AI温度控制器与电炉的配合应用
厦门宇电自动化科技有限公司技术部邵平
关键词： AI温度控制器、电炉控制柜、数字记录仪
一、电炉温度控制系统的特性
电炉温度控制系统在温度自动控制领域是最为常见的控制类型之一。温度控制器主要由温度传感器、温度调节仪、电加热器执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图1所示。被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器。其具体的电路图如图1
二、炉温自动控制原理
根据炉温对给定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子的热源能量，或连续改变热源能量的大小，使炉温稳定有给定温度范围，以满足热处理工艺的需要。温度自动控制常用调节规律有二位式、三位式、比例、比例积分和比例积分微分等几种。电阻炉炉温控制是这样一个反馈调节过程，比较实际炉温和需要炉温得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，去调节电阻炉的热功率，从而实现对炉温的控制。
1）按照偏差的比例、积分和微分产生控制作用（PID控制），是过程控制中应用最广泛的一种控制形式。
2）二位式调节－－它只有开、关两种状态，当炉温低于限给定值时执行器全开；当炉温高于给定值时执行器全闭。（执行器一般选用接触器）
3）三位式调节－－它有上下限两个给定值，当炉温低于下限给定值时接触器全开；当炉温在上、下限给定值之间时执行器部分开启；当炉温超过上限给定值时执行器全闭。（如管状加热器为加热元件时，可采用三位式调节实现加热与保温功率的不同
三、电加热器执行器的特性：
电炉的温度调节是通过调节器(供电能源)的断续作用，改变电炉丝闭合时间
T b 与断开时间T
k
的比值α,α=T
b
/T
k
。控制电路图如图2
调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，来调节负载两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器；调功器是在电源电压过零时触发晶闸管导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波，调
节的只是设定周期T
c 内导通的电压周波。如图3所示，设周期T
c
内导通的周期
的波数为n，每个周波的周期为T，则调功器的输出功率为P=n×T×P
n /T
c
，P
n
为
设定周期T
c
内电压全通过时装置的输出功率。
四、电炉的电加热原理
当电流在导体中流过时，因为任何导体均存在电阻，电能即在导体中形成损耗，转换为热能，按焦耳楞次定律：
Q＝0．2412 Rt Q—热能，卡；
I一电流，安
R一电阻，欧姆，
t一时间，秒。
按上式推算，当1千瓦小时的电能，全部转换为热能时Q＝
(0．24×1000×36000)／1000=864千卡。
在电热技术上按l千瓦小时＝860千卡计算。电炉在结构上是使电能转换为热能的设备，它能有效地用来加热指定的工件，并保持高的效率。
五、加热方式及电炉种类
电阻炉按热量产生的方法不同，可分为间接加热式和直接加热式二大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料做的发热元件。电流通过加热元件时产生热量，再通过热的传导、对流、辐射而使放置在炉中的炉料被加热。直接加热式电阻炉，电源直接接在所需加热的材料上，使强大的电流直接流过所需加热的材料而使材料自己发热达到加热效果。工业电阻炉，大部分是采用间接加热式的，只有一部分因加热工艺人的特殊需要而采用直接加热式。
电阻加热炉基本结构及型式电阻炉是随着机械工业的发展而发展起来的，由于各种加热工艺及冶炼工艺上的需要，电阻炉是一个品种很多的产品。电阻炉炉体结构，分周期式及连续式二个型式来分别介绍。周期式作业炉。如箱式电炉，台车式电炉、井式电炉等箱式电炉，外壳一般是用型钢、钢板焊接而成的，小型电炉由于需保持工作面的一定高度，一般均做成带支架的，在箱型壳体下边，有支持炉体的腿或支架。中型电炉因本身重量大及加入炉内的工件重量也大，所以一般均直接在底盘上焊接炉体及砌砖。大型电炉可以在特定的专用的地基上设计成无钢性底盘的结构，而就地焊接砌砖，但这种电炉在安装后不能吊运及移动。
中小型电炉的炉门可用配重及手动装置来开闭，下部一般均有砂封槽，有些炉门上边也设有砂封槽，以保证良好的密封性，炉门关闭时，用压紧装置使炉门紧密的与门框接触，减少漏气。大型电炉可以用电动或气动、液压开闭炉门，电加热元件一般可以在炉膛内左右侧墙上及底面上布置，为了得到良好的热场，最好在护顶上也布置电加热元件，因为炉内工件一般堆放高度不会超过宽度，所以以上下两个方面加热比左右两个方面加更为有效。大型及中型电炉可以在护门上及后墙上适当的布置一些电加热元件，以减少炉内的温差，为了保证炉门口的热损失能得到更好的平衡，可以在较大的箱型电炉上靠炉门口的炉膛长度1/3处作为一个控制区。
六、电炉控制柜的硬件结构
1）AI智能温度调节器：
是控温系统的核心部分，AI仪表首创性地采用了平台概念，将非常专业化的数字调节仪表转为平台化设计的产品，能实现比以往封闭式设计产品更快的进步及更高的性能/价格比。它包含高通用性的硬件主板（包含I/O接口及模块插座、显示接口插座、A/D转换单元及电源单元），通过安装不同的软件及CPU、输入/输出模块及显示界面，即能适应多种不同功能的过程仪表控制要求，比如温控器、调节器、复杂回路调节器及双回路调节器。它主要由输入通道、输出通道、人机对话通道以及一些外围电路组成，原理框图（图3）所示。
采用的是AI人工智能调节算法是采用模糊规则进行PID调节的一种新型算法，在误差大时，运用模糊算法调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，
采用改进后的PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化。具有无超调、高精度、参数确定简单、对复杂对象也能获得较好的控制效果等特点。图3
在使用过程中AI调节器结合PID调节、自学习及模糊控制技术，实现了自整定/自适应功能，及无欠调的精确调节，性能远优于传统PID调节器。
2）AI电炉控制柜电器回路：
具备优良的测量和控制性能，装配高性能的可控硅电炉温度控制柜，由于采用模块化结构，为电炉控制柜设计带来前所未有的方便。实现程序升降温控制；硅钼棒采用分段功率限制；多区温控外部控制同步启动/停止。其控制输出可选用具备“烧不坏”特性的可控硅触发模块。其具体的接线电路图如图4
能直接用时间比例过零、移相触发各种单向、双向可控硅及功率模块或选配G模块控制固态继电器；配合AIJK系列三相移相/周波过零可控硅调功模块。AIJK系列是应用了单片机
