冶金中頻爐的常見故障及設(shè)備維護(hù)策略

黃昌利

（廣西北港新材料有限公司，廣西 北海 536017）

中頻爐在有色金屬和黑色金屬的冶煉當(dāng)中具有非常廣泛的應(yīng)用，優(yōu)化冶金中頻爐出入料可以提高有色金屬冶煉的品質(zhì)。同時(shí)，冶金中頻爐在進(jìn)行金屬冶煉和熔煉的過(guò)程中，可以展現(xiàn)出熱效率高、環(huán)境污染小、熔煉時(shí)間短等諸多優(yōu)點(diǎn)，在冶金企業(yè)中受到廣泛的歡迎。為了確保冶金效率和質(zhì)量，在利用冶金中頻爐進(jìn)行有色金屬或者黑色金屬的冶煉的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)合理控制出入料。冶金中頻爐由電源感應(yīng)圈和耐火材料組成，坩堝內(nèi)同樣含有金屬爐料，當(dāng)電流通過(guò)感應(yīng)圈的時(shí)候會(huì)中頻爐內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的磁感應(yīng)線不斷切割坩堝金屬爐料，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。爐料形成閉合回路，在爐料當(dāng)中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在通過(guò)爐料之后會(huì)使金屬材料發(fā)熱直至熔化。因?yàn)橹蓄l爐故障發(fā)生的原因十分復(fù)雜，雖然理論上可以利用萬(wàn)用表檢測(cè)，但內(nèi)置水冷系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生明顯影響，給實(shí)際的維修與故障檢查造成一定的干擾。

1 冶金中頻爐故障的主要檢查思路

冶金中頻爐因?yàn)樵O(shè)備老化、使用條件、外部環(huán)境、不正確操作等多種原因均可能引起設(shè)備故障，導(dǎo)致冶金中頻爐設(shè)備運(yùn)行異常，影響冶金效果。冶金中頻爐的常見故障包括元器件特性不良、電路絕緣不良以及電路接觸不良等問(wèn)題，冶金中頻爐的一些故障存在一定的隱蔽性，通常情況下不容易被發(fā)現(xiàn)，例如元器件特性不良和電路接觸不良的故障利用傳統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法也無(wú)法對(duì)這些故障進(jìn)行全面檢測(cè)，實(shí)際操作的難度較大。

冶金中頻爐發(fā)生故障時(shí)，為了避免簡(jiǎn)單故障復(fù)雜化，需要詳細(xì)分析故障發(fā)生的具體情況，同時(shí)還要快速獲取相關(guān)信息參數(shù)，達(dá)到相應(yīng)的檢修要求。在不破壞元器件的情況下判斷設(shè)備自啟動(dòng)的情況，可以減少那些不必要的檢查。根據(jù)具體的故障現(xiàn)象不能夠有效判斷故障原因的，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行全面檢查。冶金中頻爐常用的檢查方式包括直觀法、替代法、對(duì)比法和解脫試驗(yàn)法等，具體檢查方式的使用需要結(jié)合故障現(xiàn)象靈活應(yīng)用。在對(duì)冶金中頻爐進(jìn)行故障檢查的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)采取先易后難、先負(fù)載后控制柜的順序，按照相關(guān)步驟逐步排查可能出現(xiàn)的故障。

2 冶金中頻爐常見故障分析

2.1 整流故障

巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)中頻爐快速熔斷器溫度升高時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)判斷快熔溫度升高的原因，檢查面板上各電流表電流是否偏大，各整理橋臂的電流是否平衡，直流電壓是否平衡。快熔燒的原因是三相電流的輸入存在不均衡的問(wèn)題，平波電抗器出現(xiàn)比較大的震動(dòng)和噪音的時(shí)候，功率很難上升。當(dāng)整流晶閘管出現(xiàn)擊穿問(wèn)題的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致直流電壓下降不穩(wěn)，功率也很難上升，坩堝振動(dòng)器出現(xiàn)噪音較大的問(wèn)題，如果是整流晶閘管擊穿，需要判斷阻容吸收回路是否正常，正常情況下阻容吸收板上的各個(gè)指示燈應(yīng)全亮，阻容吸收回路的各電阻應(yīng)相等，然后再更換整流晶閘管避免更換后繼續(xù)擊穿。當(dāng)中頻電壓和直流電壓的比值在1.3至1.5的范圍內(nèi)的時(shí)候，可以觀察整流晶閘管有沒有放大指示燈，查看平波電抗器自身絕緣是否出現(xiàn)老化等現(xiàn)象。當(dāng)觸發(fā)脈沖的寬度不足或者整流晶閘管的性能不太好的時(shí)候，整流直流電壓可能出現(xiàn)偏低或者異常變化的情況。當(dāng)三相斷路器出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)候，整流晶閘管將會(huì)被擊穿，進(jìn)而導(dǎo)致很大一部分的整流原件的損壞，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是脈沖變壓器負(fù)邊擊穿。晶閘管損壞進(jìn)行更換以后不應(yīng)馬上接通電源，而是需要對(duì)脈沖變壓器檢測(cè)，判斷是否起到變壓隔離的作用。設(shè)備過(guò)電壓?jiǎn)栴}包括換流過(guò)電壓和電抗器斷流過(guò)電壓。換流過(guò)電壓是指晶閘管導(dǎo)通換流時(shí)，電壓會(huì)突變，正常情況下該突變由阻容吸收板進(jìn)行緩沖，以減小突變振蕩引起的電壓尖峰。當(dāng)阻容吸收板的元件開路時(shí)，關(guān)斷尖峰可能會(huì)擊穿KP管。設(shè)備過(guò)電流問(wèn)題包括對(duì)地短路、負(fù)載短路、逆變器短路、電抗器電感量變小等問(wèn)題。此外設(shè)備過(guò)熱也會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，影響相關(guān)設(shè)備在冶金中頻爐實(shí)際運(yùn)行和電能供給中的作用效果，這對(duì)于冶金中頻爐在鋼鐵合金加工中的作用也會(huì)產(chǎn)生很大影響。

