ТОВ «НВП «Електроконтактні технології»

Індукційний нагрівач валків (ІНВ-1)

ІНСТРУКЦІЯ З ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Індукційний нагрівач валків (ІНВ-1)

1. ВСТУП

Дана інструкція з експлуатації поширюється на індукційний нагрівач валків (ІНВ-1) діаметром від 350 мм до 620 мм.
Інструкція з експлуатації є документом, що пояснює конструкцію індукційного нагрівача та його роботу, а також викладає основні вимоги щодо його монтажу та експлуатації.
Інструкція з експлуатації поставляється замовнику комплектно з виробом.

2. ПРИЗНАЧЕННЯ

2.1. Індукційний нагрівач валків (ІНВ-1) призначений для нагрівання валків.
температури 420°С -450°С перед наплавкою на стенді та підтримання цієї температури в процесі наплавлення валка на вальценаплавочному верстаті до повного його відновлення з подальшим повторним використанням у металургійному виробництві.

3. ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.2. Робоче тіло – валки діаметром від 350 до 620 мм.
3.2. Температура нагріву валка — 420 ° С -450 ° С
3.3. Час нагріву для валків діаметром 525 мм, 350 мм відповідно — 2,0 год., 1,5 год.
3.4. Напруга від мережі змінного струму промислової частоти – 380 В
3.5. Номінальний струм – 250 А
3.6. Коефіцієнт потужності – 0,607
3.7. Коефіцієнт корисної дії (ККД) – 0,7
3.8. Значення ємності для компенсації реактивної потужності – 1590 мкФ
3.9. Клас електричної ізоляції — Н
3.10. Габарити нагрівача – 1315х1135х808 (мм)
3.11. Маса — 980кГ
3.12. Охолодний агент — питна вода з водопровідної мережі
3.13. Витрата води — 6,2 л/хв

4. ПРИНЦИП РОБОТИ НАГРІВАЧА ТА ЙОГО КОНСТРУКЦІЯ

4.1. Принцип роботи індукційного нагрівача ІНВ-1.
На рис.1 креслення загального виду індукційного нагрівача ІНВ-1. Оскільки індукційний нагрівач є однією з модифікацій однофазного трансформатора, у якого первинною обмоткою є котушка збудження (1), вторинною обмоткою – валок, розташований у вільній порожнині всередині нагрівача. При подачі напруги на котушку виникає магнітний потік, який частково проходить через валок та індукує в ньому струми, протікання яких зумовлює нагрівання валка. Цей процес відбувається тим ефективніше, що менше потоку губиться на розсіювання. Щоб підвищити ефективність нагріву, передбачаються в конструкції нагрівача наявність магнітопроводів з рухомими полюсами, які дозволяють у процесі роботи якомога ближче підвести потік до валку. Важливо, щоб при цьому полюси розташовувалися симетрично щодо валка по колу та знаходилися на однаковій відстані від його поверхні. Решта елементів конструкції спрямована на реалізацію завдання підвищення ефективності нагріву без збільшення споживання потужності.

До складу нагрівача входять корпус з вбудованими в нього котушкою збудження (1), П-подібними магнітопроводами (2,4), механізмами регулювання положення полюсів (3,5,7,11) ), система охолодження (рис.2) та система підведення електроживлення (рис.3)
4.2. Опис конструкція нагрівача
4.2.1. Корпус нагрівача утворений двома 6-ти секційними боковинами, пов’язаними між собою стійкою, підошва якої кріпиться до підлоги або візка верстата. Боковини виконані із силумінового лиття.
4.2.2. Кожна секція містить П-подібний магнітопровід з нерухомим сердечником (4) та двома рухомими полюсами (2). Магнітопровід є набір тонколистових пластин (в середньому 0,5 мм) трансформаторної сталі з ізольованою поверхнею. Набір розміщується між двома натискними фланцями та стягується заклепками. Магнітопровід утворений пакетом нерухомого сердечника та двома пакетами полюсів. Внаслідок виконаного ремонту пакети полюсів були повністю оновлені. Необхідність оновлення була пов’язана з тим, що при розбиранні магнітної системи жерсті полюсів виявилися повністю закорочені.

