Wuxi Wondery Industry Equipment Co., Ltd

I. 프로젝트 배경 및 장비 사양 본 사례 연구는 알루미늄 용해용으로 설계된 정격 용량 1톤, 최대 용량 1.2톤의 중주파 유도 용해로, 모델 WDL-KGPS-1000을 다룹니다. 이 장비는 중주파 유도 가열 방식을 사용하며 용탕 알루미늄 배출을 위한 유압식 기울임 장치를 갖추고 있습니다. 전기 시스템은 380V/50Hz 삼상 전원 공급 장치, 삼상 6펄스 정류기 및 병렬 연결된 인버터로 구성됩니다. 이전 사례의 0.8톤 용해로와 비교하여, 본 장비는 최대 용량 1.2톤으로 설계된 용해로 본체를 특징으로 하며, 출력 주파수는 1000Hz로 동일하게 유지하면서 전원 공급 장치의 정격 전력이 600kW로 증가했습니다. 용해로의 정격 수요를 약간 초과하는 전력 구성은 용해 속도 향상을 위한 여유를 제공합니다. II. KGPS 중주파 전원 공급 장치 시스템 전원 공급 장치 시스템은 KGPS 사이리스터 기반 중주파 전원 공급 장치를 채택했으며, 정격 전력 600kW, 중주파 출력 전압 1500볼트, 출력 주파수 1000Hz입니다. 역률은 0.9 이상이며, 시동 성공률은 100%입니다. 정류부에는 삼상 전 제어 브리지가 사용되며, 제어 회로는 8세대 디지털 회로 기판 아키텍처를 채택했습니다. 핵심 제어 기능에는 정전력 제어, 스윕 주파수 무압 소프트 스타트, 이중 폐쇄 루프 전압-전류 피드백이 포함됩니다. 스윕 주파수 무압 시동은 시스템이 시동 시 고주파에서 저주파로 자동으로 스캔하여 부하 공진점을 찾으면 중주파 발진을 설정하는 것을 의미합니다. 이는 전통적인 별도 여기 시동 방식의 부하 파라미터 변화에 대한 민감성을 피하는 접근 방식입니다. 보호 시스템은 과전류, 과전압, 저전류, 저전압, 수손, 위상 손실 조건을 포함합니다. 보호 파라미터 중 하나라도 설정 임계값을 초과하면 시스템은 자동으로 펄스 출력을 차단하고 주 회로 전원을 분리합니다. 전원 공급 장치 캐비닛에는 전체 전압, 전류, 전력 판독값과 상태 표시기가 포함되어 있습니다. 커패시터 캐비닛은 중주파 병렬 보상을 제공하여 배전선의 무효 전력 전송 손실을 줄이고 시스템 역률을 개선합니다. 커패시터 뱅크 용량은 유도 코일의 공진 주파수에 맞춰져 정격 조건에서 공진점 근처에서 작동하도록 보장합니다. III. 유도 코일 설계 및 자기 요크 차폐 유도 코일은 핵심 에너지 변환 부품으로, 두께 5mm의 T2 구리로 제작됩니다. 전원이 공급되면 코일은 1000Hz의 교류 자기장을 생성하여 용해로 내부의 금속 충전물에 와전류를 유도하여 열을 발생시킵니다. 코일 설계는 전자기장 원리를 기반으로 하며 전용 컴퓨터 소프트웨어를 통해 검증되며, 실제 작동 전력과 설계 전력 간의 편차는 5% 이내로 제어됩니다. 턴간 절연은 고급 절연 기술을 사용하여 처리되며, 전용 클램핑 기술은 코일의 축 방향 진동을 줄입니다. 코일 내부 벽에는 수입 고온 내성 절연 재료가 스프레이되어 있으며, 용해로 라이닝 누설 경보 시스템이 설치되어 있습니다. 