電阻加熱爐爐溫均勻性差的原因及解決辦法

第36卷2011年

第9期9

月

Vol.36No.9

HEATTREATMENTOFMETALS

September2011

電阻加熱爐爐溫均勻性差的原因及解決辦法

張西軍

（陜西寶雞鈦業(yè)股份有限公司鍛造廠，陜西寶雞721014）

Causeofabnormaltemperatureuniformityofresistanceheating

furnaceanditsimprovement

ZHANGXi-jun

（ForgeFactory，BaojiTitaniumIndustryCo．，Ltd．，BaojiShaanxi721014，China）

中圖分類號(hào)：TG155.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：0254-6051（2011）09-0112-02

某集團(tuán)公司鍛造廠使用的加熱爐主要有臺(tái)車式電

阻爐和箱式電阻爐。產(chǎn)品要求工業(yè)4級(jí)爐的均溫性必須保證在±10℃以內(nèi)。為此，對(duì)所有的鍛造加熱爐要定期進(jìn)行爐溫均勻性測(cè)試，以保證合格產(chǎn)品。

通過(guò)電流加熱。到底是發(fā)熱體斷損還是線路問(wèn)題需進(jìn)

一步檢查。但可以確認(rèn)的是，此加熱爐有故障，必須處理。

2）爐門(mén)或臺(tái)車密封不嚴(yán)。由于裝出料的原因，爐門(mén)和爐門(mén)框之間經(jīng)常有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，勢(shì)必就有磨損。而且耐大多數(shù)的爐門(mén)與爐門(mén)框的密封是靠耐火材料密封的，火材料的強(qiáng)度又不是太大。臺(tái)車爐由于工作在裝出料時(shí)，需要臺(tái)車做進(jìn)、出運(yùn)動(dòng)，同樣有一個(gè)密封磨損問(wèn)題。同時(shí)還有液壓密封機(jī)構(gòu)有無(wú)故障等。另外箱式電阻加

由于駕駛裝、出料機(jī)人員熱爐的裝出料依靠裝出料機(jī)，

素質(zhì)問(wèn)題，對(duì)于爐門(mén)框的耐火材料碰撞也在所難免，所以造成爐門(mén)密封不嚴(yán)，使得熱量損失，影響爐膛均溫性。

此類故障，只要細(xì)心，仔細(xì)觀察，很容易發(fā)現(xiàn)。

3）控制方面的原因。電阻加熱爐溫度控制的核心是溫控儀。溫控儀接收從熱電偶采集的爐膛內(nèi)的溫

比較爐膛內(nèi)的實(shí)際溫度與工藝要求的設(shè)定溫度信號(hào)，

度，溫控儀自動(dòng)調(diào)整輸出功率的百分?jǐn)?shù)，正常時(shí)溫控儀

不能設(shè)定功率輸出的上下限。例如當(dāng)爐膛內(nèi)的溫度為500℃，工藝設(shè)定溫度為950℃時(shí)，溫控儀的功率輸出應(yīng)該為100%，即每相的電流約為該區(qū)功率數(shù)的1.5倍。只有在接近950℃時(shí)，溫控儀的輸出才逐漸降低90%、80%……10%等。保溫階段功率的輸出為間歇輸出。而一旦發(fā)現(xiàn)溫控儀在正常加熱，每區(qū)三相電流

就應(yīng)檢查溫控儀的功率設(shè)定。表的輸出擺角統(tǒng)一減小，

4）電阻加熱爐自身故障。電阻加熱爐自身故障主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是加熱爐爐體自身的保溫性

能較差，這只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的觀察和測(cè)量即可判定。一臺(tái)加熱爐，要求爐殼表面溫度≤50℃，加熱爐正常使用時(shí)，操作者的手摸到爐殼表面，感覺(jué)應(yīng)該是比室溫

不能燙手或不能觸摸。也可以借助相關(guān)的稍熱一點(diǎn)，

1電阻加熱爐爐溫均勻性檢測(cè)

依據(jù)GB/T9452—2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)

