¿Cómo calcular la tasa de fusión y la productividad del horno de fusión por inducción?

Cabe señalar que los datos de capacidad de fusión del horno eléctrico proporcionados por el general horno de fundición por inducción fabricante en la muestra o especificación técnica es la tasa de fusión. La tasa de fusión del horno eléctrico es la característica del propio horno eléctrico, está relacionada con la potencia del horno eléctrico y el tipo de fuente de alimentación, y no tiene nada que ver con el sistema operativo de producción. La productividad del horno eléctrico no solo está relacionada con el rendimiento de la tasa de fusión del propio horno eléctrico, sino también con el sistema de operación de fusión. Habitualmente, existe un cierto tiempo auxiliar sin carga en el ciclo de operación de fusión, como: alimentación, desnatado, muestreo y prueba, espera de los resultados de la prueba (relacionados con los medios de prueba), espera del vertido, etc. La existencia de estos tiempos auxiliares sin carga reducen la potencia de entrada de la fuente de alimentación, es decir, reducen la capacidad de fusión del horno eléctrico.

Para mayor claridad de la descripción, presentamos los conceptos de factor de utilización de energía del horno eléctrico K1 y factor de utilización de energía operativa K2.

El factor de utilización de energía del horno eléctrico K1 se refiere a la relación entre la potencia de salida de la fuente de alimentación y su potencia nominal durante todo el ciclo de fusión, y está relacionado con el tipo de fuente de alimentación. El valor K1 de un horno de inducción de frecuencia intermedia equipado con una fuente de alimentación sólida de inversor paralelo de puente completo controlado por silicio (SCR) suele ser de alrededor de 0.8. El Instituto de Tecnología Mecánica y Eléctrica de Xi’an ha agregado el control del inversor a este tipo de fuente de alimentación (por lo general, este tipo de fuente de alimentación solo tiene control del rectificador), el valor puede estar cerca de 0.9 o más. El valor K1 del horno de inducción de frecuencia intermedia equipado con (IGBT) o (SCR) inversor de serie de medio puente que comparte una fuente de alimentación sólida teóricamente puede llegar a 1.0.

El tamaño del coeficiente de utilización de energía operativa K2 está relacionado con factores como el diseño del proceso y el nivel de gestión del taller de fusión y el esquema de configuración de la fuente de alimentación del horno eléctrico. Su valor es igual a la relación entre la potencia de salida real de la fuente de alimentación y la potencia de salida nominal durante todo el ciclo de funcionamiento. Generalmente, el coeficiente de utilización de energía K2 se selecciona entre 0.7 y 0.85. Cuanto más corto sea el tiempo de funcionamiento auxiliar sin carga del horno eléctrico (como: alimentación, muestreo, espera de prueba, espera de vertido, etc.), mayor será el valor de K2. Utilizando la Tabla 4 Esquema 4 (fuente de alimentación dual con sistema de dos hornos), el valor K2 teóricamente puede llegar a 1.0; de hecho, puede llegar a más de 0.9 cuando el tiempo de funcionamiento auxiliar sin carga del horno eléctrico es muy bajo.

Por lo tanto, la productividad N del horno eléctrico se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

N = P·K1·K2 / p (t/h)………………………………………………………………(1)

Dónde:

P — potencia nominal del horno eléctrico (kW)

K1: factor de utilización de energía del horno eléctrico, generalmente en el rango de 0.8 ~ 0.95

K2: factor de utilización de energía operativa, 0.7 ~ 0.85

p — consumo de la unidad de fusión del horno eléctrico (kWh/t)

Tome como ejemplo un horno de fusión por inducción de frecuencia intermedia de 10 t equipado con una fuente de alimentación sólida de inversor paralelo de puente completo controlada por silicio (SCR) de 2500 kW producida por el Instituto de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. El consumo unitario de fusión p indicado en las especificaciones técnicas es 520 kWh/t, y el factor de utilización de energía del horno eléctrico El valor de K1 puede alcanzar 0.9, y el valor del factor de utilización de energía operativa K2 se toma como 0.85. La productividad del horno eléctrico se puede obtener como:

N = P·K1·K2 / p = 2500·0.9·0.85 / 520 = 3.68 (t/h)

Cabe señalar que algunos usuarios confunden el significado de tasa de fusión y productividad, y los consideran como el mismo significado. No consideraron el coeficiente de utilización de energía del horno eléctrico K1 y el coeficiente de utilización de energía operativa K2. El resultado de este cálculo sería N = 2500/520 = 4.8 (t/h). El horno eléctrico seleccionado de esta manera no puede alcanzar la productividad diseñada.