용탕 알루미늄이 코일 층으로 스며들면 경보 시스템이 이를 조기에 감지하고 상태를 신호하여 용해로 파손 사고를 방지합니다. 코일 내부 표면에는 10~15mm 두께의 내화 코팅이 적용됩니다. 이 코팅은 용해로 라이닝 건설을 용이하게 하고 라이닝의 열 변형을 방지하여 수명에 영향을 미치는 두 가지 기능을 수행합니다. 자기 요크는 초승달 모양으로 냉간 압연된 규소강 시트로 적층되고 스테인리스 스틸 스플린트로 고정됩니다. 요크와 코일 외부 표면 사이의 접촉면은 곡면으로 되어 있어 선 접촉이 아닌 면 접촉을 제공하여 더 나은 클램핑 효율과 자기 누설 감소를 달성합니다. 규소강 시트는 관통 볼트 대신 전용 스플린트로 보강되어 유효 자기 면적을 최대화하고 국부적인 가열을 줄입니다. 자기 요크는 자기 누설을 동시에 차폐하고, 용해로 본체 가열을 방지하며, 유도 코일을 지지하고 고정합니다. IV. 유압 기울임 시스템 용해로 기울임은 리프팅을 위해 용해로 본체 양쪽에 배치된 두 개의 실린더를 갖춘 유압 시스템으로 구동되며, 용해로 복귀는 중력에 의해 이루어집니다. 유압 스테이션에는 듀얼 모터와 듀얼 펌프가 장착되어 있으며, 하나는 서비스 중이고 다른 하나는 대기 상태이며 자동 전환 기능이 있습니다. 연료 탱크는 유압유 누출을 방지하기 위해 완전히 밀폐되고 용접됩니다. 기울임 각도 범위는 0~95도이며, 충격이나 크리핑 없이 부드러운 작동, 조절 가능한 속도, 어떤 위치에서도 고정할 수 있는 기능을 제공합니다. 기울임 작동은 수동 밸브를 통해 제어되며, 용탕 알루미늄 주입량을 정밀하게 제어해야 하는 주조 공정에 적합합니다. V. 용해로 본체 구조 용해로 쉘은 강철 프레임 구조를 채택하며, 고정 장착 베이스와 기울임 용해로 본체로 구성되며, 전체 프레임 구성은 강성을 보장합니다. 용해로 내부 직경 대 높이 비율은 컴퓨터 분석을 통해 최적화되었습니다. 비율이 증가하면 자연 역률이 향상되고 전기 효율이 향상됩니다. 용해로 본체는 1000kg의 알루미늄 용해를 위해 3000kg의 라이닝 용량으로 설계되었습니다. 이는 용해로 내부 용적이 정격 용량에 비해 상당한 여유를 가지고 있어 충전 작업을 용이하게 하고 유출 위험을 줄입니다. VI. 흑연 도가니 및 수냉 시스템 도가니는 흑연 구조이며, 충전 방식, 용해 온도 유지 범위, 드로스 제거 빈도를 포함한 작동 조건에 따라 권장 사용 수명은 4~6개월입니다. 수냉 케이블은 TU1 다중 스트랜드 무산소 구리선으로 제작되었으며, 고강도 내화 고무 튜브로 피복되고 냉간 성형 커넥터가 사용됩니다. 전원 공급 장치 측에는 12m³/h 이상의 냉각수 유량이 필요하며, 용해로 본체 측에는 22m³/h 이상의 유량이 필요합니다. 전원 공급 장치 측의 배출수 온도는 35°C를 초과하지 않아야 하며, 용해로 본체 측은 45°C를 초과하지 않아야 합니다. 입수 압력은 0.15~0.35MPa로 유지됩니다. 수냉 시스템은 독립적인 순환 냉각 루프를 형성하는 폐쇄형 냉각탑, 물 탱크 및 제어 캐비닛을 갖추고 있습니다.

