新型高可靠性中频感应炉漏炉检测报警装置

1、新型高可靠性中频感应炉漏炉检测报警装置辛技木交流工业加热第38卷2009年第3期新型高可靠性中频感应炉漏炉检测报警装置傅清(西安电力电子技术研究所,陕西西安710061)摘要:介绍了一种新型高可靠性漏炉报警电路原理,其应用方法是将漏炉报警装置的一个探测极继续通过电炉底部与钢液相连接,将另一个探测极直接接在感应圈上,来测试漏电流,同时在电路中增加了阻滞电感及漏电流变送器,提高了电路的抗干扰能力,使得目前漏炉报警器的不足得到了改进.关键词:中频感应炉;漏炉;漏电流变送器;检测器;钢液;感应圈中图分类号:tf748.422文献标志码:b文章编号:10021639(2009)03-0075?02ane

2、wtypeofhighreliablealarmingdevicefordetectingleakageformediumfreguencyinductionfurnacefuqingl问题的提出中频炉在运行过程中,往往因多种原因在炉衬中形成裂纹而导致钢液渗漏事故,这种情况可能引起感应圈及绝缘柱和磁轭的绝缘损坏,甚至引起感应器铜管熔断使得高温钢液与感应线圈中的冷却水接触,从而引起更严重的后果,因此有必要设计一种安全可靠的漏炉检测报警装置,在钢液未到达感应圈前就发出报警信号,提供足够的时间采取措施防止漏炉事故的发生,保障生产安全.目前在许多大型感应炉上使用了直流接触式坩埚漏炉报警装置,这种装置在

3、打结炉衬以前,在感应圈内侧涂上一定厚度的耐火胶泥材料(10mm左右),再将不锈钢钢丝网紧贴在耐火胶泥上作为探测极,然后在涂上一层耐火胶泥,厚度10mm左右,相当于将不锈钢钢丝网预埋在耐火胶泥中作为探测极,等耐火胶泥自然干燥后再用石英沙配料打结炉衬,依靠钢液与探测极的直接接触而产生电流回路,从而给出报警信号.使用这种方法筑炉时费时费力,并且不锈钢钢丝网在使用一段时间就会断掉,需要定期更换,这就使得筑炉费用升高,因此需研制一种新型电路解决此问题.2漏炉产生的主要原因中频炉在使用过程中产生漏炉的原因很多,主要原因如下:炉衬材料质量不合格;炉衬材料在混合时配方不合理;打结炉衬工艺过程不成熟;没有按照烘

4、烧炉衬工艺曲线烘烤炉衬;炉衬在使用过程中热胀冷缩太快;炉衬使用后期太薄.3常用的漏炉检测报警装置工作原理常用的漏炉保护装置的基本原理是,从炉衬中预埋的不锈钢钢丝引出一个探测极,再从钢液底部引出一个探测极,在这两个探测极之间加上一直流电源,通过一只毫安表连续测量和显示漏电流的大小,如果漏电流超过设定保护值,则比较器翻转,保护继电器动作,可发出声光报警,使电炉电源停止运行现场工作人员仔细检查并采取措施处理问题,以达到漏炉保护的目的,该电路工作原理如图1所示.图1常用漏炉检测报警装置原理图该电路在工作时将一个恒定直流电压加到由毫安表m,电阻尼电位器wt,电阻凡(凡视为预埋的不锈钢钢丝网与钢液之间阻抗

5、,以下简称系统电阻),电阻rx(取样电阻)组成串联回路中,其中毫安表直接测量炉衬漏电流值,l为固定电阻用以限制最大电流值,dvi电位器是灵敏度电位器,通过调节它来补偿风的变化,取为测量漏电流大小的取样阻值,漏电流值设定范围一般在40-80ma,该漏炉报警装置的灵敏度曲线如图2所示.该曲线与所用炉衬材料有关,不同材料略有不同.a疑漏电流,ma图2报警装置灵敏度曲线假设灵敏度电位器wi调好后其阻值保持不变,系统电阻值越大则这个检测回路的漏电流,l就越小,测量电75技术交流工业加热第38卷2009年第3期阻上的电压就越低.系统电阻值越小,则检测回路中的漏电流,lj扰越大,测量电阻凡上的电压就越高,如

