Transformador de forno de refino

O forno de refino funciona como estação de processamento secundário no processo siderúrgico do forno elétrico a arco (EAF), responsável por elevar a temperatura do aço fundido, ajustar sua composição química e remover inclusões. Comparados aos transformadores usados ​​para EAFs de fusão primária, os transformadores de fornos de refino associados sofrem surtos de curto-circuito menos frequentes, mas exigem maior precisão na regulação de tensão e maior frequência operacional. A Yulan Transformer fabrica transformadores para fornos de refino com capacidades que variam de 1.000 kVA a 80.000 kVA; as tensões primárias podem ser configuradas para 6 kV, 10 kV, 15 kV, 22 kV, 35 kV ou 110 kV, enquanto as tensões secundárias e as configurações de tap são personalizadas de acordo com curvas específicas do processo de refino.

Diferenças operacionais e prioridades de design

Estabilidade do Arco: O arco do forno de refino é relativamente curto e submerso abaixo da camada de escória; as flutuações de corrente são inferiores às dos fornos de fusão, resultando em tensões mecânicas relativamente moderadas nos enrolamentos.

Frequência de regulação de tensão: Os ajustes de potência são frequentes durante a etapa de refino, com o comutador em carga operando potencialmente dezenas de vezes ao dia; conseqüentemente, a vida útil do contato e a confiabilidade da comutação são considerações importantes na seleção.

Faixa de tensão secundária: Normalmente entre 120 V e 280 V — inferior à dos fornos de fusão, mas superior à dos fornos de carboneto de cálcio — dependendo da capacidade da panela e do diâmetro do eletrodo.

Seleção de Impedância: Deve equilibrar a limitação da corrente de curto-circuito com a queda de tensão nos barramentos da rede de curto-circuito; os valores padrão variam de 6% a 10%, exigindo cálculo coordenado com os parâmetros da rede curta do forno.

Método de resfriamento: Para capacidades superiores a 8.000 kVA, a densidade de perda aumenta, necessitando de circulação forçada de óleo com resfriamento a ar ou água. Faixa de parâmetros técnicos

Parâmetro do item

Referência de configuração típica

Os dados abaixo são agregados de vários projetos atualmente em operação e não representam um único modelo específico. Os parâmetros finais estão sujeitos ao acordo técnico e documentação de fábrica.

Fabricação e Verificação

A Yulan Transformer fabrica transformadores para fornos elétricos desde 1999, fornecendo transformadores para fornos de refino para inúmeras siderúrgicas em toda a China. As capacidades de produção incluem uma capacidade de elevação de 80 toneladas, um sistema de secagem a vácuo em fase de vapor de querosene de 400 kW, equipamento de teste de impulso de 1.200 kV e um transformador de teste de frequência de energia sem descarga parcial de 400 kV. Antes de sair da fábrica, cada unidade passa por uma série abrangente de testes, incluindo resistência CC do enrolamento, relação de tensão, resistência de isolamento, tensão suportável de frequência de potência, tensão suportável induzida, perda sem carga, perda de carga, impedância de curto-circuito e testes de ciclo operacional do comutador de derivação em carga (OLTC). Os dados de teste são arquivados por número de série, garantindo total rastreabilidade até lotes de matéria-prima e registros de processo. A empresa possui certificações ISO 9001:2015, ISO 14001 e ISO 45001.

Detalhes do projeto

Compensação de queda de tensão em curto-rede

O comprimento e o layout da rede curta (conectando os terminais secundários do transformador aos eletrodos) afetam a tensão real dentro do forno. A queda de tensão na rede curta deve ser levada em consideração ao projetar a tensão secundária; caso contrário, o poder de refinação será insuficiente. Os usuários devem fornecer dados sobre impedância e comprimento de rede curta para cálculos de enrolamentos.

