I. Antecedentes del proyecto y especificaciones de los equipos

Este estudio de caso se refiere a un horno de fusión por inducción de media frecuencia, modelo WDL-KGPS-500, con una capacidad nominal de 0,5 toneladas y una capacidad máxima de 0,6 toneladas,diseñados para aplicaciones de fundición de aluminioEl equipo emplea calefacción por inducción de media frecuencia y está equipado con un sistema de inclinación hidráulica para la descarga de aluminio fundido.

La característica de configuración más notable de este equipo es su esquema de compatibilidad con la red: el lado de la fuente de alimentación se alimenta a 440V / 3P / 60Hz,mientras que la tensión de entrada de la fuente de alimentación de frecuencia media se especifica en 380VEsto significa que el equipo está destinado a regiones de la red de 60 Hz (como Corea del Sur, partes de América Central y del Sur y Oriente Medio),que requiere que un transformador o unidad de adaptación de voltaje, ya sea dentro o fuera del gabinete de alimentación, reduzca el voltaje de red de 440 V a 380 V antes de alimentar la fuente de alimentación de frecuencia mediaEsta doble adaptación tanto de voltaje como de frecuencia es un parámetro que debe confirmarse de antemano durante la fase de diseño eléctrico para proyectos de exportación.

II. Sistema de alimentación de frecuencia media KGPS

El sistema de alimentación adopta la fuente de alimentación de media frecuencia basada en tiristor KGPS, con una potencia nominal de 400 kW, un voltaje de salida de media frecuencia de 2400 voltios,con una frecuencia de salida de 1000 HzEl factor de potencia es superior a 0.9, y la tasa de éxito de arranque es del 100%. La sección del rectificador es un puente de tres fases totalmente controlado con una estructura de rectificador de seis pulsos de tres fases y un inversor conectado en paralelo.

El circuito de control emplea una arquitectura de placa de circuito digital de octava generación, con adaptabilidad a un amplio rango de frecuencias, control de potencia constante, arranque suave a presión cero de frecuencia de barrido,y retroalimentación de voltaje y corriente de doble circuito cerradoLa frecuencia de barrido de cero presión significa que el sistema escanea automáticamente las frecuencias durante el arranque,estableciendo una oscilación de frecuencia media al encontrar el punto de resonancia de carga, evitando la sensibilidad a las variaciones de parámetros de carga inherentes a los métodos de arranque de excitación separada.

El sistema de protección incluye condiciones de sobrecorriente, sobrevoltaje, subcorriente, subvoltaje, pérdida de agua y pérdida de fase.el sistema bloquea automáticamente la salida de pulso y desconecta la potencia del circuito principalEl panel del gabinete de alimentación incluye lecturas de voltaje completo, corriente y potencia junto con indicadores de estado de funcionamiento.

El gabinete del condensador proporciona una compensación paralela de frecuencia media, reduciendo las pérdidas de transmisión de potencia reactiva en las líneas de distribución.La capacidad del banco del condensador se corresponde con la frecuencia de resonancia de la bobina de inducción, asegurando el funcionamiento cerca del punto de resonancia en condiciones nominales.

III. Diseño de la bobina de inducción y blindaje del yugo magnético

La bobina de inducción es el componente de conversión de energía del núcleo, construido a partir de cobre T2/TU1 con un grosor de pared de 4 mm.la bobina genera un campo magnético alternativo de 1000 Hz que induce corrientes de remolino en la carga metálica dentro del hogar del hornoEl diseño de la bobina se basa en los principios del campo electromagnético y se verifica mediante un software informático dedicado.con una potencia de funcionamiento real y una potencia de diseño controlada dentro del 5%.

El aislamiento de giro a giro se procesa utilizando técnicas de aislamiento avanzadas, con tecnología de sujeción dedicada que reduce la vibración axial de la bobina.La pared interior de la bobina se rocía con materiales aislantes importados resistentes a altas temperaturas, y se instala un sistema de alarma de fugas en el revestimiento del horno. Cuando el aluminio fundido se filtra en la capa de bobina, el sistema lo detecta temprano y señala la condición, evitando incidentes de ruptura del horno..Se aplica una capa refractaria de 10 a 15 mm de espesor a la superficie interna de la bobina, que sirve tanto para facilitar la construcción del revestimiento del horno como para evitar la deformación térmica del revestimiento.