I. 프로젝트 배경 및 장비 사양 본 사례 연구는 알루미늄 용해용으로 설계된 정격 용량 0.8톤, 최대 용량 0.96톤의 중주파 유도 용해로, 모델 WDL-KGPS-800에 관한 것입니다. 이 장비는 중주파 유도 가열 방식을 채택하고 있으며, 용융 알루미늄 배출을 위한 유압식 기울임 장치가 장착되어 있습니다. 전기 시스템은 380V/50Hz 삼상 전원 공급 장치, 삼상 6펄스 정류기 및 병렬 연결된 인버터로 구성됩니다. 이 장비의 핵심 기술 특징은 KGPS 중주파 전원 공급 장치 시스템과 강철 쉘 유압식 기울임 용해로 본체의 결합으로, 주조 공장에 적합한 중용량 유도 용해 솔루션을 나타냅니다. II. KGPS 중주파 전원 공급 장치 시스템 전원 공급 장치 시스템은 10년 이상의 지속적인 기술 개발을 통해 성숙된 KGPS 사이리스터 기반 중주파 전원 공급 장치를 채택합니다. 정류기 섹션은 삼상 전제어 브리지이며, 중주파 출력 전압은 1500볼트, 정격 전력은 500kW, 출력 주파수는 1000Hz입니다. 역률은 0.9를 초과하며, 시동 성공률은 100%로, 모든 시동 시도에서 중주파 발진을 안정적으로 설정할 수 있음을 의미합니다. 제어 회로는 8세대 디지털 회로 기판 아키텍처를 채택하며, 정전력 제어, 스윕 주파수 무압 소프트 스타트, 이중 폐쇄 루프 전압-전류 피드백 기능을 갖추고 있습니다. 보호 시스템은 과전류, 과전압, 저전류, 저전압, 수손, 위상 손실 조건을 포함합니다. 어떤 매개변수라도 설정 임계값을 초과하면 시스템은 자동으로 펄스 출력을 차단하고 주 회로 전원을 분리합니다. 전원 공급 장치 캐비닛과 커패시터 캐비닛은 별도로 배치됩니다. 커패시터 캐비닛은 중주파 병렬 보상을 제공하여 시스템 역률을 개선하고 배전선의 무효 전력 전송 손실을 줄입니다. 커패시터 뱅크 용량은 유도 코일의 공진 주파수에 맞춰져 있으며, 정격 조건에서 공진점 근처에서 작동하여 최적의 전력 출력 효율을 보장합니다. III. 유도 코일 설계 및 자기 요크 차폐 유도 코일은 중주파 용해로의 핵심 에너지 변환 부품입니다. 전원이 공급되면 코일은 강력한 교류 자기장을 생성하여 용해로 내부의 금속 충전에 와전류를 유도하여 열을 발생시킵니다. 코일 재질은 두께 5mm의 T2 구리이며, 나선형 튜브로 제작됩니다. 코일 설계는 유한 요소 전자기장 분석을 기반으로 하며, 실제 작동 전력과 설계 전력 간의 편차는 5% 이내로 제어됩니다. 코일은 고급 턴간 절연 처리를 채택하고, 전용 클램핑 기술을 사용하여 축 방향 진동을 줄입니다. 코일 내부 벽에는 수입 고온 내성 절연 재료가 코팅되어 있으며, 용융 알루미늄 누출 위험을 감지하기 위한 용해로 라이닝 누설 경보 시스템이 설치되어 있습니다. 코일 내부 표면에 10~15mm 두께의 내화물 코팅이 적용되어 용해로 라이닝 시공을 용이하게 하고 라이닝의 열 변형으로 인한 수명 단축을 방지하는 두 가지 기능을 수행합니다. 자기 요크는 초승달 모양으로, 냉간 압연 규소강 시트로 적층되고 스테인리스 스틸 스플린트로 고정됩니다. 요크와 코일 외부 표면 사이의 접촉면은 곡면으로 되어 있어 선 접촉이 아닌 면 접촉을 달성하여 더 나은 고정 효율과 자기 누설 감소를 제공합니다. 규소강 시트는 관통 볼트 대신 전용 스플린트로 보강되어 시트의 유효 자기 면적을 최대화하고 국부적인 가열을 줄입니다. 자기 요크는 자기 누설을 차폐하고, 용해로 본체 가열을 방지하며, 유도 코일을 지지하고 고정하며, 전체 시스템 효율을 향상시키는 역할을 합니다. IV. 유압식 기울임 시스템 용해로 기울임은 용해로 본체 양쪽에 배치된 두 개의 실린더를 통해 유압 시스템으로 구동되어 들어 올립니다. 용해로 복귀는 중력에 의해 이루어집니다. 유압 스테이션은 이중 모터와 이중 펌프를 갖추고 있으며, 하나는 작동 중이고 하나는 대기 중이며 자동 전환 기능이 있습니다. 