冶炼成套设备15吨中频感应炉的设计以及在供货范围内所有设备元器件的选型、制造、设计开发、提供相关图纸资料、试验(包括工厂

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2019-11-15 17:06
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产品详情

产地:
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适用对象:
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产地 陕西
适用对象
用途 特钢冶炼
种类 中频电炉
作业方式 熔炼
分类 冶炼成套设备
冶炼工艺 其他
炉衬类型 碱性
品牌 ZX大型24脉中频炉
型号 ZX-24M
加工定制

表格一:40t中频感应熔炼炉主要技术参数西安重鑫电炉设备有限公司

项目

单位

数量

额定容量

t

        40

最大容量

t

        44

工作温度

        1650

额定功率

kW

        18000

感应器额定电压

V

        3600

频率

    Hz

        150

变压器容量

kVA

ZS-10000/35

配24脉整流

变压器一次电压

kV

35(根据用户要求)

变压器二次电压

V

1000

中频电源最高输出

电压

V

1800

炉 体 部 分

水循环量

m3/h

300

压力

MPa

0.3

进水温度

≤40

温升

≤10

电 源 部 分(闭式)

水循环量

m3/h

150

压力

MPa

0.3

进水温度

≤40

温升

≤10

油泵电机功率

kW

45

油缸直径/行程

mm

(280)/360/2800

工作压力

MPa

18

油箱容量

l

1500

重量

活动部分

t

142(含50t铁水)/单炉体

总重

t

160(含50t铁水) /单炉体

西安重鑫电炉设备有限公司

联系人:姚建

E-MAIL:SZZXDL@163.COM

13709218952


 本设备组成:

高压柜→变压器→进线柜→中频电源→电容柜→炉体→液压倾炉系统→电源、电容冷却水系统(用户选择)→炉体冷却水系统(用户选择)→辅件;

在设计该设备时,经过对用户生产情况的了解,充分考虑到用户现场工作状态为连续性,炉子频繁出料;

本次方案的设备选型保证用户的产量指标,并需符合用户对设备的总体要求:设备皮实耐用、性能稳定、安全可靠。

1.2设备用途: 用于主要用来冶炼碳素钢、合金钢、铁等黑色金属

1.3设备性能要求:

1.3.1、安全性:安全可靠,符合国家有关法规和标准;

1.3.2、先进、成熟性:技术先进、自动化水平高,具有高控制精度和高可靠性,制造工艺成熟,经使用实践证明运行安全稳定。

1.3.3、可操作性:设备具有完善的保护系统,布局合理,确保设备发生故障时不损坏元器件操作和运行管理方便。

1.3.4、高效率、高节能和经济性:整套设备的效率和功率因数达到最高值运行,节能效果显著,投资合理,经济运行。

1.3.5、电源启动性能100%(轻重载下):彻底排除启动失败的问题,确保系统稳定可靠运行。

1.4熔炼描述:用户工厂采用感应电炉熔炼工艺。



 

1.5、设备配置:

1.5.1、设备配置分析:

满足用户要求设备配置有以下两种:第一种大小电源配置和第二种单供电配置见图:

 SHAPE  * MERGEFORMAT




8000KW





二、运行条件及技术标准:

2.1产品环境条件:应符合高、低压电机电器,安装条件。

a.海拔不超过2000m;

b.环境温度在5—40℃范围内;

c.使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于 90%,同时该月每日最低温度的月平均值不高于25℃。

d.周围没有导电尘埃,爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气体;

e.没有明显的振动和颠簸。

2.2厂区公用系统技术条件:

供电条件:依据用户提供参数    3×380V   3×1000V

供水条件:水温<35℃           压力0.2-0.4Mpa

2.3供水系统:

水质要求:

总硬度不大于10度(CaO容量〈10mg当量);

溶解性固体  <300mg/L;        PH值          7—8.5;

悬浮性固体     <10mg/L;      碱度          <60mg/L;

氯离子平均     <60mg/L;      硫酸离子      <100mg/L;

铁含量         <2mg/L;       可溶性Si02    <6mg/L;

电导率        <500us/cm;

供水系统:

最高进水温度  <35℃;         最低进水温度  >5℃;

进水压力  0.2—0.4MPa;        出水温度      <55℃

注: 我公司充分可根据用户的现场条件,作针对性的技术设计,确保设备能稳定运行。

三、产品质量技术标准:

3.1投标设备(15t/20t/30t中频熔炼炉)按照国家标准进行设计和制造。

3.2所有图纸文件均按ISO规定制作。

3.3机械部分制造严格按照国家标准规范进行。

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》

GB10067.3-88   《电热设备基本技术条件--感应电热设备》

GBl0063.3—88 《电热设备的试验方法—无芯感应电炉》GB10067.1-88     《电热设备基本技术条件—通用部分》

GB5959.1-86     《电热设备的安全—通用要求》

GB/T14549-93    《电能质量   公共电网谐波》

JB4086-85       《中频无芯感应加热用电控设备技术条件》

JB/T4280-93     《中频无芯感应炉》

ZBK46001-87     《感应加热用半导体变频器》

GB/T5226.1-1996 《工业电气设备第一部分:通用技术条件》

JB1644-91       《铸造机械通用技术条件》

JB5549-91       《铸造机械安全防护技术条件》

3.4电机要求:

   制造标准 JB/T10391-2002   电机封装保护等级 IP54

   电机绝缘等级B

3.5仪表和控制条件   

   接入信号   4~20mA     接出信号  4~20mA

四.设备选型说明:

4.1 中频电炉的结构简述:

中频无芯感应炉是一种适用于各类金属的重熔和合金化的炉子,中频感应熔化具有快速、高效、操作简便,使用灵活等优点。

采用大电流半导体器件构成变频装置,使50HZ的工频电流经过变频器后提升为150~300Hz的中频电流,然后送到电炉的感应线圈。中频电流产生的磁场具有更高的耦合效率,可以使更多的能量输送到炉内被熔化的金属中,从而获得高效、快速的熔化。

4.2 投标设备的选型论述:

4.2.1设备型号:

GW-□-□ / □

                         额定频率 KHZ

                              额定功率 KW    

                           额定容量 t

                              无心感应熔炼炉 

4.2.2电源功率选择:

选择合理的电源功率来匹配炉体容量尤为重要,即要保证电源功率密度及满足熔炼温度和时间,并达到节电目的。还需在额定的供电总容量(变压器KVA)下长期稳定的工作。

一般来说,熔炼速度和需要熔炼的金属都是事先决定的。所要求的熔炼速度决定了所要求的功率。

根据经验可得到以下估算原则。

金 属

功率KW/T/小时

铁(1450℃)

550

钢(1650℃)

650

下面是推荐的熔炼炉额定功率配置(铁和钢)

炉子容量(T)

功率范围(KW)

10

5000-6000

15

6000-9000

20

9000-12000

为确保电源设备的可靠运行和满足技术要求中的各项指标,我方在设计制造中频电源时充分考虑了余量。

4.2.3电源频率选择:

当向炉子输入一定功率时,熔炼金属中就会感应出电流,从而加热金属。同时,由于存在电磁力的作用,一旦金属熔化以后,就会产生液态金属的运动。这一运动(搅拌)从熔池的中央开始,向线圈两端移动,由于金属受炉底和炉壁的约束,因而最终的运动总是向上的,在炉池的顶部形成一个驼峰。表示这一搅拌强度的最方便的办法,就是使用驼峰高度对熔池直径的比值来表达。

金属

H/D比值

0.125-0.2

0.07-0.125

如果驼峰高度为1个单位,熔池直径为10个单位,则:H/D=1/10=0.1从以上可知,最合适的搅拌强度为:




熔炼的过程中,所需要的搅拌强度大小和电源频率密不可分。

铁为了能使碳元素均匀分布,需要相对高的搅拌强度。一般,在熔炼的最后阶段加入碳和硅元素,由于两种元素都比较轻,因而需要比较强劲的搅拌,在搅拌强度和碳,硅的还原百分率之间存在一个直接的相互关系,如果搅拌不足,很大一部分碳和硅就会形成炉渣。

对铁来说,良好的还原率可达到95%,硅可以到78%。然而,如果搅拌不足,这一百分比率就会很快下降,对于铁会低于80%,硅会低于60%。

钢通常烧注温度较高,因而非常易于氧化,搅拌强度越高,钢暴露于表面同大气接触的程度就越严重,同时,如果搅拌强度过高,炉衬就会非常迅速地遭到侵蚀。

让我们看一个典型的系统5000KW10t炉:

在150HZ的情况下,搅拌强度所具有的H/D比值几乎正好等于0.2,在300HZ时,降到0.17;在500HZ时为0.13,700HZ时为0.11在500HZ时,其值超过了0.4。

可以比较当频率在150HZ至500HZ之间时,H/D值都落在0.125至0.2的推荐范围内。然而,通常都选择范围内的最低频率,以改善增碳效果。

如果我们把0.2作为搅拌强度推荐值,则对于每一个频率值就需要调整功率配置,以合适于这一频率。

对于用户,特别是对于制造商来说,使用更高的频率,更大的额定单位功率具有某些有利之处。在间断熔炼中,两炉次之间,炉子是被完全倒空的,可以看到,更高的频率会产生更快的熔化速度。这是因为在熔炼的开始阶段,整个待熔金属料是由小块炉料组成的。

由于加料方式等问题,一般说来,加料密度,仅为炉子容量的1/3,换句话说,整个炉料中含有2/3的空气,这时,电气上炉料是一个非常差的负载,向炉子输入功率时,单块炉料之间会起弧并且焊在一起,一旦焊在一起,在电气上整个炉料就会形成很大的一块,因而提高了炉子效率。单块小炉料间起弧搭焊的速度取决于频率,使用更高的频率在这儿有其优越处。

然而,如果不倒空炉子,在炉子底部留下小部分的金属液,使用较低频率的不利之处就能被轻易地克服。

从而,合理的设计该设备频率时,考虑到熔炼效率和电磁搅拌因数,所以

 

材质

容量(T)

频率范围(Hz)

15

300

20

250

建议频率

15

200~300

建议频率

20

200~250

 

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