Pfannenraffinierungsofentransformator

Die Pfannenraffination ist eine sekundäre Raffinationsstufe im Stahlherstellungsprozess, die zwischen dem primären Schmelzofen und dem Strangguss liegt. Sein Hauptzweck besteht darin, die Zusammensetzung, Temperatur und Reinheit der Stahlschmelze anzupassen. Der Ladle Refining Furnace Transformer versorgt diese Station mit elektrischer Lichtbogenheizenergie, und seine Lasteigenschaften unterscheiden sich erheblich von denen von Schmelzlichtbogenöfen.

Yulan Transformer entwickelt und fertigt Pfannenraffinierungsofentransformatoren als Spezialzweig seiner Elektroofentransformatorserie. Diese Einheiten decken einen Leistungsbereich von 1.000 kVA bis 80.000 kVA ab, unterstützen Primärspannungen von 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV und 110 kV und verfügen über Sekundärspannungen und Spannungsregelungsschritte, die auf die spezifischen Anforderungen des Raffinationsprozesses zugeschnitten sind.

Unterschiede zwischen Raffinationsbedingungen und Schmelzöfen

Pfannenöfen verarbeiten geschmolzenen Stahl, wobei der Lichtbogen zwischen den Elektroden und der Schmelze brennt; Dadurch ist der Ofen nicht den heftigen Kurzschlussstößen ausgesetzt, die durch zusammenbrechendes Altmetall verursacht werden. Dadurch ist die mechanische Beanspruchung der Wicklungen geringer als bei Schmelzlichtbogenofentransformatoren, obwohl Spannungsregelungsvorgänge deutlich häufiger vorkommen. Während des Raffinierens muss die Eingangsleistung kontinuierlich an die Stahlsorte und die Zieltemperatur angepasst werden; Der Laststufenschalter arbeitet viel häufiger als in Standard-Leistungstransformatoren – manchmal Dutzende Male am Tag.

Die Sekundärspannungen sind im Allgemeinen niedriger als die von Lichtbogenschmelzöfen und liegen typischerweise zwischen 90 V und 240 V, während die Sekundärströme je nach Kapazität zwischen mehreren Tausend und Zehntausenden Ampere liegen. Aufgrund der relativen Stabilität des Lichtbogens kann die Kurzschlussimpedanz etwas niedriger sein als die von Schmelzöfen, sie muss jedoch dennoch in einem angemessenen Bereich gehalten werden, um die Kontinuität des Lichtbogens und die Gerätesicherheit zu gewährleisten. Die Auslegungsimpedanzwerte liegen typischerweise zwischen 6 % und 10 %, wobei der genaue Wert gemeinsam vom Ofenhersteller und dem Konstrukteur des elektrischen Systems festgelegt wird.

Bereich wichtiger technischer Parameter

Auszug repräsentativer Modelldaten

Die folgenden Daten werden aus Werksunterlagen bereits gelieferter Produkte zusammengestellt; Als Referenz werden nur ausgewählte Spezifikationen aufgeführt. Außenmaße und Gewicht variieren je nach spezifischer Konfiguration; Die endgültigen Spezifikationen unterliegen der Werksdokumentation.

Hinweis: Die Primärspannung kann je nach Benutzeranforderungen auf 20 kV, 60 kV oder 110 kV ausgelegt werden; In solchen Fällen werden der Isolationsgrad und die Außenabmessungen entsprechend angepasst.

Spannungsregelung und Impedanzdesign

Pfannenraffinierungsofentransformatoren verfügen in der Regel über weniger Spannungsregulierungsschritte als Schmelzlichtbogenöfen, da die Raffinierungsstufe nicht den gesamten Leistungsbereich von der ersten Lichtbogenbildung bis zum Schmelzen abdecken muss. Gängige Konfigurationen reichen von 5 bis 8 Schritten; Einige große Raffinationsöfen, die eine feinere Spannungsregelung erfordern, können jedoch 13 bis 19 Stufen mit Stufenschaltung unter Last verwenden. Der ausgewählte Laststufenschalter muss für den häufigen Betrieb geeignet sein und die Kontaktlebensdauer und Schaltgeschwindigkeiten müssen auf den Raffinierungszyklus abgestimmt sein.

