Transformador de horno de refinación

El horno de refinación sirve como estación de procesamiento secundaria en el proceso de fabricación de acero con horno de arco eléctrico (EAF), responsable de elevar la temperatura del acero fundido, ajustar su composición química y eliminar inclusiones. En comparación con los transformadores utilizados para los EAF de fusión primaria, los transformadores de los hornos de refinación asociados experimentan sobretensiones de cortocircuito menos frecuentes, pero requieren una mayor precisión en la regulación de voltaje y una mayor frecuencia operativa. Yulan Transformer fabrica transformadores para hornos de refinación con capacidades que van desde 1.000 kVA hasta 80.000 kVA; Los voltajes primarios se pueden configurar para 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV o 110 kV, mientras que los voltajes secundarios y las configuraciones de tomas se personalizan de acuerdo con las curvas específicas del proceso de refinación.

Diferencias operativas y prioridades de diseño

Estabilidad del arco: el arco del horno de refinación es relativamente corto y está sumergido debajo de la capa de escoria; Las fluctuaciones de corriente son menores que las de los hornos de fusión, lo que da como resultado una tensión mecánica relativamente moderada en los devanados.

Frecuencia de regulación de voltaje: Los ajustes de energía son frecuentes durante la etapa de refinación, con el cambiador de tomas en carga potencialmente operando docenas de veces al día; en consecuencia, la vida útil de los contactos y la confiabilidad de la conmutación son consideraciones clave en la selección.

Rango de voltaje secundario: normalmente entre 120 V y 280 V (más bajo que el de los hornos de fusión pero más alto que el de los hornos de carburo de calcio) dependiendo de la capacidad de la cuchara y el diámetro del electrodo.

Selección de impedancia: Debe equilibrar la limitación de corriente de cortocircuito con la caída de tensión en las barras colectoras de la red corta; Los valores estándar oscilan entre el 6% y el 10%, lo que requiere un cálculo coordinado con los parámetros de la red corta del horno.

Método de enfriamiento: Para capacidades superiores a 8000 kVA, la densidad de pérdida aumenta, lo que requiere circulación forzada de aceite con enfriamiento por aire o agua. Rango de parámetros técnicos

Parámetro del artículo

Referencia de configuración típica

Los datos a continuación son agregados de múltiples proyectos actualmente en operación y no representan un solo modelo específico. Los parámetros finales están sujetos al acuerdo técnico y a la documentación de fábrica.

Fabricación y Verificación

Yulan Transformer fabrica transformadores para hornos eléctricos desde 1999 y suministra transformadores para hornos de refinación a numerosas acerías en toda China. Las capacidades de producción incluyen una capacidad de elevación de 80 toneladas, un sistema de secado al vacío en fase de vapor de queroseno de 400 kW, un equipo de prueba de impulso de 1200 kV y un transformador de prueba de frecuencia industrial libre de descarga parcial de 400 kV. Antes de salir de fábrica, cada unidad se somete a una serie completa de pruebas, que incluyen resistencia de CC del devanado, relación de tensión, resistencia de aislamiento, tensión soportada de frecuencia industrial, tensión soportada inducida, pérdida sin carga, pérdida con carga, impedancia de cortocircuito y pruebas del ciclo operativo del cambiador de tomas en carga (OLTC). Los datos de las pruebas se archivan por número de serie, lo que garantiza una trazabilidad completa hasta los lotes de materia prima y los registros de proceso. La empresa cuenta con las certificaciones ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Detalles de diseño

Compensación de caída de voltaje en red corta

La longitud y el diseño de la red corta (que conecta los terminales secundarios del transformador a los electrodos) afectan el voltaje real dentro del horno. La caída de tensión en la red corta debe tenerse en cuenta al diseñar la tensión secundaria; de lo contrario, el poder de refinación será insuficiente. Los usuarios deben proporcionar datos sobre la impedancia y la longitud de la red corta para los cálculos de los devanados.