技术的智能化三相移相触发及周波过零两用触发器，功能强大且可靠性高，能适应各种电炉丝、硅碳棒及负载采用变压器降压的硅钼棒。钨丝等各种类型工业电炉。不仅降低成本，而且简化安装并提高可靠性。报警输出可选用继电器触点开关或可控硅无触点开关。
3）可控硅的选择：
根据负载接线方式的不同：星型三相四线制结构负载采用双向可控硅（只适合300A以下可控硅）或单相可控硅反并联电路（推荐采用MCC系列功率模块）；星型三相三线制或三角型三相三线制结构负载采用单相可控硅＋二极管电路（推荐采用MCD系列功率模块）；
根据加热元件的特性，合理选择可控硅功率的型号。功率的大小对保护可控硅有着很重要的作用。可控硅的电流简单计算方法：加热元件为电阻丝；三相功率18KW÷3＝每相6KW功率；每相6KW÷220V＝27A≈40A；加热元件为硅碳棒；安全过载电流要乘3倍；18KW÷3相＝6KW÷220V＝27A×3倍＝81A≈90A；对于大容量的负载建议乘3.5倍。
4）晶闸管交流开关模块的过流保护：
晶闸管元件的电压和电流过载能力极差，尤其是耐压能力，瞬时的过压就会造成元件永久性的损坏。为了使元件能长期可靠地运行，必须针对过压和过电流发生的原因采取保护措施。
过流保护可以采用外接S型快速熔断器，快速熔断器的动作时间要求在
10ms以内，快速熔断器的选用原则：它的额定电压应略大于电路的正常工作电压，，如380V电压选500V的快熔；它的额定电流应按它所保护器件实际通过的电流（即根据负载的额定功率计算出模块交流输入端每相的有效电流）来选配，而不是根据器件的标称额定电流值来选配快速熔断器。
5）模块过电压保护一般采用阻容吸收和压敏电阻两种方式并用，对于吸收时间短，电压不高的过压，一般采用在器件两端并联阻容吸收回路的方法，吸收电容把过电压的电磁能量变成静电能量存贮，吸收电阻除可防止回路振荡外，还可限制关断的晶闸管在再次导通时，电容向晶闸管放电产生开通损耗和较大
di/dt值，对于持续时间较长，产生能量较大的过电压，如雷击引起的过电压，将采用压敏电阻来吸收过电压。
元器件选择：在选取压敏电阻时，首先要确定它的标称电压（V iMA ）值，这是指压敏电阻流过1mA电流时，它两端的电压。在感应到电网波动以及安全系数后，一般380V电源采用1000V；220V电源采用630V的压敏电阻。而压敏电阻的通流容量应大于电路实际浪涌电流值，一般为3～15KA。常用规格：单相过零40A以上压敏电阻20D751K 750V；移相采用RC阻容模块压敏电阻20D751K,水泥电阻RX27-1/8W/6.8Ω，电容0.22uF/ 275V ～iv高压电容。
6）断偶超温报警缺相保护在超温报警时控制交流接触器切断加热器电源。即使万一可控硅被击穿也能保护电炉安全。对于缺相保护建议采用三相缺相保护器独立使用。AI系列控制柜与具备同等功能的电炉控制柜相比，AI系列具有最简单的线路及模块化的结构，从维护到扩充功能都十分方便。
图5
7）接线方式与零线：
每台加热设备的负载的接线方式是不同若负载是加热炉，而且负载有可能不相等时（如硅碳棒炉），三相四线制要比三相三线制有更好的平恒度，并且当某相负载开路时，三相四线制能自动监测并报警(AIJK3)因此采用三线四线制要比三相三线制性能更好些，但必须注意正确选择零线。常规的应用中，若三相负载完全平衡，则零线相互抵消为0，所以习惯上零线用比相线要小得多的线径。但对于三相四线制调相触发，当相移角小于60度时，零线的电流是三条相线电流之和（三相负载轮流导通，电流全部流过零线，且相互完全无法抵消），移相角为60－120度时，零线的电流为相线的3至1倍变化，只有当可控硅完全导通时且三相负载平衡时，零线电流才为0。所以对于普通电阻丝为负载时，零线必须
采用与相线相同的线径。而对于电阻会随温度或随老化程度会变的负载，如硅碳棒电炉等，由于常常工作在小移相角，零线应该采用比相线还粗的线，最好是相线安全载流量的2－3倍。不仅柜子到供电变压器的零线也要粗，以保证零线的安全，且避免将电能过多地损耗在零线上。
8）高频干扰：
由于移相触发会带来较强的1－100KHZ频率范围的干扰，移相触发器应安装在离可控硅较进的位置，但应与动力线保持一定的距离，应尽量缩短触发线的长度，并尽量不要将不同相的触发线平行走线。
9）柜体布置及散热器：
柜体的大小与通风关系到交流开关模块在通电运行过程中的正常运行，采用仪表配合可控硅设计的控制柜，设计简单、布线合理、使用方便、查验故障检修快速。整个柜体只有考虑散热的空间。在大电流经过使其晶闸管芯片的结温升高，为了使结温维持在最高额定值125℃以下，必须用散热器散热来实现。因此，散热条件的好坏，直接影响模块的安全、稳定和可靠运行。目前，散热方法有水冷、风冷（强迫和自然风冷）和热管冷却等。电加热控制柜一般是非标电控制柜，柜体的大小按内部的设备的合理布置来确定柜体的大小，采用自然通风与风机强制冷却柜体有所不同可根据实际情况来设计布置。电炉控制柜体图（图5）所示。
10）数据记录功能应用：
数据记录功能发展很快，从有纸记录到无纸记录；无纸记录模拟量输入到数字无纸记录仪；由于电炉控制柜是采用通讯功能的数字调节仪表来控制电炉可控硅，就需要记录电炉控温曲线。
AI控制柜安装数字式AI-2057无纸记录仪，通过RS485通讯接口，采用上下位机的方式，能方便地与AI智能程序型PID温度调节器配合使用。无纸记录仪架构图图6
在电炉程序控温时在触摸屏上可显示双曲线运行图、屏内储存15段升降温程序、程序图形重显；可即时设置、读取，上下传升温、恒温、降温程序配方；无纸记录仪曲线图
在屏上控制操作程序仪表【启动】【停止】【暂停】、在运行状态下切换【手动/自动】状态，手动控制输出量；即时修改【段号】，指定运行段；及修改仪表控制参数等多种功能；适用小型DCS系统及设备配套，电炉、深冷箱程序控温；追忆记录的温度曲线数据。
数据报表、报警报表的打印
在触摸屏的外插CF卡来保存数据；标配1G的电子硬盘。可扩展CF卡1～4G存储记录空间；数据可通过读卡器在PC上直接打开，也可通过10/100网口或者串口备份至上位控制计算机，用Excel电子表格打开CSV格式的数据文件；CF卡数据文件：AL报警报表；DL数据报表；按天/小时来保存数据源文件。
图7
保存数据计算
AI2057型G/C触摸式智能化数字彩色无纸记录仪：支持多达4G byte的CF 卡存储功能。以1G的CF卡为例，记录周期默认为每6秒钟；各通道类型的无纸记录仪可存储的天数为：数据保存按先进先出的原则。
4通道：约1400天；6通道：约1100天；8通道：约900天；12通道：约650天；16通道：约500天；32通道：约250天
第二部分技术说明 一、技术参数 1、电气参数： 变压器容量：1250KVA 中频电源额定功率：1000KW 工作频率：500Hz 最高输出电压：2200V 2、工作参数： 额定容量：2t 最大容量：2.4t 额定功率：1000KW 工作温度：1450℃（最高1600℃） 熔化率：1.70t/h 耗电量：580KWh/t 功率因数：≥0.95 启动成功率：100% 工作噪音：≤85dB（离设备1米处） 3、冷却系统技术参数： 循环水压力：0.2～0.4Mpa 循环水量： 35t/台 循环水温：进＜30℃，出＜55℃ 纯水压力： 0.15～0.2Mpa 4、液压系统参数： 油箱容量：300L 液压介质：抗磨液压油 工作压力：11Mpa
