[教学设计]上引炉体原理

上引炉炉体工作原理及常见故障分析
一、设备组成结构原理：
我厂上引工频感应炉SL12-Q L-S-B-8型上引机组由工频感应器、水冷却系统、电气系统、加料机构和测温系统等组成。

1、工频感应器
工频感应器主要有炉体、炉架和感应器三大部分组成。

炉体外壳是钢结构，内部由耐火砖、保温砖和石英砂砌筑而成。

炉架起支撑整个炉子的作用，通过地脚螺栓固定在地坪基础上。

感应器由外壳、线圈、水套、铁芯以及熔沟组成，感应器的高压侧（初级）由线圈组成，电压可从90V至420V（保温炉为90V至380V）有级可调，感应器的低压侧（次级）由短路的线圈熔沟组成，通电后，在电磁感应器的作用下，在熔沟内部产生大电流、低电压而使其熔化并使铜液在熔沟内形成定向高速流动，形成充分的热交换，将加入的电解铜熔化。

Q L型感应炉由三个感应器组成。

水套和线圈均为水冷却，冷却水循环使用，由冷却水泵站提供。

2、、冷却系统
感应器水套、线圈、结晶器共用一个独立的循环供水系统，系统中水源采用软水；要求冷却水池的容积为100～140m3，冷却水的工作水温为25~42℃，供结晶器的进水压力为0.2～0.4MPa，供水套、线圈的进水压力为0.18～0.2MPa。

为保证水套、线圈及结晶器的供水，系统备有紧急供水系统，以便在停电时，保证在一分钟之内向水套、线圈及结晶器恢复供水。

3、上引炉电控系统
机组电气设备安装在靠近设备的平台上下。

感应炉系统由三个调压柜和一个操作台、一个电容柜以及装在炉体下部的感应器（感应线圈、铁芯和熔沟）组成。

调压柜内调压变压器将一次侧输入380V电压，变压为二次侧输出90V、120V、150V、180V、210V、270V、320V、380V、420V，9个电压等级，由专门的挡位切换电路根据需要在90V~420V间调整感应炉熔铜功率。

由于感应炉为大电感负载，为减小设备对电网影响，由电容柜进行就地补偿。

二、系统日常维护与保养
（一）、日常操作使用规程
1、操作人员必须着重注意以下几个方面
1）确保工频感应炉的正常供电、供水。

在正常生产时，感应炉体停电时间不得超过半小时，停水时间不能超过一分钟；
2）工频感应炉工作前，应先启动冷却循环水系统，并达到规定的水压。

结晶器工作水压：0.2~0.3Mpa，水套、线圈工作水压：
0.18~0.2Mpa，报警值：0.18~0.2Mpa。

3）每隔半小时记录一次运行参数。

内容包括：供电电压、电流、功率、牵引电压、感应体线圈、水套回水温度、结晶器回水温度等。

4）经常注意液位跟踪、热电偶及伺服系统的工作状况，发现异常即使解决；
5）炉台操作台上的绿色按钮为工作按钮，红色按钮均为相应的停止按钮。

2、熔化炉、保温炉日常操作规程
1）旋转控制电源钥匙开关，接通控制回路电源，电源工作指示灯点亮；
2）开启冷却循环水调节好供水压力。

当水压低于0.15Mpa或高于
0.23Mpa时，水压报警灯点亮，应调节节流调压阀；
3）启动换挡调压控制装置前必须确认感应体通电指示应处于熄灭状态，主回路接触器处于分断状态，然后旋转LW5电压选择开关，选择90V、120V、150V、180V、210V、270V、320V、380V、420V间任一电压等级。

4）按下熔化炉（或保温炉）启动按钮，主回路接触器闭合，工作指示灯点亮。

启炉后应观察相应感应体电压、电流、功率是否
正常；
5）熔化炉、保温炉在生产过程中，应根据生产量和炉温的变化，适时调整感应体电压挡位，以保证连铸机引杆铜液质量。

另本
系统还配置自动换挡调压装置一套，因工作稳定性未得到确认，目前尚未投入使用；
6）炉体各感应体工作电压都在响应的电压显示仪上显示。

(二)、日常检查维护
1、工频感应炉部分
1）定期检查感应线圈、水套出水流量、温度，最高温度不大于60℃，每隔半小时记录一次。

2）定期检查炉壳和铁芯温度，8小时一次，规定如下：感应器部分＜200℃，炉体部分＜100℃，铁芯部分＜110℃。

3）定期检查炉子电压、电流及铜液温度，每隔半小时记录一次，换档时随时记录。

4）注意电流变化，当电流表剧烈抖动时，应马上换档至低电压，检查电气系统、熔沟部分情况，对炉子进行一次清灰、排渣工作，找出原因，必要时降低液位，对熔沟进行清渣工艺。

