Wuxi Wondery Industry Equipment Co., Ltd

I. Projekthintergrund und Ausrüstungsspezifikationen Bei dieser Fallstudie handelt es sich um einen vertikalen Schnelllöschöfen aus Aluminiumlegierung mit einer effektiven Arbeitsfläche von 1200×1200×1100 mm (Durchmesser × Höhe).Es handelt sich um einen zyklusbetriebenen Widerstandsheizofen, der hauptsächlich zur Lösungsabarbeitung und zum schnellen Ablösen von Aluminiumlegierungen und -platten verwendet wirdDie Ausrüstung hat eine Nennleistung von 135 kW, eine Nennspannung von 380 V, dreiphasige 50 Hz und eine Nenntemperatur von 650 °C mit einstellbarer Betriebstemperatur. Die Struktur dieser Geräte unterscheidet sich von den herkömmlichen Boxöfen: Die Werkstücke sind im Ofen aufgehängt.und der Löschbehälter befindet sich direkt unterhalb des Ofenkörpers. Nach dem Öffnen der Ofentür kann das Werkstück direkt ins Wasser fallen. II. Temperaturkontrolle und Zonierung Das Temperaturregelsystem verwendet eine zweistufige Architektur. Die obere Ebene ist ein 10-Zoll-Touchscreen, der für die zentralisierte Einstellung, Steuerung, Überwachung, Aufzeichnung,und Speicherung von WärmebehandlungsprozesskurvenDie untere Stufe verwendet Industrie-PID-Temperaturregler Eurotherm 3504 mit einer Steuergenauigkeit von ±1°C und einer Ofentemperaturuniformität von ±3°C während der Haltephase. Die Heizzonen sind als 2 in Sternkonfiguration miteinander verbundene Zonen konfiguriert.Schall- und SichtüberwärmealarmDie Temperaturregelung verfügt über eine Online-Selbstschaltfunktion, die optimale PID-Parameter anhand der tatsächlichen thermischen Eigenschaften des Ofen berechnet.Ausgleichsheizungsrate gegen Überschreitung. III. Konfiguration der Ofenbelagung und des Heizungselements Die Ofenverkleidung besteht aus refraktärer Baumwolle, wobei sowohl Wände als auch Dach aus Faserstrukturen mit einer Gesamtiddicke von mindestens 240 mm bestehen.Die Faser gefalteten Blöcke werden vor der Montage einer sekundären Vorkompression unterzogen, die eine Druckdichte von mindestens 230 kg/m3 erreichen und mit runden Balken aus rostfreiem Stahl an der Ofendecke befestigt sind.,Die Befestigungskomponenten sind aus 1Cr18Ni9Ti-Edelstahlplatte gestempelt. Die Wärmeelemente bestehen aus 0Cr25Al5-Legierungsstreifen, die mit speziellen Formen gepresst werden, um Verarbeitungsschäden zu vermeiden.die eine bequeme und schnelle Wartung und den Austausch ermöglichen. Während der Montage werden keramische Wäscher zwischen die Faserwand und den Widerstandsstreifen platziert, um einen direkten Kontakt zwischen der Faseroberfläche und dem Streifen zu verhindern,Auf diese Weise wird die Wärmeabgabe aus dem Streifen erhöhtSowohl Keramikschrauben als auch Waschmaschinen sind aus hochhaltigem Aluminiummaterial hergestellt und bei hohen Temperaturen gesintert, um eine ausreichende Festigkeit und Lebensdauer zu gewährleisten.Die Widerstandsstreifen sind um die Ofenkammer hängenDie Heizungselemente verwenden eine Sternverbindung, wobei die Oberflächenbelastung unter 1 gesteuert wird.6 W/cm2 ¢ ein Wert unter dem herkömmlichen Konstruktionsgrenzwert für Widerstandsstreifen, die zur Verlängerung der Lebensdauer eines Bauteils unter häufigen Heiz- und Kühlzyklen bestimmt sind. IV. Warmluftzirkulation und Luftführungssystem Auf dem Ofendach ist ein hochtemperaturbeständiger Kreislaufventilator mit einer Leistung von 7,5 kW installiert.mit Luftkühllagern für die hochtemperaturförmige DachumgebungDie Luftleitkappe maximiert die