Wuxi Wondery Industry Equipment Co., Ltd

I. Предыстория проекта и спецификации оборудования Данное исследование случая включает в себя индукционную плавильную печь средней частоты, модель WDL-KGPS-1000, номинальной мощностью 1 тонна и максимальной мощностью 1,2 тонны, предназначенную для плавки алюминия. Оборудование использует индукционный нагрев средней частоты и оснащено гидравлической системой наклона для выгрузки расплавленного алюминия. Электрическая система настроена для трехфазного источника питания 380 В / 50 Гц, с трехфазным шестипульсовым выпрямителем и параллельно соединенным инвертором. По сравнению с печью на 0,8 тонны в предыдущем исследовании случая, данное оборудование имеет корпус печи, рассчитанный на максимальную мощность 1,2 тонны, при этом номинальная мощность источника питания увеличена до 600 кВт при сохранении той же выходной частоты 1000 Гц. Такая конфигурация – с мощностью, незначительно превышающей номинальную потребность печи – обеспечивает запас для повышения скорости плавления. II. Система питания средней частоты KGPS Система питания использует тиристорный источник питания средней частоты KGPS номинальной мощностью 600 кВт, выходным напряжением средней частоты 1500 вольт и выходной частотой 1000 Гц. Коэффициент мощности превышает 0,9, а частота успешного запуска составляет 100%. Секция выпрямителя представляет собой трехфазный полностью управляемый мост, а схема управления использует архитектуру цифровой платы восьмого поколения. Основные функции управления включают регулирование постоянной мощности, плавный пуск с нулевым давлением и сканированием частоты, а также обратную связь по напряжению и току с двумя замкнутыми контурами. Пуск с нулевым давлением и сканированием частоты означает, что система автоматически сканирует от высокой частоты вниз во время запуска, устанавливая колебания средней частоты при обнаружении резонансной точки нагрузки – подход, который позволяет избежать чувствительности к изменениям параметров нагрузки, присущей традиционным методам пуска с отдельным возбуждением. Система защиты охватывает условия перегрузки по току, перенапряжения, недостаточной силы тока, пониженного напряжения, потери воды и потери фазы. Когда любой параметр защиты превышает установленный порог, система автоматически блокирует выход импульсов и отключает питание основной цепи. Шкаф питания отображает полные показания напряжения, тока и мощности, а также индикаторы состояния. Шкаф конденсаторов обеспечивает параллельную компенсацию средней частоты, снижая потери реактивной мощности при передаче по линиям распределения и улучшая коэффициент мощности системы. Емкость конденсаторной батареи соответствует резонансной частоте индукционной катушки, обеспечивая работу вблизи резонансной точки при номинальных условиях. III. Конструкция индукционной катушки и экранирование магнитным ярмом Индукционная катушка является основным компонентом преобразования энергии, изготовленным из меди марки T2 с толщиной стенки 5 мм. При подаче питания катушка создает переменное магнитное поле частотой 1000 Гц, которое индуцирует вихревые токи в металлической загрузке в горне печи, генерируя тепло. Конструкция катушки основана на принципах электромагнитного поля и проверена с помощью специализированного программного обеспечения, при этом отклонение между фактической рабочей мощностью и расчетной мощностью контролируется в пределах 5%. Изоляция между витками выполнена с использованием передовых изоляционных технологий, а специальная технология зажима снижает осевые вибрации