Bei der Auswahl der Kurzschlussimpedanz muss die Lichtbogenstabilität mit den Kurzschlussstrombegrenzungen des Systems in Einklang gebracht werden. Da der Lichtbogen in einem Pfannenofen relativ stabil ist, kann die Impedanz etwas niedriger sein als die eines Schmelzlichtbogenofens; Wenn jedoch die Kurzschlusskapazität des Netzes nicht ausreicht, ist möglicherweise eine Reihendrossel erforderlich oder die Transformatorimpedanz muss möglicherweise erhöht werden. Zielwerte werden durch elektrische Systemberechnungen während der Entwurfsphase ermittelt und der Hersteller erreicht diese Spezifikationen durch Wicklungsanordnung und Streuflusssteuerung.

Sekundäre Verbindungen und Strukturmerkmale

Aufgrund des hohen Sekundärstroms nutzen die Ausgangsanschlüsse mehrere parallel geschaltete Kupfersammelschienen mit an der Tankwand montierten Klemmbrettern. Einige Modelle verwenden eine phasengleiche, invers-parallele Anordnung, die dazu führt, dass Ströme in benachbarten Sammelschienen in entgegengesetzte Richtungen fließen, wodurch externe Magnetfelder und die Erwärmung struktureller Komponenten reduziert werden. Intern werden innerhalb der Wicklungen verkreuzte Leiter oder mehrere parallele Leiter verwendet, um eine gleichmäßige Stromverteilung über alle Zweige hinweg zu gewährleisten.

Abhängig von der Kapazität und den Wartungsanforderungen ist der Tank entweder glockenförmig oder deckelförmig aufgebaut. Große Einheiten sind mit Kühlerpaneelen oder Zwangsölumlaufkühlsystemen ausgestattet. Der Aktivteil wird in einem Kerosindampf-Vakuumsystem getrocknet, um Feuchtigkeit und Gase gründlich aus den Isolationskomponenten zu entfernen.

Qualitätsüberprüfung

Vor Verlassen des Werks wird jedes Gerät auf Wicklungs-Gleichstromwiderstand, Spannungsverhältnis, Isolationswiderstand, Netzfrequenz-Stehspannung, induzierte Spannungsfestigkeit, Leerlaufverlust, Lastverlust und Kurzschlussimpedanz gemessen. Der Laststufenschalter wird einem vollständigen Betriebszyklustest unterzogen. Für Geräte mit einer Nennspannung von 35 kV und mehr werden zusätzlich Blitzimpulsprüfungen und Teilentladungsmessungen durchgeführt. Das Unternehmen verfügt über die Zertifizierungen ISO 9001:2015, ISO 14001 und ISO 45001 und die Testdaten werden nach Seriennummer archiviert.

Fragen und Antworten zur Auswahl

F: Können Pfannenofentransformatoren und Lichtbogenofentransformatoren (EAF) austauschbar verwendet werden?

Obwohl sie die gleichen Strukturprinzipien haben, unterscheiden sich ihre Designprioritäten. Schmelzende EAF-Transformatoren müssen stärkeren Kurzschlussstößen standhalten; Daher weisen sie typischerweise eine höhere Impedanz und einen größeren Spannungsregelbereich auf. Pfannenofentransformatoren arbeiten mit einem stabileren Lichtbogen, was eine etwas niedrigere Impedanz und weniger Spannungsregelungsschritte ermöglicht. Wenn ein Benutzer kurzfristig eine Dual-Purpose-Fähigkeit benötigt, müssen Parameter wie Impedanz, Spannungsregelbereich und mechanische Festigkeit erneut überprüft werden; Eine direkte Substitution ist nicht möglich. 

