电阻加热炉炉温均匀性差的原因及解决办法

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电阻加热炉炉温均匀性差的原因及解决办法

第36卷2011年

第9期9

月

Vol.36No.9

HEATTREATMENTOFMETALS

September2011

电阻加热炉炉温均匀性差的原因及解决办法

张西军

（陕西宝鸡钛业股份有限公司锻造厂，陕西宝鸡721014）

Causeofabnormaltemperatureuniformityofresistanceheating

furnaceanditsimprovement

ZHANGXi-jun

（ForgeFactory，BaojiTitaniumIndustryCo．，Ltd．，BaojiShaanxi721014，China）

中图分类号：TG155.1

文献标志码：B

文章编号：0254-6051（2011）09-0112-02

某集团公司锻造厂使用的加热炉主要有台车式电

阻炉和箱式电阻炉。产品要求工业4级炉的均温性必须保证在±10℃以内。为此，对所有的锻造加热炉要定期进行炉温均匀性测试，以保证合格产品。

通过电流加热。到底是发热体断损还是线路问题需进

一步检查。但可以确认的是，此加热炉有故障，必须处理。

2）炉门或台车密封不严。由于装出料的原因，炉门和炉门框之间经常有相对运动，势必就有磨损。而且耐大多数的炉门与炉门框的密封是靠耐火材料密封的，火材料的强度又不是太大。台车炉由于工作在装出料时，需要台车做进、出运动，同样有一个密封磨损问题。同时还有液压密封机构有无故障等。另外箱式电阻加

由于驾驶装、出料机人员热炉的装出料依靠装出料机，

素质问题，对于炉门框的耐火材料碰撞也在所难免，所以造成炉门密封不严，使得热量损失，影响炉膛均温性。

此类故障，只要细心，仔细观察，很容易发现。

3）控制方面的原因。电阻加热炉温度控制的核心是温控仪。温控仪接收从热电偶采集的炉膛内的温

比较炉膛内的实际温度与工艺要求的设定温度信号，

度，温控仪自动调整输出功率的百分数，正常时温控仪

不能设定功率输出的上下限。例如当炉膛内的温度为500℃，工艺设定温度为950℃时，温控仪的功率输出应该为100%，即每相的电流约为该区功率数的1.5倍。只有在接近950℃时，温控仪的输出才逐渐降低90%、80%……10%等。保温阶段功率的输出为间歇输出。而一旦发现温控仪在正常加热，每区三相电流

就应检查温控仪的功率设定。表的输出摆角统一减小，

4）电阻加热炉自身故障。电阻加热炉自身故障主要表现在两个方面：一是加热炉炉体自身的保温性

能较差，这只需要通过简单的观察和测量即可判定。一台加热炉，要求炉壳表面温度≤50℃，加热炉正常使用时，操作者的手摸到炉壳表面，感觉应该是比室温

不能烫手或不能触摸。也可以借助相关的稍热一点，

1电阻加热炉炉温均匀性检测

依据GB/T9452—2003《热处理炉有效加热区测

定方法》对加热炉的炉温均匀性进行了测试。在电阻炉的有效工作区内，用9点测温法测定电阻加热炉均温性。

当炉膛温度达到设定温度后保温2h，开始打印数据，每隔5min打印1次，连续打印5组数据。在所有打印的数据中，不能有超过温控仪设定的±10℃以外的数据。如果没有，即可判定此加热炉炉膛均温性合格。如果在这45个数据中，有一个超过温控仪设定的±10℃以外的数据，则判定其为不合格加热炉，并立即停止使用，直至查出原因加以纠正，重新测温合格后方可重新投产。还要追溯上次标温合格后，到这次标温期间，所有在此加热炉内生产的产品的性能。

2故障可能原因及分析

1）发热件损坏。一台480kW的电阻炉，发热体分布为四区控制，每区平均功率为120kW，每区发热体器为星形连接。三相电流表在全功率升温阶段指针的摆角相同，在保温阶段三相电流表指针的摆幅相同。如果观察到某一区三相电流表的一相无电流，或指针的摆幅比其它两个表的摆幅小，只是其它两个表的1/2或者1/3，说明有一相或者1/2，或者1/3的加热器未