연료 탱크는 완전히 밀폐되고 용접되어 있으며, 측면 및 배관 포트 외에는 개구부가 없어 유압유 누출을 방지합니다. 유압식 기울임 콘솔은 수동 밸브 조작을 사용하며, 기울임 각도 범위는 0~95도입니다. 작동은 충격이나 크리핑 없이 부드럽게 이루어지며, 속도 조절이 가능하고 어떤 위치에서도 고정할 수 있습니다. 이 설계는 용융 알루미늄 주입량의 정밀한 제어가 필요한 주조 응용 분야에 적합합니다. V. 용해로 본체 구조 용해로 쉘은 강철 프레임 구조를 채택하며, 고정 장착 베이스와 기울임 용해로 본체로 구성되며, 전체 프레임 구성은 강성을 보장합니다. 용해로의 노 직경 대 높이 비율은 컴퓨터 분석을 통해 최적화되었으며, 고급 국제 용해로 프로파일 설계 원칙을 채택하여 자연 역률을 향상시키고 전기 효율을 높입니다. 용해 중 발생하는 연기 및 미립자를 포집하기 위해 용해로 상부 섹션 위에 밀폐된 집진 후드가 설치됩니다. VI. 흑연 도가니 및 수냉식 케이블 도가니는 흑연 재질로, 알루미늄 용해와의 화학적 호환성이 좋습니다. 제안서에 명시된 도가니 수명은 투입 방법, 용해 온도, 슬래그 제거 관행을 포함한 작동 조건에 따라 4~6개월입니다. 수냉식 케이블은 TU1 다중 스트랜드 무산소 구리선으로 구성되며, 고강도 내화 고무 튜브로 피복되고, 냉간 성형 커넥터는 우수한 전기 전도성과 인장 강도를 제공합니다. 전원 공급 장치 측은 최소 12m³/h의 냉각수 유량이 필요하며, 용해로 본체 측은 최소 20m³/h가 필요합니다. 전원 공급 장치 측의 배출수 온도는 35°C를 초과하지 않아야 하며, 용해로 본체 측은 45°C를 초과하지 않아야 합니다. 입수 압력은 0.15~0.35MPa로 유지됩니다. 수냉 시스템은 폐쇄형 냉각탑, 물 탱크 및 제어 캐비닛으로 구성되어 독립적인 순환 냉각 루프를 형성합니다. VII. 공정 성능 매개변수 정격 용량은 0.8톤, 최대 용량은 0.96톤이며, 정격 탭핑 온도는 780°C로 설정됩니다. 용해 시간은 용해로당 약 60분이며, 허용 편차는 ±5%입니다. 이를 기준으로, 냉간 충전부터 탭핑 온도 도달까지의 사이클은 약 1시간이며, 이는 시간당 약 0.8톤의 용해율에 해당합니다. 정격 전력 500kW로, 단위 알루미늄당 특정 에너지 소비량은 약 625kWh로, 중주파 유도 용해로의 일반적인 효율 범위 내에 있습니다.

I. 프로젝트 배경 및 장비 사양 본 사례 연구는 예멘 시장을 대상으로 하는 전기 저항식 경사형 알루미늄 용해로, 모델 WDL-GRQ-1500에 관한 것입니다. 이 장비는 비철금속 및 저융점 합금을 용해하도록 설계되었으며, 알루미늄 합금이 일반적인 처리 재료입니다. 용해로는 정격 용량이 1,500kg이며 전기 저항 가열 방식을 채택하고 있으며, 용해된 알루미늄 배출을 위한 유압식 경사 시스템이 장착되어 있습니다. 전기 시스템은 380V/50Hz 삼상 전원 공급 장치에 맞춰 구성되며, 제어 전원은 220V/50Hz이고 삼상 5선식 연결을 사용합니다. 구매자는 전압 변동이 ±10% 이내이고 주파수 변동이 ±3Hz를 초과하지 않는 안정적인 전원 공급 장치를 제공해야 합니다. 이 그리드 호환성 조건은 설치 전에 예멘의 현지 산업 전원 공급 상황과 비교하여 검증해야 합니다. II. 용해로 구조 및 내화물 구성 용해로 쉘은 강판과 형강을 용접하여 원통형 구조로 제작되었으며, 모든 접합부에는 연속적인 전체 관통 용접을 적용하여 쉘의 무결성을 보장합니다. 라이닝은 기능적으로 두 개의 구역으로 나뉩니다: 측벽과 용해로 바닥. 측벽 라이닝은 복합 구조를 사용합니다: 가장 안쪽 층은 단열재로 알루미늄 규산염 섬유 모듈로 구성되며, 작업층은 밀도 0.6g/cm³의 초경량 내화 벽돌로 제작됩니다. 질석 분말은 벽돌 조인트와 백킹에 채워져 열전도율을 낮춥니다. OCr27A17MO2 고저항 합금 와이어로 제작된 발열체는 측벽에 매립되어 있으며 단일 구역으로 제어됩니다. 