流量：40L/min 5、设备运行要求： 海拔高度：＜3000m 环境温度：5-42℃ 相对温度：＜90%（平均温度不低于20℃） 环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显的震动和颠簸 安装方式：户内 二、控制技术特点简介 1、采用全数字集成单板结构控制线路，所有器件都经过高温老化筛选；关键器件采用军品，关键线路使用表面微封工艺，大大减少了控制板的面积，提高了可靠性；整板进行72小时高低温冲击，避免了早期失效，使控制电路具有高可靠性。控制电路采用数字控制，抗干扰能力强，除完成常规的整流、逆变、过压、短路、限流、限压的控制功能外，还带有故障自诊断功能和故障延时功能。 2、用零压数字扫频电路启动方式，确保满炉、冻炉启动的可靠性；同时具备常规的自动重启动功能。 3、具有网压过高、水温过高、水压过低、输出中频电压过高和漏炉报警装置，具备声光报警和电源切断处理功能。 4、输出功率连续可调，以满足烘炉、熔化、升温、保温的需求。 5、专门设计的逆变角控制环路，可根据负载工况，通过控制逆变角实时调整等效负载阻抗，使电源和负载处于最佳匹配，使电源一直处于可能的最大出力状态，功率因数可达0.98，最大限度地发挥了设备的出力。这样在整个工艺允许的工况范围内，设备可达到恒功率输出，加快了熔化速度，节约了电能。 6、电压、电流采用双闭环无差控制，不但可克服电网波动和负载变化的扰动，而且在限压限流工况时为无差调节，没有传统截压、截流工况所造成的设备出力损失。
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
中频电炉使用与保养 摘要： 消失模工艺的前级是中频炉冶炼，文章从中频炉设备基本构成和维护要点两方面讲述一些基本知识及经验。 一、铸件吨电耗 对每一个企业管理者而言，生产成本是最重要的话题。对铸造企业来讲，铸件吨电耗的重要性不言而喻。电炉熔炼工艺，不论是中频炉，还是工频炉、电弧炉，有一个规律是不变的，即在同等熔化时间下，炉容量越大越节电；在同等炉容量下，熔化时间越快越节电。如果一个企业年产5000吨钢水（铁水），如果每吨产量电耗下降30度，每度电费0.5元，一年就可节约5000*30*0.5=75000元。就国内企业而言，吨钢水电耗从650—1000度，随着设备状况和管理水平的不同，差别相当大。 美国英达公司的常规电炉（1-5T），吨钢水电耗水平，对外宣称可达550度。而国内铸造厂的水平，能达到700—800度就不错了。其中，中频炉设备的配置至关重要。好多老板都希望买的设备越便宜越好，往往忽略了电炉的重要指标吨电耗，实际上把很多钱都送到国家电网上去了。设备的使用是降低电耗的第二原因，保证设备正常工作，尽量在短时间内出炉，能明显降低电耗。 二、中频炉设备的基本结构组成 中频电炉设备是一种将三相工频交流电能静止换成中频单相交流电能的静止变频装置。设备分中频电源、无芯感应炉体（中频炉）两部分，辅助部分为循环水系统及工频供电系统（变压器或母线）。 1、中频电源：由中频电源柜（图1）、电容补偿架（图2）两部分组成。 随着设备功率的提高，中频电源的供电电压也有所不通：目前国内常见的有380V，575V，660V，750V，950V，1100V；供电相数分为三相，六相，十二相。 中频电源柜构成：主开关，整流可控硅，逆变可控硅，主控制板，平波电抗器。 主控制板的重要性：相当于人的大脑。目前采用最广泛的是恒功率主控制板（图3），有波峰焊和手工焊两种工艺，波峰焊工艺稳定，故障率低。 炉体部分：普通的采用铝壳感应炉（图4），稍好的不锈钢壳感应炉（图5），好一些的采用液压磁轭钢壳感应炉（图6）。倾炉方式分减速机倾炉和液压倾炉两种。 工频供电系统：供电变压器（图7），低压开关柜。
新日铁住金汽车用钢技术研发现状 新日铁住金是日本大型钢铁公司之一，也是亚洲地区汽车用钢最具竞争力的企业，其汽车用镀锌板和高性能车用钢材相关技术在世界上处于先进水平。新日铁住金高度关注汽车工业的发展趋势，近年来在汽车用钢的工艺、材料、涂层、解决方案等方面进行了多项技术创新，在汽车的轻量化、电气化、节能、安全性、舒适性等方面发挥了重要作用。 工艺创新瞄准安全与轻量化 近年来，在汽车用钢的工艺技术研发中，新日铁住金主要的技术创新包括热压成型技术、三维热弯淬火（3DQ）量产加工技术等。 热压成型技术。新日铁住金开发的热压成型技术，通过材料技术和利用技术的结合，保证了部件淬火硬度的稳定性，实现了热压成型钢板的稳定生产。以往的汽车用钢成型技术是将高强钢板进行冷冲压加工，使用的钢板强度级别越高，塑性变形越大，容易引起钢板尺寸精度不良等诸多问题。新日铁住金开发出汽车用高强钢热压成型技术，有效解决了这些问题，而且运用这项技术，可生产出强度级别更高的汽车部件。 新日铁住金开发的热压成型技术具体为：将钢板加热到900℃左右，使之在软质化状态下进行淬火处理，同时，利用模具与钢板间的接触冷却，强化淬火效果，可满足1500MPa级的强度要求，实现良好的尺寸精度。利用冲压模具进行冲压并冷却淬火时，由于模具内部件的各个部位不一定是均匀冷却，热压成型部件容易出现硬度不均现象，新日铁住金开发了多种处理技术来解决这个问题。 三维热弯淬火（3DQ）量产加工技术。新日铁住金开发的三维热弯淬火技术（3DQ，3 Dimensional Hot Bending and Quench）集合了材料开发技术、各种断面形状的钢管制造技术、二次加工技术等各项技术，是一种划时代的技术创新。三维热弯淬火处理技术是对各种形状的钢管进行加热，并用冷却水有顺序淬火的连续工艺。通过使用这种技术，钢管可以实现抗拉强度在1500MPa以上的水平。采用这项技术制造汽车零部件，将显著降低车辆的重量，并提高汽车碰撞安全性。 一般而言，使用高张力钢板制造汽车部件能够使部件更薄且确保相同的强度，可大幅减轻车身重量。但若单纯减薄，刚性就会下降，导致行驶时车身振动变大，还会对方向盘操纵带来不良影响。因此，新日铁住金开发部门将着眼点放在了确保刚性的钢管提高强度，将经过高频加热处理软化的钢管高速且高精度地加工成复杂的三维形状，然后进行水冷处理，再采用可将强度提高至1500MPa级的3DQ 技术进行加工，并设计了部件的最佳截面形状、板厚和形状，由此开发出了轻量、坚固且刚性高的横梁支架，以及稳定制造横梁支架的工艺。该技术首次用在了马自达的MVP“普力马（PREMACY）”上，利用3DQ技术加工的1500MPa级超高
中频电炉使用说明书KMPS-500KW-500Kg 江门市江海区宏进中频电炉有限公司 电话：0750-3821039 传真：0750-3895308 地址：江门市江海区滘头新星新基里5号之一厂房
