Индукционные печи. Виды и работа. Применение и особенности

В металлургической промышленности широко применяются индукционные печи. Такие печи нередко изготавливают самостоятельно. Для этого необходимо знать их принцип работы и конструктивные особенности. Принцип работы таких печей был известен еще два столетия назад.

Принцип действия и применение

Индукционные печи способны решать следующие задачи:

• Плавка металла.
• Термообработка металлических деталей.
• Очистка драгоценных металлов.

Такие функции имеются в промышленных печах. Для бытовых условий и обогрева помещения существуют печи специальной конструкции.

Работа индукционной печи заключается в нагревании материалов путем использования свойств вихревых токов. Чтобы создать такие токи применяется специальный индуктор, который состоит из катушки индуктивности с несколькими витками провода большого поперечного сечения.

К индуктору подводится сеть питания переменного тока. В индукторе переменный ток создает магнитное поле, которое меняется с частотой сети, и пронизывает внутреннее пространство индуктора. При помещении какого-либо материала в это пространство, в нем возникают вихревые токи, осуществляющие его нагревание.

Вода в работающем индукторе нагревается и кипит, а металл начинает плавиться при достижении соответствующей температуры.

Условно можно разделить индукционные печи на типы:

• Печи с магнитопроводом.
• Без магнитопровода.

Первый тип печей содержит индуктор, заключенный в металл, что создает особый эффект, повышающий плотность магнитного поля, поэтому нагревание осуществляется качественно и быстро. В печах без магнитопровода индуктор находится снаружи.

Виды и особенности печей

Индукционные печи можно разделить на виды, которые обладают своими особенностями работы и отличительными признаками. Одни служат для работ в промышленности, другие применяются в быту, для приготовления пищи.

Вакуумные индукционные печи

Такая печь предназначена для плавки и литья сплавов индукционным методом. Она состоит из герметичной камеры, в которой расположена тигельная индукционная печь с литейной формой.

В вакууме можно обеспечить совершенные металлургические процессы, получать качественные отливки. В настоящее время вакуумное производство перешло на новые технологические процессы из непрерывных цепочек в вакуумной среде, которая дает возможность создавать новые изделия, и уменьшать издержки производства.

Достоинства вакуумной плавки:

• Жидкий металл можно выдерживать в вакууме длительное время.
• Повышенная дегазация металлов.
• В процессе плавки можно производить дозагрузку печи и воздействовать на процесс рафинирования и раскисления в любое время.
• Возможность постоянного контроля и регулировки температуры сплава и его химического состава во время работы.
• Высокая чистота отливок.
• Быстрый нагрев и скорость плавки.
• Повышенная гомогенность сплава из-за качественного перемешивания.
• Любая форма сырья.
• Экологическая чистота и экономичность.

Принцип действия вакуумной печи состоит в том, что в тигле, находящемся в вакууме с помощью индуктора высокой частоты плавят твердую шихту и очищают жидкий металл. Вакуум создается путем откачки воздуха насосами. При вакуумной плавке достигается большое снижение водорода и азота.

Канальные индукционные печи

Печи с электромагнитным сердечником (канальные) широко применяются в литейном производстве для цветных и черных металлов в качестве раздаточных печей, миксеров.

1 — Ванна
2 — Канал
3 — Магнитопровод
4 — Первичная катушка

Переменный магнитный поток проходит по магнитопроводу, контуру канала в виде кольца из жидкого металла. В кольце возбуждается электрический ток, который разогревает жидкий металл. Магнитный поток образуется первичной обмоткой, работающей от переменного тока.

Чтобы усилить магнитный поток, используется замкнутый магнитопровод, который выполнен из трансформаторной стали. Пространство печи соединяется двумя отверстиями с каналом, поэтому при наполнении печи жидким металлом создается замкнутый контур. Печь не сможет работать без замкнутого контура. В таких случаях сопротивление контура большое, и в нем течет малый ток, который назвали током холостого хода.

Вследствие перегрева металла и действия магнитного поля, которое стремится вытолкнуть металл из канала, жидкий металл в канале постоянно движется. Так как металл в канале нагрет выше, чем в ванне печи, то металл постоянно поднимается в ванну, из которой поступает металл с меньшей температурой.

Если металл слить ниже допустимой нормы, то жидкий металл будет выбрасываться из канала электродинамической силой. В итоге произойдет самопроизвольное выключение печи и разрыв электрического контура. Чтобы избежать таких случаев печи оставляют некоторое количество металла в жидком виде. Его называют болотом.

Канальные печи разделяют на:

• Плавильные печи.
• Миксеры.
• Раздаточные печи.

Чтобы накопить некоторое количество жидкого металла, усреднения химического состава его и выдержки, используют миксеры. Объем миксера рассчитывают равным не ниже двукратной часовой выработки печи.

