Wuxi Wondery Industry Equipment Co., Ltd

I. Projekthintergrund und Anwendungsortung der Ausrüstung Bei dieser Fallstudie handelt es sich um eine Ladelheizstation, die zur Vorheizung von Ladelbeschichtungen nach der Reparatur und vor dem Empfang von geschmolzenem Metall verwendet wird.Die Kernfunktion der Ausrüstung besteht darin, vor dem Gießen eine reibungslose und kontrollierbare Erwärmung der Auskleidung zu gewährleisten, um die Temperatur des Gießsystems zu stabilisieren, Metallverluste zu reduzieren und die Wiederholbarkeit des Prozesses zu gewährleisten.erfordern einen stabilen Betrieb über mehrere Heizzyklen. Die Station ist so ausgelegt, dass sie einen kegelförmigen Löffel mit einer Kapazität von 1 Tonne geschmolzenem Stahl aufnehmen kann. Der Löffel hat einen inneren oberen Durchmesser von 500 mm, einen inneren unteren Durchmesser von 410 mm und eine Tiefe von 900 mm.der äußere oberste Durchmesser 770 mm, und die Gesamthöhe beträgt 1.050 mm. These dimensions establish the geometric boundary conditions for heating element arrangement and station structural design – the conical inner cavity means the radial spacing of heating elements varies along the height direction, ausgenommen die herkömmliche Anordnung für zylindrische Ofenkammern gleichen Durchmessers. II. Anforderungen an die technischen Parameter des Heizsystems Die Ausrüstung benötigt eine elektrische Heizung mit einer installierten Gesamtleistung von mindestens 30 kW. Die Heizelemente sind Widerstands-für den langfristigen Betrieb bei hohen Temperaturen und für zyklische thermische Belastungen erforderlich. Die höchste Heiztemperatur darf nicht unter 800°C liegen,und die Temperatur des Heizteils muss die Arbeitstemperatur der Auskleidung übersteigen, um eine ausreichende Wärmeübertragungsintensität ohne lokalisierte Überhitzung zu gewährleisten.. Diese Parameter sind von Natur aus eingeschränkt:Eine Zieltemperatur von 800 °C für die Auskleidung bedeutet, dass die Oberflächentemperatur des Heizungselementes auf einem höheren Niveau gehalten werden muss, um ein wirksames Differenzial für die Wärmeübertragung durch Strahlung herzustellen.Wenn die Oberflächenbelastung zu hoch eingestellt wird, steigt die Wärmeübertragungsintensität, aber die Lebensdauer des Elements unter zyklischer thermischer Belastung verkürzt sich; wenn sie zu niedrig eingestellt wird, verlängert sich die Heizzeit.Die Auswahl des Baustoffes und die Planung der Oberflächenbelastung bilden den zentralen technischen Kompromiss dieses Projekts.. III. Anforderungen an Temperaturgleichheit und Kontrollgenauigkeit Die technischen Vorschriften legen zwei Temperaturindikatoren fest: eine Temperaturstabilitätsregelung mit einer Genauigkeit von mindestens ±10°C und ein internes Temperaturdifferenzial des Löffel, das 50°C nicht überschreitet. Eine gleichmäßige Erwärmung der Innenfläche des Schlauchs ist entlang der gesamten Höhe erforderlich.Dies bedeutet, dass der Typ und die Anordnungsposition der Heizungselemente speziell in Verbindung mit der konischen Geometrie der Schüssel ausgewählt werden müssen, um die Temperaturveränderungen zu minimieren.Die Herausforderung bei der Konuskonstruktion besteht darin, dass der untere Abschnitt einen kleineren Durchmesser hat, während der obere Abschnitt einen größeren Durchmesser hat.Wenn vertikal aufgehängte gerade Stangelemente verwendet wurden, wäre der Abstand zwischen dem unteren Abschnitt und der Auskleidung größer als im oberen Abschnitt, was zu einer unzureichenden Wärmeübertragungsintensität an der Unterseite führt.Elemente können eine segmentierte Anordnung oder eine nicht standardmäßige Geometrie benötigen, um diesen geometrischen Unterschied auszugleichen.. Das Steuerungssystem muss automatisch nach einer