中频无铁芯感应电炉 一、用途 本设备采用KMPS全集成最新控制电路可控硅中频电源的感应加热，广泛用于精铸、精炼黑色金属及熔炼铜铝锌铟等有色金属。 二、工作条件 1．环境温度摄氏5度—摄氏40度； 2．相对温度不超过90%摄氏度； 3．安装高度，不超过海拔1000米； 4．周围无导电性尘埃腐蚀气体； 5．周围无爆炸危险和剧烈振动； 6．冷却水温度在摄氏5度—摄氏30度，水质硬度不超过8度，混浊度不大于5度，酸碱度PH值在6.5—8.5范围内； 7．三相电源电压波动不大于±5%； 三、技术参数 四、结构简述 1．本设备由炉体、汇流母排、中频电源装置、水冷装置四个部分组成。2．炉体由炉壳、感应圈、炉衬三个主要部分组成，炉壳用非磁性材料制成、感应线圈由矩形空心紫铜管绕制成螺旋状简体，管内熔炼时通冷却水。3．中频电源是利用可控硅整流元器件把三相工频变换成单相中频的静止变装
置，由整流器逆变器主回路、过流、过压、欠水压保护系统，补偿电容器等组成。 五、结构简述 1．本设备的布置可根据使用单位的车间面积工艺流程按照地基图施工安装。2．炉体的安装，必须先按炉体安装基础图筑好基础，注意左右及前后的平衡。3．中频电源安装接上三相四线叫源进线应为185平方，零线10平方。 4．水冷系统接好各进水管和回水管接通中频电源，中频电源进水压力调节至 1 公斤/厘米，感应器进水压力调节至2.5—3公斤/厘米，检查所有冷却系 统水路是否畅通，并排除各连接处、渗水、漏水现象。 六、维修及注意事项 1．必须经常检查各导电系统的接触部分是否良好。 2．炉体外壳连接处在操作过程中防止金属接触形成短路环。 3．在熔炼过程中严禁断水，因此除正常水源外还须增设水塔或备用水泵，当炉衬太薄或其它事故发生需要停炉维修或处理事故时亦应保持水流畅通。4．熔炼过程中应随时注意感应器出水温度和水压使水压保持2～3公斤左右出水温度保持在55度左右。 5．熔炼过程中经常观察炉衬状态，并经常在钢水倒空以后对炉衬各部分进行详细检查，发现有严重侵蚀及裂纹情况应立即采取措施停炉进行修补。 安全注意事项 1．中频炉感应线圈在工作时严禁人员接触，水冷电缆冷却水均有漏电压，能危及人的安全，工作时也不能与其接触。因此，所有这些部位应用木栅栏将其围好，防止人员靠近。 2．感应器是带电体，因此，筑坩埚材料不能含有任何导电材料，如金属、石墨粉等；而且钢水绝不能接触感应器，否则对操作人员将会带来生命危险。3．炉前操作时，炉面板上必须放置干燥木板，操作者应站在木板上，木板上应放绝缘橡胶皮，手戴电焊手套，脚空绝缘鞋，保证操作者的安全。 4．水冷电缆，输水胶管，工作时勿与地面接触，使其保持良好的绝缘状态。5．电路的通水路和中频炉等带电设备维修时应停止供电方可进行。 6．冻炉在重新熔化时，炉体应倾斜30度左右，中频电源功率从10%去起逐步增加，待感应器周围钢水熔化后方可满功率运行。在熔炼过程中，人不能站在中频炉周围，防止意外爆炸事故发生。 7．中频机外壳、电容柜、炉台、减速器和炉脚均保持接地，用10㎜铁元连接，要求接触电阻小于10Ω
中频炉故障的检查方法与步骤 (1) 首先观察中频柜内的四块小表的指示值是否正常。其中整流控制电压表 30V , 整流脉冲电流表130～150mA , 逆变控制电压表12V , 逆变脉冲电流表100～120mA。如果数值在正常范围内, 则证明电源部分没有问题。 (2) 用数字万用表档检查整流、逆变晶闸管阳极、阴极电阻及控制极与阴极电阻值(可不必从柜内卸下来测量, 管子散热器仍通有冷却水)。阳极与阴极的正反向电阻值均为∞, 控制极与阴极的电阻值为10～508。另外, 应检查熔断器是否熔断。 (3) 将转换开关SA 置于检查档, 用示波器检查整流及逆变触发脉冲的波形, 检查幅值及时间间隔是否正常。其中, 整流触发脉冲为双脉冲, 时间间隔是3. 33m s; 逆变触发脉冲为连续的脉冲列, 幅值一般为4～6V。要求脉冲整齐、无毛刺。检查的顺序是从晶闸管控制极到脉冲变压器, 然后到整流板和逆变板。 (4) 检查整流板是否正常。可拔下逆变板, 转换开关置于检查档。按启动按钮, 旋动调功电位器, 看直流电压能否调到500V 左右, 若电压能调到500V , 则证明整流板正常。 (5) 检查启动回路中的电容充电回路。仍拔下逆变板及接通检查档, 按下启动按钮后用万用表测量电容cf 两端电压, 若能达到500V 左右, 则证明启动电容充电回路正常。 (6) 检查预磁化电阻R6 有无烧断及低通滤波器有无断线。 (7) 若上述检查都正常, 则可认为故障基本上出自主回路负载部分。此时, 可检查电容器有无明显烧坏的痕迹或严重漏油, 电容器支架对地绝缘是否在2M 8 左右, 水冷电缆有无烧断以及测量感应圈有无对地及匝间短路(一般为炉衬漏铁液引起)。在感应圈通水的情况下, 其对地电阻应在5k8 以上, 感应圈对磁轭的绝缘电阻应为2M8左右(在磁轭不接地的情况下)。 (8) 通过检查, 如果认为中频电源柜正常, 电容器也正常, 感应圈及磁轭经过中修, 绝缘都符合要求, 而且炉衬又是新筑的, 而送电仍存在过流现象,则可认为 是某一逆变晶闸管热态特性不好, 也就是在不送电的情况, 其特性数据都正常, 但在送电后因发热则出现了强迫性正向转折, 造成过流。此时应逐一更换逆变管, 看是否还过流。 发生故障时，中频炉启动会很困难，有时可正常启动，但提升功率过程中，过流保护动作停机。 我们可以这样检查:从装置故障现象无法判定故障所在范围，则依检查程序进行检查。换炉开关将于另一炉体试启动中频电源，装置恢复正常。可见，故障范围在装置的负载部分。用一完好水冷电缆逐一替代原炉体电缆后，原故障消失，打开原炉体电缆后发现其已断裂。 总是要在不断的总结中，才能进步，对中频炉的故障排除也是。中频炉上水冷电缆由于电流密度大，一旦缺水极易断裂，且断后产生电路虚接现象，不易用仪表检测。依步骤进行检查，可很快确定中频炉出故障范围，避免花大量时间检查其它电路。
-- 一、日本钢铁工业发展历程 日本钢铁工业发展可划分为3个阶段，分别是二战 后的成长期、亚洲金融危机前的成熟期和随后的挑战期，见图1。 数据来源：日本钢铁联盟 1.成长期（1945—1973年）二战后，日本政府采取“倾斜生产方式”，确定煤炭、钢铁为优先发展产业，促进了日本钢铁工业的迅速发展。1945年，粗钢产量仅为50万吨，经过5年的产业恢复时期，到1950年产量为529万吨，恢复到战前的生产水平。经过5年的产业振兴，到1955年粗钢产量为941万吨，钢铁工业初具竞争力。此后，日本政府开始推行扶植保护政策，通过财政和金融等政策引导措施，鼓励行业重组兼并，进行结构调整，提高集中度，并制定了有利于钢铁产品出口的有利措施以减少国际贸易摩擦，日本钢铁工业从而迎来了高速增长时期。1965年，粗钢产量已经超过4116万吨，仅次于当时的美国和苏联，到1973年粗钢产量达到了1.2亿吨的历史巅峰。 2.成熟期（1974—1995年）第一次石油危机后，日本不得不进行能源战略调整，以降低对国外的能源，特别是对石油的依赖，同时，钢铁工业也停止了扩张，进入发展瓶颈期，钢铁工业在制造业中的地位逐渐降低，迫使日本政府贯彻技术立国战略，以科学技术带动本国钢铁工业的发展，并针对世界不同地区钢铁需求的多元化，进行海外扩张。