中頻爐漏爐報警的判斷方法
【摘要】 本文結合我公司使用的中頻感應電爐，對其漏爐報警系統的原理、日常檢查方法以及漏爐報警的判斷方法進(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：
漏爐報警裝置是坩堝感應電爐重要的保護裝置，它是用來(lái)判斷爐襯的使用情況，防止爐襯開(kāi)裂造成漏爐事故的安全裝置。在電爐日常運行中，如何判別漏爐報警系統是否正常；在漏爐報警系統發(fā)出報警信號時(shí)，如何準確地判斷是否為真報警，這不僅關(guān)系到爐齡的長(cháng)短，更關(guān)系到電爐設備的安全，下面詳細的分析幾種常用的檢測及判斷方法。
2 漏爐報警系統的原理：
我公司現有一臺的10噸及兩臺20噸中頻爐，全部采用接觸式漏爐報警裝置。其原理為在爐底埋入不銹鋼絲作為一個(gè)電極（簡(jiǎn)稱(chēng)爐底線(xiàn)），它與爐內鐵水相連。在感應線(xiàn)圈內側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(jiǎn)稱(chēng)報警網(wǎng)），它的高度略高于爐內鐵水，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，報警回路電流很小。當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)導通，報警回路電流迅速增加，達到報警整定值后報警系統發(fā)出報警信號。
為了確保報警系統準確可靠，必須滿(mǎn)足以下條件：
2.1 爐底線(xiàn)與鐵水保持良好的電氣接觸。
2.2 爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)不能同時(shí)接地。
2.3 報警電流表的整定值小于爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)短路電流值。
這樣才能保證當鐵水快要接觸到報警網(wǎng)時(shí)，報警系統就已經(jīng)提前發(fā)出報警信號，為及時(shí)出空爐內鐵水提供了足夠的時(shí)間，以確保電爐設備的安全運行。
圖1 漏爐報警系統原理圖
3 漏爐報警系統的日常檢查方法：
在電爐運行過(guò)程中，每天必須對報警系統進(jìn)行檢測。方法如下：（注：此方法適用于報警系統未發(fā)出報警信號之前進(jìn)行測量）
3.1 確認報警系統控制電源處于工作狀態(tài)，爐體選擇開(kāi)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?lè )较蜣D到底，旋轉逆變停止旋鈕，使電爐停止工作。
3.3 短接爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)引出線(xiàn)，報警系統應發(fā)出報警信號，拆除短接線(xiàn)后報警電流恢復原來(lái)數值。如果不報警，則需檢查直流電源、報警電流表、限流電阻及其連接線(xiàn)。
3.4 準備一根干燥的實(shí)心鐵釬，將鐵釬一頭用導線(xiàn)連接到報警柜內報警網(wǎng)線(xiàn)“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(guān)察報警電流表上指針是否朝右偏轉。
3.4.1 如果報警電流表上指針朝右偏轉超過(guò)報警整定值，發(fā)出聲光報警，說(shuō)明爐底線(xiàn)與鐵水接觸良好。
3.4.2 如果報警電流表上指針朝右偏轉未達到報警整定值，說(shuō)明爐底線(xiàn)與鐵水接觸不良。需將報警整定值朝左調整，直至發(fā)出聲光報警為止。
3.4.3 如果報警電流表上指針不動(dòng)，說(shuō)明爐底線(xiàn)與鐵水接觸完全斷開(kāi)。漏爐報警系統失效。
3.4.4 在漏爐報警系統失效的情況下，將鐵釬一頭用導線(xiàn)連接到報警柜內爐底線(xiàn)“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(guān)察報警電流表上的數值。此數值反映真實(shí)的報警電流值。
⑴ 如果報警電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明爐襯良好。
⑵ 如果報警電流表指針朝右偏轉，說(shuō)明爐襯不好。偏轉數值越大，說(shuō)明爐襯侵蝕及開(kāi)裂現象越嚴重。
⑶ 如果報警電流表指針達到報警整定值，發(fā)出聲光報警，說(shuō)明爐襯已漏爐報警。
3.5 用導線(xiàn)一頭連接到報警柜內爐底線(xiàn)“321”，導線(xiàn)另一頭接觸爐殼。觀(guān)察報警電流表上指針是否朝右偏轉。
3.5.1 如果報警電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明報警網(wǎng)線(xiàn)對地絕緣良好。
3.5.2 如果報警電流表指針朝右偏轉，說(shuō)明報警網(wǎng)線(xiàn)對地絕緣不好。偏轉數值越大，說(shuō)明報警網(wǎng)線(xiàn)接地現象越嚴重。
3.6 用導線(xiàn)一頭連接到報警柜內報警網(wǎng)線(xiàn)“320”，導線(xiàn)另一頭接觸爐殼。觀(guān)察報警電流表上指針是否朝右偏轉。
3.6.1 如果報警電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明爐底線(xiàn)和鐵水對地絕緣良好。
3.6.2 如果報警電流表指針朝右偏轉，說(shuō)明爐底線(xiàn)和鐵水對地絕緣不好。偏轉數值越大，說(shuō)明爐底線(xiàn)和鐵水接地現象越嚴重。
圖2 漏爐報警系統檢測方法
4 通過(guò)報警電流表判斷漏爐報警的方法：
在新筑爐襯開(kāi)始使用的幾天之內，由于爐襯石英砂中水分未完全排出，鐵水與報警網(wǎng)之間的電阻較小，報警電流較高。此時(shí)表現為報警電流值隨著(zhù)電爐功率的變化有所變化，電爐送電時(shí)的報警電流表指針會(huì )向右偏轉，個(gè)別時(shí)候甚至達到報警整定值而發(fā)出報警信號。此時(shí)的報警數值以電爐斷電時(shí)的報警值為準。
隨著(zhù)使用天數的延長(cháng)，報警電流會(huì )逐漸減小直至很低。
如果在爐襯使用一段時(shí)間之后，報警電流由很小值忽然大幅增加，且出現電爐送電時(shí)報警電流表指針向右偏轉的現象，此時(shí)多數是由于感應線(xiàn)圈及接頭出現漏水造成爐襯受潮，報警網(wǎng)與鐵水絕緣電阻值下降所致。需要立即檢查感應線(xiàn)圈有無(wú)發(fā)生漏水現象。