5）注意电压与电流关系：记录新炉各档感应器电流值，随着炉龄加长，感应器电流会发生变化，当感应器电流加大或减少15%
时，要商量对策。

一般讲熔化炉感应器电流是电压1.1～1.2倍，保温炉感应器电流是电压1.1～1.1倍，具体要根据线圈匝数定。

6）严禁水、铁、硫、磷等有害物质进入炉子。

7）筑炉前，对炉子必须进行绝缘检查，绝缘电阻大于0.5兆欧。

8）新炉开炉时，必须严格按《筑炉、开炉、停炉工艺》。

9）定期检查碳化硅俘子是否卡死，一个小时一次。

10）根据水质情况，对线圈、水套进行定期清垢工作，一般2～3个月进行一次。

采用高温润滑脂。

11）装入热电偶时，必须先经烘烤加热后方可插入铜液内，注意热电偶插如深度与结晶器石墨模深度一致。

2、电气控制部分
1）调压时一定要做到先按停止按钮，后操作调压开关，再按启动按钮。

2）电器使用一个月后，要检查各电路箱内螺丝、螺母是否松动，必要时加紧。

3）保持操作台及配电柜外部的清洁干燥，做勤打扫，用干抹布和毛刷搽干净操作台表面和配电柜表面和角落的灰尘减少对电器柜内部的污染。

4）对电器柜内部的维护和保养由专业电器人员来做。

保持电器柜内部的清洁，用皮老虎或干燥的压缩空气吹掉电器配件上的灰尘，用干抹布搽去配电柜内部和电器配件上的油污赃物必要时可停电进行，做到“安全第一预防为主”，每个月清洁一次。

5）平时关闭好电器柜柜门堵塞除通风口之外的漏洞，防止老鼠，蟑螂，小动物等钻进配电柜内咬破电线电缆或直接触电行成电路短路，造成电路跳闸烧毁等情况，酿成重大事故。

6）由于熔炉功率比较大，配电柜内电流大发热大，所以配电柜周围不要堆放杂物，其他配件等东西，不要堵塞通风口，这样配
电柜内部的正常发热才能顺利排出，经常清理排风扇扇叶上的灰尘，保证其正常工作。

7）由于配电柜内电流比较大，有大自耦变压器，铜排上固定螺丝要经常检查不能有松动生锈，造成铜排发热烧坏电器部件。

8）由于灰尘会落在接触器继电器表面、内部，会造成其触点接触不良，形成一些软故障，这种情况可选用电器或电子专用的电器电子干式清洁剂对其触点喷洗，保持其干净，减少故障率。

9）经常用螺丝刀检查接触器开关上的螺丝，不能有松动等异常情
况，造成接触不良烧坏电线接触器开关本身。

10）经常检查电器仪表，保证其可靠准确，每年做一次校验，保证
其准确真实反映出电炉的工作情况，使操作者准确掌握电炉工作情况，即使处理问题，保证上引法正常生产和电炉寿命，对121A型数显表每三个月日电桥校对一次。

11）经常检查热电偶外壳，在其被铜水侵蚀变细时及时更换，避免
铜水烧毁内部铂铑铂偶丝。

3、冷却水系统
1）当临时停电或供水发生故障时，先应在一分钟内打开应急池阀门，并关闭原来阀门，保证结晶器、水套、线圈的冷却水不间断。

后根据现场实际状况，决定是否开启备用柴油机泵供水；
2）系统备用水泵应定期检查，一个月互换工作水泵，定期更换泵体和电机轴承。

3）对底阀、闸阀定期检查润滑，六个月一次。

4）系统水压：4Mpa；进水温度：30℃～35℃
5）应急柴油机泵每月至少起动试运行一次，以保证应急时能随时投入使用；
6）定期巡查冷却装置，掌握冷却风扇和导流管状况，及时安排清理疏通和风扇维护；
三、常见故障判断与排除
SL12-Q L-S-B-8型上引机组由于其特殊的工作性质，工频感应炉一旦启用后，一般不允许长时间停电检修。