Los yugos magnéticos son de construcción de perfil creciente, laminados con láminas de acero de silicio laminadas en frío y sujetados con férulas de acero inoxidable.La superficie de contacto entre el yugo y la superficie exterior de la bobina está curvada, proporcionando contacto de cara en lugar de contacto de línea, logrando una mejor eficiencia de sujeción y una menor fuga de flujo magnético.Las láminas de acero de silicio se refuerzan con férulas dedicadas en lugar de pernos a travésLos yugos magnéticos protegen simultáneamente las fugas de flujo magnético, evitan el calentamiento del cuerpo del horno,y apoyar y asegurar la bobina de inducción.

IV. Sistema de inclinación hidráulica

La inclinación del horno es impulsada por un sistema hidráulico con dos cilindros dispuestos a ambos lados del cuerpo del horno para levantar, con el retorno del horno realizado por gravedad.La estación hidráulica está equipada con dos motores y dos bombas, una en servicio y otra en espera.El depósito de combustible está completamente cerrado y soldado para evitar fugas de aceite hidráulico.

El rango de ángulo de inclinación es de 0 a 95 grados, con un funcionamiento sin problemas sin choques ni arrastramiento, velocidad ajustable y la capacidad de mantenerse en cualquier posición.adecuado para procesos de fundición que requieren un control preciso del volumen de vertido de aluminio fundido.

V. Molde y formación del revestimiento del crisol

Un detalle de configuración de este equipo es que suministra un molde de crisol en lugar de un crisol de grafito terminado.El molde de crisol se forma a partir de una placa de hierro de 3 mm y se utiliza para controlar la forma y el volumen de posicionamiento del revestimiento refractario durante la formación. The user must select the lining material and ramming/sintering method according to the specific metal being melted and the casting process – a difference at the user operation level compared to solutions that directly supply finished graphite cruciblesLa función de posicionamiento del molde de crisol asegura la consistencia dimensional de la cavidad del revestimiento.manteniendo así la distancia de acoplamiento entre el hogar del horno y la bobina de inducción estable dentro del rango de diseño.

Sistema de refrigeración por agua y cables de refrigeración

Los cables enfriados por agua están construidos con alambre de cobre sin oxígeno de múltiples hebras TU1, revestido con tubos de caucho resistentes al fuego de alta resistencia,con conectores formados en frío que garanticen la resistencia al contacto y la resistencia a la tracciónEl lado de la fuente de alimentación requiere un caudal de agua de refrigeración no inferior a 8 m3/h, mientras que el lado del cuerpo del horno requiere no inferior a 12 m3/h.La temperatura del agua de salida en el lado de la fuente de alimentación no deberá superar los 35°C., y en el lado del cuerpo del horno no debe exceder los 45°C, manteniendo la presión del agua de entrada entre 0,15 y 0,35 MPa.

El sistema de refrigeración por agua emplea un método de refrigeración por circulación completamente cerrado que utiliza agua blanda como medio de circulación.La principal ventaja de la circulación de agua blanda radica en evitar daños por sobrecalentamiento de la fuente de alimentación, tiristores, condensadores, módulos IGBT y bobina de inducción causados por deposición de escamas; además, el agua blanda no contiene componentes conductores iónicos,los componentes de refrigeración no se dañarán por la electrólisisEl sistema no requiere piscina de agua ni torre de refrigeración, ocupa un espacio mínimo y tiene un bajo consumo de agua de maquillaje.

El sistema de refrigeración consta de tres partes: la máquina principal, el tanque de agua y la caja de control.Anillo de recogidaEl depósito de agua incluye la bomba principal (una en servicio, una en espera), el depósito de agua de acero inoxidable, el gabinete eléctrico, el sistema de control de temperatura y el sistema de control de presión.La caja de control permite el control remoto del sistema de refrigeración por agua, que muestra la temperatura del agua y permite la configuración de un funcionamiento retardado después del horario de trabajo.