冶金中频炉的常见故障及设备维护策略

黄昌利

（广西北港新材料有限公司，广西 北海 536017）

中频炉在有色金属和黑色金属的冶炼当中具有非常广泛的应用，优化冶金中频炉出入料可以提高有色金属冶炼的品质。同时，冶金中频炉在进行金属冶炼和熔炼的过程中，可以展现出热效率高、环境污染小、熔炼时间短等诸多优点，在冶金企业中受到广泛的欢迎。为了确保冶金效率和质量，在利用冶金中频炉进行有色金属或者黑色金属的冶炼的过程当中，应当合理控制出入料。冶金中频炉由电源感应圈和耐火材料组成，坩埚内同样含有金属炉料，当电流通过感应圈的时候会中频炉内产生交变磁场，通过电磁感应原理产生的磁感应线不断切割坩埚金属炉料，能够产生感应电动势。炉料形成闭合回路，在炉料当中能够产生感应电流，感应电流在通过炉料之后会使金属材料发热直至熔化。因为中频炉故障发生的原因十分复杂，虽然理论上可以利用万用表检测，但内置水冷系统会产生明显影响，给实际的维修与故障检查造成一定的干扰。

1 冶金中频炉故障的主要检查思路

冶金中频炉因为设备老化、使用条件、外部环境、不正确操作等多种原因均可能引起设备故障，导致冶金中频炉设备运行异常，影响冶金效果。冶金中频炉的常见故障包括元器件特性不良、电路绝缘不良以及电路接触不良等问题，冶金中频炉的一些故障存在一定的隐蔽性，通常情况下不容易被发现，例如元器件特性不良和电路接触不良的故障利用传统的检测系统和检测方法也无法对这些故障进行全面检测，实际操作的难度较大。

冶金中频炉发生故障时，为了避免简单故障复杂化，需要详细分析故障发生的具体情况，同时还要快速获取相关信息参数，达到相应的检修要求。在不破坏元器件的情况下判断设备自启动的情况，可以减少那些不必要的检查。根据具体的故障现象不能够有效判断故障原因的，应当及时对故障进行全面检查。冶金中频炉常用的检查方式包括直观法、替代法、对比法和解脱试验法等，具体检查方式的使用需要结合故障现象灵活应用。在对冶金中频炉进行故障检查的时候，应当采取先易后难、先负载后控制柜的顺序，按照相关步骤逐步排查可能出现的故障。

2 冶金中频炉常见故障分析

2.1 整流故障

巡检过程中发现中频炉快速熔断器温度升高时，应当及时判断快熔温度升高的原因，检查面板上各电流表电流是否偏大，各整理桥臂的电流是否平衡，直流电压是否平衡。快熔烧的原因是三相电流的输入存在不均衡的问题，平波电抗器出现比较大的震动和噪音的时候，功率很难上升。当整流晶闸管出现击穿问题的时候，会导致直流电压下降不稳，功率也很难上升，坩埚振动器出现噪音较大的问题，如果是整流晶闸管击穿，需要判断阻容吸收回路是否正常，正常情况下阻容吸收板上的各个指示灯应全亮，阻容吸收回路的各电阻应相等，然后再更换整流晶闸管避免更换后继续击穿。当中频电压和直流电压的比值在1.3至1.5的范围内的时候，可以观察整流晶闸管有没有放大指示灯，查看平波电抗器自身绝缘是否出现老化等现象。当触发脉冲的宽度不足或者整流晶闸管的性能不太好的时候，整流直流电压可能出现偏低或者异常变化的情况。当三相断路器出现保护动作的时候，整流晶闸管将会被击穿，进而导致很大一部分的整流原件的损坏，出现这一现象的主要原因是脉冲变压器负边击穿。晶闸管损坏进行更换以后不应马上接通电源，而是需要对脉冲变压器检测，判断是否起到变压隔离的作用。设备过电压问题包括换流过电压和电抗器断流过电压。换流过电压是指晶闸管导通换流时，电压会突变，正常情况下该突变由阻容吸收板进行缓冲，以减小突变振荡引起的电压尖峰。当阻容吸收板的元件开路时，关断尖峰可能会击穿KP管。设备过电流问题包括对地短路、负载短路、逆变器短路、电抗器电感量变小等问题。此外设备过热也会出现故障问题，影响相关设备在冶金中频炉实际运行和电能供给中的作用效果，这对于冶金中频炉在钢铁合金加工中的作用也会产生很大影响。

2.2 逆变部分故障

当出现没有电压或者较大的中频电流的时候，应当先检查逆变晶闸管的状况，查看是否被击穿。如果逆变晶管出现故障应当及时更换逆变晶闸管；如果逆变晶闸管没有出现问题则应当把电容器从中频炉里面逐个脱离出来，直到电源恢复正常；如果在正常的熔炼的过程当中，逆变晶闸管出现不断烧毁的问题，而且没有明显规律，很可能是晶闸管自身发热使开断时间增大而不能关断导致逆变颠覆。常见的逆变故障为：能正常开机但是当升高中频电压时出现晶闸管保护故障，最可能的原因是逆变桥臂的某一个串联晶闸管击穿或某一个晶闸管未能正常导通；逆变晶闸管击穿，更换逆变晶闸管以及阻容阻容吸收板后还是击穿晶闸管，逆变阻容吸收回路为两块阻容吸收板串联，当某一块阻容吸收板故障时会引起电压分担不均造成电压过高击穿晶闸管。

