取鍋精錬炉変圧器

取鍋精錬は製鋼プロセスの二次精錬段階であり、一次溶解炉と連続鋳造の間に位置します。その主な目的は、溶鋼の組成、温度、純度を調整することです。取鍋精錬炉変圧器は、このステーションにアーク加熱電力を供給するものであり、その負荷特性は溶解アーク炉とは大きく異なります。

Yulan Transformer は、電気炉変圧器シリーズの専門部門として取鍋精錬炉変圧器を設計および製造しています。これらのユニットは、1,000 kVA ～ 80,000 kVA の容量範囲をカバーし、6 kV、10 kV、15 kV、22 kV、35 kV、および 110 kV の一次電圧をサポートし、特定の精製プロセス要件に合わせた二次電圧と電圧調整ステップを備えています。

精錬条件と溶解炉の違い

取鍋炉は、電極と溶湯の間で電気アークを燃焼させて溶鋼を処理します。その結果、炉はスクラップ金属の崩壊によって引き起こされる激しい短絡衝撃にさらされません。その結果、巻線にかかる機械的ストレスは、溶融炉変圧器が受けるストレスよりも低くなりますが、電圧調整動作ははるかに頻繁に発生します。精錬中は、鋼種と目標温度に基づいて入力電力を継続的に調整する必要があります。負荷時タップ切換器は、標準の電源変圧器よりもはるかに頻繁に動作し、場合によっては 1 日に数十回も動作します。

二次電圧は一般に溶解アーク炉よりも低く、通常は 90 V ～ 240 V の範囲ですが、二次電流は容量に応じて数千アンペアから数万アンペアの範囲です。アークの相対的な安定性により、短絡インピーダンスは溶解炉のインピーダンスよりもわずかに低くなりますが、アークの連続性と機器の安全性を確保するには、依然として妥当な範囲内に維持する必要があります。設計インピーダンス値は通常 6% ～ 10% の間にあり、正確な数値は炉メーカーと電気システム設計者が共同で決定します。

主要な技術パラメータの範囲

代表モデルデータ抜粋

以下のデータは、すでに供給されている製品の工場記録から編集されたものです。選択された仕様のみが参考のためにリストされています。外形寸法と重量は特定の構成によって異なります。最終仕様は工場出荷時の文書に従うものとします。

注: 一次電圧は、ユーザーの要件に応じて 20 kV、60 kV、または 110 kV として設計できます。この場合、断熱レベルと外形寸法はそれに応じて調整されます。

電圧調整とインピーダンス設計

取鍋精錬炉変圧器は、精錬段階で初期アーク発生から溶解までの全電力範囲をカバーする必要がないため、通常、溶解アーク炉よりも電圧調整ステップが少ないのが特徴です。 Common configurations range from 5 to 8 steps;ただし、より微細な電圧制御を必要とする一部の大型精製炉では、負荷時のタップ変更で 13 ～ 19 ステップを使用する場合があります。選択される負荷時タップ切換器は、接点の寿命とスイッチング速度が精製サイクルに合わせて、頻繁な動作に適している必要があります。

短絡インピーダンスの選択では、アークの安定性とシステムの短絡電流制限のバランスをとる必要があります。取鍋炉内のアークは比較的安定しているため、インピーダンスは溶解アーク炉よりもわずかに低くなります。ただし、系統の短絡容量が不十分な場合は、直列リアクトルが必要になるか、変圧器のインピーダンスを大きくする必要がある場合があります。目標値は設計段階で電気システムの計算によって決定され、メーカーは巻線の配置と漏れ磁束の制御を通じてこれらの仕様を達成します。

二次接続と構造的特徴

二次電流が大きいため、出力接続には複数の銅製バスバーが並列に使用され、端子台はタンクの壁に取り付けられています。一部のモデルは同相逆並列配置を採用しており、隣接するバスバーに電流が逆方向に流れることで、外部磁場と構造コンポーネントの発熱を軽減します。内部的には、転置された導体または複数の並列導体が巻線内で使用され、すべての分岐に均一な電流分布が保証されます。

