Transformador de horno eléctrico para refinación

Los hornos de refinación, incluidas las estaciones de refinación de cuchara y las unidades de desgasificación al vacío, funcionan después de la fusión primaria. El transformador del horno eléctrico para refinación que suministra el arco de refinación debe entregar pasos de potencia precisos en lugar de absorber violentos choques de cortocircuito. Yulan Transformer fabrica transformadores de hornos eléctricos para tareas de refinación de 1000 kVA a 80 000 kVA, con voltajes primarios de 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV o 110 kV. Las secuencias de voltaje y toma secundarias se desarrollan a partir de la curva de potencia de refinación y los datos de la red corta proporcionados por la planta siderúrgica.

Perfil operativo

Los arcos de refinación son más cortos y más estables que los arcos de fusión. Los electrodos suelen estar sumergidos en escoria y las oscilaciones de corriente son menores. Esto reduce la tensión mecánica en los devanados, pero aumenta la demanda del cambiador de tomas. Los ajustes de potencia se realizan con frecuencia para controlar la temperatura y la recuperación de la aleación, por lo que el cambiador de tomas bajo carga puede funcionar docenas de veces al día. El transformador también debe tolerar ciclos térmicos repetidos a medida que los calores se procesan uno tras otro.

Otra diferencia es la interacción con la red corta. La distancia desde los terminales secundarios del transformador hasta los electrodos introduce una impedancia que reduce el voltaje efectivo del arco. El diseño del transformador debe tener en cuenta esta caída de voltaje, o la potencia de refinación no alcanzará el objetivo.

Fabricación y Verificación

Yulan Transformer produce transformadores para hornos desde 1999, con unidades de hornos de refinación funcionando en varias plantas siderúrgicas. La fábrica está equipada con una capacidad de elevación de 80 toneladas, un sistema de secado al vacío en fase vapor de queroseno de 400 kW, un sistema de prueba de impulso de 1.200 kV y un transformador de prueba de frecuencia eléctrica libre de descarga parcial de 400 kV. Cada unidad se somete a pruebas de resistencia de CC del devanado, relación de voltaje, resistencia de aislamiento, resistencia a la frecuencia industrial, sobretensión inducida, pérdida sin carga, pérdida de carga, impedancia de cortocircuito y funcionamiento del cambiador de tomas en carga antes del envío. Los registros de prueba se archivan por número de serie y se pueden rastrear hasta lotes de materiales y registros de bobinado. La empresa cuenta con las certificaciones ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Rango de especificaciones

Configuraciones típicas por tamaño de cucharón

La siguiente tabla está compilada a partir de proyectos anteriores y pretende ser una guía general. Los parámetros finales se confirman en el acuerdo técnico.

Notas de diseño

Caída de tensión de red corta

El voltaje secundario del transformador del horno eléctrico para refinación debe configurarse lo suficientemente alto para compensar la caída del cable y la barra colectora entre el transformador y los electrodos. El cliente debe proporcionar la impedancia y la longitud de la red corta para que el diseño del devanado pueda ajustarse en consecuencia.

Selección del cambiador de grifos

El trabajo de refinación requiere cambios frecuentes de grifo. Es posible que los cambiadores de tomas de transformadores de potencia estándar no alcancen la vida útil esperada de los contactos. Se prefieren cambiadores de tomas bajo carga de tipo vacío o unidades específicamente calificadas para uso en hornos. También se recomienda un sistema de filtrado de aceite separado para el compartimento del cambiador de tomas.

Construcción sinuosa

Las corrientes secundarias son altas, por lo que se utilizan conductores transpuestos o múltiples ramas paralelas. Las transposiciones finales mantienen uniforme la distribución actual. Los cables están hechos de barras de cobre dispuestas para una conexión paralela inversa en la misma fase siempre que sea posible, lo que reduce los campos magnéticos externos y el calentamiento estructural.

Ciclismo térmico

La operación por lotes provoca calentamiento y enfriamiento repetidos. La estructura de sujeción utiliza tirantes pretensados ​​y placas de presión con resorte para mantener la presión del devanado sin dañar el aislamiento. El aumento de la temperatura superior del aceite se verifica en condiciones continuas de carga completa, no en supuestos de sobrecarga de corta duración.

Armónicos y potencia reactiva.

El arco de refinado produce corrientes armónicas y un factor de potencia en retraso, normalmente entre 0,75 y 0,85. Las secciones de los conductores y el blindaje incluyen margen para pérdidas por armónicos. La compensación de potencia reactiva se maneja a nivel del sistema.

Preguntas frecuentes

¿Se puede utilizar un transformador de horno de refinación para la fusión primaria?

No se recomienda. Los transformadores de hornos de fusión están diseñados para una mayor impedancia y fuerzas de cortocircuito más severas. Es posible que un transformador de refinación no sobreviva los frecuentes eventos cercanos a un cortocircuito que se producen durante la fusión de chatarra. A veces es posible la dirección inversa, utilizando un transformador de fusión para refinar, pero es posible que el rango de derivación y los pasos de voltaje no coincidan con el proceso de refinación.

¿Cómo se determina el rango de voltaje secundario?

El fabricante del horno proporciona la curva de voltaje según el tamaño de la cuchara, el diámetro del electrodo y la calidad del acero. El diseñador del transformador convierte esto en giros y posiciones de toma. Cambiar el voltaje secundario después de la aprobación del diseño requiere volver a trabajar el devanado.

¿Es necesaria la refrigeración por agua para refinar los transformadores de los hornos?

Por debajo de aproximadamente 8000 kVA, la refrigeración por aire suele ser suficiente. Por encima de esa clasificación, o cuando el espacio es limitado, la refrigeración por agua reduce el tamaño del refrigerador pero requiere más mantenimiento. La presión del aceite siempre debe exceder la presión del agua para evitar la entrada de agua.

¿Cuántas posiciones de grifo son adecuadas?

Para acero al carbono simple, son suficientes de 5 a 8 grifos. Los aceros aleados y inoxidables suelen necesitar de 11 a 15 grifos para un control más preciso de la temperatura. Más tomas aumentan el costo del cambiador de tomas y agregan posibles puntos de falla, por lo que el número debe coincidir con los requisitos del proceso.

¿Qué condiciones del sitio afectan la instalación?

Las áreas de refinación tienen alta temperatura ambiente y polvo. El transformador debe colocarse en un lugar bien ventilado y alejado de salpicaduras de escoria. Las instalaciones exteriores necesitan cajas de terminales y armarios de control resistentes a la intemperie. La temperatura ambiente alta reduce la capacidad de enfriamiento, por lo que la clasificación del enfriador debe ajustarse en consecuencia.