Trasformatore del forno di raffinazione

Il forno di raffinazione funge da stazione di lavorazione secondaria nel processo di produzione dell'acciaio con forno ad arco elettrico (EAF), responsabile dell'aumento della temperatura dell'acciaio fuso, della messa a punto della sua composizione chimica e della rimozione delle inclusioni. Rispetto ai trasformatori utilizzati per gli EAF di fusione primaria, i trasformatori dei forni di raffinazione associati subiscono picchi di cortocircuito meno frequenti ma richiedono una maggiore precisione nella regolazione della tensione e una maggiore frequenza operativa. Yulan Transformer produce trasformatori per forni di raffinazione con capacità che vanno da 1.000 kVA a 80.000 kVA; le tensioni primarie possono essere configurate per 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV o 110 kV, mentre le tensioni secondarie e le impostazioni delle prese sono personalizzate in base alle curve specifiche del processo di raffinazione.

Differenze operative e priorità di progettazione

Stabilità dell'arco: l'arco del forno di raffinazione è relativamente corto e sommerso sotto lo strato di scorie; le fluttuazioni di corrente sono inferiori a quelle dei forni fusori, con conseguente sollecitazione meccanica relativamente moderata sugli avvolgimenti.

Frequenza di regolazione della tensione: le regolazioni della potenza sono frequenti durante la fase di raffinazione, con il commutatore sotto carico potenzialmente in funzione decine di volte al giorno; di conseguenza, la durata dei contatti e l'affidabilità della commutazione sono considerazioni chiave nella scelta.

Intervallo di tensione secondaria: tipicamente tra 120 V e 280 V, inferiore a quello dei forni fusori ma superiore a quello dei forni al carburo di calcio, a seconda della capacità della siviera e del diametro dell'elettrodo.

Selezione dell'impedenza: deve bilanciare la limitazione della corrente di cortocircuito con la caduta di tensione nelle sbarre della rete corta; i valori standard vanno dal 6% al 10%, richiedendo un calcolo coordinato con i parametri di rete corta del forno.

Metodo di raffreddamento: per capacità superiori a 8.000 kVA, la densità di perdita aumenta, rendendo necessaria la circolazione forzata dell'olio con raffreddamento ad aria o ad acqua. Gamma di parametri tecnici

Parametro dell'articolo

Riferimento alla configurazione tipica

I dati seguenti sono aggregati da più progetti attualmente in funzione e non rappresentano un singolo modello specifico. I parametri finali sono soggetti all'accordo tecnico e alla documentazione di fabbrica.

Produzione e verifica

Yulan Transformer produce trasformatori per forni elettrici dal 1999, fornendo trasformatori per forni di raffinazione a numerose acciaierie in tutta la Cina. Le capacità di produzione includono una capacità di sollevamento di 80 tonnellate, un sistema di essiccazione sotto vuoto in fase di vapore di cherosene da 400 kW, apparecchiature per test a impulsi da 1.200 kV e un trasformatore di prova a frequenza industriale senza scarica parziale da 400 kV. Prima di lasciare la fabbrica, ogni unità viene sottoposta a una serie completa di test, tra cui resistenza CC dell'avvolgimento, rapporto di tensione, resistenza di isolamento, tensione di tenuta alla frequenza industriale, tensione di tenuta indotta, perdita a vuoto, perdita di carico, impedenza di cortocircuito e test del ciclo operativo del commutatore sotto carico (OLTC). I dati dei test vengono archiviati per numero di serie, garantendo la completa tracciabilità dei lotti di materie prime e dei record di processo. L'azienda possiede le certificazioni ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Dettagli di progettazione

Compensazione della caduta di tensione di rete breve

La lunghezza e la disposizione della rete corta (che collega i terminali secondari del trasformatore agli elettrodi) influiscono sulla tensione effettiva all'interno del forno. La caduta di tensione sulla rete corta deve essere presa in considerazione quando si progetta la tensione secondaria; in caso contrario, il potere di raffinazione sarà insufficiente. Gli utenti dovrebbero fornire dati sull'impedenza e sulla lunghezza della rete corta per i calcoli dell'avvolgimento.