80年代，由于日 币升值的影响，钢铁工业的衰退进一步加剧，销售额以及附加值在制造业中的比重急剧下降，这段时期，日本的粗钢产量一直维持在1亿吨左右。进入90年代后，日本政府鼓励开拓海外市场的整体走出去战略，通过向海外扩展生产基地，把高端技术留在国内，中低端技术向海外生产基地进行扩散，从而实现市场的迅速扩张、成本的降低及垄断利润的提高，日本钢铁工业得以重新崛起，成为全球第一大产钢国。 3.挑战期（1996年至今） 受国际钢铁企业间的兼并重组，以及新兴经济体需求的急剧扩张等因素影响，欧洲和中国的钢铁产能急剧扩张，日本企业的地位逐渐下降。1996年，中国取代日本成为世界第一大产钢国，并一直延续至今。而日本的钢铁产能没有进一步扩张，始终维持在1亿吨左右。1991年，世界粗钢产量前10位企业中日本有4家，新日铁与日本钢管分列第一和第六位，到2012年，只剩下新日铁住金和日本JFE 钢铁两家，且仅列第三和第七位。近年来，由于金融危机、全球钢铁产能过剩、海啸、大地震等因素，加之日币持续升值，对依赖出口的日本钢铁工业造成了诸多不利影响。 二、日本钢铁工业发展战略 1.联合重组 统计数据显示，1961年，日本前六大钢铁公司合计产钢占全日本的68.33%，已经达到高度集中。2007年，日本粗钢产量为1.2亿吨，其集中度在总产量增加的前提下也实现了稳步提高，日本最大的4家钢铁公司合计产量为8987万吨，占日本总产量的74.77%。日本钢铁工业集中度的提高，是企业间联合重组和各大企业自身规模扩张的结果，而企业间联合重组起了决定性作用。 日本钢铁企业旨在向大型集团化公司方向发展，通 文章编号：1002-1779（2013）06-0034-02 日本钢铁工业发展对我国的启示 □蔡柏奇 摘 要：介绍了日本钢铁产业的发展历程，分析了日本钢铁产业的发展战略，并借鉴日本钢铁产业发 展的经验，提出了我国钢铁产业的发展建议。关键词：日本；钢铁；产业发展 中图分类号：F416.31 文献标识码：A 图1日本钢铁历年产量图 34
目录 1. 目录〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃1 2. 简介〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 2 安装工具和设备〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 3 中频炉的工作原理〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 4 中频炉的坩埚捣制工艺〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 4.1 坩埚材料的选择〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃4 4.2 坩埚筑炉步骤〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃6 4.3 坩锅烘炉烧结工艺〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃8 4.4 开炉前的操作〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃9 5 注意事项〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10
1简介 中频炉是160KA铝电解槽预焙阳极炭块磷铁铸造生产使用的最佳设备。它具有体积轻、运输方便、安装简易、浇注使用灵活、技术先进、投资小、见效快等优点，十分适合于施工企业使用。 1) 设备用途 熔化磷生铁 2) 设备技术参数 炉子形式中频感应炉 额定容量2t 熔化物质磷生铁 熔化温度1450 ℃ 熔化能力≥1.8 t/h台 使用环境室内,最低温度5℃,多粉尘场所 3) 结构特点 炉体设计有炉衬顶出装臵,具有快速拆除炉衬的功能。 感应器用牌号为T2的优质紫铜管在专用工具上绕制而成，并经整体浸漆、真空烘干等绝缘处理，感应线圈壁厚≥4 mm。 磁轭采用牌号为Z11的进口冷轧无取向矽钢片叠制而成。 倾炉系统采用液压式，倾炉缸采用倒臵式安装。 所有液压元件均采用国内名牌厂家产品。
C A系列双供电 3T/2200kw变频无心感应熔炼炉使用维护指导书 编制：W S H 校核：D Y C 审定：C Y M 无锡万迪精密机械有限公司
第一用途、技术规格特点 1. 用途 本设备适用于铁及其合金的熔化. 2. 技术规格及基本要求 2.1 技术规格 2.2 本产品技术条件符合上述有关法规和标准中的有关规定。 2.3 基本工作条件 a. 海拔高度不超过1000米。 b. 环境温度在+5℃～40℃之间 c.使用地区最湿月平均最大相对湿度不大于90%,同时该月的 月平均最低温度不高于25℃. d.周围没有导电性尘埃、爆炸性气体及能严重损坏金属和绝 缘的腐蚀性气体。 注：如在其它条件下工作，用户应与制造厂家协商解决。
e.水质要求 (1)纯水，电导率≤ 10 μs/cm (2)开式水池水PH6-8，总硬度≤ 8 (3) 进水压力≈0.3MPa (4) 进水温度5°～ 40℃（炉体） 5°～ 36℃（电源） f．供电要求 (1) 电网电压三相不平衡度不大于5% (2) 电网电压波动不大于±10% (3) 电网电压为正弦波，波形畸变不大于10%
第二使用维护 1.液压装置 1.1液压装置上所设置溢流阀作用是调整液压系统压力，炉架下方单向节流阀作用是控制电炉升降运行速度。 可将液压系统压力调至（在满载情况下）大约9MPa左右。 1.2调整溢流阀旋紧方向为液压压力升高，反之为液压压力降低。 1.3在调整溢流阀前需扳动相应操纵台倾炉手柄，此时调整液压箱上 的压力表至有显示（否则无法做调压工作，因为在启动液压泵后，其液压系统处于卸荷状态。这种设计可减少液压介质的温升）。 1.4按下电机启动按钮，电机运转，推动手动阀手柄至“升”位，电炉便做前倾动作，炉内金属从炉嘴倒出，将手动阀手柄缓慢放置中位，电炉处于停止状态（可任意停留在0~95度位置之间）。 1.5电炉复位：当电炉未倾至最大位置95度时，仅需将手动阀手柄拉至“降”位置，电炉缓慢下降（复位）。如电炉倾至最大位置95度时，应该先按下复位加载按钮，这时只允许将手动阀手柄拉至“降”位置，电炉缓慢下降（复位）。 1.6. 调整电炉上升、下降的速度是靠调整单向节流阀来完成。调整系统速度应在系统无载情况下进行，调整阀手柄旋开方向对应倾炉速度减慢，调整阀手柄旋紧方向对应倾炉速度加快。用户须将倾炉，复位速度调整至所需程度，一般升降时间为1min左右。 2.水冷系统 2.1水冷系统的冷却水压力为0.3MPa， 2.2两台炉子，电源冷却水量，共约8 0M3/h，应急时10M3/h可以满足需要。（停电时，最好采用专用工具清空金属液） 2.3炉体进水温度35℃，出水温度55℃。 2.4全封闭循环系统所采用的离心泵及水管连接处，应调整好密封件，如发现有渗漏水现象，应及时检修或更换密封件。 2.5经常检查进水压力表，回水温度传感器及流量计指示是否正常。 定期检查：水塔内、喷淋水池、膨胀水箱内存水，并及时补充水量。