Selección del cambiador de grifo

Los hornos de refinación requieren ajustes frecuentes de voltaje; Es posible que los cambiadores de tomas de transformadores de potencia estándar no cumplan con los requisitos de vida útil. Se recomiendan cambiadores de tomas bajo carga en vacío o tipos de conmutación de alta velocidad diseñados específicamente para transformadores de hornos eléctricos, junto con un sistema de filtración de aceite independiente.

Estructura de bobinado

Debido a las altas corrientes secundarias, se utilizan conductores transpuestos o múltiples conductores paralelos, con transposición en los extremos para asegurar el equilibrio de corriente. Las barras colectoras de cobre se utilizan para salidas en una configuración "en fase paralela inversa" para minimizar los campos magnéticos externos y el calentamiento de los componentes estructurales.

Acumulación de calor y aislamiento

Los hornos de refinación funcionan en lotes, sometiendo el transformador a calentamiento y enfriamiento cíclicos. La estructura de sujeción debe incorporar una fuerza de sujeción preestablecida para evitar que el aislamiento se afloje durante el ciclo térmico. El aumento de la temperatura superior del aceite se verifica en función de las condiciones de funcionamiento continuo a plena carga; No se recomienda el diseño basado en sobrecargas a corto plazo.

Armónicos y potencia reactiva

La naturaleza no lineal del arco del horno de refinación genera armónicos, mientras que el factor de potencia es relativamente bajo (0,75 a 0,85). Los diseños de transformadores incorporan márgenes para armónicos con respecto a las secciones transversales de los conductores y el blindaje, mientras que la compensación de potencia reactiva se maneja en el lado del sistema.

Preguntas comunes

P: ¿Se puede usar un transformador de horno de refinación de manera intercambiable con un transformador de horno de arco de fusión?

No se recomienda. Los transformadores de hornos de fusión presentan una mayor impedancia, un rango de regulación de voltaje más amplio y requisitos de resistencia mecánica más rigurosos. Si se utiliza un transformador de horno de refinación para fundir, éste puede resultar dañado por frecuentes cortocircuitos. Por el contrario, aunque es factible utilizar un transformador de horno de fusión para refinar, los desajustes en la precisión de la regulación de voltaje y el número de pasos de derivación pueden dificultar el control de la potencia.

P: ¿Cómo se determina el rango de voltaje secundario?

El fabricante del horno proporciona una curva de voltaje basada en las dimensiones de la cuchara, el diámetro del electrodo y los grados de acero a refinar. Luego, el diseñador del transformador traduce esto en recuentos de vueltas y posiciones de derivación específicos. Modificar la tensión secundaria en una etapa posterior requeriría un rediseño de los devanados; por lo tanto, confirmar los parámetros durante la fase inicial es crucial.

P: ¿Es necesario un sistema de refrigeración por agua para refinar transformadores de hornos?

Para capacidades inferiores a 8.000 kVA, la refrigeración por aire suele ser suficiente. Por encima de esta capacidad o cuando el espacio de instalación es limitado, la refrigeración por agua puede reducir el tamaño del radiador, aunque conlleva mayores necesidades de mantenimiento. El sistema de refrigeración por agua debe garantizar que la presión del aceite siga siendo superior a la presión del agua.

P: ¿Cuál es el número apropiado de pasos de regulación de voltaje para un transformador de horno de refinación?

De cinco a ocho pasos son suficientes para refinar acero al carbono ordinario, mientras que se seleccionan de 11 a 15 pasos para acero aleado o acero inoxidable cuando se requiere un control preciso de la temperatura. Una cantidad excesiva de pasos aumenta el costo y la cantidad de posibles puntos de falla para el cambiador de tomas, por lo que se debe lograr un equilibrio en función de los requisitos del proceso.

P: ¿Cómo afecta el entorno de instalación al transformador?

La zona del horno de refinación se caracteriza por altos niveles de polvo y temperaturas elevadas; El transformador debe ubicarse en un área bien ventilada y protegido del contacto directo con escoria de acero volante. Las instalaciones al aire libre requieren cajas de terminales y gabinetes de control con índices de protección de ingreso más altos, y se debe considerar el impacto de las altas temperaturas ambientales en la eficiencia de enfriamiento.