gegebenen Heizkurve funktionieren und auch die manuelle Steuerung der wichtigsten Parameter ermöglichen.Die Temperaturkontrolle erfolgt durch Echtzeit-Thermoelementüberwachung, mit Echtzeitparametern auf der Bedienungsplattform angezeigt.die abrupte Temperaturänderung beseitigt , was bedeutet, dass das Steuerungssystem eher eine Steigungskontrolle als eine einfache Ein-Aus-Temperaturregelung erfordert. IV. Konstruktions- und Sicherheitsanforderungen Die Heizungsanlage muss in das Innere der Schüssel eingelegt und in der Arbeitsposition verriegelbar sein.Heizelemente müssen Schutzkonstruktionen besitzen, um mechanische Beschädigungen und Kontakt mit der Auskleidung zu verhindern.Diese Anforderung ergibt sich aus den tatsächlichen Betriebsbedingungen: Bei Hebe und Positionierung des Schlauchs besteht eine Positionsverschiebung.und ohne Schutz, könnten durch Kollision mit der Auskleidungswand oder der Kesselwand beschädigt werden. Die Kabelleitung und die Verbindungspunkte müssen aus hochtemperaturbeständigen Materialien bestehen, die für den Betrieb bei hohen Temperaturen geeignet sind.Erlaubt den Austausch von Heizungselementen ohne vollständige Demontage, da Heizelemente regelmäßige Verbrauchsgüter sind und die Ersatzfreundlichkeit die Ausfallzeiten der Anlagen direkt beeinflusst. Zu den Sicherheitsanforderungen gehören Kurzschluss-, Überlastungs- und Leckenschutzvorrichtungen sowie Notstopp-, Übertemperatur- und abnormale Zustandssperrschutzfunktionen.Gefährdete Bereiche müssen mit Schutzanlagen ausgestattet sein, um zufälligen Eintritt von Personal zu verhindern.- Die Ausrüstung muss nach dem Code geerdet sein, ohne dass unter normalen Betriebsbedingungen zugängliche leistungsfähige Teile vorhanden sind.Verletzungen durch hohe Temperaturen, und Verletzungen durch bewegliche und rotierende Geräteteile. V. Anpassungsfähigkeit an die Umwelt und Stromversorgungsbedingungen Die Ausrüstung wird mit 380 V AC, 50 Hz betrieben. Der Betriebstemperaturbereich beträgt +5 °C bis +40 °C. Die Ausrüstungsstruktur muss staub-,und andere für die metallurgischen Produktionsbedingungen typische Faktoren. This environmental requirement imposes constraints on the protection rating and cooling method of the electrical control cabinet – the dust and vibration environment of a metallurgical workshop is unsuitable for conventional open cooling structures. VI. Geltungsbereich der Liefer- und Dokumentationsanforderungen Der Lieferumfang umfaßt die gesamte Heizungsanlage, bestehend aus Heizelementen, Schaltschrank, Temperaturmesssystem und Verbindungskabeln.Die Vollständigkeit der Lieferung muss sicherstellen, dass die Ausrüstung ohne zusätzliche Beschaffung wichtiger Komponenten direkt in Betrieb genommen werden kann.. Die technische Dokumentation umfasst Betriebsanleitung, elektrische Schaltpläne, allgemeine Montagezeichnungen und Installationsanleitungen.ausreichend, um den sicheren Betrieb und die Wartung der Anlagen zu gewährleisten. VII. Lebensdauer und Anforderungen an die technische Unterstützung Die Garantiezeit beträgt mindestens 12 Monate ab Inbetriebnahme. Während der Garantiezeit werden Fehler und Mängel, die dem Hersteller zuzuschreiben sind, vom Lieferanten behoben.Unter konformen BetriebsbedingungenDie Betriebsdauer des Geräts beträgt mindestens 5 Jahre. Das Gerät muss die eingestellte Heiztemperatur innerhalb einer mit dem Kunden vereinbarten angemessenen Prozesszeit erreichen.und die Parameterstabilität über mehrere Heizzyklen hinweg für wiederholbaren Prozessbetrieb gewährleisten. Das Steuerungssystem muss eine hohe Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen industrielle Störungen aufweisen.und technische Hilfe in Notfällen

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.