定方法》對(duì)加熱爐的爐溫均勻性進(jìn)行了測(cè)試。在電阻爐的有效工作區(qū)內(nèi)，用9點(diǎn)測(cè)溫法測(cè)定電阻加熱爐均溫性。

當(dāng)爐膛溫度達(dá)到設(shè)定溫度后保溫2h，開(kāi)始打印數(shù)據(jù)，每隔5min打印1次，連續(xù)打印5組數(shù)據(jù)。在所有打印的數(shù)據(jù)中，不能有超過(guò)溫控儀設(shè)定的±10℃以外的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有，即可判定此加熱爐爐膛均溫性合格。如果在這45個(gè)數(shù)據(jù)中，有一個(gè)超過(guò)溫控儀設(shè)定的±10℃以外的數(shù)據(jù)，則判定其為不合格加熱爐，并立即停止使用，直至查出原因加以糾正，重新測(cè)溫合格后方可重新投產(chǎn)。還要追溯上次標(biāo)溫合格后，到這次標(biāo)溫期間，所有在此加熱爐內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品的性能。

2故障可能原因及分析

1）發(fā)熱件損壞。一臺(tái)480kW的電阻爐，發(fā)熱體分布為四區(qū)控制，每區(qū)平均功率為120kW，每區(qū)發(fā)熱體器為星形連接。三相電流表在全功率升溫階段指針的擺角相同，在保溫階段三相電流表指針的擺幅相同。如果觀察到某一區(qū)三相電流表的一相無(wú)電流，或指針的擺幅比其它兩個(gè)表的擺幅小，只是其它兩個(gè)表的1/2或者1/3，說(shuō)明有一相或者1/2，或者1/3的加熱器未

收稿日期：2011-03-24

作者簡(jiǎn)介：張西軍（1974—），男，陜西寶雞人，高級(jí)工程師，主要從事電

：com．cn

第9期張西軍：電阻加熱爐爐溫均勻性差的原因及解決辦法113

度梯度太大，這主要通過(guò)標(biāo)溫檢測(cè)的結(jié)果來(lái)判定（見(jiàn)表1），但作為此判定的前提條件是，加熱爐沒(méi)有其他故障。例如：在爐膛均溫區(qū)內(nèi)，底部和頂部?jī)芍粺犭娕?/p>

測(cè)量的溫度差不能超過(guò)20℃。一臺(tái)合格的電阻加熱

爐，其底部和頂部溫差應(yīng)該在10℃以內(nèi)。1號(hào)和2號(hào)測(cè)溫?zé)犭娕嫉淖畲鬁夭顬?℃。

Table1

爐子編號(hào)測(cè)試熱偶位置測(cè)試熱偶編號(hào)測(cè)試熱偶修訂值/℃

時(shí)間11：3811：4311：5811：5311：58

溫度的最大波動(dòng)量/℃

測(cè)試結(jié)果

94995095095195231003－0.3

Hxxxx

2

表1爐溫均勻性測(cè)試記錄

Measurementdataoffurnacetemperatureuniformity

設(shè)定溫度3001－0.6

40150.7

5007－0.7

950℃

6021－0.4

70080.4

測(cè)試日期：xxxx年xx月xx日8006－1.2

9011－0.5

溫度均勻性/℃

9519529529529532

9469479489489493

9569579569569582

77668

0240.5

修正后的溫度讀數(shù)/℃

9579559549559563

9489489489499502

9479509519529536

9519519509519522

9499509509519512合格

2故障處理

1）爐膛內(nèi)的加熱器有斷損或線路故障的處理。此故障是通過(guò)各控制區(qū)的三相電流表來(lái)判定的。檢查時(shí)有無(wú)缺相現(xiàn)象。首先要檢查三相電源電壓是否夠380V，

在電源正常的情況下，再檢查快速熔斷器有無(wú)保護(hù)分?jǐn)嗫梢岳�用萬(wàn)用表來(lái)判斷。如果的。快速熔斷器的好壞，快速熔斷器是好的，再檢查加熱器各引出棒與電纜的接頭是否完好，有無(wú)燒損、燒斷處。以上檢查都正常的情

