逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉节能技术分析
逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉组成
1、中频熔炼炉整流柜（串联） 一台
2、配套补偿电容器柜（专用） 二台
3、熔炼炉体（1.5吨钢壳） 三台
4、液压系统 一套
5、操作台 一台
6、整流柜与逆变柜间连接铜排 一套
7、水冷电缆 四根
8、坩埚模 一只
9、水分配器 一套
10、漏炉报警装置 一套
11、电源与炉体间的联接水路部分 一套
12、电器外控箱 一台
13、温度自控系统 一套
二、1.5吨钢壳熔炼炉适用的标准
1、GB10067.3-88 《电热设备基本技术条件. 感应电热设备》
2、GB/T10066-88 《电热设备的试验方法-无芯感应电炉》
3、GB5959.3-88 《电热设备的安全-对感应和导电加热设备以及感应熔炼设备的特殊要求》
4、JB4086-85 《中频感应 加热用电控设备技术条件》
5、JB/T4280-93 《中频无芯感应炉》
6、ZBK46001-87 《感应加热用半导体变频装置》
7、GB/T14549-93 《电能质量·公用电网谐波》
三、1.5吨钢壳熔炼炉运行条件
1、海拔不超过1500米。
2、周围环境温度不高于＋40℃和不低于＋5℃，通风良好。
3、装置停止使用期间，在无冷却水情况下环境温度不低于－30℃。
4、周围介质相对湿度不大于85%。
5、电源有足够容量，工频频率50Hz；电压波动不大于±5%及波形奇异度不大于±10%。
6、在没有导电、易燃、易爆的尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸气场合使用。
7、在无强烈震动和冲击的室内使用。
8开放式冷却水的进水温度在＋5℃—＋35℃，同时装置不可在凝露情况下使用，水压保持1.5—3kg/㎝2。水质达到工业软化水要求。
四、1.5吨钢壳熔炼炉技术参数
1、变压器参数
序号
项目
参数
单位
备注
1
变压器额定容量
1250
KVA
2
变压器接线方式
Dd0y11
12脉波
3
变压器一次额定电压
10
KV
4
变压器二次额定电压
660
V
5
变压器调压形式
手动5档
6
变压器冷却形式
油浸自冷
2、中频电源技术参数
序号
项目
参数
单位
备注
1
电源额定功率
800+300
Kw
既可熔炼又可保温
2
电源单向最大功率
800
Kw
单台电源
3
电源输入电压
660
V
4
整流器形式
12脉波
5
网侧功率因数
>0.95
任何功率情况下
6
逆变器形式
SCR串联
双供电
7
逆变器输出频率
400
Hz
8
启动成功率
100%
任何情况下
9
电源转换效率
0.97
3、感应炉炉体
序号
项目
参数
单位
备注
1
单台炉体额定容量
1.5
t
2
单台炉体最大容量
1.7
t
3
额定工作温度
1450
℃
4
提升温度
150
℃
从1300℃铁水升温到1450℃
5
炉衬厚度
110
mm
6
熔炼材质
灰口铁
4、液压系统参数
序号
项目
参数
单位
备注
1
工作压力
11
MPa
2
液压介质
液压油
5、电源冷却水系统参数
序号
项目
参数
单位
备注
1
工作压力
0.2~0.3
MP
2
流量
20
L/s
3
进水温度
35
℃
4
回水温度
45
℃
6、炉体冷却水系统参数
序号
项目
参数
单位
备注
1
工作压力
0.25~0.4
MP
2
流量
35
L/s
3
进水温度
40
℃
4
回水温度
60
℃
7、综合系统参数
序号
项目
参数
单位
备注
1
熔化率
约8.0
t/h
从1300℃铁水升温到1450℃
2
电耗
550±5%
Kwh/t
从热态常温熔化到1450℃.