Längskomponente der vom Lüfter erzeugten Zentrifugalkraft und drückt heiße Luft nach unten.Die Luft umgeht dann das Werkstück und wird von unten wieder in den Lüfteranschluss gezogen, die einen geschlossenen Kreislauf bilden.Dieser Luftströmungspfad sorgt für die Gleichmäßigkeit des Temperaturfeldes innerhalb der Ofenkammer und ist ein Stützkonzept für die Aufhängungslastmethode, wodurch der Luftstrom durchläuft. V. Materialkorbheben und Öffnungstürverriegelungsmechanismus Der Materialkorbhebenmechanismus besteht aus einer elektrischen Winde, einer Ringhebekette und Katzenscheibenblöcken.Die Winde ist eine elektrisch gesteuerte Einheit mit zwei Geschwindigkeiten mit einer Seilgeschwindigkeit von bis zu 18 Metern pro Minute, die den Anspruch auf einen schnellen Abstieg in das Wasser erfüllt; die Aufstiegsphase verwendet eine langsame Geschwindigkeit, um den Trägheitsschlag zu verringern, wenn das Werkstück und der Korb in den Ofen gelangen.Die Winde verfügt über Inching-Steuerung und eine SelbstverschlussvorrichtungDie Schrägsteine werden mit einer 16Mn-Ringkette ausgerüstet, um den hochtemperaturspezifischen Öfen zu dienen.mit einer Breite von mehr als 30 mm,, um ein reibungsloses Heben und Senken des Korbs zu gewährleisten. Die Öffnung und Schließung der Tür wird durch einen Zylinder angetrieben.Bei Schließung, drückt der Zylinder die Tür in die geschlossene Position und setzt den Druck fort, indem er die Tür über einen Hebel an der Seite nach oben hebt, um sie fest gegen den Ofenkörper zu drücken.Der Hebemechanismus und der Ofentürmechanismus sind miteinander verbunden: Der Aufzugsmechanismus kann erst eingeschaltet und betrieben werden, wenn die Ofentür vollständig geöffnet ist (wenn dann die Stromversorgung des Heizteils abgeschaltet ist).Diese Verriegelungslogik verhindert, dass die Ausrüstung beschädigt wird, wenn die Tür nicht geöffnet ist. VI. Übertragungszeit und Auslöschbehälter Die Übertragungszeit für das Löschen ist definiert als die Zeit von der Öffnung der Ofentür bis zum vollständigen Eintauchen des Werkstücks in Wasser, wobei die Konstruktionsanforderung nicht mehr als 10 Sekunden beträgt.Dieser Parameter ist für den Aluminiumlegierungslösungsbehandlungsprozess von entscheidender Bedeutung., je höher die Kühlgeschwindigkeit durch den löschempfindlichen Bereich und desto besser die Alterungserstärkung. Der Löschbehälter ist von mobiler Konstruktion und wird von einem Motor mit 2,2 kW angetrieben.Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Wassertemperatur und Beschleunigung der Wärmeübertragung von der WerkstückoberflächeDer Tank ist aus 5 mm dickem Stahlblech geschweißt und auf Leckdichtigkeit geprüft.mit dem vorderen Teil als Werktabelle und dem hinteren Teil als Wasserbehälter, mit drei Rädern (ein Antriebsrad). VII. Abfolge der Prozessmaßnahmen Die komplette Aktionsfolge der Ausrüstung ist wie folgt: manual loading → quenching cart moves to below the furnace body → furnace door opens → material frame lifting mechanism descends → manual hooking → material frame rises → furnace door closes → heating and holding according to process time → solution treatment ends → stirring water pump starts → furnace door opens → material frame descends → material frame rapidly enters water for quenching → material frame rises → quenching cart exits → material frame descends → manual unhooking followed by return to furnace opening → furnace door closes → manual unloading → next cycle begins.