當爐襯使用幾周至一個(gè)多月時(shí)，隨著(zhù)爐襯逐漸侵蝕變薄，報警電流會(huì )逐漸升高。此時(shí)必須密切注意報警電流的變化情況，當報警系統發(fā)出報警信號時(shí)，判斷如下：
4.1 如果爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)線(xiàn)對地絕緣良好，則此時(shí)的報警為真實(shí)的漏爐報警。應立即停爐出空鐵水。
4.2 如果爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)線(xiàn)全部接地，則無(wú)法判斷漏爐報警是否真實(shí)。此時(shí)應盡量鏟除爐口周?chē)乃袙扈F，檢查和處理爐底線(xiàn)及報警網(wǎng)引出線(xiàn)對地的絕緣，消除爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)的接地，觀(guān)察報警電流是否下降。如果報警電流仍未下降，應作為真漏爐報警處理，需及時(shí)停爐。
5 用萬(wàn)用表電阻檔測量爐襯電阻的方法：
在報警系統發(fā)出報警信號后，如何最終確定爐襯是否為真報警，需用萬(wàn)用表來(lái)進(jìn)行檢測。首先斷開(kāi)爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)線(xiàn)與報警系統之間的連接線(xiàn)。將萬(wàn)用表量程撥至（×10Ω）或（×100Ω），然后分別測量爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)、爐底線(xiàn)與地、報警網(wǎng)與地之間的電阻值。由于在高溫情況下，爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)、爐底線(xiàn)與地、報警網(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，需要對調表棒進(jìn)行正向、反向電阻的測量。如果在這兩次測量的過(guò)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(wàn)用表電流、電壓檔測量爐襯電阻的方法。
定義：爐底線(xiàn)為C，報警網(wǎng)為A，大地為E
5.1 測量爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)之間正反向的電阻值Rca , Rac。如果Rca≥0 且 Rac≥0，則：爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)之間的電阻值 RCA=(Rca+Rac)/2。
5.2 測量爐底線(xiàn)與地之間正反向的電阻值Rce , Rec。如果Rce≥0 且Rec≥0，則：爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)之間的電阻值 RCE=(Rce+Rec)/2。
5.3 測量報警網(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(xiàn)與報警網(wǎng)之間的電阻值 RAE=(Rae+Rea)/2。
6 用萬(wàn)用表電流、電壓檔測量爐襯電阻的方法：
如果測量爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)之間正反向電阻值、爐底線(xiàn)與地之間正反向電阻值、報警網(wǎng)與地之間正反向電阻值時(shí)出現負值，則需采用萬(wàn)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(kāi)爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)線(xiàn)與報警系統之間的連接線(xiàn)。
6.1 測量爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)線(xiàn)之間的開(kāi)路電壓值Uca和短路電流值Ica，則：爐底線(xiàn)與報警網(wǎng)線(xiàn)之間的電阻值 RCA=Uca / Ica 。
6.2 測量爐底線(xiàn)與地之間的開(kāi)路電壓值Uce和短路電流值Ice，則：爐底線(xiàn)與地之間的電阻值RCE=Uce / Ice 。
6.3 測量報警網(wǎng)線(xiàn)與地之間開(kāi)路電壓值Uae和短路電流值Iae，則：爐底線(xiàn)與地之間的電阻值RAE=Uae / Iae 。
7 通過(guò)比較RCA、RCE、RAE的值來(lái)判斷是否真報警：
7.1 如果RCA遠小于RCE、RAE的值，且RCA小于50Ω，說(shuō)明爐底線(xiàn)已與報警網(wǎng)相通，且爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)線(xiàn)對地絕緣良好。則可判斷爐襯已經(jīng)真報警，應立即停爐出空鐵水。
7.2 如果RCA與RCE、RAE的值相差不多，且RCA小于50Ω，說(shuō)明爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)線(xiàn)全部接地，
圖3 用萬(wàn)用表電流、電壓檔測量爐襯電阻
則無(wú)法判斷漏爐報警是否真實(shí)。此時(shí)應盡量鏟除爐口周?chē)乃袙扈F，檢查和處理爐底線(xiàn)及報警網(wǎng)引出線(xiàn)對地的絕緣，消除爐底線(xiàn)、報警網(wǎng)的接地，同時(shí)觀(guān)察RCA的值有無(wú)升高，若RCA的值明顯升高，說(shuō)明漏爐報警為接地引起的誤報警。若RCA的值無(wú)變化，應作為真漏爐報警處理，需立即停爐出空鐵水。
8 結束語(yǔ)：
使用以上介紹的漏爐報警檢測方法，可以準確地判斷出報警系統是否正常、報警網(wǎng)及爐底線(xiàn)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(guò)一年多運行，未出現一起爐襯穿鐵而漏爐報警系統未發(fā)出報警信號的現象，確保了生產(chǎn)安全。
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