五、1.5吨钢壳熔炼炉介绍
5.1 采用的变压器
每套逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉必须有一台容量为1250KVA的整流变压器，用于为其供电。该变压器为油浸自冷，三相输入、六相输出，高压侧设有+5%、0、-5%三挡手动调压档位，
以调节其输出电压。这种整流变压器一般都采用Y/d11，Y0连接组方式，二次输出为两组，其中一组输出为Y型连接，另一组输出为d11型连接，这样这两组输出的相位就会互相差30°，即形成了12脉波的整流方式。这种整流方式和六脉波整流相比可以有效的抑制5次和7次谐波，只存在少量的11次和13次谐波，能有效的减小谐波分量对电网的干扰。
变压器上设有瓦斯继电器和油温表，可以与高压开关柜联锁，在变压器重瓦斯或油温过高时切断高压供电，以保护变压器。
5.2逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉采用的中频电源分析
5.2.1性能发面
7.2.2可靠性方面
5.2.3维修的方便性。
考虑到用户维修时的方便性，比如可控硅的安装，我们的可控硅采用框架式安装架，并且可控硅为垂直方向安装，这样，如果需要更换可控硅时，一个人便可方便地更换，而不需要另一个人帮忙。
5.3炉体介绍
逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉部分包括电炉炉体，水冷电缆，耐火胶泥，炉衬快速推出装置，主回路铜排。
5.3.1炉体
炉体由感应线圈，磁轭，炉架，倾动油缸(保温炉还有炉盖)组成。
5.3.1.1感应线圈
感应线圈采用不小于5mm的T2冷轧成型矩形紫铜管绕制而成，感应线圈采用包扎云母带和浸绝缘漆工艺, 外表再喷涂一层灰色绝缘漆，绝缘层的耐压大于5000V。
感应线圈由焊接在其外圆周的数列螺栓和绝缘撑条固定。线圈固
定后，其匝间距误差不大于2mm。
在感应线圈的上部和下部都设有不锈钢水冷圈，其目的是使炉衬材料在轴向受热均匀，延长炉衬的使用寿命。
在感应线圈的出水口处，按水路分别安装数个水温温度探头，当某一路水发生堵塞水温超高时，可以立即发出警报，并可以自动使中频电源停机。
5.3.1.2 磁轭
磁轭采用高导磁率冷轧硅钢片制造。硅钢片的厚度为0．3mm。 磁轭采用仿形结构，其内弧面的弧度与感应线圈的外圆弧度相同，使磁轭可以紧贴感应线圈外侧均匀分布，最大限度的约束线圈向外发散的磁场，减少外磁路磁阻。
磁轭由二侧的不锈钢板和不锈钢夹件夹持，焊接固定。在二侧的不锈钢板上焊有冷却水管，用于冷却磁轭。冷却水管可以承受0.45Mpa水压，15min内无泄漏。
磁轭总装后，弯曲度不大于4mm，理论中心线与实际中心线偏差不大于3mm。
磁轭和线圈之间由里向外垫有聚四氟乙烯板、石棉橡胶板。聚四氟乙烯板具有高的绝缘强度和高的耐温性能，石棉橡胶板具有高的耐热性能。这样就确保了磁轭和线圈之间的绝缘和耐热性能。每根磁轭用固定在炉壳上的丝杆顶住固定，在线圈的一周形成均匀的顶力，这样既固定了磁轭又固定了线圈，在熔化和出炉的过程中，线圈不会产生移动。
5.3.1.3炉架
炉架分活动和固定二部分。
5.3.1.3.1活动炉架
活动炉架用于安装感应线圈和磁轭。它由型钢和钢板焊接而成，采用框架结构，以便于检修。活动炉架顶部的操作平台采用了加厚钢板，以提高炉架的强度和承重能力。
5.3.1.3.2固定炉架
固定炉架安装在地基上，用于承载活动炉架。固定炉架的上部通过倾转轴和活动炉架相联，在倾炉油缸的顶推下，可以使活动炉架向前倾转95度。
炉架部分在设计时预留了很大的安全系数。保证炉架具有足够的刚度，在承载最大装料量时运行平稳。
5.3.1.4水冷电缆
水冷电缆的接头采用可拆卸结构，可以方便的拆开。内部通过焊接方式与铜绞线连接。这种方式联接牢固，接触电阻小。
水冷电缆的外套管采用夹布橡胶管。这种胶管不易燃烧，强度好。它可以承受0.45Mpa水压而不泄漏或破裂。
橡胶管经过长期使用后会老化，这时就要进行更换。这种可拆卸结构不需要破坏内部的铜绞线，只需要拆开接头上的螺栓就可以方便的更换外部橡胶管。
接头内部采用斜锥面密封和导电。当上紧接头螺栓时，自然就会起到了既导电又密封的作用。
5.3.1.4耐火胶泥
(1)使感应线圈成为一个整体，减少工作时的振动和噪音。
(2)当炉料渗漏时保护感应线圈。
(3)有利于炉衬推出。
5.3.1.5炉衬快速推出装置
炉衬快速推出装置用于快速拆除旧炉衬。它包括顶推块，顶推油缸和操作机构。
顶推块装在炉衬的下面，通过炉体底部的顶推孔与顶推油缸相连。需要推出旧炉衬时，电炉倾转到90度，将顶推油缸用固定销和炉体底部的连接法兰固定，操作手动阀向油缸加压即可将旧炉衬推出。
六、1.5吨钢壳熔炼炉主要原材料生产厂家
序号
名 称
规 格 型 号
生 产 厂 家
1
整流硅
KP
湖北襄樊、杭州汉安、北京清华
2
逆变硅
KK
湖北襄樊、杭州汉安、北京清华
3
电抗器
西安庆意
4
快熔
西安龙伸、人民电器
5
表头
6
电容
RFM、DCMJ
浙江新安江、上虞、无锡
7
指示灯按钮
杭州三利
8
电阻
9
小型
电容
10
空开
人民电器、寰宇、德力西、正泰
11
铜材
上虞、洛铜
12
液压系统
四川长江、山西榆次
13
矽钢片
武钢