タンクは容量とメンテナンスの要件に応じて、ベル型またはカバー型の構造を備えています。大型ユニットにはラジエターパネルまたは強制オイル循環冷却システムが装備されています。アクティブ部分は灯油蒸気真空システムで乾燥され、絶縁コンポーネントから水分とガスが完全に除去されます。

品質検証

各ユニットは工場出荷前に、巻線の直流抵抗、電圧比、絶縁抵抗、電源周波耐電圧、誘導耐電圧、無負荷損失、負荷損失、短絡インピーダンスを測定します。負荷時タップ切換器は、完全な動作サイクルテストを受けます。定格が 35 kV 以上のユニットの場合、追加の雷インパルス試験と部分放電測定が実施されます。同社は ISO 9001:2015、ISO 14001、および ISO 45001 認証を取得しており、テスト データはシリアル番号ごとにアーカイブされています。

選定Q&A

Q: 取鍋炉変圧器と電気アーク炉 (EAF) 変圧器は互換的に使用できますか?

これらは同じ構造原理を共有していますが、設計の優先順位が異なります。溶融した EAF 変圧器は、より深刻な短絡衝撃に耐える必要があります。したがって、これらは通常、より高いインピーダンスとより広い電圧調整範囲を特徴とします。取鍋炉変圧器はより安定したアークで動作するため、インピーダンスがわずかに低くなり、電圧調整ステップが少なくなります。ユーザーが短期的に二重目的の機能を必要とする場合、インピーダンス、電圧調整範囲、機械的強度などのパラメータを再検証する必要があります。直接の代替は不可能です。 

Q: 電圧調整ステップは 5 ステップと 8 ステップのどちらを選択するのが良いですか?

それは精錬される鋼種とプロセス曲線によって異なります。通常の炭素鋼を精製する場合、電圧調整の要求が少なくなるため、通常は 5 つのステップで十分です。合金鋼やステンレス鋼の精錬では、より細かな出力制御が必要となるため、8ステップ以上が好ましい。段数が増えるとタップ切換器のコストや変圧器のタンクが大きくなりますが、温度制御の精度は向上します。

Q: 二次電圧範囲はどのように決定されますか?

取鍋容量、電極直径、精錬プロセスに基づいて炉メーカーによって指定されます。次に、変圧器の設計者は、この二次電圧範囲を特定の巻線巻数とタップ位置に変換します。ユーザーはプロジェクトの初期段階で完全な電圧曲線を提供する必要があります。後で変更を加えると、巻線の再設計が必要になります。

Q: 冷却方法はどのように選択すればよいですか?

5,000 kVA 未満の容量の場合は、通常、自然油冷却または空冷で十分です。 10,000kVAを超えると損失密度が増加しますので、空冷または水冷による強制油循環を推奨します。水冷システムにはより多くのメンテナンスが必要です。具体的には、油への水の漏れを防ぐために、油圧を常に水圧よりも高く保つ必要があります。

Q: 取鍋炉変圧器には直列リアクトルが必要ですか?

それは電力網の短絡容量と精製プロセスによって異なります。ほとんどの取鍋炉変圧器は、インピーダンスがすでに適切な範囲内に設定されているように設計されているため、追加のリアクトルは必要ありません。ただし、ローカルグリッドが弱い場合、または製鉄​​所で複数の炉が並行して稼働している場合は、短絡電流を制限し、アークを安定させるためにリアクトルが設置される場合があります。エンジニアリング能力

Yulan Transformer は 1999 年から電炉用変圧器を製造しており、取鍋精錬炉用変圧器は国内の多数の製鉄所に大量供給されています。当社の生産設備は、吊り上げ能力80トン、400kWの灯油気相真空乾燥装置、1,200kVのインパルス試験装置、400kVの部分放電のない電源周波数試験用変圧器を備えています。これらの機能により、定格 110 kV 以下の取鍋炉変圧器の製造および工場受け入れテスト要件を満たすことができます。

容量が 1,000 kVA ～ 80,000 kVA、一次電圧が 6 kV ～ 110 kV のプロジェクトの場合、当社の技術部門は、お客様が提供する単線図に基づいて設計ソリューションを開発し、プロセス パラメーターを調整し、外形図、損失計算、電圧調整スケジュールを提供します。詳細については、Yulan 変圧器技術部門にお問い合わせください。