катушки. Внутренняя стенка катушки покрыта импортными термостойкими изоляционными материалами, и установлена система сигнализации утечки футеровки печи – при просачивании расплавленного алюминия в слой катушки система сигнализации обнаруживает это на ранней стадии и подает сигнал, предотвращая инциденты прорыва печи. На внутреннюю поверхность катушки нанесено огнеупорное покрытие толщиной от 10 до 15 мм. Это покрытие выполняет две функции: облегчает строительство футеровки печи и предотвращает термическую деформацию футеровки, которая может повлиять на срок службы. Магнитные ярмо имеют полумесяцевый профиль, изготовлены из холоднокатаных листов кремниевой стали и стянуты шинами из нержавеющей стали. Контактная поверхность между ярмом и наружной поверхностью катушки изогнута, обеспечивая контакт по всей поверхности, а не по линии, что обеспечивает более высокую эффективность зажима и снижение утечки магнитного потока. Листы кремниевой стали армированы специальными шинами вместо сквозных болтов, что максимизирует эффективную магнитную площадь и снижает локальный нагрев. Магнитные ярмо одновременно экранируют утечку магнитного потока, предотвращают нагрев корпуса печи, а также поддерживают и закрепляют индукционную катушку. IV. Гидравлическая система наклона Наклон печи осуществляется гидравлической системой с двумя цилиндрами, расположенными по обеим сторонам корпуса печи для подъема, а возврат печи осуществляется за счет силы тяжести. Гидравлическая станция оснащена двумя двигателями и двумя насосами – один в работе, один в резерве, с возможностью автоматического переключения. Топливный бак полностью закрыт и сварен для предотвращения утечки гидравлического масла. Диапазон угла наклона составляет от 0 до 95 градусов, с плавной работой без ударов и ползания, регулируемой скоростью и возможностью фиксации в любом положении. Операция наклона управляется вручную с помощью клапанов, что подходит для литейных процессов, требующих точного контроля объема разливаемого расплавленного алюминия. V. Конструкция корпуса печи Корпус печи выполнен по стальной каркасной конструкции, состоящей из стационарного основания и поворотного корпуса печи, при этом общая конфигурация каркаса обеспечивает жесткость. Соотношение диаметра к высоте горна было оптимизировано с помощью компьютерного анализа – увеличенное соотношение улучшает естественный коэффициент мощности и повышает электрическую эффективность. Корпус печи рассчитан на футеровку вместимостью 3000 кг для плавки 1000 кг алюминия, что означает значительный запас объема горна относительно номинальной мощности, облегчая операции загрузки и снижая риск просыпания. VI. Графитовый тигель и система водяного охлаждения Тигель изготовлен из графита, с рекомендуемым сроком службы от 4 до 6 месяцев, в зависимости от условий эксплуатации, включая метод загрузки, диапазон поддержания температуры плавления и частоту удаления шлака. Водяные кабели изготовлены из многожильного бескислородного медного провода марки TU1, в оболочке из высокопрочной огнестойкой резиновой трубки, с холодноформованными разъемами. Сторона источника питания требует расхода охлаждающей воды не менее 12 м³/ч, а сторона корпуса печи – не менее 22 м³/ч. Температура воды на выходе со стороны источника питания не должна превышать 35°C, а со стороны корпуса печи – 45°C, при этом давление воды на входе должно поддерживаться в пределах 0,15–0,35 МПа. Система водяного охлаждения оснащена закрытой градирней, резервуарами для воды и шкафом управления, образуя независимый циркуляционный контур охлаждения.