收稿日期：2011-03-24

作者简介：张西军（1974—），男，陕西宝鸡人，高级工程师，主要从事电

：com．cn

第9期张西军：电阻加热炉炉温均匀性差的原因及解决办法113

度梯度太大，这主要通过标温检测的结果来判定（见表1），但作为此判定的前提条件是，加热炉没有其他故障。例如：在炉膛均温区内，底部和顶部两只热电偶

测量的温度差不能超过20℃。一台合格的电阻加热

炉，其底部和顶部温差应该在10℃以内。1号和2号测温热电偶的最大温差为8℃。

Table1

炉子编号测试热偶位置测试热偶编号测试热偶修订值/℃

时间11：3811：4311：5811：5311：58

温度的最大波动量/℃

测试结果

94995095095195231003－0.3

Hxxxx

表1炉温均匀性测试记录

Measurementdataoffurnacetemperatureuniformity

设定温度3001－0.6

40150.7

5007－0.7

950℃

6021－0.4

70080.4

测试日期：xxxx年xx月xx日8006－1.2

9011－0.5

温度均匀性/℃

9519529529529532

9469479489489493

9569579569569582

77668

0240.5

修正后的温度读数/℃

9579559549559563

9489489489499502

9479509519529536

9519519509519522

9499509509519512合格

2故障处理

1）炉膛内的加热器有断损或线路故障的处理。此故障是通过各控制区的三相电流表来判定的。检查时有无缺相现象。首先要检查三相电源电压是否够380V，

在电源正常的情况下，再检查快速熔断器有无保护分断可以利用万用表来判断。如果的。快速熔断器的好坏，快速熔断器是好的，再检查加热器各引出棒与电缆的接头是否完好，有无烧损、烧断处。以上检查都正常的情

利用万用表测量三相绕组是否平衡，平衡时确认况下，

加热器完好，如果不平衡，即可判定加热器有断损。当确认加热器有断损时，必须停炉，待加热炉降温到室温时，方可进行焊接处理。如果通过上面的检查，确认是元件或线路故障时，及时停电就可修复。

2）炉门或台车密封不严的故障处理。当确认是由于炉门或台车密封不严而造成的炉温均匀性不合格时，炉门的密封可以通过调整炉门密封压板，即炉门的密封四周与炉门框可靠密封不能有跑温的地方。如果确认是由于炉门框或炉门四周的耐火材料损坏造成的标温不合，则必须停炉处理。如果是由于台车的密封不严而造成的标温不合，就需要检查是液压机构有问题，还是密封本身的问题。液压机构的问题随时可以处理。要是密封本身的问题，也必须停炉降温到室温以后再行处理。

3）控制方面的故障处理。控制方面的故障主要是设定问题。有时输出功率需要人为手动设定温控仪

为一个功率输出百分数，用于个别不重要产品的低温

必须将功率及时调回100%。但退火。退火完毕后，

由于操作者的遗忘等原因，往往不能及时调整，会造成

输出功率不够，影响加热炉的均温性。此故障一旦确认，及时调整即可。

4）加热炉自身固有故障的处理。此故障主要包炉体的保温性能较差和有效均温区内的温度梯度太括，

大等。一般没有较好的办法能够在很短的时间内处理。要想彻底解决此类故障，只有通过大修改造，即重新设计炉膛内加热器的分布形式、功率重新合理布置，更换新的保温材料等。因为保温材料的保温性能随着时间

长时间的高温加热，往往使得保温材料收缩，而的推移，

造成保温性能下降，影响加热炉均温区的均温性。

3结语

电阻加热炉一旦标温后炉温均匀性达不到要求，

是一个十分严重的问题。首先不能再正常加热产品，同时要追溯上一次标温后，在此加热炉内生产的所有产品的性能质量，这是一项相当繁重的工作。同时为保证以后的正常生产，就要求电阻加热炉的使用者和维护人员定期巡检设备，仔细观察设备上的各种仪表指示，炉体的异常变化，如炉门的密封、炉体的表面温