I. Antecedentes e especificações de equipamento do projecto

Este estudo de caso envolve um forno de fusão por indução de média frequência, modelo WDL-KGPS-800, com uma capacidade nominal de 0,8 toneladas e uma capacidade máxima de 0,96 toneladas,com um diâmetro superior a 50 mm,O equipamento utiliza aquecimento por indução de média frequência e está equipado com um sistema de inclinação hidráulica para descarga de alumínio fundido.O sistema elétrico está configurado para uma fonte de alimentação trifásica de 380V/50Hz, com um retificador trifásico de seis pulsos e um inversor paralelo.

As principais características técnicas deste equipamento consistem na combinação do sistema de alimentação de média frequência KGPS e do corpo do forno hidráulico inclinável de casca de aço,com um diâmetro superior a 30 mm,.

II. Sistema de alimentação de frequência média KGPS

O sistema de alimentação adopta a fonte de alimentação de média frequência baseada no tiristor KGPS, que amadureceu através de mais de uma década de desenvolvimento tecnológico contínuo.A secção rectificador é uma ponte trifásica totalmente controlada, com tensão de saída de média frequência de 1500 volts, potência nominal de 500 kW e frequência de saída de 1000 Hz. O factor de potência excede 0.9, e a taxa de sucesso de inicialização é de 100%, o que significa que a oscilação de frequência média pode ser estabelecida de forma confiável em cada tentativa de inicialização.

O circuito de controlo emprega uma arquitetura de circuito digital de 8a geração, com controlo de potência constante, arranque suave de frequência zero e pressão zero,e de retorno de tensão-corrente duplo em circuito fechadoO sistema de protecção abrange condições de sobrecorrência, sobrevoltagem, subcorrência, subvoltagem, perda de água e perda de fase.O sistema bloqueia automaticamente a saída de pulso e desconecta a potência do circuito principal.

O gabinete de alimentação e o gabinete do condensador estão dispostos separadamente.Melhoria do fator de potência do sistema e redução das perdas de transmissão de potência reativa nas linhas de distribuiçãoA capacidade do banco de condensadores é correspondida à frequência de ressonância da bobina de indução, garantindo a operação perto do ponto de ressonância em condições nominais para uma eficiência de potência de saída ideal.

III. Projeto da bobina de indução e blindagem do jugo magnético

A bobina de indução é o componente principal de conversão de energia do forno de frequência média.A bobina gera um forte campo magnético alternado que induz correntes de redemoinho na carga metálica dentro do fogãoO material da bobina é cobre T2 com uma espessura de parede de 5 mm, construído como um tubo em espiral.com o desvio entre a potência de funcionamento real e a potência de projeto controlada dentro de 5%.

A bobina emprega um processamento de isolamento avançado de turno a turno, com tecnologia de fixação dedicada para reduzir a vibração axial.A parede interna da bobina é revestida com materiais isolantes importados resistentes a altas temperaturas, e é instalado um sistema de alarme de fuga do revestimento do forno para detectar os riscos de fuga de alumínio fundido.que desempenha duas funções: facilitar a construção do revestimento do forno e evitar a deformação térmica do revestimento que afetaria a vida útil.

Os joguinhos magnéticos são de construção de perfil crescente, laminados a partir de chapas de aço de silício laminadas a frio e presos com talas de aço inoxidável.A superfície de contato entre o jugo e a superfície externa da bobina é curva, proporcionando contato facial em vez de contato de linha, alcançando uma melhor eficiência de fixação e redução da fuga de fluxo magnético.As chapas de aço de silício são reforçadas com talas dedicadas em vez de parafusosOs joguinhos magnéticos servem para proteger a fuga de fluxo magnético, evitar o aquecimento do corpo do forno,apoiar e fixar a bobina de indução, e melhorar a eficiência global do sistema.

IV. Sistema de inclinação hidráulica

A inclinação do forno é impulsionada por um sistema hidráulico com dois cilindros dispostos em ambos os lados do corpo do forno para elevação.A estação hidráulica é equipada com dois motores e duas bombas uma em serviço e outra em esperaO reservatório de combustível está totalmente fechado e soldado, sem aberturas exceto para as portas laterais e de tubulação, para evitar fugas de óleo hidráulico.

A consola de inclinação hidráulica utiliza a operação manual da válvula, com um ângulo de inclinação de 0 a 95 graus.com velocidade ajustável e capacidade de manter em qualquer posiçãoEsta concepção é adequada para aplicações de fundição que exijam um controlo preciso do volume de fundição de alumínio fundido.

V. Estrutura do corpo do forno

O revestimento do forno adota uma estrutura de estrutura de aço, composta por uma base de montagem fixa e um corpo de forno inclinável, com a configuração geral do quadro garantindo a rigidez.A relação diâmetro/altura do fogão foi otimizada através de análise por computador, adoptando princípios internacionais avançados de conceção de perfis de fornos ∙ uma maior proporção melhora o fator de potência natural e aumenta a eficiência elétrica.

Um capô de recolha de poeira fechado é instalado acima da secção superior do forno para capturar os vapores e partículas gerados durante a fusão.

VI. Cabos de cristais de grafite e cabos refrigerados a água

O cadinho é de construção de grafite, oferecendo boa compatibilidade química com a fusão de alumínio.Dependendo das condições de funcionamento, incluindo o método de carga, temperatura de fusão e práticas de remoção de escória.

Os cabos refrigerados a água são construídos a partir de fio de cobre sem oxigénio TU1 de vários fios, revestidos por tubos de borracha resistentes ao fogo de alta resistência,com conectores formados a frio que proporcionam boa condutividade elétrica e resistência à traçãoO lado da fonte de alimentação requer um caudal de água de arrefecimento não inferior a 12 m3/h, enquanto o lado do corpo do forno requer não inferior a 20 m3/h.A temperatura da água de saída do lado da fonte de alimentação não deve exceder 35°C.O sistema de refrigeração de água é equipado com uma torre de refrigeração fechada, reservatórios de água,e um gabinete de controlo, formando um circuito de arrefecimento circulante independente.

VII. Parâmetros de desempenho dos processos

A capacidade nominal é de 0,8 toneladas, com uma capacidade máxima de 0,96 toneladas, e uma temperatura nominal definida em 780°C. O tempo de fusão é de aproximadamente 60 minutos por forno,com um desvio admissível de ± 5%Com base nisto, o ciclo de carregamento a frio para atingir a temperatura de descarga é de aproximadamente 1 hora, correspondendo a uma taxa de fusão de aproximadamente 0,8 toneladas por hora.,O consumo específico de energia é de cerca de 625 kWh por tonelada de alumínio, dentro da gama de eficiência típica dos fornos de fusão por indução de média frequência.