Канальные печи разделяют на классы по расположению каналов:

• Вертикальные.
• Горизонтальные.

По форме рабочей камеры:

• Барабанные индукционные печи.
• Цилиндрические индукционные печи.

Барабанная печь выполнена в виде стального сварного цилиндра с двумя стенками на торцах. Для поворота печи применяются приводные ролики. Чтобы повернуть печь, необходимо включить привод электродвигателя с двумя скоростями и цепной передачей. Двигатель имеет пластинчатые тормоза.

На торцевых стенках есть сифон для заливки металла. Для загрузки присадок и снятия шлаков имеются отверстия. Также для выдачи металла имеется канал. Канальный блок состоит из индуктора печи с V-образными каналами, сделанными в футеровке при помощи шаблонов. При первой же плавки эти шаблоны расплавляются. Обмотка и сердечник охлаждаются воздухом, корпус блока охлаждается водой.

Если канальная печь имеет другую форму, то выдача металла осуществляется с помощью наклона ванны гидроцилиндрами. Иногда металл выдавливают избыточным давлением газа.

Достоинства канальных печей:

• Малый расход электроэнергии вследствие малых потерь тепла ванны.
• Повышенный электрический КПД индуктора.
• Малая стоимость.

Недостатки канальных печей:

• Сложность регулировки химического состава металла, так как наличие оставленного жидкого металла в печи создает трудности при переходе от одного состава к другому.
• Малая скорость движения металла в печи уменьшает возможности технологии плавки.

Конструктивные особенности

Каркас печи изготавливается из листовой стали с низким содержанием углерода толщиной от 30 до 70 мм. Внизу каркаса есть окна с присоединенными индукторами. Индуктор выполнен в виде стального корпуса, первичной катушки, магнитопровода и футеровки. Его корпус сделан разъемным, а части изолированы между собой прокладками для того, чтобы части корпуса не создавали замкнутый контур. В противном случае будет создаваться вихревой ток.

Магнитопровод выполнен из пластин специальной электротехнической стали 0,5 мм. Пластины изолированы между собой для снижения потерь от вихревых токов.

Катушка изготавливается из медного проводника сечением, зависящим от тока нагрузки и метода охлаждения. При воздушном охлаждении допустимый ток 4 ампера на мм², при охлаждении водой допустимый ток 20 ампер на мм². Между футеровкой и катушкой монтируют экран, который охлаждается водой. Экран изготовлен из магнитной стали или меди. Для отведения тепла от катушки монтируют вентилятор. Чтобы получить точные размеры канала, применяют шаблон. Он выполнен в виде полой стальной отливки. Шаблон ставится в индуктор до того момента, пока не будет заполнения огнеупорной массой. Он находится в индукторе при разогреве и сушке футеровки.

Для футеровки применяют огнеупорные массы влажного и сухого вида. Влажные массы используют в виде набивных или заливных материалов. Заливные бетоны используют при сложной форме индуктора, если нельзя уплотнить массу по всему объему индуктора.

Такой массой наполняют индуктор и уплотняют вибраторами. Сухие массы уплотняют вибраторами высокой частоты, набивные массы уплотняют пневматическими трамбовками. Если в печи будет выплавляться чугун, то футеровку выполняют из оксида магния. Качество футеровки определяется по температуре охлаждающей воды. Наиболее эффективным методом проверки футеровки является проверка по значению индуктивного и активного сопротивления. Эти измерения проводятся с помощью контрольных приборов.

В электрооборудование печи входит:

• Трансформатор.
• Батарея конденсаторов для компенсации потерь электрической энергии.
• Дроссель для подсоединения 1-фазного индуктора к 3-фазной сети.
• Щиты управления.
• Кабели питания.

Чтобы печь нормально функционировала, к питанию подключают трансформатор на 10 киловольт, который имеет на вторичной обмотке 10 ступеней напряжения для регулировки мощности печи.

Набивочные материалы футеровки содержат:

• 48% сухого кварца.
• 1,8% кислоты борной, просеянной через мелкое сито с ячейками 0,5 мм.

Массу для футеровки готовят в сухом виде с помощью смесителя, и последующей просевкой через сито. Приготовленная смесь не должна храниться более 15 часов после подготовки.

Футеровку тигля производят с помощью уплотнения вибраторами. Электрические вибраторы используются для футеровки больших печей. Вибраторы погружают в пространство шаблона и производят уплотнение массы через стенки. При уплотнении вибратор передвигают краном и вертикально вращают.

Тигельные индукционные печи

Основными компонентами тигельной печи являются индуктор и генератор. Для изготовления индуктора используется медная трубка в виде намотанных 8-10 витков. Формы индукторов могут выполняться различных видов.