즉, 전체 용해로 챔버는 하나의 온도 제어 구역만 사용하며, 극도의 온도 균일성이 요구되지 않지만 제어가 단순화된 시나리오에 적합합니다. 용해로 바닥은 일체형 주조 재료로 제작됩니다. 벽돌로 쌓은 바닥에 비해 일체형 주조 구조는 알루미늄 침투 및 열충격에 대한 저항성 측면에서 더 긴 서비스 수명을 제공합니다. 비상 배수 구멍은 측벽 하단에 설계되어 알루미늄 누출 시 비상 배출을 가능하게 하며, 용해로의 안전 중복 기능 역할을 합니다. III. 흑연 도가니 및 가열 시스템 도가니는 비철금속 용해 분야에서 높은 시장 인지도를 가진 Morgan 브랜드의 흑연 도가니입니다. 제안서에 명시된 도가니 수명은 실제 작동 조건(충전 방식, 용해 온도 유지 범위, 슬래그 제거 빈도 포함)에 따라 6개월 이상입니다. 가열 시스템의 핵심 요소는 OCr27A17MO2 저항 와이어로, 높은 비저항과 우수한 내산화성을 가진 철-크롬-알루미늄 계열 전기 발열 합금입니다. 단일 구역 제어 모드에서 정격 가열 전력은 200kW이며, 380볼트 작동 전압으로 스타 연결됩니다. 최대 용해로 온도는 850°C로 설계되었으며, 정상 작동 온도 범위는 0~800°C입니다. 빈 용해로 가열 시간은 3시간을 초과하지 않으며, 이는 상온에서 상부 작동 온도 한계까지의 시간 창을 나타냅니다. 온도 안정성은 표준 작동 조건에서 PID 조절 시스템에 의해 ±3°C로 달성됩니다. IV. 전기 제어 시스템 구성 제어 캐비닛은 사이리스터(SCR)를 주요 제어 요소로 사용하여 도통 각도를 조절하여 출력 전류를 조절합니다. 이 시스템은 단순한 온/오프 제어가 아닌, 고급 위상 이동 점호 제어 회로를 사용하여 연속적이고 부드러운 전력 조절을 구현합니다. 온도 제어 시스템에는 두 개의 열전대가 장착되어 있습니다: 하나는 화실 분위기 온도를 측정하고 다른 하나는 용해된 알루미늄 온도를 측정합니다. 용해된 알루미늄 측정에 사용되는 열전대에는 용해된 알루미늄에 의한 화학적 부식 및 물리적 침식을 방지하기 위해 탄화규소 보호관이 장착되어 있습니다. 두 열전대에서 오는 신호는 두 개의 대만산 온도 조절기로 공급되며, 그 중 하나는 PID 조절 기능을 제공합니다. 제어 시스템에는 여러 보호 로직이 통합되어 있습니다: 용해로 온도가 설정된 상한선을 초과하거나 오류로 인해 전류 이상이 발생하면 컨트롤러는 자동으로 펄스 출력을 중지하고 전원 공급을 차단합니다. 또한 약 0.5초의 시작 지연 시간을 가진 소프트 스타트 기능이 포함되어 있어, 콜드 스타트 시 전력망과 발열체 모두에 대한 돌입 전류 영향을 줄이도록 설계되었습니다. 저전압 전기 부품에는 CHINT 또는 Omron에서 공급되는 산업용 표준 구성의 에어 서킷 브레이커, 접촉기 및 릴레이가 포함됩니다. V. 유압식 경사 시스템 배출 방식은 고정식 용해로와 수동 퍼내기 방식과 달리 유압식 경사 방식입니다. 유압 시스템은 용해로 본체를 경사시켜 회전축을 중심으로 기울게 하여, 용해로 입구에서 용해된 알루미늄을 정량으로 제어하여 부을 수 있도록 합니다. 이 설계는 용해된 알루미늄을 주형 또는 주조 공동으로 직접 이송해야 하는 시나리오에 적합하며, 수동 퍼내기 방식에 비해 더 높은 배출 반복성과 작동 안전성을 제공합니다. 유압 시스템은 유압 동력 장치, 실린더, 제어 밸브 그룹 및 배관으로 구성되며, 전기 제어 시스템과 연동됩니다. 기울기 각도와 속도는 제어판을 통해 설정할 수 있습니다. VI. 공정 성능 매개변수 요약 정격 용량은 1,500kg이며, 용해율은 시간당 약 450~500kg입니다. 이는 냉간 충전부터 작동 온도 도달 및 주조 준비까지의 평균 알루미늄 출력률을 나타냅니다. 200kW의 가열 전력으로, 단위 알루미늄당 특정 에너지 소비량은 약 0.4~0.44kWh로, 저항 가열식 도가니로의 일반적인 효율 범위 내에 있습니다.