李倩　張延新

摘 要：停電后中頻爐感應(yīng)線圈降溫水停止流動(dòng)，溫度升高會(huì)造成感應(yīng)線圈的損壞。本文探討了設(shè)置高位水箱作為線圈應(yīng)急降溫措施的原理、工藝設(shè)備構(gòu)成及水箱位置、容積等相關(guān)參數(shù)的確定。設(shè)置高位水箱作為應(yīng)急降溫設(shè)備是安全生產(chǎn)、設(shè)備保護(hù)的有力保證。

關(guān)鍵詞：中頻爐;電極;高位水箱

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.008

1 前言

中頻爐操作簡單方便，是一種用于鑄造鍛造及熱加工的設(shè)備。其中中頻電源、感應(yīng)線圈、水電纜等都需要用水進(jìn)行冷卻，因此冷卻水對于爐子設(shè)備至關(guān)重要。中頻電爐的冷卻水泵站要配兩臺規(guī)格相同的主水泵，并且必須配有應(yīng)急冷卻水系統(tǒng)。當(dāng)電網(wǎng)供電中斷造成主水泵不能工作時(shí)，應(yīng)急冷卻水系統(tǒng)可為爐體提供冷卻，避免爐體損壞。

2 中頻爐冷卻水系統(tǒng)簡介

中頻爐不同冷卻部位對冷卻水的具體要求如下：

（1）感應(yīng)線圈、電容器組冷卻水系統(tǒng)。水壓應(yīng)保持在0.15～0.20MPa，水溫應(yīng)保持在進(jìn)水溫度為 20～35℃，出水溫度低于55℃。（2） 可控硅變頻器的冷卻系統(tǒng)。水壓應(yīng)穩(wěn)定地保持在0.15MPa，水質(zhì)應(yīng)進(jìn)行軟化處理。（3） 其他部位冷卻水系統(tǒng)。中頻發(fā)電機(jī)、三倍頻變頻器及其他配套的開關(guān)柜等冷卻水系統(tǒng)，要求與感應(yīng)線圈相同。

為了保證中頻感應(yīng)爐設(shè)備的使用安全，水路應(yīng)設(shè)置水壓報(bào)警裝置和停水警示器，以防止因水壓不足或斷水所造成的設(shè)備事故發(fā)生。

3 高位水箱運(yùn)行原理及容積、位置等的確定

（1）運(yùn)行原理。異常停電后，爐壁外側(cè)盤繞的感應(yīng)線圈受壁溫炙烤，線圈降溫夾層內(nèi)的水會(huì)很快超過55℃，對線圈造成損壞。其他需要降溫的設(shè)備由于停止通電，影響較小。將水箱設(shè)置在高處，水箱底部設(shè)置出水管與感應(yīng)線圈降溫進(jìn)水管連接，管道上設(shè)置手動(dòng)切斷閥及轉(zhuǎn)子流量計(jì)。切斷閥用于正常工況時(shí)切斷水箱出水，轉(zhuǎn)子流量計(jì)用于使用水箱時(shí)觀察水流情況。水箱上部設(shè)置進(jìn)水管與感應(yīng)線圈出水管連接，管道上設(shè)置切斷閥用于正常工況時(shí)切斷水流。

（2）水箱容積計(jì)算。若停電時(shí)爐內(nèi)金屬已熔化，則可以將其傾倒出爐，此種情況爐壁溫度可在1～2個(gè)小時(shí)內(nèi)降至55℃以下。最不利的情況是溫度接近熔化溫度，金屬未全熔，不能出爐，此時(shí)壁溫則需要5～6個(gè)小時(shí)才能降至55℃以下，水箱容積應(yīng)按最不利工況考慮。

中頻爐線圈盤繞在爐壁，此種形式屬于對流與輻射聯(lián)合傳熱。以2t中頻爐為例，傳熱量約100000Kcal/h，考慮到停電后，爐內(nèi)液處于自然冷卻過程，無外界熱量加入，在降溫至55℃時(shí)間段內(nèi)冷卻水系統(tǒng)撤熱量按40000Kcal/h計(jì)算，6個(gè)小時(shí)總熱量為240000 Kcal。水的比熱容為1 Kcal/（kg.℃），水箱冷水溫度按25℃考慮，則冷卻水溫升30℃，則所需水量為8m?，水箱容積按8.5m?設(shè)計(jì)。

（3）水箱高度。線圈夾層內(nèi)的水受熱比重降低，水在中頻爐與水箱間靠密度壓差自然循環(huán)。為增加流速提高換熱速率，可盡量利用現(xiàn)有建筑高度將水箱置于高建筑房頂，以不小于10米為宜。

4 水箱使用安全注意事項(xiàng)

由于高溫金屬熔液遇水會(huì)產(chǎn)生爆炸事故，因此，水箱與中頻爐連接管道的室內(nèi)部分應(yīng)盡可能的減少閥門、管件，與循環(huán)泵管道可采用焊接連接。水箱、室外管道及附件應(yīng)作保溫處理，以防冬季上凍無法運(yùn)行。

5 冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)急處理

（1）停電應(yīng)急處理：電爐控制室的配電總柜中雙電源開關(guān)應(yīng)保持在自切換檔位，當(dāng)主電源與安保電源同時(shí)停電，必須馬上通知值班電工，并且準(zhǔn)備啟動(dòng)應(yīng)急冷卻系統(tǒng)。

（2）冷卻水溫度過高應(yīng)急處理：感應(yīng)線圈冷卻水水管有異物堵塞，造成水的流量減小，這時(shí)需要先停電，再用壓縮空氣吹掃水管，去除異物，水泵停運(yùn)時(shí)間最好不要超過8min;線圈冷卻水水道有水垢，造成水的流量減小，必須每隔一至兩年把線圈水道上明顯的水垢提前進(jìn)行酸洗;感應(yīng)線圈水管突然漏水，這種漏水大多是因感應(yīng)線圈與水冷磁軛或周圍固定支架之間絕緣擊穿所致，當(dāng)發(fā)現(xiàn)此事故時(shí)，應(yīng)立即停電，加強(qiáng)擊穿處的絕緣處理，并用環(huán)氧樹脂或其他絕緣膠類把漏水處表面封住，降低電壓使用，把這爐鐵水化好、倒完后再進(jìn)行爐子修理。

6 結(jié)論

設(shè)置高位水箱后，作為應(yīng)急降溫措施，可一勞永逸的解決突發(fā)停電時(shí)設(shè)備降溫問題，也可以作為循環(huán)水系統(tǒng)臨時(shí)維修停用時(shí)的備用系統(tǒng)。水箱系統(tǒng)維護(hù)簡便、安全可靠，是應(yīng)急冷卻措施中的選項(xiàng)之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]輝志昌.中頻爐的應(yīng)用及維護(hù)[J].鑄造技術(shù)，2011（04）.

[2]鄧運(yùn)喜，李廣.500公斤中頻爐常見故障及其排除[J].柳鋼科技，2003（02）.

[3]王新亭.中頻感應(yīng)電爐在有色金屬熔煉中的應(yīng)用[J].山東冶金，1996（02）.

[4]譚天恩，麥本熙，丁惠華.化工原理（上冊）第2版[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990.

作者簡介：李倩（1984-），女，山東淄博人，本科，工程師，主要從事化工工藝設(shè)計(jì)。