中频炉常见故障分析以及维修检测方法 1)故障现象：设备无法启动，启动时只有直流电流表有指示，直流电压、中频电压均无指示。 分析： a.逆变触发脉冲有缺脉冲现象； b.逆变晶闸管击穿； c.电容器击穿； d.负载有短路、接地现象； e.中频信号取样回路有开路或短路现象。 2)故障现象：启动困难，启动后中频电压高出直流电压一倍以上，且直流电流过大。 分析： a.逆变回路有一只晶闸管损坏； b.逆变可控硅有一只不导通，即“三条腿”工作； c.中频信号取样回路有开路或极性错误现象； d.逆变引前角移相电路出现故障；
3)故障现象：启动困难，启动后直流电压，难以到达满负荷或难以接近满负荷，且电抗器震动大，声音沉闷。 分析：中频炉 e.整流可控硅开路、击穿、软击穿或电参数性能下降 f.缺少一组整流脉冲 g.整流可控硅门极开路或短路 4)故障现象：能够启动，但启动后马上停机，设备处于不断重复启动状态。 分析： h.引前角太小； i.负载振荡频率在它激频率的边缘 5)故障现象：设备启动后，当功率升到一定值时，易过流保护，有时烧坏晶闸管原件，才重新启动，现象依然如故分析： j.如果在刚启动后低电压下产生过流，则逆变引前角太小使可控硅不能可靠关断
k.逆变晶闸管水冷套散热效果下降 l.槽路连接导线有接触不良 6)故障现象：设备启动时无任何反应，控制板上缺相等亮 分析： 快熔烧断 7)故障现象：设备运行时直流电流已达到额定值，但直流电压和中频电压低。 分析： 此现象不是中频电源故障，而是由于负载阻抗过低引起的 a.串联电容器有损坏的 b.感应器有匝间短路现象 8)故障现象：设备运行时，直流电压和中频电压均已达到额定值，但直流电流小，功率低。 分析：
新日铁住金直接水冷热冲压钢板专利技术 高强度汽车钢能够减少钢材使用量，提高安全性，成为汽车用钢发展的方向。在高强度汽车钢中，热冲压钢以其超高的强度和成形部件尺寸精度高的优势成为汽车结构件的优先选择。但是在成形过程中，由于现有热冲压技术在淬火过程中，通过水冷却模具，从而冷却钢板，极大的限制了生产率的提高。针对这个问题，新日铁住金开发了一种新型热冲压模具和成形专利技术，能够将现有生产率提高3倍，并且新日铁与优尼冲压成立合资公司进行大批量生产，产品已经成功应用于日产汽车。该专利于2013年2月16日公开，公开号为TW2013/060294。 1 发明的基本思路 对于热冲压钢板的生产，冷却速度至关重要，传统热冲压模具由于通过水冷模具进而冷却钢板，限制了生产率的提高。而向钢板表面提供冷却液等改进型热冲压模具虽然能够减小冷却时间，但冷却液并非均匀的附着于钢板表面，不仅影响钢板整体性能的稳定性，而且成型后冷却液可能会残留于钢板表面，引发锈蚀。 为了尽快去除冲压成形后残留于钢板表面的冷却液，本发明可提供一种热冲压模具和热冲压方法，通过在热冲压模具上设置了数个提供冷却液的孔腔，冷却液能够直接冷却钢板表面，冷却过程结束后，通过这些孔腔，可以向钢板表面吹送气体，迅速除去钢板表面的残余冷却液体。这些措施不仅提高了生产率，而且保证了钢板整体性能的稳定。 2 发明的技术要点 2.1 热冲压模具 一种热冲压成形模具，可以进行工业化热冲压钢板的成形和冷却，它包含：外模，能够向钢板提供气体/液体并带有供给孔；内模，能够与外模进行滑动。外模内部配有与滑动面、供给孔相连的外侧配管，内模内部配有与滑动面、气体供给源相连的第1、第2内侧配管。而且外侧配管、第1、第2内侧配管可以通过开关阀门进行控制。
可控硅串联逆变中频电炉 技术说明书 高效节电大功率可控硅串联逆变中频电炉 引言 90年代我国工业飞速发展，大容量、高功率，低能耗的中频电炉越来越被 人们所关注，尤其在铸造领域中，中频电炉能提供高质量的铁水和钢水，便于在 熔化过程中控制温度和化学成份，因此近年大量引进国外制造的大容量可控硅中 频电炉，已达数百台之多，几乎国内上规模的机械制造厂、机床厂、汽车制造厂 的高端技术市场都被国外厂商占有，，目前国内产品比较国外，在控制技术上，按 装工艺上仍有相当差距。 铸造厂的传统熔化设备冲天炉，出铁温度低，铁水在炉中增碳较多，不易生 产出高质量铸铁件，且冲天炉严重污染环境，在城市区域内不容许存在，目前国 内铸造用焦价格猛涨，与中频电炉熔化成本相当。因此大容量中频电炉是铸造厂 节能、高效、清洁环保型熔化设备，所以我们研制，开发大熔量高功率的中频电 炉起点高，技术指标以国外最先进的电炉为目标。串联逆变中频电源具有功率因素 高，我公司生产的中频电源功率因素不低于0.98.高效节能，谐波小。 一、元器件的选择 目前已经研制成功的具有一拖二功能的可控硅中频熔化炉，是高效节电最佳的 熔化设备。 我国电器工业经过多年的发展，目前按装大容量中频电炉元器件己具备相当 条件，大电流耐高压可控硅，高压电热电容己能生产，满足需求。 中频逆变电源的开关元件，目前有二种，可控硅SCR和绝缘栅双极型场效 应晶体管IGBT，根据国外文献所载，大功率，较低频率(<1 000Hz)的逆变电源， 选用可控硅的关闭时间要求较低，TOT可以在5 0～60微秒级，这样硅片的厚 度可以厚些，可控硅的耐压便可以提高，且可控硅的价格比IGBT低得多，．而且 工作稳定性和可靠性比IGBT高，我们设计的逆变器选用 KK2500A／2 5 00V可控 硅。目前世界上技术最先进、规模最大的美国应达电炉公司仍采用大功率可控硅 组装。 图1依据功率和频率选择逆变开关元件 IGBT特别适用于频率高，功率较小的变频加热设备，如小容量中频真空熔 炼炉，工件表面淬火和小件透热等。目前国内200A以上的IGBT都需依赖进口， 还受到出口国的限制，最大容量为500A／1 5 0 0V。组装大功率电源时，不得不把 I GBT串联后再多组并联，对用户来说，元件损坏时就得长期依赖于设备制造厂 商供应备件，根据图1我们选用国产大功率可控硅是合理的。 二、串并电路的比较 串并联逆变中频电源相比具有以下优点 1、可控硅并联线路是并联谐振电路，在熔炼过程中，尤其对熔炼铝、铜等材料，负载很轻，它的 功率输出很小，与负载的性质有很大关系，所以其熔化速度慢、升温困难。而可控硅串联中频熔炼炉是通过调频方式调节功率，所以受负载性质的影响相对小，熔炼全过程近乎保持恒功率输出，
引言 前言：电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大功率的电阻炉则应用在各种工业生产过程中。然而，大多数电阻炉存在着各种干扰因素。一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。起先由于电阻炉的发热体为电阻丝，传统方法大多采用仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。电阻炉微机自动程序温度控制系统就是通过单片机对加热炉的升、降温速率和保温时间进行严格控制的装置，它将温度变送、显示和数字控制集于一体，以微机控制为基础，以A/D转换器为核心，并配以适当的外围接口电路，实现对电阻炉温度自动控制。 摘要：自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。 1.电加热炉温度控制系统的特性 温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图1.1所示。 图1.1 被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，其具体的电路图如图1.2所示。如图1.3
