些知识对大家是很有帮助的!这里系小编还要告诉大家一个延长中频炉寿命技巧,就是中频炉在维护中需要对其炉体进行烧结,需要注意的是设备如果是第一次使用,要对设备进行打炉衬操作。操作中,酸性炉衬对炉体的保护更加有利。在打炉衬时,先准备好要用到的材料。然后在炉体内壁处做上一层保护层,以确保将内部的感应线圈的隔离。此外,一次性成型户要将其放置在低温火中进行烘烤操作,然后等待几十分钟,其就会凝结成一个坚固的实体。在硬度方面几乎没有什么要求,只要进行熔液搅拌和加料等操作的时候,不会破碎就可以了。

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