逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉节能技术分析

序号	项目	参数	单位	备注
1	变压器额定容量	1250	KVA
2	变压器接线方式	Dd0y11		12脉波
3	变压器一次额定电压	10	KV
4	变压器二次额定电压	660	V
5	变压器调压形式	手动5档
6	变压器冷却形式	油浸自冷

2、中频电源技术参数

序号	项目	参数	单位	备注
1	电源额定功率	800+300	Kw	既可熔炼又可保温
2	电源单向最大功率	800	Kw	单台电源
3	电源输入电压	660	V
4	整流器形式	12脉波
5	网侧功率因数	>0.95		任何功率情况下
6	逆变器形式	SCR串联		双供电
7	逆变器输出频率	400	Hz
8	启动成功率	100%		任何情况下
9	电源转换效率	0.97

3、感应炉炉体

序号	项目	参数	单位	备注
1	单台炉体额定容量	1.5	t
2	单台炉体最大容量	1.7	t
3	额定工作温度	1450	℃
4	提升温度	150	℃	从1300℃铁水升温到1450℃
5	炉衬厚度	110	mm
6	熔炼材质	灰口铁

4、液压系统参数

序号	项目	参数	单位	备注
1	工作压力	11	MPa
2	液压介质	液压油

5、电源冷却水系统参数

序号	项目	参数	单位	备注
1	工作压力	0.2~0.3	MP
2	流量	20	L/s
3	进水温度	35	℃
4	回水温度	45	℃

6、炉体冷却水系统参数

序号	项目	参数	单位	备注
1	工作压力	0.25~0.4	MP
2	流量	35	L/s
3	进水温度	40	℃
4	回水温度	60	℃

7、综合系统参数

序号	项目	参数	单位	备注
1	熔化率	约8.0	t/h	从1300℃铁水升温到1450℃
2	电耗	550±5%	Kwh/t	从热态常温熔化到1450℃.

五、1.5吨钢壳熔炼炉介绍

5.1 采用的变压器

每套逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉必须有一台容量为1250KVA的整流变压器，用于为其供电。该变压器为油浸自冷，三相输入、六相输出，高压侧设有+5%、0、-5%三挡手动调压档位，

以调节其输出电压。这种整流变压器一般都采用Y/d11，Y0连接组方式，二次输出为两组，其中一组输出为Y型连接，另一组输出为d11型连接，这样这两组输出的相位就会互相差30°，即形成了12脉波的整流方式。这种整流方式和六脉波整流相比可以有效的抑制5次和7次谐波，只存在少量的11次和13次谐波，能有效的减小谐波分量对电网的干扰。

变压器上设有瓦斯继电器和油温表，可以与高压开关柜联锁，在变压器重瓦斯或油温过高时切断高压供电，以保护变压器。

5.2逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉采用的中频电源分析

设计和制造SCR串联线路中频电源，其性能和可靠性可以与国外同类产品相媲美。具体阐述如下：

5.2.1性能发面

1：SCR串联电源的整流桥采用全开通整流，整流过程中可控硅始终处于完全开通状态，因此SCR串联电源具有以下优点。

a:功率因数高。无论何种炉况，无论满功率、半功率或小功率，设备的总体功率因数始终≥0.95。因此，在供电电费方面，不仅没有因功率因数低带来的罚款，甚至还有因功率因数高而带来的奖励。

b:设备配置的变压器所需的KVA数小。这意味着相同容量的变压器可以配置更高功率的电炉，从而提高变压器的使用率。

c:大功率电源采用12脉波整流，产生的高次谐波分量更小，对电网的影响更小。

2：SCR串联电源的整流桥采取软启动的方式启动，因此在电源合闸时对电网无冲击。

3：SCR串联电源的逆变桥采用电压反馈型串联谐振电路，因此SCR串联电源还具有以下优点。

a:高的变换效率。把电能由三相工频交流电转换为单相中频交流电的转换效率高达96%。

b:高的熔化速率。我们生产的SCR串联电源可以恒功率运行，无论炉体处于何种工作状态，是烘炉、保温还是熔化，电源都可以随意调整运行功率。

c:高的启动成功率。任何炉况下，启动成功率均为100%

4：SCR串联电源所有主回路均采用大截面铜排，其电力损耗仅为水冷铜管的20%。

5：SCR串联电源运行噪音低。

6：具有完善恰当的保护功能。

a: 进线电流过流保护，装置运行电流大于此值时，电源停止，进入保护状态。

b: 进线电流限制，限制装置的进线电流运行于该值以下。

c:电容器电压限制，限制装置的电容器电压运行于该值以下。

d:电炉电压限制，限制装置的电炉电压限制运行于该值以下。

e:电炉电流限制，限制装置的电炉电流限制运行于该值以下。

f:冷却水水温保护。当冷却水水温高时，电源保护。

g:冷却水水压保护。当冷却水水压低时，电源保护。

7.2.2可靠性方面

1:逆变触发信号光纤传输。

2:控制线路板小型化。

3:控制中枢核心集成化。

5.2.3维修的方便性。

考虑到用户维修时的方便性，比如可控硅的安装，我们的可控硅采用框架式安装架，并且可控硅为垂直方向安装，这样，如果需要更换可控硅时，一个人便可方便地更换，而不需要另一个人帮忙。