Короткі полюси можуть бути однією з причин зниження ефективності нагрівання валка при використанні цього пристрою. Жести, отримані в результаті розбирання полюсів, були піддані зняттю задирок на гратмашині, відпалу на магнітні властивості, нанесення електроізоляційного покриття на їх поверхню з подальшою термообробкою в печі при температурі 200°С. Як покриття використовувався лак КО916 та розчинник Р5.

Щоб уникнути деформації полюсів, збільшено товщину нових натискних фланців до 6,0мм. Пакети стягнуті сталевими заклепками, попередньо ізольованими скляною стрічкою, просоченою лаком КО916. Розміри нових полюсів: 270х119х80 (мм).Нерухливі осердя, що знаходилися в хорошому стані, закріплені до боковин відповідних секцій і забезпечують додаткову жорсткість корпусу в осьовому напрямку. Секції боковин по колу пов’язані між собою ізольованими шпильками через ізоляційні прокладки. При стикуванні секцій утворюються гнізда, всередині яких розміщуються рухомі полюси (2).

4.2.3. Механізм регулювання положення повинен забезпечувати фіксацію положення полюса, поступальний рух полюса та обмеження меж переміщення полюса.
Положення полюса фіксує болт (6). На нагрівачі він забарвлений синім кольором.
Для переміщення полюса використовується рейкова передача, яка перетворює обертальний рух на поступальний. У гнізді розташовується вал-шістка з чотиригранним болтом (5) на виході (забарвлений у червоний колір) під гайковий ключ. Рейка (3) розміщується на натискному фланці полюса. За наявності зачеплення, відпустивши фіксуючий болт (6), можна, повертаючи болт (5), плавно змінювати положення полюса в межах 140 мм. У натискному фланці (11), що знаходиться на протилежній стороні фланця (3), зроблений виріз, який заходить болт (7) з контргайкою (9) і підтискає рейку до шестерні, що забезпечує надійне зчеплення шестерні з рейкою в межах ходу полюса. Виріз обмежує межі переміщення полюса.Вал-шестірка (5), болт, що фіксує положення полюсів (6), притискний болт (7) з гайкою (9), натискні фланці полюсів з рейкою (3) і вирізом (11) утворюють механізм регулювання положення полюсів.

4.2.4. Котушка (1) знаходиться в ложементі на внутрішній поверхні корпусу. Її положення по колу і вздовж осі центрується через прокладання установочними болтами (8), пофарбованими в жовтий колір.
Котушка циліндрична, виконана з порожнистої м’якої мідної трубки Ф14х2 мм, в якій циркулює вода. Котушка складається з двох напівкотушок (лівої та правої) з рівним числом витків -35. Кожна напівкотушка намотана в три шари з розподілом витків по шарах відповідно 12, 11, 12 і має два висновки (початок та кінець). Маркування висновків: 1.1., 1.2.-початок та кінець лівої напівкотушки; 2.1., 2.2. — Початок і кінець правої напівкотушки.

Напівкотушки ретельно ізолюються нагрівальностійкими матеріалами на основі слюди (детальніше конструкція ізоляції дана в паспорті), Ізоляція класу Н.
Корпусною ізоляцією служить склотекстоліт СТЕФ-1 товщиною 1,0мм, з якого виконані два циліндри по зовнішньому і внутрішньому діаметру котушки, що охоплюють обидві напівкотушки, конструктивно поєднуючи їх в єдине ціле. Одночасно ці циліндри є захистом від механічних пошкоджень. Вся ця конструкція обмотується скляною стрічкою, до висновків підпаюються штуцера (рис.2), і в такому вигляді котушка вирушає на просочення. Котушка просочується лаком КО916К і піддається термообробці протягом 16 годин при температурі 160°С.

Котушка встановлюється у корпусі нагрівача. До боковин кріпиться клемна дошка.
Штуцера виводяться на клемну дошку і кріпляться болтами.
До висновків приєднуються шини, які забезпечують послідовне електричне з’єднання напівкотушок. Напруга подається на клеми 1.1., 2.2., клеми 1.2. та 2.1. закорочені шиною (рис.3).