Tocca Selezione Changer

I forni di raffinazione richiedono frequenti regolazioni della tensione; i commutatori di prese con trasformatore di potenza standard potrebbero non soddisfare i requisiti di durata utile. Si consigliano commutatori sotto carico sotto vuoto o tipi di commutazione ad alta velocità appositamente progettati per trasformatori di forni elettrici, insieme a un sistema di filtraggio dell'olio indipendente.

Struttura avvolgibile

A causa delle elevate correnti secondarie, vengono utilizzati conduttori trasposti o più conduttori paralleli, con trasposizione alle estremità per garantire l'equilibrio della corrente. Le sbarre di rame vengono utilizzate per le uscite in una configurazione "in fase parallela inversa" per ridurre al minimo i campi magnetici esterni e il riscaldamento dei componenti strutturali.

Accumulo di calore e isolamento

I forni di raffinazione operano in lotti, sottoponendo il trasformatore a riscaldamento e raffreddamento ciclici. La struttura di bloccaggio deve incorporare una forza di bloccaggio preimpostata per impedire l'allentamento dell'isolamento durante il ciclo termico. L'aumento della temperatura dell'olio superiore viene verificato in base a condizioni operative continue a pieno carico; la progettazione basata sul sovraccarico a breve termine non è consigliata.

Armoniche e potenza reattiva

La natura non lineare dell'arco del forno di raffinazione genera armoniche, mentre il fattore di potenza è relativamente basso (da 0,75 a 0,85). I progetti dei trasformatori prevedono margini per le armoniche riguardanti le sezioni trasversali dei conduttori e la schermatura, mentre la compensazione della potenza reattiva viene gestita dal lato del sistema.

Domande comuni

D: È possibile utilizzare un trasformatore di un forno di raffinazione in modo intercambiabile con un trasformatore di un forno ad arco di fusione?

Non è raccomandato. I trasformatori del forno fusorio presentano un'impedenza più elevata, un intervallo di regolazione della tensione più ampio e requisiti di resistenza meccanica più rigorosi. Se per la fusione viene utilizzato il trasformatore di un forno di raffinazione, questo potrebbe danneggiarsi a causa di frequenti shock di cortocircuito. Al contrario, sebbene sia fattibile utilizzare un trasformatore del forno fusorio per la raffinazione, disallineamenti nella precisione della regolazione della tensione e nel numero di fasi di prelievo possono rendere difficile il controllo della potenza.

D: Come viene determinato l'intervallo di tensione secondaria?

Il produttore del forno fornisce una curva di tensione basata sulle dimensioni della siviera, sul diametro dell'elettrodo e sui tipi di acciaio da affinare. Il progettista del trasformatore lo traduce quindi in conteggi di giri e posizioni di presa specifici. La modifica della tensione secondaria in una fase successiva richiederebbe una riprogettazione degli avvolgimenti; pertanto, la conferma dei parametri durante la fase iniziale è fondamentale.

D: È necessario un sistema di raffreddamento ad acqua per l'affinamento dei trasformatori dei forni?

Per capacità inferiori a 8.000 kVA, il raffreddamento ad aria è generalmente sufficiente. Al di sopra di questa capacità o dove lo spazio di installazione è limitato, il raffreddamento ad acqua può ridurre le dimensioni del radiatore, sebbene comporti maggiori esigenze di manutenzione. Il sistema di raffreddamento ad acqua deve garantire che la pressione dell'olio rimanga superiore alla pressione dell'acqua.

D: Qual è il numero appropriato di fasi di regolazione della tensione per un trasformatore di un forno di raffinazione?

Da cinque a otto passaggi sono sufficienti per raffinare l'acciaio al carbonio ordinario, mentre da 11 a 15 passaggi sono selezionati per l'acciaio legato o l'acciaio inossidabile quando è richiesto un controllo preciso della temperatura. Un numero eccessivo di passaggi aumenta il costo e il numero di potenziali punti di guasto per il commutatore di presa, pertanto è necessario trovare un equilibrio in base ai requisiti del processo.

D: In che modo l'ambiente di installazione influisce sul trasformatore?

L'area del forno di raffinazione è caratterizzata da elevati livelli di polvere e temperature elevate; il trasformatore deve essere posizionato in un'area ben ventilata e protetto dal contatto diretto con scorie di acciaio volanti. Le installazioni esterne richiedono morsettiere e armadi di controllo con gradi di protezione dall'ingresso più elevati e deve essere considerato l'impatto delle temperature ambiente elevate sull'efficienza del raffreddamento.