所示，设周期T c 内导通的周期的波数为n，每个周波的周期为T，则调功器的输 出功率为P=n×T×P n /T c ，P n 为设定周期T c 内电压全通过时候装置的输出功率。 图1.2 图1.3 执行器的特性：电炉的温度调节是通过调节剂(供电能源)的断续作用，改变 电炉丝闭合时间T b 与断开时间T k 的比值α,α=T b /T k 。 调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，来调节负载两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器；调功器是在电源电压过零时触发晶闸管是导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波，调节的只是设定周期T c 内导通的电压周波。 2.电炉的电加热原理及方式 当电流在导体中流过时，因为任何导体均存在电阻，电能即在导体中形成损耗，转换为热能，按焦耳楞次定律：Q＝0．2412Rt，Q代表热能，单位卡；I代表电流，单位安9；R代表电阻，单位欧姆；t代表时间，单位秒。 按上式推算，当1千瓦小时的电能，全部转换为热能时Q＝(0．24×1000×36000)／1000=864千卡。 在电热技术上按l千瓦小时＝860千卡计算。电炉在结构上是使电能转换为热能的设备，它能有效地用来加热指定的工件，并保持高的效率。 电阻炉按热量产生的方法不同，可分为间接加热式和直接加热式二大类。间接加热式电阻炉、就是在炉子内部有专用的电阻材料做的发热元件。电流通过加热元件时产生热量，再通过热的传导、对流、辐射而使放置在炉中的炉料被加热。
晶闸管中频感应加热电源是利用晶闸管将三相工频交流电能变换成几百或几千赫兹的 单相交流电能。具有控制方便、效率高、运行可靠、劳动强度低的特点，广泛用于铸钢、不锈钢或合金钢的冶炼、真空冶炼、锻件的加热和钢管的弯曲、挤压成型、工件 的预热、钢件表面淬火、退火热处理、金属零件的焊接、粉末冶金、输送高温工质的 管道加热、晶体的生长等不同场合。在我厂，中频电源装置主要用于铸钢、不锈钢和 青铜等的冶炼。 中频电源的工作原理为：采用三相桥式全控整流电路将交流电整流为直流电，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源，再经单相逆变桥，把直流电流逆变成一定 频率（一般为1000至8000Hz）的单相中频电流。负载由感应线圈和补偿电容器组成，连接成并联谐振电路。 一般情况下，可以把中频电源的故障按照故障现象分为完全不能起动和起动后不 能正常工作两大类。作为一般的原则，当出现故障后，应在断电的情况下对整个系统 作全面检查，它包括以下几个方面： （一）电源：用万用表测一下主电路开关（接触器）和控制保险丝后面是否有电，这将排除这些元件断路的可能性。 （二）整流器：整流器采用三相全控桥式整流电路，它包括六个快速熔断器、六 个晶闸管、六个脉冲变压器和一个续流二极管。在快速熔断器上有一个红色的指示器，正常时指示器缩在外壳里边，当快熔烧断后它将弹出，有些快熔的指示器较紧，当快 熔烧断后，它会卡在里面，所以为可靠起见，可以用万用表通断档测一下快熔，以判 断它是否烧断。 测量晶闸管的简单方法是用万用表电阻挡（200Ω挡）测一下其阴极—阳极、门极—阴极电阻，测量时晶闸管不用取下来。正常情况下，阳极—阴极间电阻应为无穷大，门极—阴极电阻应在10—50Ω之间，过大或过小都表明这只晶闸管门极失效，它将不能被触发导通。 脉冲变压器次边接在晶闸管上，原边接在主控板上，用万用表测量原边电阻约为50Ω。续流二极管一般不容易出现故障，检查时用万用表二极管挡测其二端，正向时 万用表显示结压降约有500mV，反向不通。 （三）逆变器：逆变器包括四只快速晶闸管和四只脉冲变压器，可以按上述方法 检查。
MIR-2014-002：日本新日铁住金大分制铁所氧气储罐爆炸事故经验分享提示日期：12/16/2014 拟稿：王卫峰 批准：任伟 区域:宝钢气体各子公司 工厂类型:一般 涉及工厂类型:ASU；制H2站；氢氧钢瓶气、管束车充装站；SOS工厂；有液氧储槽及蒸 发器的客户现场； 国家:中国 事故介绍: 2014年12月12日上午9时左右， 日本新日铁住金大分制铁所区域内 的一家子公司“大分制氧中心”放 置氧气等物质的容器发生了爆炸，导 致容器四壁破坏，爆炸激起的碎片物 质甚至飞出了制铁所，但未发现其造 成了人员伤亡。 据制铁所方面表示，发生爆炸 的容器是液态氧与液氮接触空气时气化的场所，由于爆炸现场周边残留有高浓度的氧气与氮气，目前现场半径50米的周边区域都已被封锁。 据悉，新日铁住金名古屋制铁所也曾于2014年9月3日中午12点45分左右发生爆炸和火灾，爱知县警东海署指出，疑似因为名古屋制铁所第一焦炉发生爆炸、因而引发火灾，事故当天造成十余人受伤。日媒报道称，新日铁住金名古屋制铁所2014年状况连连，2014年1到9月已发生4起因停电而
冒出大量黑烟的事件、引发当地居民恐慌。其中1月份发生2起，6、7月各发生一起。此外，名古屋制铁所还曾于2003年发生爆炸事件，当时丰田因此而减产了7000台汽车。 2013年11月25日下午，日本北九州市八幡东区的新日铁住金八幡制铁所也曾发生了爆炸事件。北九州市消防局称，爆炸导致1名员工死亡，还有至少3人被送往医院，其中一人重度烧伤，2人吸入烟雾伤势较轻。日媒报道称，发生爆炸的是八幡制铁所内的子公司“日铁住金电磁”九州工厂。新日铁住金方面称称，是在进行炼铁烧结作业时引燃了气体，而导致爆炸。调查报告： （一）直接原因 虽然此次事故未造成人员伤亡，事故原因也还在调查当中。但是，从发生爆炸的源头来看，是从液氧蒸发后储备的缓冲罐处引发的。考虑到现场未进行施工作业，根据以往的经验推测有可能是由于连接缓冲罐的管道阀门泄漏导致管道氧气流速过快，管道内的金属颗粒摩擦、碰撞管道内壁产生火花，致使短时间内积聚大量的热量引燃管道继而发生爆炸。 （二）间接原因 由于事故的真正原因还未查明，根据推测引发此次事故的间接原因大致有以下几个： 1.氧气管道法兰连接处可能未做静电跨接，连接电阻应小于0.1Ω； 2.管径大于70mm的手动阀门两侧未设置旁通阀门等恒压装置消除过大压差以及静电消 除装置，接地电阻应小于20Ω； 3.氧气管道及缓冲罐安全泄压装置未能正常开启导致超压引发爆炸； 4.与氧气相关的管道、阀门未正确的进行氧清洗，阀门内部或有残余油脂；