5.3炉体介绍

逆变可控硅串联1.5吨钢壳熔炼炉部分包括电炉炉体，水冷电缆，耐火胶泥，炉衬快速推出装置，主回路铜排。

5.3.1炉体

炉体由感应线圈，磁轭，炉架，倾动油缸(保温炉还有炉盖)组成。

5.3.1.1感应线圈

感应线圈采用不小于5mm的T2冷轧成型矩形紫铜管绕制而成，感应线圈采用包扎云母带和浸绝缘漆工艺, 外表再喷涂一层灰色绝缘漆，绝缘层的耐压大于5000V。

感应线圈由焊接在其外圆周的数列螺栓和绝缘撑条固定。线圈固

定后，其匝间距误差不大于2mm。

在感应线圈的上部和下部都设有不锈钢水冷圈，其目的是使炉衬材料在轴向受热均匀，延长炉衬的使用寿命。

在感应线圈的出水口处，按水路分别安装数个水温温度探头，当某一路水发生堵塞水温超高时，可以立即发出警报，并可以自动使中频电源停机。

5.3.1.2 磁轭

磁轭采用高导磁率冷轧硅钢片制造。硅钢片的厚度为0．3mm。磁轭采用仿形结构，其内弧面的弧度与感应线圈的外圆弧度相同，使磁轭可以紧贴感应线圈外侧均匀分布，最大限度的约束线圈向外发散的磁场，减少外磁路磁阻。

磁轭由二侧的不锈钢板和不锈钢夹件夹持，焊接固定。在二侧的不锈钢板上焊有冷却水管，用于冷却磁轭。冷却水管可以承受0.45Mpa水压，15min内无泄漏。

磁轭总装后，弯曲度不大于4mm，理论中心线与实际中心线偏差不大于3mm。

磁轭和线圈之间由里向外垫有聚四氟乙烯板、石棉橡胶板。聚四氟乙烯板具有高的绝缘强度和高的耐温性能，石棉橡胶板具有高的耐热性能。这样就确保了磁轭和线圈之间的绝缘和耐热性能。每根磁轭用固定在炉壳上的丝杆顶住固定，在线圈的一周形成均匀的顶力，这样既固定了磁轭又固定了线圈，在熔化和出炉的过程中，线圈不会产生移动。

5.3.1.3炉架

炉架分活动和固定二部分。

5.3.1.3.1活动炉架

活动炉架用于安装感应线圈和磁轭。它由型钢和钢板焊接而成，采用框架结构，以便于检修。活动炉架顶部的操作平台采用了加厚钢板，以提高炉架的强度和承重能力。

5.3.1.3.2固定炉架

固定炉架安装在地基上，用于承载活动炉架。固定炉架的上部通过倾转轴和活动炉架相联，在倾炉油缸的顶推下，可以使活动炉架向前倾转95度。

炉架部分在设计时预留了很大的安全系数。保证炉架具有足够的刚度，在承载最大装料量时运行平稳。

5.3.1.4水冷电缆

水冷电缆的接头采用可拆卸结构，可以方便的拆开。内部通过焊接方式与铜绞线连接。这种方式联接牢固，接触电阻小。

水冷电缆的外套管采用夹布橡胶管。这种胶管不易燃烧，强度好。它可以承受0.45Mpa水压而不泄漏或破裂。

橡胶管经过长期使用后会老化，这时就要进行更换。这种可拆卸结构不需要破坏内部的铜绞线，只需要拆开接头上的螺栓就可以方便的更换外部橡胶管。

接头内部采用斜锥面密封和导电。当上紧接头螺栓时，自然就会起到了既导电又密封的作用。

5.3.1.4耐火胶泥

耐火胶泥是一种高度绝缘和绝热的材料，它涂在感应线圈的匝间和内侧，有如下作用：

(1)使感应线圈成为一个整体，减少工作时的振动和噪音。

(2)当炉料渗漏时保护感应线圈。

(3)有利于炉衬推出。

5.3.1.5炉衬快速推出装置

炉衬快速推出装置用于快速拆除旧炉衬。它包括顶推块，顶推油缸和操作机构。

顶推块装在炉衬的下面，通过炉体底部的顶推孔与顶推油缸相连。需要推出旧炉衬时，电炉倾转到90度，将顶推油缸用固定销和炉体底部的连接法兰固定，操作手动阀向油缸加压即可将旧炉衬推出。

六、1.5吨钢壳熔炼炉主要原材料生产厂家

序号	名称	规格型号	生产厂家
1	整流硅	KP	湖北襄樊、杭州汉安、北京清华
2	逆变硅	KK	湖北襄樊、杭州汉安、北京清华
3	电抗器		西安庆意
4	快熔		西安龙伸、人民电器
5	表头		无锡高宝、西安仪表厂
6	电容	RFM、DCMJ	浙江新安江、上虞、无锡
7	指示灯按钮		杭州三利
8	电阻		国营795厂
9	小型电容		国营794厂
10	空开		人民电器、寰宇、德力西、正泰
11	铜材		上虞、洛铜
12	液压系统		四川长江、山西榆次
13	矽钢片		武钢