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-1000, d'une capacité nominale de 1 tonne et d'une capacité maximale de 1,2 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.Le système électrique est configuré pour une alimentation en trois phases de 380V/50Hz, avec un redresseur à six impulsions en trois phases et un onduleur parallèle.

Comparé au four de 0,8 tonne dans le cas précédent, cet équipement est doté d'un corps de four conçu pour une capacité maximale de 1,2 tonne,avec une puissance nominale de l'alimentation électrique augmentée à 600 kW tout en maintenant la même fréquence de sortie de 1000 HzCette configuration, avec une puissance légèrement supérieure à la demande nominale du four, offre une marge de manœuvre pour des taux de fusion améliorés.

II. Système d'alimentation électrique à fréquence moyenne KGPS

Le système d'alimentation utilise l'alimentation à moyenne fréquence basée sur le thyristor KGPS, avec une puissance nominale de 600 kW, une tension de sortie à moyenne fréquence de 1500 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, le circuit de commande utilisant une architecture de carte de circuit numérique de huitième génération.

Les fonctions de contrôle de base comprennent le contrôle de la puissance constante, le démarrage en douceur à pression zéro à fréquence de balayage et la rétroaction de tension-courant en double boucle fermée.Le démarrage à pression zéro de fréquence balayée signifie que le système balaie automatiquement de haute fréquence vers le bas pendant le démarrage, establishing medium frequency oscillation upon finding the load resonant point – an approach that avoids the sensitivity to load parameter variations inherent in traditional separate-excitation startup methods.

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 cabinet d'alimentation comprend des lectures de tension, de courant et de puissance ainsi que des indicateurs de statut.

Le boîtier de condensateur fournit une compensation parallèle à fréquence moyenne, réduisant les pertes de transmission de puissance réactive sur les lignes de distribution et améliorant le facteur de puissance du système.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 principal de conversion d'énergie, construit à partir de cuivre T2 d'une épaisseur de paroi de 5 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 de la doublure du four est installé. Lorsque l'aluminium fondu s'infiltre dans la couche de bobine, le système d'alarme le détecte tôt et signale l'état.prévention des 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.faciliter la construction de la doublure du four et prévenir la déformation thermique de la doublure qui affecterait la durée de vie.

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. Structure du corps du four

La coque du four adopte une structure en acier, comprenant une base de montage fixe et un corps de four incliné, la configuration globale du cadre assurant la rigidité.Le rapport diamètre/hauteur de la cheminée a été optimisé par analyse informatique. Un rapport plus élevé améliore le facteur de puissance naturel et l'efficacité électrique..

La carrosserie du four est conçue avec une capacité de revêtement de 3000 kg pour fondre 1000 kg d'aluminium, ce qui signifie que le volume du foyer a une marge significative par rapport à la capacité nominale,faciliter les opérations de facturation et réduire les risques de déversement.

VI. Crêpe à graphite et système de refroidissement par eau

Le creuset est construit en graphite, avec une durée de vie recommandée de 4 à 6 mois, selon les conditions de fonctionnement, y compris la méthode de charge, la plage de maintien de la température de fusion,et fréquence d'élimination des débris.

Les câbles refroidis à l'eau sont construits à partir de fil de cuivre sans oxygène à plusieurs brins TU1, enveloppé dans un tube en caoutchouc résistant au feu de haute résistance, avec des connecteurs formés à froid.Le côté alimentation nécessite un débit d'eau de refroidissement d'au moins 12 m3/h, tandis que le côté du corps du four nécessite au moins 22 m3/h. La température de l'eau de sortie du côté de l'alimentation ne doit pas dépasser 35°C et celle du côté du corps du four 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 est équipé d'une tour de refroidissement fermée, de réservoirs d'eau et d'une cabine de commande, formant une boucle de refroidissement circulante indépendante.