Seleção do trocador de toque

Os fornos de refino requerem ajustes frequentes de tensão; os comutadores de derivação de transformadores de potência padrão podem não atender aos requisitos de vida útil. São recomendados comutadores de derivação em carga a vácuo ou tipos de comutação de alta velocidade projetados especificamente para transformadores de fornos elétricos, juntamente com um sistema independente de filtragem de óleo.

Estrutura sinuosa

Devido às altas correntes secundárias, são utilizados condutores transpostos ou múltiplos condutores paralelos, com transposição nas extremidades para garantir o equilíbrio da corrente. Barramentos de cobre são usados ​​para saídas em uma configuração "em fase paralela inversa" para minimizar campos magnéticos externos e aquecimento de componentes estruturais.

Acumulação de calor e isolamento

Os fornos de refino operam em lotes, submetendo o transformador a aquecimento e resfriamento cíclicos. A estrutura de fixação deve incorporar uma força de fixação predefinida para evitar o afrouxamento do isolamento durante o ciclo térmico. O aumento da temperatura do topo do óleo é verificado com base em condições contínuas de operação em plena carga; o projeto baseado em sobrecarga de curto prazo não é recomendado.

Harmônicos e Potência Reativa

A natureza não linear do arco do forno de refino gera harmônicos, enquanto o fator de potência é relativamente baixo (0,75 a 0,85). Os projetos de transformadores incorporam margens para harmônicos em relação às seções transversais e blindagem dos condutores, enquanto a compensação de potência reativa é tratada no lado do sistema.

Perguntas comuns

P: Um transformador de forno de refino pode ser usado de forma intercambiável com um transformador de forno a arco de fusão?

Não é recomendado. Os transformadores de fornos de fusão apresentam impedância mais alta, uma faixa de regulação de tensão mais ampla e requisitos de resistência mecânica mais rigorosos. Se um transformador de forno de refino for usado para fusão, ele poderá ser danificado por choques freqüentes de curto-circuito. Por outro lado, embora seja viável usar um transformador de forno de fusão para refino, incompatibilidades na precisão da regulação de tensão e no número de etapas de derivação podem dificultar o controle de potência.

P: Como é determinada a faixa de tensão secundária?

O fabricante do forno fornece uma curva de tensão baseada nas dimensões da panela, no diâmetro do eletrodo e nos tipos de aço a serem refinados. O projetista do transformador então traduz isso em contagens de voltas e posições de tap específicas. A modificação da tensão secundária numa fase posterior exigiria um redesenho dos enrolamentos; portanto, confirmar os parâmetros durante a fase inicial é crucial.

P: É necessário um sistema de resfriamento de água para refinar transformadores de fornos?

Para capacidades abaixo de 8.000 kVA, o resfriamento a ar geralmente é suficiente. Acima desta capacidade ou onde o espaço de instalação é limitado, o arrefecimento a água pode reduzir o tamanho do radiador, embora implique maiores requisitos de manutenção. O sistema de refrigeração a água deve garantir que a pressão do óleo permaneça superior à pressão da água.

P: Qual é o número apropriado de etapas de regulação de tensão para um transformador de forno de refino?

Cinco a oito etapas são suficientes para refinar aço carbono comum, enquanto 11 a 15 etapas são selecionadas para aço-liga ou aço inoxidável quando é necessário um controle preciso da temperatura. Um número excessivo de etapas aumenta o custo e o número de possíveis pontos de falha do comutador, portanto, deve-se encontrar um equilíbrio com base nos requisitos do processo.

P: Como o ambiente de instalação afeta o transformador?

A área do forno de refino é caracterizada por altos níveis de poeira e temperaturas elevadas; o transformador deve estar localizado em uma área bem ventilada e protegido do contato direto com escória de aço voadora. As instalações externas exigem caixas de terminais e gabinetes de controle com classificações de proteção de entrada mais altas, e o impacto das altas temperaturas ambientes na eficiência do resfriamento deve ser considerado.