I. Antecedentes del proyecto y especificaciones de los equipos

Este estudio de caso se refiere a un horno de fundición de aluminio inclinado con resistencia eléctrica destinado al mercado yemení, modelo WDL-GRQ-1500.El equipo está diseñado para fundir metales no ferrosos y aleaciones con bajos puntos de fusión., con aleaciones de aluminio como material de procesamiento típico. El horno tiene una capacidad nominal de 1.500 kilogramos y adopta calefacción por resistencia eléctrica,con un sistema de inclinación hidráulica para descarga de aluminio fundido.

El sistema eléctrico está configurado para una fuente de alimentación trifásica de 380 V/50 Hz, con potencia de control a 220 V/50 Hz, utilizando una conexión trifásica de cinco cables.El comprador deberá proporcionar una fuente de alimentación estable con una fluctuación de voltaje de ±10% y una fluctuación de frecuencia no superior a ±3 Hz.Esta condición de compatibilidad con la red requiere una verificación con respecto a la situación de suministro de energía industrial local en Yemen antes de la instalación.

II. Estructura del horno y configuración refractaria

La cáscara del horno está construida a partir de placas de acero y acero seccional soldado en una estructura cilíndrica, con soldaduras continuas de penetración completa en todas las áreas de unión para garantizar la integridad de la cáscara.El revestimiento se divide en dos zonas funcionalmente distintas: pared lateral y fondo del horno.

El revestimiento de la pared lateral utiliza una estructura compuesta: la capa más interna está compuesta por módulos de fibra de silicato de aluminio como aislamiento,con la capa de trabajo construida de ladrillos refractarios superligeros con una densidad de 0.6 g/cm3 El polvo de vermiculita se llena en las juntas de ladrillo y el soporte para reducir la conductividad térmica.están incrustados en la pared lateral y controlados como una sola zona que significa que toda la cámara del horno utiliza una sola zona de control de temperatura, adecuado para escenarios en los que no se requiere una uniformidad de temperatura extrema, pero se prefiere un control simplificado.

El fondo del horno está construido con material de fundición.la estructura fundida monolítica ofrece una vida útil más larga en términos de resistencia a la penetración de aluminio y al choque térmicoEn la parte inferior de la pared lateral se encuentra un orificio de escape de emergencia para permitir el vaciado de emergencia en caso de fuga de aluminio, que sirve de redundancia de seguridad para los hornos de fusión.

III. Crisol de grafito y sistema de calefacción

El crisol es un crisol de grafito de la marca Morgan, que tiene un fuerte reconocimiento del mercado en el sector de la fusión de metales no ferrosos.La vida útil del crisol indicada en la propuesta es de 6 meses o más, dependiendo de las condiciones reales de funcionamiento, incluido el método de carga, el rango de mantenimiento de la temperatura de fusión y la frecuencia de eliminación de escombros.

El elemento central del sistema de calefacción es el alambre de resistencia OCr27A17MO2, una aleación de calefacción eléctrica de serie hierro-cromo-aluminio con alta resistividad y buena resistencia a la oxidación.En el modo de control de una sola zona, la potencia de calefacción nominal es de 200 kW, conectada en configuración estelar con un voltaje de trabajo de 380 voltios.con una temperatura de funcionamiento normal de 0 a 800 °CEl tiempo de calentamiento del horno vacío no excederá de 3 horas, lo que representa la ventana de tiempo desde la temperatura ambiente hasta el límite máximo de temperatura de trabajo.

La estabilidad de temperatura se especifica en ±3°C, alcanzada por el sistema de regulación PID en condiciones de funcionamiento estándar.

IV. Configuración del sistema de control eléctrico

El gabinete de control utiliza tiristores (SCR) como elementos de control primarios, que regulan la corriente de salida ajustando el ángulo de conducción.El sistema emplea un circuito avanzado de control de disparo con cambio de fase para una regulación continua y suave de la potencia, en lugar de un simple control de encendido y apagado.

El sistema de control de temperatura está equipado con dos termopares: uno para medir la temperatura de la atmósfera del hogar y otro para medir la temperatura del aluminio fundido.El termopar utilizado para la medición de aluminio fundido está equipado con un tubo de protección de carburo de silicio para evitar la corrosión química y la erosión física por el aluminio fundidoLas señales de ambos termopares se alimentan en dos controladores de temperatura de origen taiwanés, uno de los cuales proporciona la funcionalidad de regulación PID.

El sistema de control incorpora múltiples lógicas de protección: cuando la temperatura del horno excede el límite superior establecido o se producen anomalías de corriente debido a fallos,el controlador detiene automáticamente la salida de pulso y corta el suministro de energíaEl sistema también incluye una función de arranque suave con un retraso de arranque de aproximadamente 0,5 segundos.diseñado para reducir el impacto de la corriente de entrada tanto en la red eléctrica como en los elementos de calefacción durante el arranque en frío.

Los componentes eléctricos de bajo voltaje incluyen interruptores de aire, contactores y relés, obtenidos de CHINT u Omron como configuraciones estándar de grado industrial.

V. Sistema de inclinación hidráulica

El método de descarga es de inclinación hidráulica, a diferencia de un horno fijo con recubrimiento manual.que permite un vertido cuantitativo controlado de aluminio fundido desde la boca del hornoEste diseño es adecuado para escenarios en los que el aluminio fundido necesita ser transferido directamente a cucharas o cavidades de fundición.ofreciendo una mayor repetibilidad de la descarga y seguridad operativa en comparación con la recolección manual.

El sistema hidráulico comprende una unidad de potencia hidráulica, cilindros, grupos de válvulas de control y tuberías, interconectados con el sistema de control eléctrico.El ángulo de inclinación y la velocidad se pueden ajustar a través del panel de control.

VI. Resumen de los parámetros de rendimiento del proceso

La capacidad nominal es de 1.500 kilogramos,con una velocidad de fusión de aproximadamente 450 a 500 kilogramos por hora, que representa la velocidad media de salida de aluminio desde la carga en frío hasta alcanzar la temperatura de trabajo y la disposición para la fundiciónCon una potencia de calefacción de 200 kW, el consumo específico de energía es de aproximadamente 0,4 a 0,44 kWh por kilogramo de aluminio.que se encuentran dentro del rango de eficiencia típico de los hornos de crisol con resistencia.