Этот вид печи наиболее распространенный. В конструкции печи нет сердечника. Распространенная форма печи представляет собой цилиндр из огнестойкого материала. Тигель находится в полости индуктора. К нему подводится питание переменного тока.

Преимущества тигельных печей:

• Энергия выделяется при загрузке материала в печь, поэтому вспомогательные нагревательные элементы не нужны.
• Достигается высокая однородность многокомпонентных сплавов.
• В печи можно создать реакцию восстановления, окисления, независимо от величины давления.
• Высокая производительность печей из-за повышенной удельной мощности на любых частотах.
• Перерывы в плавке металла не влияют на эффективность работы, так как для разогрева не требуется много электроэнергии.
• Возможность любых настроек и простая эксплуатация с возможностью автоматизации.
• Нет местных перегревов, температура выравнивается по всему объему ванны.
• Быстрое плавление, позволяющее создать качественные сплавы с хорошей однородностью.
• Экологическая безопасность. Внешняя среда не подвергается никакому вредному воздействию печи. Плавка также не оказывает вреда природе.

Недостатки тигельных печей:

• Малая температура шлаков, применяющихся для обработки зеркала расплава.
• Малая стойкость футеровки при резких температурных перепадах.

Несмотря на имеющиеся недостатки, тигельные индукционные печи получили большую популярность на производстве и в других областях.

Индукционные печи для отопления помещения

Чаще всего такая печь устанавливается в помещении кухни. В ее конструкции основной частью является сварочный инвертор. Конструкция печи обычно совмещается с водонагревательным котлом, который дает возможность для отопления всех помещений в здании. Также есть возможность подключения подачи горячей воды в здание.

Эффективность работы такого устройства небольшая, однако, нередко такое оборудование все-таки применяется для отопления дома.

Конструкция нагревающей части индукционного котла подобна трансформатору. Наружный контур – это обмотки своеобразного трансформатора, которые подключаются к сети. Второй контур внутренний – это устройство обмена теплом. В нем происходит циркуляция теплоносителя. При подключении питания катушка создает переменное магнитное поле. В итоге внутри теплообменника индуцируются токи, которые осуществляют его нагревание. Металл нагревает теплоноситель, который обычно состоит из воды.

На таком же принципе основана работа бытовых индукционных плит, в которых в качестве вторичного контура выступает посуда из специального материала. Такая плита намного экономичнее обычных плит из-за отсутствия тепловых потерь.

Водонагреватель котла оснащен устройствами управления, которые дают возможность поддержания температуры теплоносителя на определенном уровне.

Отопление электроэнергией является дорогим удовольствием. Оно не может создать конкуренцию с твердым топливом и газом, дизельным топливом и сжиженным газом. Одним из методов снижения расходов является установка теплоаккумулятора, а также подключение котла в ночное время, так как ночью чаще всего действует льготное начисление за электричество.

Для того, чтобы принять решение об установке индукционного котла для дома, необходимо получить консультацию у профессиональных специалистов по теплотехнике. У индукционного котла практически нет преимуществ перед обычным котлом. Недостатком является высокая стоимость оборудования. Обычные котел с ТЭНами продается уже готовым к установке, а индукционный нагреватель требует дополнительного оборудования и настройки. Поэтому, прежде чем приобрести такой индукционный котел, необходимо произвести тщательный экономический расчет и планировку.

Футеровка индукционных печей

Процесс футеровки необходим для обеспечения защиты корпуса печи от воздействия повышенных температур. Она дает возможность значительно сократить потери тепла, увеличить эффективность плавки металла или нагрева материала.

Для футеровки применяют кварцит, являющийся модификацией кремнезема. К материалам для футеровки предъявляются некоторые требования.

Такой материал должен обеспечить 3 зоны состояний материала:

• Монолитная.
• Буферная.
• Промежуточная.

Только наличие трех слоев в покрытии способно защитить кожух печи. На футеровку отрицательно влияет неправильная укладка материала, плохое качество материала и тяжелые условия работы печи.

Похожие темы:

Принцип работы канальной и тигельной печей.

Индукционные печи,  печи в которых происходит нагрев тел в электромагнитном поле за счёт действия электрического тока , протекающего по нагреваемому телу и нагревая его под действием электромагнитной индукции.

Мы рассмотрим два вида индукционных печей – тигельную индукционную печь и канальную индукционную печь.

Индукционные канальные печи используются для плавки цветных металлов, плавка стали в таких печах невозможна из-за недостаточной стойкости отделки печи (футеровки). Футеровку используют для увеличения огнестойкости материалов из которых изготовлена печь, а так же для защиты печи от ударных воздействий.

Основные достоинства индукционный канальной печи следующие:

1).Минимальное окисление и испарение металлов, это происходит благодаря нагреву породы снизу. Доступ воздуха к наиболее нагретым частям расплава (находящегося в каналах) отсутствует, а поверхность металла в ванне имеет сравнительно низкую температуру.

