I. Caractéristiques du projet et spécifications des équipements

Cette étude de cas concerne un four de fusion par induction à moyenne fréquence, modèle WDL-KGPS-500, d'une capacité nominale de 0,5 tonne et d'une capacité maximale de 0,6 tonne,conçus pour les applications de fusion d'aluminiumL'appareil utilise un chauffage par induction à moyenne fréquence et est équipé d'un système hydraulique d'inclinaison pour la décharge d'aluminium fondu.

La caractéristique de configuration la plus remarquable de cet équipement est son schéma de compatibilité réseau: le côté alimentation est alimenté à 440V/3P/60Hz,tandis que la tension d'entrée de l'alimentation à moyenne fréquence est spécifiée à 380VCela signifie que l'équipement est destiné aux régions du réseau 60 Hz (comme la Corée du Sud, certaines parties de l'Amérique centrale et du Sud et le Moyen-Orient),exigeant qu'un transformateur ou une unité d'adaptation de tension, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de l'armoire d'alimentation, réduise la tension du réseau de 440 V à 380 V avant d'alimenter l'alimentation à moyenne fréquenceCette double adaptation de tension et de fréquence est un paramètre qui doit être confirmé au préalable lors de la phase de conception électrique pour les projets d'exportation.

II. Système d'alimentation électrique à fréquence moyenne KGPS

Le système d'alimentation utilise l'alimentation à moyenne fréquence KGPS à base de thyristor, avec une puissance nominale de 400 kW, une tension de sortie à moyenne fréquence de 2400 volts,une fréquence de sortie de 1000 HzLe facteur de puissance est supérieur à 0.9, et le taux de réussite de démarrage est de 100%. La section rectificateur est un pont à contrôle complet en trois phases avec une structure rectificateur à six impulsions en trois phases et un onduleur relié en parallèle.

Le circuit de commande utilise une architecture de carte de circuit numérique de huitième génération, avec une grande adaptabilité à la fréquence, un contrôle de puissance constant, un démarrage en douceur à pression nulle à fréquence de balayage,et rétroaction double en boucle fermée tension-courantLe démarrage à pression zéro de fréquence balayée signifie que le système scanne automatiquement les fréquences pendant le démarrage,l'établissement d'une oscillation de fréquence moyenne lors de la recherche du point de résonance de charge éviter la sensibilité aux variations des paramètres de charge inhérentes aux méthodes de démarrage à excitation séparée.

Le système de protection comprend les conditions de surtension, de surtension, de sous-tension, de sous-tension, de perte d'eau et de perte de phase.le système bloque automatiquement la sortie d'impulsion et déconnecte la puissance du circuit principalLe panneau de l'armoire d'alimentation comprend des lectures de tension, de courant et de puissance complète ainsi que des indicateurs d'état de fonctionnement.

L'armoire du condensateur fournit une compensation parallèle à moyenne fréquence, réduisant les pertes de transmission de puissance réactive sur les lignes de distribution.La capacité de la banque de condensateurs est assortie à la fréquence de résonance de la bobine d'induction, assurant le fonctionnement près du point de résonance dans des conditions nominales.

III. Conception de bobine d'induction et blindage par joug magnétique

La bobine d'induction est le composant de conversion d'énergie du noyau, construit à partir de cuivre T2/TU1 d'une épaisseur de paroi de 4 mm.la bobine génère un champ magnétique alternatif de 1000 Hz qui induit des courants de tourbillon dans la charge métallique dans le foyer du fourLa conception de la bobine est basée sur les principes du champ électromagnétique et vérifiée par un logiciel informatique dédié.avec une déviation entre la puissance de fonctionnement réelle et la puissance de conception contrôlée à 5%.

L'isolation tour à tour est traitée à l'aide de techniques d'isolation avancées, avec une technologie de serrage dédiée réduisant les vibrations axiales de la bobine.La paroi intérieure de la bobine est pulvérisée avec des matériaux isolants importés résistants aux températures élevées, et un système d'alarme de fuite du revêtement du four est installé lorsque de l'aluminium fondu s'infiltre dans la couche de bobine, le système le détecte tôt et signale l'état, évitant ainsi les événements de rupture du four.Un revêtement réfractaire d'une épaisseur de 10 à 15 mm est appliqué à la surface intérieure de la bobine, servant à la fois à faciliter la construction de la doublure du four et à prévenir la déformation thermique de la doublure.