I. Предпосылки проекта и спецификации оборудования Данное исследование случая включает в себя среднечастотную индукционную плавильную печь модели WDL-KGPS-800 с номинальной мощностью 0,8 тонны и максимальной мощностью 0,96 тонны, предназначенную для плавки алюминия. Оборудование использует среднечастотный индукционный нагрев и оснащено гидравлической системой наклона для выгрузки расплавленного алюминия. Электрическая система рассчитана на трехфазное электропитание 380 В/50 Гц, с трехфазным шестипульсовым выпрямителем и параллельно соединенным инвертором. Основные технические особенности данного оборудования заключаются в сочетании среднечастотной системы питания KGPS и стального корпуса печи с гидравлическим наклоном, что представляет собой среднемощное решение для индукционной плавки, подходящее для литейных цехов. II. Система среднечастотного питания KGPS Система питания использует среднечастотный тиристорный источник питания KGPS, который был усовершенствован за более чем десятилетие непрерывного технологического развития. Секция выпрямителя представляет собой трехфазный полностью управляемый мост со среднечастотным выходным напряжением 1500 вольт, номинальной мощностью 500 кВт и выходной частотой 1000 Гц. Коэффициент мощности превышает 0,9, а коэффициент успешного запуска составляет 100%, что означает, что среднечастотные колебания могут быть надежно установлены при каждой попытке запуска. Схема управления использует печатную плату цифровой схемы восьмого поколения, оснащенную управлением постоянной мощностью, мягким пуском с нулевым давлением и свипирующей частотой, а также двойной обратной связью по напряжению и току с замкнутым контуром. Система защиты охватывает условия перегрузки по току, перенапряжения, пониженного тока, пониженного напряжения, потери воды и потери фазы. Когда любой параметр превышает установленный порог, система автоматически блокирует выход импульсов и отключает питание основной цепи. Шкаф питания и шкаф конденсаторов расположены отдельно. Шкаф конденсаторов обеспечивает среднечастотную параллельную компенсацию, улучшая коэффициент мощности системы и снижая потери реактивной мощности при передаче по линиям электропередачи. Емкость конденсаторной батареи соответствует резонансной частоте индукционной катушки, обеспечивая работу вблизи резонансной точки при номинальных условиях для оптимальной эффективности выходной мощности. III. Конструкция индукционной катушки и экранирование магнитным ярмом Индукционная катушка является основным компонентом преобразования энергии среднечастотной печи. При подаче питания катушка создает сильное переменное магнитное поле, которое индуцирует вихревые токи в металлической загрузке в горне печи, генерируя тепло. Материал катушки - медь марки Т2 с толщиной стенки 5 мм, выполненная в виде спиральной трубы. Конструкция катушки основана на конечно-элементном анализе электромагнитного поля, с отклонением между фактической рабочей мощностью и расчетной мощностью, контролируемым в пределах 5%. Катушка использует передовую технологию изоляции между витками с использованием специальной технологии зажима для уменьшения осевых вибраций. Внутренняя стенка катушки покрыта импортными термостойкими изоляционными материалами, а система сигнализации утечки футеровки печи установлена для обнаружения рисков просачивания расплавленного алюминия. На внутреннюю поверхность катушки нанесено огнеупорное покрытие толщиной от 10 до 15 мм, выполняющее две функции: облегчение строительства футеровки печи и предотвращение термической деформации футеровки, которая может повлиять на срок службы. Магнитные ярмо имеют полумесяцевый профиль, ламинированы из холоднокатаных листов кремниевой стали и стянуты шинами из нержавеющей стали. Контактная поверхность между ярмом и наружной поверхностью катушки изогнута, обеспечивая контакт по плоскости, а не по линии, что обеспечивает лучшую эффективность зажима и уменьшает утечку магнитного потока. Листы кремниевой стали усилены специальными шинами вместо сквозных болтов, что максимизирует эффективную магнитную площадь листов и снижает локальный нагрев. Магнитные ярмо служат для экранирования утечки магнитного потока, предотвращения нагрева корпуса печи, поддержки и фиксации индукционной катушки, а также для повышения общей эффективности системы. IV. Гидравлическая система наклона Наклон печи осуществляется гидравлической системой с двумя цилиндрами, расположенными по обеим сторонам корпуса печи для подъема. Возврат печи осуществляется за счет силы тяжести. Гидравлическая станция