Котушка має зовнішній діаметр 750 мм, внутрішній – 640 мм, довжину в осьовому напрямку – 400 мм. Маса котушки 140 кг.
Система охолодження Гідравлічно напівкотушки з’єднуються паралельно, що ілюструє рис.4. Штуцери 21., 2.1, що мають однаковий електричний потенціал, пов’язані загальним колектором, що працює в області підвищеного тиску, а через штуцери 1.1., 2.2., що знаходяться під повною напругою, здійснюється злив води.
На рис.2 дано креслення штуцера, який підпаюється до мідної трубки припоєм ПСР25 для підведення води до котушки, утворюючи початок і кінець кожної напівкотушки. Підведення води має здійснюватися гумовими шлангами.

Охолодження мідної трубки необхідно проводити водою, очищеною без сторонніх домішок з тиском до 4-х атмосфер, допускається також використання питної води з водопровідної мережі. За розрахунком у номінальному режимі витрата води 6,2 л/хв забезпечує її перегрів на 40°С.

Система електроживлення. Нагрівач може підключатися безпосередньо в мережу, якщо кабель, що підводить, розрахований на 300А. Але з огляду на низький коефіцієнт потужності, рекомендується для компенсації реактивної потужності, що споживається нагрівачем, підключити паралельно до навантаження батарею конденсаторів ємністю 1590 мкФ за схемою, наведеною на рис.5. У процесі нагрівання валка бажано проводити періодичні вимірювання кліщами струмів у кабелі, що підводить, конденсаторного ланцюга і ланцюга навантаження для зіставлення розрахунку з експериментом.

5.МОНТАЖ І РОБОТА НАГРІВАЧА

Рекомендується наступний порядок монтажу та роботи нагрівача:
5.1. Встановити нагрівач на робоче місце, попередньо звільнивши його від елементів, необхідних при транспортуванні таких як розтяжки котушки, болти в отворах штуцерів. Провести візуальний огляд.
5.2. Виміряти рівень ізоляції котушки щодо корпусу мегометром 500 В.
5.3. Нагрівач заземлити.
5.4. До болтів 1.1, 2.2 на клемній дошці підвести електроживлення.
5.5. До штуцерів підвести воду згідно зі схемою рис.4
5.6. Провести візуальний огляд конденсаторної батареї, протерти контактні поверхні, перевірити місця з’єднань з кабелем і працездатність апаратури, що комутує.
5.7. Встановити полюси (12шт) у крайнє верхнє положення. Зокрема,
5.7.1. Відпустити фіксуючий болт (6) (синій).
5.7.2. Плавним поворотом болта (5) (червоний) регулювати положення полюса.
5.7.3. Нове положення полюса зафіксувати болтом (6)

Увага! У межах використання рейкової передачі, що відповідає довжині переміщення полюса 140 мм, болт (7) не чіпати!

5.7.4. Операцію (п.п.5.7.1-5.7.3.) поширити на все12 полюсів.
5.8. У порожнину нагрівача ввести валок.
5.9. Підвести полюси до поверхні валка з рівномірним зазором, повторивши операції п.п.5.7.1.,5.7.2.,5.7.3.
Величина зазору має бути оптимальною з урахуванням часу нагріву та якості поверхні, що отримується в результаті нагрівання.
Оптимальний зазор визначається експериментально. Рекомендований зазор 5-50 (мм).
5.10. Подати на котушку воду.
5.11. Подати напругу на котушку, послідовно підключаючи батареї конденсаторів згідно зі схемою 5.

6.РЕКОМЕНДОВАНИЙ РЕЖИМ НАГРІВУ ВАЛКА.

6.1 Для рівномірного прогріву поверхні валка і щоб уникнути утворення тріщин на його поверхні рекомендується 3-4 рази відключати нагрівач від мережі на 5-7 хв.
6.2. Відключати від мережі слід у зворотному порядку подачі напруги на нагрівач, тобто. спочатку відключити конденсаторні батареї, а потім нагрівач.
6.3. Валок нагрівається до температури 420 ° С.