6、果比较器的(+)控制端取样电压低于比较器的(一)控制端的标准电压,比较器输出低电平,三极管t截止,继电器j不动作,发光二极管ld不亮,电炉正常工作.如果比较器的(+)控制端取样电压高于比较器的(一)控制端的标准电压,比较器输出高电平,三极管t导通,继电器j动作,可发出声光报警.同时可自动关断电炉中频柜,这时板上发光二极管d闪亮,表示有漏炉情况发生,电位器w用来设定漏电流保护值.4新型漏炉报警装置工作原理如果将漏炉报警装置的一个探测极继续通过电炉底部与钢液相连接,另一个探测极直接接在感应圈上来测试漏电流,从而改进了目前漏炉报警器的不足,同时解决了费时,费力,费材料的问题.该电路工作原理图包括两部

7、分,图3为该电路漏电流取样电路原理图,图4为该电路检测报警装置原理图.图3漏电流取样电路原理图图4新型高可靠性漏炉检测报警装置原理图新型高可靠性漏电流检测报警装置的工作原理是:将一个恒定的直流电压加到由毫安表m,直流漏电流变送器hd,限流电阻,灵敏度电位器w1,阻滞电感及系统电阻吼(感应圈与钢液之间的阻抗)组成的串联回路,其中起到通直流阻交流作用,阻碍来自感应圈的交流高频信号(感应圈电压越高,电路电源频率越高,其值越大),防止尖脉冲干扰.直流漏电源变送器选用输入0100ma经隔离后输出010v,辅助电源选用15v电源供电,把直流漏电源变送器输出信号称其为测量信号.测量信号与变送器输入漏电流成正

8、比.接在比较器的(+)控制端,标准电压由电位器wz给出接在比较器的(一)控制端.通过调节电位器wz可选择不同的漏电流保护值.由于漏电流变送器的应用,即可以防止感应圈上高压与漏电流判断电路直接相连,又提高了电路抗76干扰能力,从而保证漏炉报警装置工作安全,扩大了漏电流检测器的应用范围.5新型漏炉报警装置使用情况新型漏炉报警装置在0.512t感应炉上作了试验,其数据如表1所示.表1使用新型漏炉报警装置的感应炉的相关数据表感应炉越小漏电流越小,感应炉越大,漏电流越大,炉衬材料高温下阻抗越大,漏电流越小,阻抗越小,漏电流越大,般设定漏电流保护值在45-80ma范围内比较好.6结语总之,新型漏炉报警器不

9、但可以探测感应圈与钢液之间漏电流,还可以探测感应圈,主回路等电器元件之间短路或者接地.实践证明,此漏炉报警装置应用范围广,安全可靠,能准确及时提供信息,使用方便,使筑炉时间及费用大大降低,在感应炉尤其大型感应炉中应用很有价值.参考文献:1潘天明.现代感应加热装置m】.北京:冶金工业出版社,1996.2顾斌基.一种中频感应炉漏炉检测报警装置j.铸造,2001(7):363-364.:wz003336新型步进梁式热处理炉曲ialhe缅,2008,vlxxv,no.9,73(英)意大利德兴电炉公司最近收到了美国蒂森克鲁勃钢铁公司的订单,订购3台新型超大容量步进梁式热处理炉,该超大容量步进梁式热处理炉能处理420t/h碳钢或者不锈钢材.该炉子将安装在美国阿拉巴马州的绿色原野工厂.除此之外,意大利德兴电炉公司还提供两套轧钢车间设备,即:一套热带材轧机和一套冷轧机.花皑摘】wz003337辊底式钛材退火炉(ondusn-ialheating),2008,vlxxv,no.9,70(英)美国印第安纳州联合工程公司(cec)最后收到了美国