2.2 逆變部分故障

當(dāng)出現(xiàn)沒有電壓或者較大的中頻電流的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)先檢查逆變晶閘管的狀況，查看是否被擊穿。如果逆變晶管出現(xiàn)故障應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換逆變晶閘管；如果逆變晶閘管沒有出現(xiàn)問(wèn)題則應(yīng)當(dāng)把電容器從中頻爐里面逐個(gè)脫離出來(lái)，直到電源恢復(fù)正常；如果在正常的熔煉的過(guò)程當(dāng)中，逆變晶閘管出現(xiàn)不斷燒毀的問(wèn)題，而且沒有明顯規(guī)律，很可能是晶閘管自身發(fā)熱使開斷時(shí)間增大而不能關(guān)斷導(dǎo)致逆變顛覆。常見的逆變故障為：能正常開機(jī)但是當(dāng)升高中頻電壓時(shí)出現(xiàn)晶閘管保護(hù)故障，最可能的原因是逆變橋臂的某一個(gè)串聯(lián)晶閘管擊穿或某一個(gè)晶閘管未能正常導(dǎo)通；逆變晶閘管擊穿，更換逆變晶閘管以及阻容阻容吸收板后還是擊穿晶閘管，逆變阻容吸收回路為兩塊阻容吸收板串聯(lián)，當(dāng)某一塊阻容吸收板故障時(shí)會(huì)引起電壓分擔(dān)不均造成電壓過(guò)高擊穿晶閘管。

2.3 電容器故障

如果在開機(jī)冶煉過(guò)程中電容室出現(xiàn)放炮的響聲，可能是電容被擊穿了，應(yīng)當(dāng)停機(jī)檢查更換；如果出現(xiàn)電容器外部連接螺栓打火的問(wèn)題，則為連螺栓松動(dòng)引起，應(yīng)當(dāng)定期緊固螺絲。日常維護(hù)時(shí)要定期清理電容上的粉塵，對(duì)外殼絕緣電阻進(jìn)行測(cè)定，在測(cè)定之前需要先進(jìn)行放電，搖表轉(zhuǎn)至均勻以后接到電容器的兩級(jí)進(jìn)行充電，穩(wěn)定以后再進(jìn)行讀表，然后將電容器放電，防止觸電發(fā)生。如果冷卻水不通則會(huì)造成發(fā)熱絕緣損壞，中頻電源需要采用晶閘管，但是晶閘管承受電壓的能力差，中頻電源的運(yùn)行也比較復(fù)雜，可能會(huì)出現(xiàn)短路等問(wèn)題，需要采取妥善措施加以保護(hù)，在適當(dāng)?shù)胤綄?duì)保護(hù)器件進(jìn)行安裝，方便使用。

3 冶金中頻爐維護(hù)策略

3.1 做好停電時(shí)中頻爐的直觀檢查

首先，要做好變壓器目測(cè)檢查。變壓器高、低壓電纜接頭螺絲有無(wú)明顯松動(dòng)、漏裝，高壓排之間、低壓排之間間距是否合理，固定是否牢固。低壓導(dǎo)電排由室外進(jìn)入室內(nèi)，應(yīng)有適當(dāng)仰角，以利于雨水外流。變壓器零線接地是否良好，零線裝頭接地線截面不小于10mm2。其次，要做好開關(guān)進(jìn)出排檢查。開關(guān)上裝頭輸入銅排的快速熔斷器與導(dǎo)電排應(yīng)接觸良好。開關(guān)進(jìn)出排之間有無(wú)雜物、金屬，滅弧罩周圍及開關(guān)底座固定膠木面上不應(yīng)有雜物，應(yīng)清理干凈。再次，要做好電源柜檢查。銅排走向、可控硅極性是否正確。導(dǎo)排及固定螺絲與周圍絕緣距離是否合理。降壓變壓器原、副邊接線頭是否牢固，與周圍絕緣距離是否合理?？刂凭€路保險(xiǎn)絲是否旋緊。拉拔二次線、阻容吸收線、脈沖線焊接頭和冷壓頭，不應(yīng)有松動(dòng)。各換流電感匝間及線圈內(nèi)不應(yīng)夾藏有雜物，匝間距離應(yīng)合理。接下來(lái)，要做好電容柜檢查。電容柜周圍及底座不應(yīng)接觸雜物。母排間應(yīng)無(wú)雜物，固定母排的膠木上面應(yīng)清理干凈。最后，要做好爐體檢查。爐殼內(nèi)感應(yīng)器周圍清理干凈。感應(yīng)器匝間應(yīng)無(wú)雜物。水冷電纜走向是否合理，距離周圍金屬體應(yīng)有足夠距離（50cm以上）。換爐開關(guān)的吊裝固定強(qiáng)度應(yīng)足夠強(qiáng)，距周圍金屬件應(yīng)有足夠距離（30cm以上）。換爐開關(guān)朝向爐前約一米處，應(yīng)有橫擔(dān)的木頭將電纜托牢，電纜與木頭固定為一體。

