中频炉漏炉报警的判断方法

【摘要】 本文结合我公司使用的中频感应电炉，对其漏炉启动紧急信号系统的原理、日常检查方法以及漏炉启动紧急信号的判断方法进行了深入的分析。
【关键词】中频炉 漏炉启动紧急信号 判断方法
1 前言：
漏炉启动紧急信号装置是坩埚感应电炉重要的保护装置，它是用来判断炉衬的使用情况，防止炉衬开裂造成漏炉事故的安全装置。在电炉日常运行中，如何判别漏炉启动紧急信号系统是否正常；在漏炉启动紧急信号系统发出启动紧急信号信号时，如何准确地判断是否为真启动紧急信号，这不仅关系到炉龄的长短，更关系到电炉设备的安全，下面详细的分析几种常用的检测及判断方法。
2 漏炉启动紧急信号系统的原理：
我公司现在生产的中频炉，全部采用接触式漏炉启动紧急信号装置。其原理为在炉底埋入不锈钢丝作为一个电较（简称炉底线），它与炉内铁水相连。在感应线圈内侧云母板与石棉板之间，安装不锈钢丝网作为另一个电较（简称启动紧急信号网），它的高度略高于炉内铁水，成“C”形分布。在这两个电较之间加入低压直流电源，在正常状况下，由于炉衬材料与石棉板都有很大的绝缘电阻，启动紧急信号回路电流很小。当炉衬侵蚀到一定程度，铁水渗透到不锈钢丝网时，炉底电较与不锈钢丝网导通，启动紧急信号回路电流迅速增加，达到启动紧急信号整定值后启动紧急信号系统发出启动紧急信号信号。
为了确保启动紧急信号系统准确可靠，必须满足以下条件：
2.1 炉底线与铁水保持良好的电气接触。
2.2 炉底线与启动紧急信号网不能同时接地。
2.3 启动紧急信号电流表的整定值小于炉底线与启动紧急信号网短路电流值。
这样才能保证当铁水快要接触到启动紧急信号网时，启动紧急信号系统就已经提前发出启动紧急信号信号，为及时出空炉内铁水提供了足够的时间，以确保电炉设备的安全运行。
图1 漏炉启动紧急信号系统原理图
3 漏炉启动紧急信号系统的日常检查方法：
在电炉运行过程中，每天必须对启动紧急信号系统进行检测。方法如下：（注：此方法适用于启动紧急信号系统未发出启动紧急信号信号之前进行测量）
3.1 确认启动紧急信号系统控制电源处于工作状态，炉体选择开关（SA2）处于闭合位置。
3.2 将电炉的功率控制旋钮朝逆时针方向转到底，旋转逆变停止旋钮，使电炉停止工作。
3.3 短接炉底线与启动紧急信号网引出线，启动紧急信号系统应发出启动紧急信号信号，拆除短接线后启动紧急信号电流恢复原来数值。如果不启动紧急信号，则需检查直流电源、启动紧急信号电流表、限流电阻及其连接线。
3.4 准备一根干燥的实心铁钎，将铁钎一头用导线连接到启动紧急信号柜内启动紧急信号网线“320”，铁钎另一头插入炉子的金属液中（注意：铁钎不能接触炉壳和接地），观察启动紧急信号电流表上指针是否朝右偏转。
3.4.1 如果启动紧急信号电流表上指针朝右偏转超过启动紧急信号整定值，发出声光启动紧急信号，说明炉底线与铁水接触良好。
3.4.2 如果启动紧急信号电流表上指针朝右偏转未达到启动紧急信号整定值，说明炉底线与铁水接触不良。需将启动紧急信号整定值朝左调整，直至发出声光启动紧急信号为止。
3.4.3 如果启动紧急信号电流表上指针不动，说明炉底线与铁水接触完全断开。漏炉启动紧急信号系统失效。
3.4.4 在漏炉启动紧急信号系统失效的情况下，将铁钎一头用导线连接到启动紧急信号柜内炉底线“321”，铁钎另一头插入炉子的金属液中（注意：铁钎不能接触炉壳和接地），观察启动紧急信号电流表上的数值。此数值反映真实的启动紧急信号电流值。
⑴ 如果启动紧急信号电流表指针不动，说明炉衬良好。
⑵ 如果启动紧急信号电流表指针朝右偏转，说明炉衬不好。偏转数值越大，说明炉衬侵蚀及开裂现象越严重。
⑶ 如果启动紧急信号电流表指针达到启动紧急信号整定值，发出声光启动紧急信号，说明炉衬已漏炉启动紧急信号。
3.5 用导线一头连接到启动紧急信号柜内炉底线“321”，导线另一头接触炉壳。观察启动紧急信号电流表上指针是否朝右偏转。
3.5.1 如果启动紧急信号电流表指针不动，说明启动紧急信号网线对地绝缘良好。
3.5.2 如果启动紧急信号电流表指针朝右偏转，说明启动紧急信号网线对地绝缘不好。偏转数值越大，说明启动紧急信号网线接地现象越严重。
3.6 用导线一头连接到启动紧急信号柜内启动紧急信号网线“320”，导线另一头接触炉壳。观察启动紧急信号电流表上指针是否朝右偏转。
3.6.1 如果启动紧急信号电流表指针不动，说明炉底线和铁水对地绝缘良好。
3.6.2 如果启动紧急信号电流表指针朝右偏转，说明炉底线和铁水对地绝缘不好。偏转数值越大，说明炉底线和铁水接地现象越严重。

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图2 漏炉启动紧急信号系统检测方法
4 通过启动紧急信号电流表判断漏炉启动紧急信号的方法：