I. Project Background and Equipment Specifications This case study involves a medium frequency induction melting furnace, model WDL-KGPS-500, with a rated capacity of 0.5 tons and a maximum capacity of 0.6 tons, designed for aluminum melting applications. The equipment employs medium frequency induction heating and is equipped with a hydraulic tilting system for molten aluminum discharge. The most notable configuration feature of this equipment is its grid compatibility scheme: the power supply side is fed at 440V/3P/60Hz, while the medium frequency power supply input voltage is specified at 380V. This means the equipment is intended for 60Hz grid regions (such as South Korea, parts of Central and South America, and the Middle East), requiring a transformer or voltage adaptation unit either inside or external to the power supply cabinet to step down the 440V grid voltage to 380V before feeding the medium frequency power supply. This dual adaptation of both voltage and frequency is a parameter that must be confirmed upfront during the electrical design phase for export projects. II. KGPS Medium Frequency Power Supply System The power supply system adopts the KGPS thyristor-based medium frequency power supply, with a rated power of 400 kW, a medium frequency output voltage of 2400 volts, and an output frequency of 1000 Hz. The power factor exceeds 0.9, and the startup success rate is 100%. The rectifier section is a three-phase full-controlled bridge with a three-phase six-pulse rectifier structure and a parallel-connected inverter. The control circuit employs an eighth-generation digital circuit board architecture, featuring wide frequency range adaptability, constant power control, swept-frequency zero-pressure soft start, and dual closed-loop voltage-current feedback. The swept-frequency zero-pressure startup means the system automatically scans frequencies during startup, establishing medium frequency oscillation upon finding the load resonant point – avoiding the sensitivity to load parameter variations inherent in separate-excitation startup methods. The protection system encompasses overcurrent, overvoltage, undercurrent, undervoltage, water loss, and phase-loss conditions. When any protection parameter exceeds the set threshold, the system automatically blocks pulse output and disconnects the main circuit power. The power supply cabinet panel includes full voltage, current, and power readings along with operating status indicators. The capacitor cabinet provides medium frequency parallel compensation, reducing reactive power transmission losses on the distribution lines. The capacitor bank capacity is matched to the resonant frequency of the induction coil, ensuring operation near the resonant point under rated conditions. III. Induction Coil Design and Magnetic Yoke Shielding The induction coil is the core energy conversion component, constructed from T2/TU1 copper with a wall thickness of 4 mm. When energized, the coil generates a 1000 Hz alternating magnetic field that induces eddy currents in the metal charge within the furnace hearth, generating heat. The coil design is based on electromagnetic field principles and verified through dedicated computer software, with the deviation between actual operating power and design power controlled within 5%. Turn-to-turn insulation is processed using advanced insulation techniques, with dedicated clamping technology reducing axial vibration of the coil. The coil inner wall is sprayed with imported high-temperature-resistant insulating materials, and a furnace lining leakage alarm system is installed – when molten aluminum seeps into the coil layer, the system detects it early and signals the condition, preventing furnace breakout incidents. A refractory coating of 10 to 15 mm thickness is applied to the inner surface of the coil, serving both to facilitate furnace lining construction and to prevent thermal deformation of the lining. The magnetic yokes are of crescent profile construction, laminated from cold-rolled silicon steel sheets and clamped with stainless steel splints. The contact surface between the yoke and the coil outer surface is curved, providing face contact rather than line contact, achieving better clamping efficiency and reduced magnetic flux leakage. The silicon steel sheets are reinforced with dedicated splints rather than through-bolts, maximizing the effective magnetic area and reducing localized heating. The magnetic yokes simultaneously shield magnetic flux leakage, prevent furnace body heating, and support and secure the induction coil. IV. Hydraulic Tilting System Furnace tilting is driven by a hydraulic system with two cylinders arranged on both sides of the furnace body for lifting, with furnace return accomplished by gravity. The hydraulic station is equipped with dual motors and dual pumps – one in service and one on standby, with automatic switching capability. The fuel tank is fully enclosed and welded to prevent hydraulic oil leakage. The tilting angle range is 0 to 95 degrees, with smooth operation without shock or creeping, adjustable speed, and the ability to hold at any position. Tilt operation is controlled via manual valves, suitable for casting processes requiring precise control of molten aluminum pouring volume. V. Crucible Mold and Lining Formation A configuration detail of this equipment is that it supplies a crucible mold rather than a finished graphite crucible. The crucible mold is formed from 3 mm iron plate and is used to control the shape and volume positioning of the refractory lining during formation. The user must select the lining material and ramming/sintering method according to the specific metal being melted and the casting process – a difference at the user operation level compared to solutions that directly supply finished graphite crucibles. The positioning function of the crucible mold ensures dimensional consistency of the lining cavity, thereby maintaining the coupling distance between the furnace hearth and the induction coil stable within the design range. VI. Water Cooling System and Cooling Cables The water-cooled cables are constructed from TU1 multi-strand oxygen-free copper wire, sheathed in high-strength fire-resistant rubber tubing, with cold-formed connectors ensuring contact resistance and tensile strength. The power supply side requires a cooling water flow rate of no less than 8 m³/h, while the furnace body side requires no less than 12 m³/h. The outlet water temperature on the power supply side must not exceed 35°C, and on the furnace body side must not exceed 45°C, with inlet water pressure maintained between 0.15 and 0.35 MPa. The water cooling system employs a fully enclosed circulating cooling method using soft water as the circulating medium. The core advantage of soft water circulation lies in avoiding overheating damage to the power supply, thyristors, capacitors, IGBT modules, and induction coil caused by scale deposition; additionally, soft water contains no ionic conductive components, so cooling components will not be damaged by electrolysis. The system requires no water pool or cooling tower, occupies minimal floor space, and has low makeup water consumption. The cooling system consists of three parts: main machine, water tank, and control box. The main machine includes the housing, copper cooler, exhaust system, spray system, water separator, collecting annulus, and spray pump. The water tank includes the main pump (one in service, one standby), stainless steel water tank, electrical cabinet, temperature control system, and pressure control system. The control box enables remote operation of the water cooling system, displaying water temperature and allowing setup of delayed operation after work hours.

