Skänk raffineringsugnstransformator

Skänkraffinering är ett sekundärt raffineringssteg i ståltillverkningsprocessen, beläget mellan den primära smältugnen och stränggjutning; dess primära syfte är att justera sammansättningen, temperaturen och renheten hos det smälta stålet. Slevraffineringsugnstransformatorn levererar elektrisk ljusbågsvärmekraft till denna station, och dess belastningsegenskaper skiljer sig avsevärt från de hos smältbågsugnar.

Yulan Transformer designar och tillverkar ugnstransformatorer för skänkraffinering som en specialiserad gren av sin elektriska ugnstransformatorserie. Dessa enheter täcker ett kapacitetsområde på 1 000 kVA till 80 000 kVA, stöder primärspänningar på 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV och 110 kV, och har sekundära spänningar och spänningsregleringssteg som är skräddarsydda för specifika raffineringsprocesskrav.

Skillnader mellan raffineringsförhållanden och smältugnar

Skänkugnar bearbetar smält stål, med den elektriska ljusbågen som brinner mellan elektroderna och smältan; följaktligen utsätts inte ugnen för de våldsamma kortslutningschocker som orsakas av kollapsande metallskrot. Som ett resultat är den mekaniska spänningen på lindningarna lägre än den som upplevs av smältbågsugnstransformatorer, även om spänningsregleringsoperationer förekommer mycket oftare. Under raffinering måste ineffekten kontinuerligt justeras baserat på stålkvaliteten och måltemperaturen; lindningskopplaren fungerar mycket oftare än i vanliga krafttransformatorer - ibland dussintals gånger om dagen.

Sekundärspänningar är i allmänhet lägre än för smältbågsugnar, vanligtvis från 90 V till 240 V, medan sekundära strömmar varierar från flera tusen till tiotusentals ampere, beroende på kapacitet. På grund av ljusbågens relativa stabilitet kan kortslutningsimpedansen vara något lägre än den för smältugnar, även om den fortfarande måste hållas inom ett rimligt område för att säkerställa bågens kontinuitet och utrustningssäkerhet. Konstruktionsimpedansvärdena faller vanligtvis mellan 6 % och 10 %, med den exakta siffran som bestäms gemensamt av ugnstillverkaren och konstruktören av det elektriska systemet.

Utbud av viktiga tekniska parametrar

Utdrag av representativ modelldata

Följande data är sammanställda från fabriksregister över redan levererade produkter; endast utvalda specifikationer listas som referens. Yttre dimensioner och vikt varierar beroende på den specifika konfigurationen; slutliga specifikationer är föremål för fabriksdokumentationen.

Obs: Primärspänningen kan utformas som 20 kV, 60 kV eller 110 kV enligt användarkrav; i sådana fall kommer isoleringsnivån och yttermåtten att anpassas därefter.

Spänningsreglering och impedansdesign

Skänkraffineringsugnstransformatorer har vanligtvis färre spänningsregleringssteg än smältbågsugnar, eftersom raffineringssteget inte kräver att täcka hela effektområdet från initial ljusbåge till smältning. Vanliga konfigurationer sträcker sig från 5 till 8 steg; dock kan vissa stora raffineringsugnar som kräver finare spänningskontroll använda 13 till 19 steg med kopplingsbyte under belastning. Den valda lindningskopplaren måste vara lämplig för frekvent drift, med kontaktlivslängd och omkopplingshastigheter anpassade till raffineringscykeln.

Valet av kortslutningsimpedans måste balansera bågstabilitet med systemets kortslutningsströmbegränsningar. Eftersom ljusbågen i en skänkugn är relativt stabil kan impedansen vara något lägre än för en smältbågsugn; men om nätets kortslutningskapacitet är otillräcklig kan en seriereaktor behövas, eller så kan transformatorimpedansen behöva ökas. Målvärdena bestäms genom elektriska systemberäkningar under konstruktionsfasen, och tillverkaren uppnår dessa specifikationer genom lindningsarrangemang och läckageflödeskontroll.

Sekundära anslutningar och strukturella funktioner

Med tanke på den höga sekundärströmmen använder utgångsanslutningarna flera kopparskenor parallellt, med anslutningskort monterade på tankväggen. Vissa modeller använder ett in-fas omvänt-parallellt arrangemang, vilket gör att strömmar i intilliggande samlingsskenor flyter i motsatta riktningar, vilket minskar externa magnetfält och uppvärmning i strukturella komponenter. Internt används transponerade ledare eller flera parallella ledare inom lindningarna för att säkerställa enhetlig strömfördelning över alla grenar.