2.3 电容器故障

如果在开机冶炼过程中电容室出现放炮的响声，可能是电容被击穿了，应当停机检查更换；如果出现电容器外部连接螺栓打火的问题，则为连螺栓松动引起，应当定期紧固螺丝。日常维护时要定期清理电容上的粉尘，对外壳绝缘电阻进行测定，在测定之前需要先进行放电，摇表转至均匀以后接到电容器的两级进行充电，稳定以后再进行读表，然后将电容器放电，防止触电发生。如果冷却水不通则会造成发热绝缘损坏，中频电源需要采用晶闸管，但是晶闸管承受电压的能力差，中频电源的运行也比较复杂，可能会出现短路等问题，需要采取妥善措施加以保护，在适当地方对保护器件进行安装，方便使用。

3 冶金中频炉维护策略

3.1 做好停电时中频炉的直观检查

首先，要做好变压器目测检查。变压器高、低压电缆接头螺丝有无明显松动、漏装，高压排之间、低压排之间间距是否合理，固定是否牢固。低压导电排由室外进入室内，应有适当仰角，以利于雨水外流。变压器零线接地是否良好，零线装头接地线截面不小于10mm2。其次，要做好开关进出排检查。开关上装头输入铜排的快速熔断器与导电排应接触良好。开关进出排之间有无杂物、金属，灭弧罩周围及开关底座固定胶木面上不应有杂物，应清理干净。再次，要做好电源柜检查。铜排走向、可控硅极性是否正确。导排及固定螺丝与周围绝缘距离是否合理。降压变压器原、副边接线头是否牢固，与周围绝缘距离是否合理。控制线路保险丝是否旋紧。拉拔二次线、阻容吸收线、脉冲线焊接头和冷压头，不应有松动。各换流电感匝间及线圈内不应夹藏有杂物，匝间距离应合理。接下来，要做好电容柜检查。电容柜周围及底座不应接触杂物。母排间应无杂物，固定母排的胶木上面应清理干净。最后，要做好炉体检查。炉壳内感应器周围清理干净。感应器匝间应无杂物。水冷电缆走向是否合理，距离周围金属体应有足够距离（50cm以上）。换炉开关的吊装固定强度应足够强，距周围金属件应有足够距离（30cm以上）。换炉开关朝向炉前约一米处，应有横担的木头将电缆托牢，电缆与木头固定为一体。

3.2 做好冶金中频炉的电路维护

正常工作时，定时巡视电柜内有关的指示灯（如阻容吸收板、脉冲变压器）状态是否正常；正常工作过程中，定期用红外测温枪检测各元件和电气接头的温度；测量晶闸管陶瓷外壳的温度时应距离一米以内，测量部位应远离进出水咀部位，外壳温度不能高于70℃。测量阻容保护电路的线绕电阻，温度应基本相等，一般不超过100℃。定期打扫电柜内部的卫生，主要是清除内部积灰。经常巡视电气柜的电接头有无松动、发热、放电等异常现象。在停机状态，定期检查设备各电气点和元件的阻抗（用万用表）；在开机状态，定期检查各关键点工作波形（用示波器），确证电气指标符合要求。

3.3 做好冶金中频炉的日常维护和保养

冶金中频炉的日常维护和保养对于其工作效率和使用寿命都有巨大的影响，日常的维护和保养可以减少冶金中频炉故障发生概率，节省维修费用，提高使用寿命。冶金中频炉的日常维护和保养是最高效、最低廉的维护策略，应当受到广泛的重视和应用。冶金中频炉的日常维护和保养应当结合冶金具体实际情况，设置合理维护和保养频次。常见的日常维护和保养方法如下：设备运行前十分钟内打开冷却水泵，检查水管接头有无漏水情况；检查冶金中频调功电位器旋钮位置；检查感应加热圈电缆紧固螺栓；保持炉体电缆附近干净、干燥；启动后，缓慢调节中频功率，使其匀速上升；北方地区的冬季做好防冻；利用中频炉冶金过程中，应当利用测温枪随时关注温度，如果发现发热严重则应当及时排查原因并及时解决。

4 结语

冶金中频炉在进行金属冶炼和熔炼的过程中，可以展现出热效率高、环境污染小、熔炼时间短、杂质去除率高等诸多优点，在冶金企业中受到广泛的欢迎。但是，在冶金中频炉长时间运行中很容易出现各种故障，为了避免受环境干扰而导致故障误判，需要加强对实际工作中的故障快速排除，也可以快速有效解决故障问题，提高冶金中频炉故障处理的整体效果。中频炉主发生故障时，为了避免简单故障复杂，需要详细分析故障发生的具体情况，同时还要快速获取相关信息参数，达到相应的检修要求。冶金中频炉常见故障有整流故障、逆变部分故障和电容器故障，应当从烤炉、金属炉料、铁液凝融以及连续开炉等角度加强对中频炉的维护，提高中频炉的使用寿命和使用效能。