I. Projekthintergrund und Ausrüstungsspezifikationen Bei dieser Fallstudie handelt es sich um einen mittelfrequenten Induktionsschmelzofen des Modells WDL-KGPS-1000, mit einer Nennkapazität von 1 Tonne und einer maximalen Kapazität von 1,2 Tonnen,mit einer Breite von mehr als 20 mm,Die Ausrüstung verwendet mittelfrequente Induktionsheizung und ist mit einem hydraulischen Neigungssystem zur Entladung von geschmolzenem Aluminium ausgestattet.Das elektrische System ist für eine dreiphasige 380V/50Hz-Stromversorgung ausgelegt, mit einem dreiphasigen Sechseimpulsgerichtler und einem parallel angeschlossenen Wechselrichter. Verglichen mit dem 0,8-Tonnen-Ofen im vorherigen Fall verfügt diese Ausrüstung über einen Ofenkörper mit einer maximalen Kapazität von 1,2 Tonnen.mit einer Nennleistung von 600 kW bei gleichbleibender Ausgangsfrequenz von 1000 HzDiese Konfiguration mit einer Leistung, die den Nennbedarf des Ofen leicht übersteigt, bietet einen Spielraum für eine höhere Schmelzgeschwindigkeit. II. KGPS-Stromversorgungssystem mit mittlerer Frequenz Das Stromversorgungssystem verwendet die KGPS-Mittelfrequenz-Stromversorgung auf Basis eines Thyristors mit einer Nennleistung von 600 kW, einer mittelfrequenten Ausgangsspannung von 1500 Volt,mit einer Leistung von mehr als 50 W undDer Leistungsfaktor übersteigt 0.9, und die Starterfolgsrate beträgt 100%. Der Geradlinersektor ist eine dreiphasige, vollständig gesteuerte Brücke, wobei die Steuerungskette eine digitale Leiterplattenarchitektur der achten Generation verwendet. Zu den Kernsteuerungsfunktionen gehören die Steuerung der konstanten Leistung, der weiche Start unter Nulldruck und der doppelte Spannungs-Strom-Feedback in geschlossenem Kreislauf.Die gewisse Frequenz Nulldruckstart bedeutet, dass das System automatisch scannt von hoher Frequenz nach unten während des Starts, establishing medium frequency oscillation upon finding the load resonant point – an approach that avoids the sensitivity to load parameter variations inherent in traditional separate-excitation startup methods. Das Schutzsystem umfasst Überstrom, Überspannung, Unterstrom, Unterspannung, Wasserverlust und Phasenverlust.Das System blockiert automatisch den Ausgang des Impulses und trennt die Hauptstromversorgung ab.Die Stromversorgungskabine enthält volle Spannung, Strom und Leistungsmessungen zusammen mit Statusindikatoren. Das Kondensatorgehäuse sorgt für eine mittelfrequente Parallelkompensation, wodurch die Verluste bei der Übertragung von Reaktionsleistung an den Verteilungsleitungen verringert und der Leistungsfaktor des Systems verbessert wird.Die Kapazität der Kondensatorbank wird mit der Resonanzfrequenz der Induktionsspule abgestimmt, die den Betrieb in der Nähe des Resonanzpunktes unter Nennbedingungen gewährleistet. III. Konstruktion der Induktionsspule und Magnetenschutz Die Induktionsspule ist die Kernkomponente zur Energieumwandlung, aus T2-Kupfer mit einer Wanddicke von 5 mm.die Spule erzeugt ein 1000 Hz Wechselmagnetfeld, das Wirbelströme in der Metallladung innerhalb des Ofenheims induziertDas Design der Spule basiert auf den Prinzipien des elektromagnetischen Feldes und wird durch spezielle Computersoftware überprüft.mit einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Betriebsleistung und der Konstruktionsleistung von 5%. Die Dreh-zu-Dreh-Dämmung wird mit Hilfe fortschrittlicher Dämmtechniken verarbeitet, wobei eine spezielle Klemmtechnologie die axialen Vibrationen der Spule reduziert.Die innere Wand der Spule wird