Tanken har antingen en klock- eller lock-typ struktur, beroende på kapacitet och underhållskrav. Stora enheter är utrustade med radiatorpaneler eller forcerad oljecirkulationskylsystem. Den aktiva delen genomgår torkning i ett fotogenångvakuumsystem för att grundligt avlägsna fukt och gaser från isoleringskomponenterna.

Kvalitetsverifiering

Innan den lämnar fabriken genomgår varje enhet mätningar för lindningslikströmsresistans, spänningsförhållande, isolationsresistans, effekt-frekvensmotståndsspänning, inducerad motståndsspänning, tomgångsförlust, lastförlust och kortslutningsimpedans. Lindningskopplaren genomgår ett fullständigt driftscykeltest. För enheter märkta på 35 kV och högre utförs ytterligare blixtimpulstester och partiella urladdningsmätningar. Företaget har certifieringar enligt ISO 9001:2015, ISO 14001 och ISO 45001, och testdata arkiveras efter serienummer.

Urval Q&A

F: Kan skänkugnstransformatorer och elektriska ljusbågsugnstransformatorer (EAF) användas omväxlande?

Även om de delar samma strukturella principer skiljer sig deras designprioriteringar. Smältande EAF-transformatorer måste tåla svårare kortslutningsstötar; sålunda har de vanligtvis högre impedans och ett bredare spänningsregleringsområde. Skänkugnstransformatorer arbetar med en mer stabil ljusbåge, vilket möjliggör något lägre impedans och färre spänningsregleringssteg. Om en användare behöver kapacitet med dubbla ändamål på kort sikt måste parametrar som impedans, spänningsregleringsområde och mekanisk styrka verifieras på nytt; direkt substitution är inte möjlig. 

F: Är det bättre att välja 5 spänningsregleringssteg eller 8?

Det beror på stålsorterna som förädlas och processkurvorna. Att förädla vanligt kolstål ställer färre krav på spänningsreglering, så 5 steg brukar räcka. Raffinering av legerat stål eller rostfritt stål kräver finare effektkontroll, vilket gör 8 eller fler steg att föredra. Att öka antalet steg ökar kostnaden för lindningskopplaren och storleken på transformatortanken men förbättrar temperaturkontrollprecisionen.

F: Hur bestäms det sekundära spänningsområdet?

Den specificeras av ugnstillverkaren baserat på skänkkapacitet, elektroddiameter och raffineringsprocessen. Transformatordesignern översätter sedan detta sekundära spänningsområde till specifika lindningsvarvtal och uttagspositioner. Användare måste tillhandahålla hela spänningskurvan under den inledande projektfasen; ändringar som gjordes senare skulle nödvändiggöra en omkonstruktion av lindningarna.

F: Hur ska kylmetoden väljas?

För kapaciteter under 5 000 kVA räcker vanligtvis naturlig oljekylning eller luftkylning. Över 10 000 kVA ökar förlustdensiteten, så forcerad oljecirkulation med luftkylning eller vattenkylning rekommenderas. Vattenkylningssystem kräver mer underhåll; specifikt måste oljetrycket hållas högre än vattentrycket hela tiden för att förhindra att vatten läcker in i oljan.

F: Kräver en ugnstransformator en seriereaktor?

Det beror på elnätets kortslutningskapacitet och förädlingsprocessen. De flesta skänkugnstransformatorer är konstruerade med impedans som redan är inställd inom ett lämpligt område, vilket eliminerar behovet av en extra reaktor. Men om det lokala nätet är svagt eller om flera ugnar arbetar parallellt vid stålverket, kan en reaktor installeras för att begränsa kortslutningsströmmen och stabilisera ljusbågen. Tekniska förmågor

Yulan Transformer har tillverkat elektriska ugnstransformatorer sedan 1999, med skänkraffineringsugnstransformatorer levererade i volym till många inhemska stålverk. Våra produktionsanläggningar har en lyftkapacitet på 80 ton, ett 400 kW fotogen ångfas vakuumtorkningssystem, 1 200 kV impulstestutrustning och en 400 kV partiell urladdningsfri effekt-frekvenstesttransformator; dessa kapaciteter gör det möjligt för oss att uppfylla tillverknings- och fabrikskraven för acceptanstestning av skänkugnstransformatorer märkta på 110 kV och lägre.

För projekt med kapaciteter från 1 000 kVA till 80 000 kVA och primärspänningar mellan 6 kV och 110 kV kan vår tekniska avdelning utveckla designlösningar baserade på kundtillhandahållna enlinjediagram och förfining av processparametrar, tillhandahålla dispositionsritningar, förlustberäkningar och scheman för spänningsreglering. Kontakta Yulan Transformers tekniska avdelning för detaljerad information.