Four électrique de raffinage (transformateur de distribution)

Description
Le four de raffinage à cuillère (four LF) est un équipement central dans l'industrie de la sidérurgie, principalement utilisé pour fournir une énergie électrique stable au processus de raffinage de l'acier en fusion. Ses performances ont un impact direct sur l'efficacité, la consommation d'énergie et la sécurité de la production d'acier. Avec le développement de la technologie de production d'acier par four électrique, en particulier la généralisation des fours LF de grande capacité supérieure à 40 tonnes, la conception et les normes techniques des transformateurs se sont progressivement orientées vers une haute efficacité et une internationalisation, formant une tendance technologique centrée sur l'économie d'énergie, la fiabilité et la faible maintenance.

Caractéristiques clés

Efficacité énergétique : Faibles pertes à vide/à charge, impédance optimisée ; utilise du silicium Baowu/Nippon Steel 30Z130/30Q130. 

Fiabilité : Conçu pour une durée de vie de plus de 30 ans ; joints de noyau entièrement obliques, cisaillement Georg allemand (<0,02 mm de bavures), serrage en acier à faible magnétisme. 

Capacité de surcharge : Fonctionnement stable à 120 % de la charge grâce à des enroulements en cuivre sans oxygène, de petits espaces d'huile et des structures de cylindre de refroidissement. Faible maintenance : Sans maintenance pendant plus de 10 ans ; injection d'huile sous vide, joints anti-âge et réservoirs à fond plissé préviennent les fuites.

Composants

Noyau

• Matériau : Utilise du silicium Baowu 30Z130 ou Nippon Steel 30Q130, correspondant aux matériaux utilisés dans les pays développés.

• Structure : Conception de laminage avec joints obliques complets, tiges de serrage en acier à faible magnétisme, éliminant les trous de perçage pour assurer une densité de flux magnétique uniforme dans toutes les sections du noyau sans distorsion.

• Traitement : La ligne de cisaillement Georg allemand contrôle les bavures ≤0,02 mm (norme ≤0,05 mm) et la tolérance de longueur ≤0,2 mm/m, améliorant le facteur de laminage pour réduire les surchauffes locales, le bruit et les pertes à vide.

Enroulements

• Matériau : Fils magnétiques en cuivre sans oxygène (P<0,017241 à 20°C) avec un emballage précis en papier isolant.

• Conception : Petits espaces d'huile, clapets d'huile internes/externes et structure de cylindre de refroidissement améliorent la stabilité axiale/radiale, la capacité de surcharge et réduisent les pertes.

• Solutions haute tension : Bobines "8" pour un enroulement unique dans la régulation de la tension à haute charge et pour les produits de grade 110 kV, améliorant la robustesse et réduisant les pertes par courants de Foucault.

Corps

• Structure : Bois lamellé pour toutes les parties en bois pour renforcer la rigidité du cadre de connexion ; plaques de pression supérieure et inférieure en panneaux isolants ou pièces moulées en époxy pour augmenter la distance d'isolation entre le conducteur et la terre et réduire les dimensions de la "hauteur de fenêtre".

• Isolation : Carton importé pour l'isolation principale, assemblage intégral multi-bobines et équipement norvégien de séchage à la vapeur pour assurer un séchage complet sans endommager l'isolation.

Réservoir d'huile

• Conception : Structure à fond plissé minimisant les soudures, testée pour la pression positive/négative pour assurer la fiabilité de l'étanchéité.

• Réduction des pertes : Acier à faible magnétisme ou blindage magnétique placé stratégiquement pour réduire les pertes supplémentaires dues aux champs magnétiques des barres de collecteur sur la paroi du réservoir, empêchant efficacement les fuites et réduisant les pertes.

Assemblage

• Processus : Compaction hydraulique après séchage du corps et injection d'huile sous vide pour éliminer les bulles dans les enroulements et réduire les décharges partielles.

• Étanchéité : Matériaux d'étanchéité anti-âge pour résoudre les fuites d'huile ; circuits de commande (relais de gaz, thermomètres, etc.) intégrés dans un boîtier de jonction monté en haut pour un aspect élégant et unifié.

Accessoires

• Refroidissement : Refroidisseurs YS1 à eau ou refroidisseurs à plaque spirale en acier inoxydable ; embases haute tension anti-pollution augmentent la distance de reptation.

• Changeurs de prise : Types avancés "M" ou "V" de fabricants leaders avec interfaces d'affichage et de commande à distance.

• Système d'huile : Huile de transformateur antivieillissement naphténique de Karamay dans des réservoirs totalement fermés avec soupapes de décharge de pression et conservateurs à diaphragme pour une protection complète.

Résumé de la maintenance et de la garantie technique du transformateur

Pour la maintenance du transformateur, les produits suspendus au noyau transportés sur de longues distances nécessitent des vérifications après arrivée pour traiter les fixations lâches et faciliter l'acceptation par l'utilisateur, tandis que les révisions régulières devraient se concentrer sur le remplacement des pièces d'usure mécanique (par exemple, les pompes) selon le cycle d'origine. La garantie de qualité comprend la conception des enroulements avec une marge de surcharge de 20 % (par exemple, 24 000 kVA pour un transformateur de four LF de 20 000 kVA) pour assurer un fonctionnement stable à 120 % de la charge, avec une tension d'impédance ≤8 % et des calculs de charge thermique basés sur la capacité supérieure. Les mesures anti-choc et anti-court-circuit renforcent la stabilité axiale/radiale des bobines grâce à des fils de grade haute tension, un séchage précis, une compaction hydraulique et des structures de soutien multiples. Pour garantir une opération sans maintenance pendant 20 ans, la conception utilise de l'huile naphténique de Karamay dans des réservoirs totalement fermés avec des conservateurs à diaphragme, des joints anti-âge et des analyses chromatographiques d'huile régulières. Les principales améliorations incluent des noyaux en silicium Baowu/Nippon Steel avec un cisaillement ultra-faible, des enroulements en cuivre sans oxygène avec de petits espaces d'huile, des corps en bois lamellé, des réservoirs à fond plissé avec blindage magnétique et des systèmes de contrôle intégrés. Les tendances futures pour les fours de chauffage des minerais incluent des transformateurs monophasés avec refroidissement latéral à eau pour les modèles ≥15 000 kVA, tandis que la maintenance priorise la surveillance non intrusive via l'analyse d'huile pour réduire les coûts et les risques de contamination.