電阻加熱爐爐溫均勻性差的原因及解決辦法

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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：TG155.1

文獻標志碼：B

文章編號：0254-6051（2011）09-0112-02

某集團公司鍛造廠使用的加熱爐主要有臺車式電

阻爐和箱式電阻爐。產品要求工業(yè)4級爐的均溫性必須保證在±10℃以內。為此，對所有的鍛造加熱爐要定期進行爐溫均勻性測試，以保證合格產品。

通過電流加熱。到底是發(fā)熱體斷損還是線路問題需進

一步檢查。但可以確認的是，此加熱爐有故障，必須處理。

2）爐門或臺車密封不嚴。由于裝出料的原因，爐門和爐門框之間經常有相對運動，勢必就有磨損。而且耐大多數的爐門與爐門框的密封是靠耐火材料密封的，火材料的強度又不是太大。臺車爐由于工作在裝出料時，需要臺車做進、出運動，同樣有一個密封磨損問題。同時還有液壓密封機構有無故障等。另外箱式電阻加

由于駕駛裝、出料機人員熱爐的裝出料依靠裝出料機，

素質問題，對于爐門框的耐火材料碰撞也在所難免，所以造成爐門密封不嚴，使得熱量損失，影響爐膛均溫性。

此類故障，只要細心，仔細觀察，很容易發(fā)現。

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的溫

比較爐膛內的實際溫度與工藝要求的設定溫度信號，

度，溫控儀自動調整輸出功率的百分數，正常時溫控儀

不能設定功率輸出的上下限。例如當爐膛內的溫度為500℃，工藝設定溫度為950℃時，溫控儀的功率輸出應該為100%，即每相的電流約為該區(qū)功率數的1.5倍。只有在接近950℃時，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)現溫控儀在正常加熱，每區(qū)三相電流

就應檢查溫控儀的功率設定。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在兩個方面：一是加熱爐爐體自身的保溫性

能較差，這只需要通過簡單的觀察和測量即可判定。一臺加熱爐，要求爐殼表面溫度≤50℃，加熱爐正常使用時，操作者的手摸到爐殼表面，感覺應該是比室溫

不能燙手或不能觸摸。也可以借助相關的稍熱一點，

1電阻加熱爐爐溫均勻性檢測

依據GB/T9452—2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測

定方法》對加熱爐的爐溫均勻性進行了測試。在電阻爐的有效工作區(qū)內，用9點測溫法測定電阻加熱爐均溫性。

當爐膛溫度達到設定溫度后保溫2h，開始打印數據，每隔5min打印1次，連續(xù)打印5組數據。在所有打印的數據中，不能有超過溫控儀設定的±10℃以外的數據。如果沒有，即可判定此加熱爐爐膛均溫性合格。如果在這45個數據中，有一個超過溫控儀設定的±10℃以外的數據，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，重新測溫合格后方可重新投產。還要追溯上次標溫合格后，到這次標溫期間，所有在此加熱爐內生產的產品的性能。

2故障可能原因及分析

1）發(fā)熱件損壞。一臺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電流，或指針的擺幅比其它兩個表的擺幅小，只是其它兩個表的1/2或者1/3，說明有一相或者1/2，或者1/3的加熱器未

收稿日期：2011-03-24

作者簡介：張西軍（1974—），男，陜西寶雞人，高級工程師，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，這主要通過標溫檢測的結果來判定（見表1），但作為此判定的前提條件是，加熱爐沒有其他故障。例如：在爐膛均溫區(qū)內，底部和頂部兩只熱電偶

測量的溫度差不能超過20℃。一臺合格的電阻加熱

爐，其底部和頂部溫差應該在10℃以內。1號和2號測溫熱電偶的最大溫差為8℃。

Table1

爐子編號測試熱偶位置測試熱偶編號測試熱偶修訂值/℃

時間11：3811：4311：5811：5311：58

溫度的最大波動量/℃

測試結果

94995095095195231003－0.3

Hxxxx

表1爐溫均勻性測試記錄

Measurementdataoffurnacetemperatureuniformity

設定溫度3001－0.6

40150.7

5007－0.7

950℃

6021－0.4

70080.4

測試日期：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/℃

9579559549559563

9489489489499502

9479509519529536

9519519509519522

9499509509519512合格

2故障處理

1）爐膛內的加熱器有斷損或線路故障的處理。此故障是通過各控制區(qū)的三相電流表來判定的。檢查時有無缺相現象。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保護分斷可以利用萬用表來判斷。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，有無燒損、燒斷處。以上檢查都正常的情

利用萬用表測量三相繞組是否平衡，平衡時確認況下，

加熱器完好，如果不平衡，即可判定加熱器有斷損。當確認加熱器有斷損時，必須停爐，待加熱爐降溫到室溫時，方可進行焊接處理。如果通過上面的檢查，確認是元件或線路故障時，及時停電就可修復。

2）爐門或臺車密封不嚴的故障處理。當確認是由于爐門或臺車密封不嚴而造成的爐溫均勻性不合格時，爐門的密封可以通過調整爐門密封壓板，即爐門的密封四周與爐門框可靠密封不能有跑溫的地方。如果確認是由于爐門框或爐門四周的耐火材料損壞造成的標溫不合，則必須停爐處理。如果是由于臺車的密封不嚴而造成的標溫不合，就需要檢查是液壓機構有問題，還是密封本身的問題。液壓機構的問題隨時可以處理。要是密封本身的問題，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窃O定問題。有時輸出功率需要人為手動設定溫控儀

為一個功率輸出百分數，用于個別不重要產品的低溫

必須將功率及時調回100%。但退火。退火完畢后，

由于操作者的遺忘等原因，往往不能及時調整，會造成

輸出功率不夠，影響加熱爐的均溫性。此故障一旦確認，及時調整即可。

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)內的溫度梯度太括，

大等。一般沒有較好的辦法能夠在很短的時間內處理。要想徹底解決此類故障，只有通過大修改造，即重新設計爐膛內加熱器的分布形式、功率重新合理布置，更換新的保溫材料等。因為保溫材料的保溫性能隨著時間

長時間的高溫加熱，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結語

電阻加熱爐一旦標溫后爐溫均勻性達不到要求，

是一個十分嚴重的問題。首先不能再正常加熱產品，同時要追溯上一次標溫后，在此加熱爐內生產的所有產品的性能質量，這是一項相當繁重的工作。同時為保證以后的正常生產，就要求電阻加熱爐的使用者和維護人員定期巡檢設備，仔細觀察設備上的各種儀表指示，爐體的異常變化，如爐門的密封、爐體的表面溫