临沂神州电炉有限公司生产技术部 IGBT系列中频感应熔化炉 通 用 使 用 说 明 书
临沂神州电炉有限公司生产技术部 成都亚峰炉业有限责任公司 目录 第一部分：中频感应熔化炉技术说明------------------------- 3 第二部分：中频感应炉炉体使用说明------------------------- 4 第三部分：KGPS中频电源使用说明书----------------------13 第四部分：操作说明及维护手册------------------------------ 24 第五部分：产品执行标准及运行条件--------------------- ---28 第六部分：中频炉系统安装说明------------------------------ 29 第七部分：附图 1、电气原理图 2、主控板原理图 六脉波中心智能控制板
临沂神州电炉有限公司生产技术部 十二脉波中心智能控制板 第一部分中频感应熔化炉技术说明- 一、技术参数 1、中频熔化炉主要技术参数：
2、设备运行要求： 海拔高度：＜3000m 环境温度：5-42℃ 相对温度：＜90%（平均温度不低于20℃） 环境要求：周围无导电尘埃，爆炸性气体及严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体无明显的震动和颠簸 安装方式：户内 二、控制技术特点简介 1.为并联逆变器研制开发的第五代智能控制器，已广泛应用于各种金属的熔炼、保温及感 应加热设备的电源控制。 2.控制器为单板全集成控制板，采用数字触发，具有可靠性高、精确性高及调试容易，继 电元件少。 3.先进的扫频式类它激、零电压启动技术，启动成功率达100%。 4.逆变控制参考美国（ABB、pillar、Ajax）公司、日本富士电机等国外先进控制技术。 自行开发的逆变控制技术，具有极强的抗干扰能力。 5.自动跟随负载变化，运行时具有非故障性的自动再启动功能以及功率自动调节功能。 6.具有理想的限流、限压，特有的关断时间或逆变角控制，保证设备可靠运行。 7.具有完善的多级保护系统（水压、缺相、欠压、过流、过压、关断时间、直通、操作联 锁等）。 8.具有较高的变频效率1000 Hz及以下大于96%。 第二部分中频感应炉炉体使用说明 一、结构简介 1.炉体部分 中频炉机械部分由炉体、水电引入系统、倾炉装置等组成。 1.1炉体
KSY-6D-16电炉温度控制器
目录 一、用途 (2) 二、主要技术指标和参数 (2) 三、仪器结构 (2) 四、仪器使用及注意事项 (3) 五、仪器成套及技术文件 (3) 本仪器为精密、低温制冷仪器， 使用前请详阅说明书，谨慎操作！
一、产品简介 KSY-6D-16电炉温度控制器适用于以硅碳棒（管）加热型电炉，与镍铬——镍硅热电偶配套使用，可对电炉内的温度进行测量、显示、控制，并可使炉内的温度自动保持恒温。 设计新颖，控温精度高，性能稳定易操作。 控温仪表分为指针式A：数显式AS：智能式ASP:智能多段 二、技术指标 ★输入电压（V）：220 ★输出电压（V）：50-210 ★最高温度（℃）：1600 ★最大控制功率（KW）：6
One, product introduction KSY-6D-16furnace temperature controller applied to silicon carbon rod ( tube ) heating furnace, and Ni-Cr -- nickel-silicon thermocouple supporting the use of electric furnace, temperature measurement, display, control, and can make the temperature inside the oven to keep constant temperature automatically. Novel design, high precision of temperature control, stable performance and easy to operate. Temperature control instrument for pointer type A: digital display type AS: intelligent ASP: intelligent multi segment Two, technical indicators Of the input voltage ( V ):220 Of the output voltage ( V ):50-210 Of the maximum temperature ( c ):1600 Control of maximum power ( KW ):6
中频炉维修实例大集合 250kgGPRS中频电炉，低功率〈100kw工作正常，一提高功率>150kw，马上就烧逆变管，已检查过炉体，电缆，电容器，控制板没有发现问题，可有其它原因，请各位师傅指点：可能是脉冲变压器的问题，或者是逆变晶闸管关断时间的问题。 KGPS中频熔炼炉我们现在有一套1000KW 2吨的熔炼炉在调试期间出现了，功率损耗太大。 整套设备可以正常启动，主要参数： 中频电压：1100 直流电压 760-800 进线电压：575 直流电流 1200 中频频率：500 可捆硅没有问题变压器 1250KVA 问题是： 当我们在洪炉期间当直流电压140 支流电流 590时等于说功率才80多个KW时高压保险就暴了。而且很严重高压用的是100A跌落式熔断器已经喷火。从现场的情况来看是超载运行了。他们的高压是10000V直接接到我们的变压器。 从我们推算的角度是高压出现暴的情况是过载但是查不到原因。 从进线功率分析当时我们开到80个KW时进线功率是200多个KW，他们完全安照要求我们的电源柜是要接零线的但当是没接零线柜字220V电压正常所有但所有设备都接地了。而柜子的零线是与外壳是绝缘的。查不出零线从和而来。 这就是以上的情况这个零线会不会造成损耗太大了会不会把大的电压送到了地下呢。谢谢你帮我解答以下。 我公司有一台浙大生产的500KW可控硅中频电源，负载是真空感应炉。使用了近6年了，现在经常出现逆变难启动的现象，望有经验的师傅帮助解决。 带中频变压器，并且一台电源带二台对输入电压不同要求的炉体，这二台设备与电源的匹配也有一定的问题。你用示波器来测试一下你的逆变输出波形是否正常如果有问题，你检查你的控制板上的改变频率的电容时候合适，可以换一下你的电容。 中频变压器有个叫“额定变比”的指标，实际该指标对负载的阻抗提出了限制，您可以核算一下现在的实际阻抗是否低于“额定变比”对阻抗的限制。尤其是零启动电源（扫频启动除外），阻抗很低的情况下，启动是困难的。 10吨的一般为1000伏中频电压1500，250KW零压起动中频机突然烧5个KP管及2个整流脉冲变压器。换后正常工作约12小时，所有KK管，KP管共12个全烧毁，并4个整流脉冲变压器损坏。用万用表摇表分别检查未能发现故障点。现向各位高手请教原因。