7. ПРАВИЛА ЕКСПЛУАТАЦІЇ, ЩО ЗАБЕЗПЕЧАЮТЬ МАКСИМАЛЬНУ ЕФЕКТИВНІСТЬ І ДОВГОВІЧНІСТЬ ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВАЧА

7.1) Строго забороняється подавати напругу на нагрівач без валка в порожнині нагрівача. Через різке падіння індуктивного опору подача напруги в цьому випадку може викликати неприпустиме зростання струму, збільшення температури води, що охолоджує, аж до кипіння і виходу з ладу котушки нагрівача.
7.2)Слідкувати за тим, щоб полюси щодо поверхні валка були виставлені з однаковим зазором. Це призведе до зменшення магнітного потоку розсіювання, збільшення взаємодії основного потоку з струмами, що індукуються у валку, і підвищення ефективності нагрівання.
7.3) Слідкувати за рейковим зчепленням полюсів з корпусом. Не бити кувалдою чи іншим важким предметом по полюсах, домагаючись їхнього переміщення. У тих випадках, коли положення полюса потрібно змістити на відстань меншу за 140 мм, необхідно користуватися рейковою передачею згідно з п.п.5.7.1., 5.7.2., 5.7.3. цієї інструкції. 7.4) Якщо хід полюса повинен перевищувати 140 мм, потрібно розкрутивши болти (7) і (6) (синій), акуратно вручну вивести полюс із зачеплення, встановити його в потрібне положення та зафіксувати болтами (6) та (7). Бажано, щоб цю операцію виконував кваліфікований наладчик.

8. ВКАЗІВКА ЗАХОДІВ БЕЗПЕКИ.
8.1. Експлуатація, обслуговування та ремонт індуктора дозволяється особам, які пройшли попередню підготовку та ознайомилися з цією інструкцією.
8.2. При експлуатації, обслуговуванні та ремонті електротехнічної частини нагрівача
необхідно керуватися «Правилами технічної експлуатації електроустановок споживачів» та «Правилами техніки безпеки під час експлуатації електроустановок споживачів до 1000 В»
8.3. Налаштування та перевірку нагрівача проводити не менше ніж двома особами.
8.4. Забороняється включати нагрівач із незакріпленими полюсами та
незаземленим корпусом.
8.5. Забороняється проводити регулювання та налагодження під час роботи нагрівача.
8.6. При експлуатації гідравлічної частини необхідно керуватися
вимогами щодо техніки безпеки для гідравлічних агрегатів.

9. ТЕХНІЧНЕ ОБСЛУГОВУВАННЯ

Персонал, що обслуговує індукційні нагрівальні установки, повинен систематично вести спостереження за ступенем нагріву конструктивних елементів наведеними струмами електромагнітних полів розсіювання. Залежно від отриманих результатів слід вживати заходів щодо зниження втрат електроенергії. Установка повинна бути у чистоті. Обтирання елементів установки від виробничого пилу проводиться періодично в залежності від виробничих умов, але не рідше одного разу на місяць. Установка повинна обслуговуватись черговими електромонтерами. Персонал, який безпосередньо обслуговує електроіндукційну установку, повинен проходити щорічно навчання та перевірку знань правил технічної експлуатації та безпеки.

10. ДОГЛЯД ЗА НАГРІВАЧЕМ.
Періодичні огляди та планово-попереджувальні ремонти повинні здійснюватись за графіком, затвердженим головним енергетиком підприємства. Огляд проводиться черговим персоналом. Результати огляду та вжиті заходи щодо усунення несправностей заносяться до журналу установки. При оглядах особлива увага має звертатися на:
-Надійність заземлення;
-відсутність накипу на водоохолоджуваних поверхнях;
-Відсутність пилу на частинах установки.
Огляд та ремонт роботи виконуються при відключенні нагрівача від джерела живлення.

Індукційний нагрівач валків (ІНВ-1)