оснащена двумя двигателями и двумя насосами – один в работе, другой в резерве, с возможностью автоматического переключения. Топливный бак полностью герметичен и сварной, без отверстий, кроме боковых и трубных портов, для предотвращения утечки гидравлического масла. Консоль гидравлического наклона использует ручное управление клапанами, с диапазоном угла наклона от 0 до 95 градусов. Работа плавная, без ударов и ползучести, с регулируемой скоростью и возможностью фиксации в любом положении. Данная конструкция подходит для литейных применений, требующих точного контроля объема заливки расплавленного алюминия. V. Конструкция корпуса печи Корпус печи выполнен по стальной каркасной конструкции, состоящей из стационарного основания и поворотного корпуса печи, при этом общая конфигурация каркаса обеспечивает жесткость. Соотношение диаметра к высоте горна было оптимизировано с помощью компьютерного анализа, с использованием передовых международных принципов проектирования профиля печи – увеличенное соотношение улучшает естественный коэффициент мощности и повышает электрическую эффективность. Над верхней секцией печи установлена герметичная вытяжная труба для сбора пыли, улавливающая пары и частицы, образующиеся при плавке. VI. Графитовый тигель и водоохлаждаемые кабели Тигель изготовлен из графита, обладающего хорошей химической совместимостью с алюминием при плавке. Срок службы тигля, указанный в предложении, составляет от 4 до 6 месяцев, в зависимости от условий эксплуатации, включая метод загрузки, температуру плавления и практику удаления шлака. Водоохлаждаемые кабели изготовлены из многожильного бескислородного медного провода марки ТУ1, заключенного в высокопрочную огнестойкую резиновую трубку, с холодноформованными разъемами, обеспечивающими хорошую электропроводность и прочность на растяжение. Сторона источника питания требует расхода охлаждающей воды не менее 12 м³/ч, а сторона корпуса печи – не менее 20 м³/ч. Температура воды на выходе со стороны источника питания не должна превышать 35°C, а со стороны корпуса печи – 45°C, при этом давление воды на входе должно поддерживаться в пределах 0,15–0,35 МПа. Система водяного охлаждения оснащена закрытой градирней, резервуарами для воды и шкафом управления, образуя независимый циркуляционный контур охлаждения. VII. Параметры технологической производительности Номинальная мощность составляет 0,8 тонны, максимальная – 0,96 тонны, а номинальная температура разливки установлена на уровне 780°C. Время плавки составляет примерно 60 минут на печь, с допустимым отклонением ±5%. Исходя из этого, цикл от холодной загрузки до достижения температуры разливки составляет примерно 1 час, что соответствует скорости плавки примерно 0,8 тонны в час. При номинальной мощности 500 кВт удельный расход энергии составляет примерно 625 кВт·ч на тонну алюминия, что находится в пределах типичного диапазона эффективности для среднечастотных индукционных плавильных печей.

I. Сведения о проекте и спецификации оборудования Данное исследование случая касается электрического сопротивления наклона алюминиевой плавильной печи, предназначенной для рынка Йемена, модели WDL-GRQ-1500.Оборудование предназначено для плавки цветных металлов и сплавов с низкими точками плавления., с алюминиевыми сплавами в качестве типичного материала обработки.оборудованы гидравлической системой наклона для сброса расплавленного алюминия. Электрическая система сконфигурирована для трехфазного источника питания 380V/50Hz, с управляющей мощностью 220V/50Hz, с использованием трехфазного пятипроводного соединения.Покупатель должен обеспечить стабильное источник питания с колебаниями напряжения в пределах ± 10% и колебаниями частоты не более ± 3 Гц.Это условие совместимости с сетью требует проверки с местной промышленной ситуацией электроснабжения в Йемене до установки. II. Структура печи и огнеупорная конфигурация Огневая оболочка построена из стальных плит и продольной стали, сварной в цилиндрическую структуру, с непрерывными сварками с полным проникновением во всех соединительных областях для обеспечения целостности оболочки.Вкладка разделена на две функционально различные зоны- боковая стена и дно печи. Боковая оболочка использует композитную конструкцию: самый внутренний слой состоит из модулей из алюминиевого силикатного волокна в качестве изоляции,с рабочим слоем, изготовленным из сверхлегких огнеупорных кирпичей плотности 0.6 г/см3 В кирпичные соединения и подложки для уменьшения теплопроводности вводят порошок вермикулита.