利用萬(wàn)用表測(cè)量三相繞組是否平衡，平衡時(shí)確認(rèn)況下，

加熱器完好，如果不平衡，即可判定加熱器有斷損。當(dāng)確認(rèn)加熱器有斷損時(shí)，必須停爐，待加熱爐降溫到室溫時(shí)，方可進(jìn)行焊接處理。如果通過(guò)上面的檢查，確認(rèn)是元件或線路故障時(shí)，及時(shí)停電就可修復(fù)。

2）爐門(mén)或臺(tái)車密封不嚴(yán)的故障處理。當(dāng)確認(rèn)是由于爐門(mén)或臺(tái)車密封不嚴(yán)而造成的爐溫均勻性不合格時(shí)，爐門(mén)的密封可以通過(guò)調(diào)整爐門(mén)密封壓板，即爐門(mén)的密封四周與爐門(mén)框可靠密封不能有跑溫的地方。如果確認(rèn)是由于爐門(mén)框或爐門(mén)四周的耐火材料損壞造成的標(biāo)溫不合，則必須停爐處理。如果是由于臺(tái)車的密封不嚴(yán)而造成的標(biāo)溫不合，就需要檢查是液壓機(jī)構(gòu)有問(wèn)題，還是密封本身的問(wèn)題。液壓機(jī)構(gòu)的問(wèn)題隨時(shí)可以處理。要是密封本身的問(wèn)題，也必須停爐降溫到室溫以后再行處理。

3）控制方面的故障處理�？刂品矫娴墓收现饕�是設(shè)定問(wèn)題。有時(shí)輸出功率需要人為手動(dòng)設(shè)定溫控儀

為一個(gè)功率輸出百分?jǐn)?shù)，用于個(gè)別不重要產(chǎn)品的低溫

必須將功率及時(shí)調(diào)回100%。但退火。退火完畢后，

由于操作者的遺忘等原因，往往不能及時(shí)調(diào)整，會(huì)造成

輸出功率不夠，影響加熱爐的均溫性。此故障一旦確認(rèn)，及時(shí)調(diào)整即可。

4）加熱爐自身固有故障的處理。此故障主要包爐體的保溫性能較差和有效均溫區(qū)內(nèi)的溫度梯度太括，

大等。一般沒(méi)有較好的辦法能夠在很短的時(shí)間內(nèi)處理。要想徹底解決此類故障，只有通過(guò)大修改造，即重新設(shè)計(jì)爐膛內(nèi)加熱器的分布形式、功率重新合理布置，更換新的保溫材料等。因?yàn)楸�溫材料的保溫性能隨著時(shí)間

長(zhǎng)時(shí)間的高溫加熱，往往使得保溫材料收縮，而的推移，

造成保溫性能下降，影響加熱爐均溫區(qū)的均溫性。

3結(jié)語(yǔ)

電阻加熱爐一旦標(biāo)溫后爐溫均勻性達(dá)不到要求，

是一個(gè)十分嚴(yán)重的問(wèn)題。首先不能再正常加熱產(chǎn)品，同時(shí)要追溯上一次標(biāo)溫后，在此加熱爐內(nèi)生產(chǎn)的所有產(chǎn)品的性能質(zhì)量，這是一項(xiàng)相當(dāng)繁重的工作。同時(shí)為保證以后的正常生產(chǎn)，就要求電阻加熱爐的使用者和維護(hù)人員定期巡檢設(shè)備，仔細(xì)觀察設(shè)備上的各種儀表指示，爐體的異常變化，如爐門(mén)的密封、爐體的表面溫

聽(tīng)加熱爐是否有異常聲響、看各接線頭是否有燒損度、

等。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，需要及時(shí)解決，不可將小問(wèn)題變成

造成加熱爐停爐或生產(chǎn)出不合格產(chǎn)品。大問(wèn)題，

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