Trasformatore Forno Elettrico di Raffinazione

I forni di raffinazione, comprese le stazioni di raffinazione della siviera e le unità di degasaggio sotto vuoto, operano a valle della fusione primaria. Il trasformatore del forno elettrico per la raffinazione che alimenta l'arco di raffinazione deve fornire livelli di potenza precisi anziché assorbire violenti shock da cortocircuito. Yulan Transformer costruisce trasformatori per forni elettrici per servizi di raffinazione da 1.000 kVA a 80.000 kVA, con tensioni primarie di 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV o 110 kV. La tensione secondaria e le sequenze di prese sono sviluppate dalla curva di potenza di raffinazione e dai dati di rete corta forniti dall'acciaieria.

Profilo operativo

Gli archi di raffinazione sono più brevi e più stabili degli archi di fusione. Gli elettrodi sono generalmente immersi nelle scorie e le oscillazioni di corrente sono minori. Ciò riduce lo stress meccanico sugli avvolgimenti, ma aumenta la richiesta sul commutatore. Le regolazioni della potenza vengono effettuate frequentemente per controllare la temperatura e il recupero della lega, quindi il commutatore sotto carico può funzionare decine di volte al giorno. Il trasformatore deve inoltre tollerare ripetuti cicli termici poiché i riscaldamenti vengono elaborati uno dopo l'altro.

Un'altra differenza è l'interazione con la rete corta. La distanza dai terminali secondari del trasformatore agli elettrodi introduce un'impedenza che riduce la tensione effettiva dell'arco. La progettazione del trasformatore deve tenere conto di questa caduta di tensione, altrimenti la potenza di raffinazione non sarà all'altezza dell'obiettivo.

Produzione e verifica

Yulan Transformer produce trasformatori per forni dal 1999, con unità di forno di raffinazione operanti in diverse acciaierie. La fabbrica è dotata di una capacità di sollevamento di 80 tonnellate, un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene da 400 kW, un sistema di prova a impulso da 1.200 kV e un trasformatore di prova a frequenza di rete senza scarica parziale da 400 kV. Prima della spedizione, ciascuna unità viene sottoposta a test di resistenza CC dell'avvolgimento, rapporto di tensione, resistenza di isolamento, resistenza alla frequenza di alimentazione, sovratensione indotta, perdita a vuoto, perdita di carico, impedenza di cortocircuito e funzionamento del commutatore sotto carico. I registri dei test vengono archiviati per numero di serie e possono essere ricondotti ai lotti di materiale e ai registri di avvolgimento. L'azienda possiede le certificazioni ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Gamma di specifiche

Configurazioni tipiche per dimensione della siviera

La tabella seguente è compilata da progetti passati ed è intesa come guida generale. I parametri finali sono confermati nell'accordo tecnico.

Note di progettazione

Caduta di tensione di rete di breve durata

La tensione secondaria del trasformatore del forno elettrico per la raffinazione deve essere impostata sufficientemente alta da compensare la caduta del cavo e della sbarra tra il trasformatore e gli elettrodi. Il cliente deve fornire l'impedenza e la lunghezza della rete corta in modo che il progetto dell'avvolgimento possa essere regolato di conseguenza.

Tocca la selezione del caricatore

Il lavoro di raffinazione richiede frequenti cambi di rubinetto. I commutatori di prese del trasformatore di potenza standard potrebbero non raggiungere la durata dei contatti prevista. Sono preferiti i commutatori sotto carico del tipo sotto vuoto o le unità appositamente progettate per il funzionamento in forni. Si consiglia inoltre un sistema di filtraggio dell'olio separato per il vano del commutatore.

Costruzione avvolgibile

Le correnti secondarie sono elevate, quindi vengono utilizzati conduttori trasposti o più rami paralleli. Le trasposizioni finali mantengono uniforme la distribuzione attuale. I conduttori sono realizzati con barre di rame predisposte, ove possibile, per il collegamento in parallelo inverso della stessa fase, riducendo i campi magnetici esterni e il riscaldamento strutturale.

Cicli termici

Il funzionamento batch provoca riscaldamento e raffreddamento ripetuti. La struttura di bloccaggio utilizza tiranti precompressi e piastre di pressione caricate a molla per mantenere la pressione dell'avvolgimento senza danneggiare l'isolamento. L'aumento della temperatura dell'olio superiore viene verificato in condizioni continue di pieno carico, non in ipotesi di sovraccarico di breve durata.

Armoniche e potenza reattiva

L'arco di raffinazione produce correnti armoniche e un fattore di potenza in ritardo, tipicamente compreso tra 0,75 e 0,85. Le sezioni trasversali dei conduttori e la schermatura includono un margine per le perdite armoniche. La compensazione della potenza reattiva viene gestita a livello di sistema.

Domande frequenti

È possibile utilizzare un trasformatore del forno di raffinazione per la fusione primaria?

Non è raccomandato. I trasformatori del forno fusorio sono progettati per un'impedenza più elevata e forze di cortocircuito più severe. Un trasformatore di raffinazione potrebbe non sopravvivere ai frequenti eventi di quasi cortocircuito dovuti alla fusione dei rottami. Talvolta è possibile la direzione inversa, utilizzando un trasformatore di fusione per la raffinazione, ma l'intervallo di regolazione e i gradini di tensione potrebbero non corrispondere al processo di raffinazione.

Come viene determinato l'intervallo di tensione secondaria?

Il costruttore del forno fornisce la curva di tensione in base alle dimensioni della siviera, al diametro dell'elettrodo e al tipo di acciaio. Il progettista del trasformatore lo converte in svolte e posizioni di presa. La modifica della tensione secondaria dopo l'approvazione del progetto richiede la rielaborazione dell'avvolgimento.

È necessario il raffreddamento ad acqua per raffinare i trasformatori dei forni?

Al di sotto di circa 8000 kVA, il raffreddamento ad aria è generalmente sufficiente. Al di sopra di tale valore, o quando lo spazio è limitato, il raffreddamento ad acqua riduce le dimensioni del refrigeratore ma richiede maggiore manutenzione. La pressione dell'olio deve sempre superare la pressione dell'acqua per impedire l'ingresso di acqua.

Quante posizioni di rubinetto sono adatte?

Per l'acciaio al carbonio semplice sono sufficienti da 5 a 8 maschi. Gli acciai legati e inossidabili spesso necessitano di 11-15 rubinetti per un controllo più accurato della temperatura. Un numero maggiore di prese aumenta il costo del commutatore e aggiunge potenziali punti di guasto, quindi il numero deve corrispondere ai requisiti del processo.

Quali condizioni del sito influenzano l'installazione?

Le aree di raffinazione hanno temperatura ambiente elevata e polvere. Il trasformatore deve essere collocato in un luogo ben ventilato, lontano da schizzi di scorie. Le installazioni esterne necessitano di morsettiere e armadi di controllo resistenti alle intemperie. Una temperatura ambiente elevata riduce la capacità di raffreddamento, quindi la potenza del frigorifero deve essere regolata di conseguenza.