R12114 鐘罩爐常見故障與日常維修

陳永康

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第九研究所，四川綿陽 621000）

0 引言

R1214 型鐘罩爐為國(guó)產(chǎn)設(shè)備，適用于研發(fā)新產(chǎn)品和小批量生產(chǎn)，是MnZn 鐵氧體軟磁材料氣氛燒結(jié)工序的關(guān)鍵設(shè)備。該設(shè)備爐體裝在平臺(tái)上，由裝料小車、液壓站、升降機(jī)構(gòu)和加熱元件組成，爐體實(shí)物見圖1。

圖1 R1214 型鐘罩爐

1 控制系統(tǒng)及工作原理

（1）電控系統(tǒng)：電控系統(tǒng)由6 組控制柜組成。1 號(hào)為氣源柜，內(nèi)裝有過濾器、壓力表、流量器、減壓電磁閥、干燥機(jī)和管道；2 號(hào)柜為氣氛測(cè)量控制柜，前門內(nèi)裝一臺(tái)氧分析儀、氧含量氣路和校準(zhǔn)氣路，后門內(nèi)是質(zhì)量流量控制電磁閥和控制電磁閥及分配流量用的轉(zhuǎn)子流量計(jì)等；3 號(hào)柜是工控機(jī)柜，正面是一臺(tái)工控機(jī)和兩排工作狀態(tài)指示，還裝有開關(guān)電源、隔離變壓器和中繼固態(tài)繼電器等，背面是控制小車升降的可編程邏輯控制器（PLC）；4 號(hào)5 號(hào)柜是溫控柜，安裝有功率組件、可控硅和電壓電流采集模塊，后面有控制氣氛用風(fēng)機(jī)的西門子變頻器；6 號(hào)柜為電源柜，裝有本機(jī)進(jìn)電隔離開關(guān)、加熱回路接觸器和三相電檢測(cè)模塊等，正面有電源指示燈、總電開關(guān)和加熱急停開關(guān)。

（2）工作原理：由工控機(jī)和控制器構(gòu)成小型集散系統(tǒng)，根據(jù)燒結(jié)工藝曲線設(shè)置自動(dòng)控制，由計(jì)算機(jī)觸摸屏“設(shè)備管理”設(shè)定和操作溫度、壓力、流量等相關(guān)設(shè)置和調(diào)試設(shè)備。在計(jì)算機(jī)主菜單上按F8 或“設(shè)備維護(hù)”菜單可以監(jiān)控修改溫度、流量、氣氛和多路開關(guān)量的動(dòng)作，系統(tǒng)界面可以通過計(jì)算機(jī)設(shè)定操作、調(diào)試和檢查設(shè)備各部件是否工作，或自診斷用；可編程控制器選用歐姆龍CPM1A 30DAR，獨(dú)立控制裝料小車升降。

2 常見故障與維修案例

故障1：燒結(jié)工序結(jié)束，操作小車下行無動(dòng)作。

（1）PLC 無顯示無輸出。原因分析：先檢查PLC 供電電源（正常為交流220 V），一般為PLC 開關(guān)電源故障，重點(diǎn)撿查PLC 熔斷器和橋堆，更換即可。

（2）PLC 有顯示有輸出。原因分析：由于液壓系統(tǒng)要給油路系統(tǒng)補(bǔ)壓，長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致電磁閥芯疲勞不能卸壓，一般的排除故障方法是人工卸壓。在實(shí)際生產(chǎn)中，液壓系統(tǒng)的維護(hù)尤為重要，每年更換46#抗磨液壓油、更換濾芯和穩(wěn)壓氣囊并清洗電磁閥芯。同時(shí)還要檢查壓力表及補(bǔ)壓壓力表傳感器。

（3）屏幕顯示升降臺(tái)車未升到位報(bào)警。原因分析：一是升降機(jī)構(gòu)未升到位或到位行程開關(guān)未調(diào)好，維修方法是按“手動(dòng)”按鈕操作將臺(tái)車升到位并調(diào)整好上升限位開關(guān)；二是開關(guān)失效，更換即可。

故障2：爐膛溫度達(dá)不到要求。

（1）加熱元件使用到一定年限后阻值變大，碳棒老化后的直接表現(xiàn)為升溫慢，加熱功率越來越小。加熱功率按P=I2×R=V2/R 計(jì)算，較小的電壓限制下，流進(jìn)碳棒的電流無法線性變化，因此輸出功率受到較大的限制，此時(shí)應(yīng)將輸出變壓器端子調(diào)到160 V 擋增加電流，如再達(dá)不到要求，則更換新的加熱器，并將變壓器端子調(diào)到低電壓檔100 V。該設(shè)備主控回路接可控硅，控制方式移相觸發(fā)，通過變壓器連接，變壓器付邊接負(fù)載。

（2）爐溫超高失控報(bào)警。原因分析：可控硅短路失控，排除方法是更換同型號(hào)可控硅。

（3）爐溫不升。原因分析：一是接觸器斷路，排除方法是更換；二是加熱器斷路，更換新碳棒。

故障3：某區(qū)溫度在×××度不升或顯示HHHH/LLLL。

（1）檢查控溫測(cè)溫?zé)崤?，有無斷偶或未接入，作相應(yīng)處理。

（2）PID 控制器問題，該故障在電腦顯示屏上顯示溫度值不升也不降，更換同型號(hào)調(diào)節(jié)器即可。

故障4：燒出產(chǎn)品表面不光亮甚至開裂，帶樣測(cè)試功耗超出指標(biāo)要求。

（1）該機(jī)燒結(jié)工藝曲線設(shè)定500 ℃下排膠，排膠要求升溫斜率不能太大，此時(shí)自動(dòng)開啟天窗蝶閥排膠，循環(huán)風(fēng)機(jī)由變頻器供電，計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)開啟。檢查天窗電機(jī)和風(fēng)機(jī)，變頻器顯示是否正常，同時(shí)檢查485 通信口（排膠結(jié)束自動(dòng)關(guān)閉天窗蝶閥繼續(xù)升溫加熱）。

（2）燒結(jié)工藝曲線設(shè)定1200 ℃→800 ℃降溫段，冷卻時(shí)氣氛要求漸趨無氧，為了加快降溫速率，使用系統(tǒng)強(qiáng)制冷卻，自動(dòng)向爐膛充入氮?dú)?，此時(shí)爐膛內(nèi)必須無氧以防止產(chǎn)品氧化。因此爐膛密封必須保證，一是經(jīng)常檢查密封和冷卻水；二是檢查氮?dú)饬俊?/p>

3 氣源柜的日常維護(hù)

（1）濾水過濾器及時(shí)放水，尤其是空氣支路應(yīng)每天放水一次。（2）濾塵過濾器呈黃色或黑色應(yīng)立即更換.

（3）設(shè)備運(yùn)行一年后，如氧分析儀顯示氧含量與實(shí)際差別較大時(shí)，如通入氮?dú)夂箝L(zhǎng)時(shí)間氧含量不降至幾百ppm 或幾千ppm，需要疏通采樣氣管。疏通方法是用氮?dú)夥聪驔_洗采樣氣管。

（4）流量大但無顯示?？赡茉蚴琴|(zhì)量流量控制器故障，需要更換。

4 結(jié)束語

分析R1214 型鐘罩爐生產(chǎn)實(shí)踐中常見故障成因，給出有針對(duì)性的維修策略，并提出設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)中的注意事項(xiàng)，做到提前排除故障隱患、出現(xiàn)故障及時(shí)修復(fù)，提高設(shè)備利用率。