mit importierten hochtemperaturbeständigen Isolierstoffen besprüht, und ein Leckwarnsystem für die Ofenverkleidung installiert ist Verhinderung von Ofenbrüchen. Auf die innere Oberfläche der Spule wird eine feuerfeste Beschichtung mit einer Dicke von 10 bis 15 mm aufgetragen, die zwei Funktionen erfüllt:Erleichterung des Bauens der Ofenverkleidung und Verhinderung thermischer Verformungen der Bekleidung, die die Lebensdauer beeinträchtigen. Die Magnetjoche sind mit einem Halbmondprofil gefertigt, aus kaltgewalzten Siliziumstahlblechen laminiert und mit Edelstahlspänen befestigt.Die Kontaktfläche zwischen dem Joch und der äußeren Oberfläche der Spule ist gebogen, die den Gesichtskontakt anstelle des Leitkontakts gewährleistet, wodurch eine bessere Spannwirksamkeit und ein geringeres Magnetflussleckage erreicht werden.Die Silizium-Stahlplatten werden mit speziellen Schienen statt Durchschraubern verstärktDie Magnetjoche schützen gleichzeitig das Magnetfluxleck und verhindern die Erwärmung des Ofenkörpers.und unterstützen und sichern die Induktionsspule. IV. Hydraulisches Neigungssystem Das Neigen des Ofenes wird durch ein hydraulisches System mit zwei Zylindern angetrieben, die auf beiden Seiten des Ofenkörpers für das Heben angeordnet sind, wobei die Rückkehr des Ofenes durch Schwerkraft erfolgt.Die hydraulische Anlage ist mit zwei Motoren und zwei Pumpen ausgestattet, eine in Betrieb und eine in StandbyDer Kraftstoffbehälter ist vollständig geschlossen und geschweißt, um Hydrauliköllecks zu verhindern. Der Neigungswinkel beträgt 0 bis 95 Grad, bei reibungslosem Betrieb ohne Stoß oder Kriechen, verstellbarer Geschwindigkeit und Fähigkeit, in jeder Position festzuhalten.für Gießprozesse geeignet, bei denen eine präzise Steuerung des Gießvolumens aus geschmolzenem Aluminium erforderlich ist. V. Struktur des Ofenkörpers Die Ofenhülle ist aus einem Stahlrahmen aus einer festen Montagestelle und einem neigenden Ofenkörper bestehend, wobei die Gesamtkonfiguration des Rahmens die Steifigkeit gewährleistet.Das Verhältnis von Herddurchmesser und -höhe wurde durch Computeranalyse optimiert. Ein höheres Verhältnis verbessert den natürlichen Leistungsfaktor und die elektrische Effizienz.. Der Herdkörper ist mit einer Auskleidungskapazität von 3000 kg für das Schmelzen von 1000 kg Aluminium ausgelegt, was bedeutet, dass das Feuervolumen im Verhältnis zur Nennkapazität eine signifikante Marge aufweist.Erleichterung der Abrechnungsvorgänge und Verringerung des Verschüttungsrisikos. VI. Graphitschmelztiegel und Wasserkühlsystem Der Schmelztiegel ist aus Graphitkonstruktion und hat eine empfohlene Lebensdauer von 4 bis 6 Monaten, abhängig von den Betriebsbedingungen, einschließlich der Lademethode, des Erhaltungsbereichs der Schmelztemperatur,und Abfallentfernungshäufigkeit. Die wassergekühlten Kabel bestehen aus mehrsträngigem, sauerstofffreiem Kupferdraht TU1, der mit hochfesten feuerbeständigen Gummischläufern und kaltgeformten Steckverbinden umhüllt ist.Auf der Stromversorgungsseite ist ein Kühlwasserdurchfluss von mindestens 12 m3/h erforderlich., während auf der Ofenkarosserieseite mindestens 22 m3/h benötigt werden. Die Auslasswassertemperatur auf der Stromversorgungsseite darf 35 °C und auf der Ofenkarosserieseite 45 °C nicht überschreiten.mit einem Eingangswasserdruck zwischen 0.15 und 0,35 MPa. Das Wasserkühlsystem ist mit einem geschlossenen Kühlturm, Wasserbehältern und einem Steuerschrank ausgestattet, die einen unabhängigen zirkulierenden Kühlkreislauf bilden.