因此，对上引工频感应炉的检修主要以计划检修为主，在停炉大修其间有计划安排对炉体及其它各部分的检修工作，以确保长周期连续运行。

但突发性设备故障也在所难免，处理突发性故障要求设备维修人员具备较强的业务素质，处事灵活果断，在较短的时间恢复设备运行。

以下就上引炉部分典型故障的分析判断、维修方式做一描述。

感应体主回路部分故障大多出现在水套、线圈、线圈连接端、绝缘部位和控制柜。

故障大多较为直观，一般可凭借肉眼直接发现故障点。

1、水套漏水
故障原因：水套自身存在质量问题和炉体漏铜烧损水套。

检查方式：可直接观察漏点部位分析判断原因。

检修步骤：如因漏铜引起的水套故障须重新铸炉。

水套更换步骤为，在确认故障后应及时安排将炉体内铜液液位尽量降到最
低位，停电拆除感应体铁芯、线圈、损坏水套，更换新水
套。

该方案据以往经验，成功修复的案例不多见。

2、水套、线圈堵塞
故障原因：冷却循环水浑浊，长时间积垢堵塞。

检查方式：观察水套、线圈出水温度、压力和回流量确认。

检修步骤：分断对应感应体主回路电源，关闭线圈供水，用压缩空气将线圈内积垢吹出。

3、线圈短路（或漏水）
故障原因：1、线圈自身存在质量问题；2、线圈因缺水（或摩擦）损坏绝缘短路烧穿；
检查方式：线圈故障一般会造成控制柜主回路断路器跳闸，观察线圈内、外部绝缘层可发现明显短路烧灼痕迹（或漏水点），
用500V兆欧表检测与铁芯和水套间绝缘为零。

检修步骤：分断故障感应体主回路电源，拆卸下铁芯Ⅰ部分即可取出线圈更换。

注意：1、因炉体部位温度很高，检修过程应
做好防护；2、拆卸时避免损伤铁芯；3、检修完成后检测
绝缘电阻值。

4、线圈接线端损坏
故障原因：接线端松动、氧化发热。

检查方式：观察接线端绝缘层，可见发现烧焦（或变色）。

检修步骤：拆除接线端绝缘带，用挫刀、砂纸重新修整接触面，连接线烧坏的可将损坏部位裁掉，要重新压鼻连接。

5、感应体绝缘层损坏
故障原因：长期高温环境引起绝缘老化击穿。

检查方式：观察感应体部位，短路部位可见发热变色（或烧红），检测绝缘电阻值为零。

检修步骤：感应体与炉体连接部位绝缘损坏基本无法修复，须重新铸炉。

其它部位可更换耐高温云母绝缘垫修复。

6、主回路电源跳闸
故障原因：1、线圈（或水套）漏水短路；2、感应体线圈电流超断路
器额定值；3、断路器触点烧损（或老化）。

检查方式：检查跳闸感应体控制柜内部电源开关是否处于脱扣状态，感触（测温）断路器外壳温升是否正常，通常断路器超负
荷和触点损坏都会引起发热，检测绝缘电阻是否为零。

检修步骤：处理断路器脱扣跳闸应先确认排除外部因素，检查断路器内部有无异常，确认无误后方可送电启炉。

送电后观察感
应器电流是否异常，如出现电流大范围波动（或异常增
大），及时通知相关人员安排炉体熔沟进行排渣工作。

7、感应器电流波动（或增大）
故障原因：感应体熔沟内积渣堵塞，熔沟截面不规则变化，造成铜液对流不畅。

检查方式：通过工艺记录分析
检修步骤：将铜液液位降至350毫米后升温至1165℃（目的将沉淀在熔沟底部的杂质浮起来）。

用经烘烤过的16毫米
的螺纹钢寻找所需清理熔沟两端位置，找准位置后在
熔沟的一端用16毫米的螺纹钢快速插动，在插的过程
中如感觉螺纹钢插的很轻松说明已到了熔沟内部此时
应用力并快速将螺纹钢插动5-6下后，并将螺纹钢快
速抽出，防止螺纹钢熔入熔沟内。

再观察电流摆动情
况，如再出现电流摆动再按照上述操作方法从熔沟的
另一端进行操作，直至电流较平稳为止。

8、主回路进线电流增大
故障原因：现场补偿柜电容容量下降，无功补偿不够。

检查方式：查看比较感应体补偿前（感应器电流）和补偿后（总电流）电流表电流值判断，如体补偿前电流正常，补偿后电流明
显增大可确认故障
检修步骤：分断相应感应体主回路电源，拆卸各电容器间连接母排，逐一检测各电容容量，视情况更换电容器，使补偿容量恢
复原值。

9、感应器主接触器不吸合
故障原因：1、主接触器线圈损坏；2、主接触器机械卡死；3、感应器控制电路未接通主接触器线圈电源。

检查方式：先检查主接触器线圈和机构部分，确认排除后，如无明显故障点，可按电气原理图线号检测012（112、212）至018
（118、218）各点信号是否正常，从而确定故障元器件。

检修步骤：按电气正常操作规程检修。