встроены в боковую стенку и контролируются как единая зона, что означает, что вся камера печи использует только одну зону контроля температуры., подходит для сценариев, когда экстремальная температурная однородность не требуется, но предпочтительнее упрощенное управление. Дно печи построено из формирующегося материала.Монолитное литовое сооружение обеспечивает более длительный срок службы с точки зрения устойчивости к проникновению алюминия и тепловым ударамВнизу боковой стены расположено аварийное отверстие для вывода в случае утечки алюминия, которое служит дополнительным элементом безопасности для плавильных печей. III. Графитный плавильный котел и система нагрева Этот кризиль представляет собой кризиль из графита марки Morgan, который пользуется большим признанием на рынке в секторе плавки цветных металлов.Продолжительность службы тиггила, указанная в предложении, составляет 6 месяцев и более., в зависимости от фактических условий эксплуатации, включая метод зарядки, диапазон поддержания температуры плавления и частоту удаления шлаков. Основным элементом системы отопления является проволока сопротивления OCr27A17MO2, электрический сплав для нагрева железа-хрома-алюминия с высокой сопротивляемостью и хорошей окислительной стойкостью.В режиме управления одной зоны, номинальная тепловая мощность составляет 200 кВт, подключенная в звездной конфигурации с рабочим напряжением 380 вольт. Максимальная температура печи рассчитана на 850°С,с нормальным диапазоном рабочей температуры от 0 до 800°CВремя нагрева пустой печи не превышает 3 часов, что представляет собой промежуток времени от температуры окружающей среды до верхнего рабочего предела температуры. Температурная стабильность определяется при ±3°C, достигаемая системой регулирования PID при стандартных условиях работы. IV. Конфигурация электрической системы управления Управляющий шкаф использует тиристоры (SCR) в качестве основных элементов управления, регулирующих выходный ток путем регулирования угла проводности.Система использует передовую схему управления сдвигом фаз для непрерывного и плавного регулирования мощности, а не простое управление включением и выключением. Система регулирования температуры оснащена двумя термопарами: одной для измерения температуры атмосферы очага и другой для измерения температуры расплавленного алюминия.Термопары, используемые для измерения расплавленного алюминия, оснащены защитной трубкой из карбида кремния для предотвращения химической коррозии и физической эрозии расплавленным алюминием.Сигналы обеих термопаров подаются в два контроллера температуры из Тайваня, один из которых обеспечивает функцию регулирования PID. Система управления включает в себя многочисленные логики защиты: когда температура печи превышает установленный верхний предел или происходят аномалии тока из-за сбоев,Управляющий автоматически останавливает импульс и отключает питание.Система также включает в себя функцию мягкого запуска с задержкой запуска примерно 0,5 секунды.предназначенный для уменьшения воздействия входящего тока как на электрическую сеть, так и на нагревательные элементы при холодном запуске. Электрические компоненты низкого напряжения включают воздушные выключатели, контакторы и реле, полученные от CHINT или Omron в качестве стандартных конфигураций промышленного класса. V. Гидравлическая система наклона Способ разгрузки - гидравлическое наклонение, в отличие от фиксированной печи с ручным подъемом. Гидравлическая система приводит тело печи к наклону вокруг оси поворота,позволяющий контролируемое количественное разливание расплавленного алюминия из отверстия печиЭта конструкция подходит для сценариев, когда расплавленный алюминий должен быть непосредственно передан в ложки или литые полости.предлагает более высокую повторяемость разряда и безопасность эксплуатации по сравнению с ручным подъемом. Гидравлическая система состоит из гидравлического силового агрегата, цилиндров, групп клапанов управления и трубопроводов, которые переплетаются с электрической системой управления.Угол наклона и скорость могут быть установлены через панель управления. VI. Резюме параметров производительности процесса Номинальная вместимость - 1500 килограммов.с скоростью плавления приблизительно 450-500 килограммов в час representing средний объем выпуска алюминия от холодной зарядки до достижения рабочей температуры и готовности литьяПри нагревательной мощности 200 кВт удельное потребление энергии составляет примерно 0,4 - 0,44 кВт·ч на килограмм алюминия,в пределах типичного диапазона эффективности для типовых типовых печей с сопротивлением.