Les jougs magnétiques sont de construction à profil croissant, laminés à partir de tôles d'acier au silicium laminées à froid et serrés avec des attelles en acier inoxydable.La surface de contact entre le joug et la surface extérieure de la bobine est courbe, offrant un contact facial plutôt qu'un contact en ligne, ce qui permet d'obtenir une meilleure efficacité de serrage et une fuite de flux magnétique réduite.Les tôles d'acier au silicium sont renforcées par des attelles dédiées plutôt que par des boulonsLes jougs magnétiques protègent simultanément les fuites de flux magnétique, empêchent le corps du four de se chauffer,et soutenir et sécuriser la bobine d'induction.

IV. Système hydraulique d'inclinaison

L'inclinaison du four est entraînée par un système hydraulique avec deux cylindres disposés des deux côtés du corps du four pour le levage, le retour du four étant effectué par gravité.La station hydraulique est équipée de deux moteurs et de deux pompes, une en service et une en veille.Le réservoir de carburant est entièrement fermé et soudé pour éviter toute fuite d'huile hydraulique.

La portée de l'angle d'inclinaison est de 0 à 95 degrés, avec un fonctionnement en douceur sans choc ni rampage, une vitesse réglable et la possibilité de tenir à n'importe quelle position.d'une épaisseur n'excédant pas 10 mm,.

V. Formation de moisissures et de revêtements de fondus

Un détail de configuration de cet équipement est qu'il fournit un moule de creuset plutôt qu'un creuset de graphite fini.Le moule de creuset est formé à partir d'une plaque de fer de 3 mm et est utilisé pour contrôler la forme et le positionnement du volume de la doublure réfractaire pendant la formation. The user must select the lining material and ramming/sintering method according to the specific metal being melted and the casting process – a difference at the user operation level compared to solutions that directly supply finished graphite crucibles. La fonction de positionnement du moule de creuset assure la cohérence dimensionnelle de la cavité de doublure,maintenant ainsi la distance d'accouplement entre le foyer du four et la bobine d'induction stable dans la plage de conception.

VI. Système de refroidissement par eau et câbles de refroidissement

Les câbles refroidis à l'eau sont fabriqués à partir de fil de cuivre sans oxygène TU1 à plusieurs brins, enveloppé dans un tube en caoutchouc résistant au feu de haute résistance,avec des connecteurs formés à froid assurant la résistance au contact et la résistance à la tractionLe côté de l'alimentation nécessite un débit d'eau de refroidissement d'au moins 8 m3/h, tandis que le côté du corps du four nécessite au moins 12 m3/h.La température de l'eau de sortie du côté de l'alimentation ne doit pas dépasser 35°C., et sur le côté du corps du fourneau ne doit pas dépasser 45°C, avec une pression d'eau d'entrée maintenue entre 0,15 et 0,35 MPa.

Le système de refroidissement par eau utilise une méthode de refroidissement par circulation entièrement fermée utilisant de l'eau douce comme milieu de circulation.Le principal avantage de la circulation d'eau douce réside dans l'évitement de dommages causés par la surchauffe de l'alimentation électrique, thyristors, condensateurs, modules IGBT et bobine d'induction causés par le dépôt d'échelles; en outre, l'eau douce ne contient pas de composants ioniques conducteurs,les composants de refroidissement ne seront pas endommagés par l'électrolyseLe système ne nécessite pas de piscine d'eau ni de tour de refroidissement, occupe un espace au sol minimal et a une faible consommation d'eau de maquillage.

Le système de refroidissement se compose de trois parties: la machine principale, le réservoir d'eau et la boîte de commande.collecte de l'anneauLe réservoir d'eau comprend la pompe principale (une en service, une en veille), le réservoir d'eau en acier inoxydable, l'armoire électrique, le système de contrôle de la température et le système de contrôle de la pression.La boîte de commande permet le fonctionnement à distance du système de refroidissement à l'eau, affichant la température de l'eau et permettant de régler le fonctionnement retardé après les heures de travail.