在新筑炉衬开始使用的几天之内，由于炉衬石英砂中水分未完全排出，铁水与启动紧急信号网之间的电阻较小，启动紧急信号电流较高。此时表现为启动紧急信号电流值随着电炉功率的变化有所变化，电炉送电时的启动紧急信号电流表指针会向右偏转，个别时候甚至达到启动紧急信号整定值而发出启动紧急信号信号。此时的启动紧急信号数值以电炉断电时的启动紧急信号值为准。
随着使用天数的延长，启动紧急信号电流会逐渐减小直至很低。
如果在炉衬使用一段时间之后，启动紧急信号电流由很小值忽然大幅增加，且出现电炉送电时启动紧急信号电流表指针向右偏转的现象，此时多数是由于感应线圈及接头出现漏水造成炉衬受潮，启动紧急信号网与铁水绝缘电阻值下降所致。需要立即检查感应线圈有无发生漏水现象。
当炉衬使用几周至一个多月时，随着炉衬逐渐侵蚀变薄，启动紧急信号电流会逐渐升高。此时必须密切注意启动紧急信号电流的变化情况，当启动紧急信号系统发出启动紧急信号信号时，判断如下：
4.1 如果炉底线、启动紧急信号网线对地绝缘良好，则此时的启动紧急信号为真实的漏炉启动紧急信号。应立即停炉出空铁水。
4.2 如果炉底线、启动紧急信号网线全部接地，则无法判断漏炉启动紧急信号是否真实。此时应尽量铲除炉口周围的所有挂铁，检查和处理炉底线及启动紧急信号网引出线对地的绝缘，清理炉底线、启动紧急信号网的接地，观察启动紧急信号电流是否下降。如果启动紧急信号电流仍未下降，应作为真漏炉启动紧急信号处理，需及时停炉。
5 用万用表电阻档测量炉衬电阻的方法：
在启动紧急信号系统发出启动紧急信号信号后，如何较终确定炉衬是否为真启动紧急信号，需用万用表来进行检测。首先断开炉底线、启动紧急信号网线与启动紧急信号系统之间的连接线。将万用表量程拨至（×10Ω）或（×100Ω），然后分别测量炉底线与启动紧急信号网、炉底线与地、启动紧急信号网与地之间的电阻值。由于在高温情况下，炉底线与启动紧急信号网、炉底线与地、启动紧急信号网与地之间经常会存在一定幅度的直流电动势（幅值小于1V），所以在测量同一个电阻的时候，需要对调表棒进行正向、反向电阻的测量。如果在这两次测量的过程中，有一个测量值小于零，则表明不适合用此方法测量该电阻，需改用万用表电流、电压档测量炉衬电阻的方法。
定义：炉底线为C，启动紧急信号网为A，大地为E
5.1 测量炉底线与启动紧急信号网之间正反向的电阻值Rca , Rac。如果Rca≥0 且 Rac≥0，则：炉底线与启动紧急信号网之间的电阻值 RCA=(Rca Rac)/2。
5.2 测量炉底线与地之间正反向的电阻值Rce , Rec。如果Rce≥0 且Rec≥0，则：炉底线与启动紧急信号网之间的电阻值 RCE=(Rce Rec)/2。
5.3 测量启动紧急信号网与地之间正反向的电阻值Rae , Rea。如果Rae≥0 且Rea≥0，则：炉底线与启动紧急信号网之间的电阻值 RAE=(Rae Rea)/2。
6 用万用表电流、电压档测量炉衬电阻的方法：
如果测量炉底线与启动紧急信号网之间正反向电阻值、炉底线与地之间正反向电阻值、启动紧急信号网与地之间正反向电阻值时出现负值，则需采用万用表直流电流档（5mA或50mA）、直流电压档（1V）进行测量：
首先断开炉底线、启动紧急信号网线与启动紧急信号系统之间的连接线。
6.1 测量炉底线与启动紧急信号网线之间的开路电压值Uca和短路电流值Ica，则：炉底线与启动紧急信号网线之间的电阻值 RCA=Uca / Ica 。
6.2 测量炉底线与地之间的开路电压值Uce和短路电流值Ice，则：炉底线与地之间的电阻值RCE=Uce / Ice 。
6.3 测量启动紧急信号网线与地之间开路电压值Uae和短路电流值Iae，则：炉底线与地之间的电阻值RAE=Uae / Iae 。
7 通过比较RCA、RCE、RAE的值来判断是否真启动紧急信号：
7.1 如果RCA远小于RCE、RAE的值，且RCA小于50Ω，说明炉底线已与启动紧急信号网相通，且炉底线、启动紧急信号网线对地绝缘良好。则可判断炉衬已经真启动紧急信号，应立即停炉出空铁水。
7.2 如果RCA与RCE、RAE的值相差不多，且RCA小于50Ω，说明炉底线、启动紧急信号网线全部接地，
图3 用万用表电流、电压档测量炉衬电阻
则无法判断漏炉启动紧急信号是否真实。此时应尽量铲除炉口周围的所有挂铁，检查和处理炉底线及启动紧急信号网引出线对地的绝缘，清理炉底线、启动紧急信号网的接地，同时观察RCA的值有无升高，若RCA的值明显升高，说明漏炉启动紧急信号为接地引起的误启动紧急信号。若RCA的值无变化，应作为真漏炉启动紧急信号处理，需立即停炉出空铁水。
8 结束语：
使用以上介绍的漏炉启动紧急信号检测方法，可以准确地判断出启动紧急信号系统是否正常、启动紧急信号网及炉底线是否接地以及炉衬的侵蚀情况，为电炉的安全使用提供了保障。经过一年多运行，未出现一起炉衬穿铁而漏炉启动紧急信号系统未发出启动紧急信号信号的现象，确保了生产安全。