3.2 做好冶金中頻爐的電路維護(hù)

正常工作時(shí)，定時(shí)巡視電柜內(nèi)有關(guān)的指示燈（如阻容吸收板、脈沖變壓器）狀態(tài)是否正常；正常工作過(guò)程中，定期用紅外測(cè)溫槍檢測(cè)各元件和電氣接頭的溫度；測(cè)量晶閘管陶瓷外殼的溫度時(shí)應(yīng)距離一米以內(nèi)，測(cè)量部位應(yīng)遠(yuǎn)離進(jìn)出水咀部位，外殼溫度不能高于70℃。測(cè)量阻容保護(hù)電路的線繞電阻，溫度應(yīng)基本相等，一般不超過(guò)100℃。定期打掃電柜內(nèi)部的衛(wèi)生，主要是清除內(nèi)部積灰。經(jīng)常巡視電氣柜的電接頭有無(wú)松動(dòng)、發(fā)熱、放電等異?，F(xiàn)象。在停機(jī)狀態(tài)，定期檢查設(shè)備各電氣點(diǎn)和元件的阻抗（用萬(wàn)用表）；在開機(jī)狀態(tài)，定期檢查各關(guān)鍵點(diǎn)工作波形（用示波器），確證電氣指標(biāo)符合要求。

3.3 做好冶金中頻爐的日常維護(hù)和保養(yǎng)

冶金中頻爐的日常維護(hù)和保養(yǎng)對(duì)于其工作效率和使用壽命都有巨大的影響，日常的維護(hù)和保養(yǎng)可以減少冶金中頻爐故障發(fā)生概率，節(jié)省維修費(fèi)用，提高使用壽命。冶金中頻爐的日常維護(hù)和保養(yǎng)是最高效、最低廉的維護(hù)策略，應(yīng)當(dāng)受到廣泛的重視和應(yīng)用。冶金中頻爐的日常維護(hù)和保養(yǎng)應(yīng)當(dāng)結(jié)合冶金具體實(shí)際情況，設(shè)置合理維護(hù)和保養(yǎng)頻次。常見的日常維護(hù)和保養(yǎng)方法如下：設(shè)備運(yùn)行前十分鐘內(nèi)打開冷卻水泵，檢查水管接頭有無(wú)漏水情況；檢查冶金中頻調(diào)功電位器旋鈕位置；檢查感應(yīng)加熱圈電纜緊固螺栓；保持爐體電纜附近干凈、干燥；啟動(dòng)后，緩慢調(diào)節(jié)中頻功率，使其勻速上升；北方地區(qū)的冬季做好防凍；利用中頻爐冶金過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)利用測(cè)溫槍隨時(shí)關(guān)注溫度，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)熱嚴(yán)重則應(yīng)當(dāng)及時(shí)排查原因并及時(shí)解決。

4 結(jié)語(yǔ)

冶金中頻爐在進(jìn)行金屬冶煉和熔煉的過(guò)程中，可以展現(xiàn)出熱效率高、環(huán)境污染小、熔煉時(shí)間短、雜質(zhì)去除率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在冶金企業(yè)中受到廣泛的歡迎。但是，在冶金中頻爐長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中很容易出現(xiàn)各種故障，為了避免受環(huán)境干擾而導(dǎo)致故障誤判，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)際工作中的故障快速排除，也可以快速有效解決故障問(wèn)題，提高冶金中頻爐故障處理的整體效果。中頻爐主發(fā)生故障時(shí)，為了避免簡(jiǎn)單故障復(fù)雜，需要詳細(xì)分析故障發(fā)生的具體情況，同時(shí)還要快速獲取相關(guān)信息參數(shù)，達(dá)到相應(yīng)的檢修要求。冶金中頻爐常見故障有整流故障、逆變部分故障和電容器故障，應(yīng)當(dāng)從烤爐、金屬爐料、鐵液凝融以及連續(xù)開爐等角度加強(qiáng)對(duì)中頻爐的維護(hù)，提高中頻爐的使用壽命和使用效能。