F: Ist es besser, 5 oder 8 Spannungsregelungsstufen zu wählen?

Dies hängt von den zu veredelnden Stahlsorten und den Prozesskurven ab. Die Veredelung von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl stellt weniger Anforderungen an die Spannungsregulierung, sodass in der Regel 5 Schritte ausreichen. Das Raffinieren von legiertem oder rostfreiem Stahl erfordert eine feinere Leistungssteuerung, daher sind 8 oder mehr Schritte vorzuziehen. Eine Erhöhung der Stufenzahl erhöht die Kosten des Stufenschalters und die Größe des Transformatorkessels, verbessert jedoch die Präzision der Temperaturregelung.

F: Wie wird der Sekundärspannungsbereich bestimmt?

Sie wird vom Ofenhersteller anhand der Pfannenkapazität, des Elektrodendurchmessers und des Läuterverfahrens angegeben. Der Transformatorentwickler übersetzt dann diesen Sekundärspannungsbereich in spezifische Wicklungswindungszahlen und Stufenpositionen. In der ersten Projektphase muss der Anwender den vollständigen Spannungsverlauf bereitstellen; Später vorgenommene Änderungen würden eine Neukonstruktion der Wicklungen erforderlich machen.

F: Wie sollte die Kühlmethode ausgewählt werden?

Bei Leistungen unter 5.000 kVA reicht in der Regel eine natürliche Ölkühlung oder Luftkühlung aus. Ab 10.000 kVA nimmt die Verlustdichte zu, daher wird eine erzwungene Ölzirkulation mit Luftkühlung oder Wasserkühlung empfohlen. Wasserkühlungssysteme erfordern mehr Wartung; Insbesondere muss der Öldruck jederzeit höher als der Wasserdruck gehalten werden, um zu verhindern, dass Wasser in das Öl eindringt.

F: Benötigt ein Pfannenofentransformator eine Reihendrossel?

Dies hängt von der Kurzschlussfähigkeit des Stromnetzes und dem Raffinierungsprozess ab. Die meisten Pfannenofentransformatoren sind so konstruiert, dass die Impedanz bereits auf einen geeigneten Bereich eingestellt ist, sodass keine zusätzliche Drossel erforderlich ist. Wenn jedoch das örtliche Netz schwach ist oder im Stahlwerk mehrere Öfen parallel betrieben werden, kann eine Drossel installiert werden, um den Kurzschlussstrom zu begrenzen und den Lichtbogen zu stabilisieren. Technische Fähigkeiten

Yulan Transformer stellt seit 1999 elektrische Ofentransformatoren her und liefert Pfannenraffinierungsofentransformatoren in großen Mengen an zahlreiche inländische Stahlwerke. Unsere Produktionsanlagen verfügen über eine Hebekapazität von 80 Tonnen, ein 400-kW-Kerosin-Dampfphasen-Vakuumtrocknungssystem, 1.200-kV-Impulsprüfgeräte und einen teilentladungsfreien 400-kV-Netzfrequenz-Prüftransformator. Diese Fähigkeiten ermöglichen es uns, die Anforderungen an die Herstellung und Abnahmeprüfung im Werk für Pfannenofentransformatoren mit Nennspannungen von 110 kV und darunter zu erfüllen.

Für Projekte mit Kapazitäten von 1.000 kVA bis 80.000 kVA und Primärspannungen zwischen 6 kV und 110 kV kann unsere technische Abteilung Designlösungen auf der Grundlage von vom Kunden bereitgestellten Einzelliniendiagrammen entwickeln und Prozessparameter verfeinern und Umrisszeichnungen, Verlustberechnungen und Spannungsregelungspläne liefern. Für detaillierte Informationen wenden Sie sich bitte an die technische Abteilung von Yulan Transformer.