2).Малый расход энергии на расплавление, перегрев и выдержку металла. Канальная печь имеет высокий электрический КПД благодаря замкнутому магнитопроводу. В тоже время высокий и тепловой КПД печи, благодаря тому, что основная часть расплава находится в ванне, которая имеет толстую теплоизолирующую облицовку, что препятствует отводу тепла из расплава.

Недостатки печи:

1). Тяжёлые условия для облицовки печи,  стойкость футеровки снижается при повышении температуры расплава, а так же при плавке сплавов содержащих химически-активные компоненты. Так же нельзя плавить в таких печах низкосортную породу, плавка такой породы может привести к зарастанию каналов.

2). Следует постоянно держать в печи большое количество расплавленного металла. Если металл слить, то произойдёт охлаждение футеровки, после чего она растрескается и нужно будет менять облицовку в печи заново, что занимает большое количество времени и финансов. По этой же причине нельзя резко сменить марку металла выплавляемого в печи, смена марки происходит через несколько переходных циклов плавки проведённых через печ, с постепенным достижением нужной марки металла.

3). Шлак в печи находится на поверхности, он имеет низкую температуру, из-за чего нельзя плавить стружку и мелкую породу, она не пройдёт слой шлака и повязнет в нём.

Принцип работы индукционный канальной печи такой же как и принцип работы силового трансформатора , который работает в режиме короткого замыкания. Но электрические параметры канальной электропечи и трансформатора сильно отличны друг от друга из-за различия их конструкций. Печь состоит из облицованной камнем ванны в которой находится практически вся масса расплава и индукционного нагревательного оборудования, которое находится под ванной.  Ванна соединена с плавильным каналом так же заполненным расплавом. Расплав в канале и ванне образует замкнутое кольцо, которое проводит электрический ток. Принцип действия канальной печи требует постоянно замкнутой цепи, поэтому можно сливать только часть расплава и снова догружать соответствующее количество новой породы. Все канальные печи работают работают с остаточной ёмкостью 20-50% от полной ёмкости печи. Замораживать металл в канале нельзя он должен быть постоянно в жидком состоянии. Индукционная единица объединяет печной трансформатор и подовый камень (облицовку) с каналом. Индуктор является первичной обмоткой трансформатора, а вторичный виток – это расплавленный металл заполняющий канал, который находится в нижней части ванны. Ток во вторичной цепи вызывает нагрев расплава при этом почти вся энергия выделяется в канале, который имеет малое сечение  в следствии чего поглощается 90-95% подведённой к печи электроэнергии. Металл в печи перемещается из-за электродинамических усилий, возникающих в канале и в малой степени конвекцией, связанной с перегревом металла в канале по отношению к температуре ванны.

По моему мнению целесообразно применять канальные индукционные печи  на крупных производствах низкосортных металлов, так как они очень экономичны и дёшевы в изготовлении, но нужно следить за постоянными поставками сырья для выплавки, так как остановка этих печей приведёт к огромным денежным затратам, вследствие растрескивания облицовки печей.

Индукционные тигельные печи широко применяются в промышленности для плавки чёрных металлов и цветных металлов как на воздухе, так и в вакууме и в защитных атмосферах. В настоящие время такие печи используются ёмкостью от десятков грамм до десятков тонн. Такие печи применяют для плавки высококачественных сталей и других специальных сплавов, требующих чистоты и однородности. Тигельные печи повышенной и промышленной частоты широко применяют в России и за рубежом. Их используют для плавки обычных тяжёлых и лёгких цветных металлов и их сплавов в производствах с периодическим режимом работы и широким ассортиментом ассортиментом выплавляемых сплавов, требующих модифицирования, а так же для плавки сильно загрязнённой породы с большим содержанием стружки и инородных сплавов. Поэтому тигельные индукционные печи хотя и отличаются низким КПД, а так же представляют собой более дорогое и сложное электротехническое устройство по сравнению с индукционными канальными печами, в указанных случаях они более приемлемы и удобны в эксплуатации.

Перечислю

достоинства и недостатки индукционных тигельных печей.  

К достоинствам отнесу:

1). Выделение энергии в загрузке породы без промежуточных нагревательных элементов.

2). Интенсивная электродинамическая циркуляция расплава в камере плавления обеспечивает плавление быстрой шихты и отходов, быстрое выравнивание температуры по объёму камеры плавления. Можно получить многокомпонентные сплавы.

3). Возможность создания в печи любой атмосферы и любого давления.

4). Высокая производительность достигаемая благодаря высокими значениям удельной мощности особенно на средних частотах.

5). Возможность полного слива металла из тигля и малая масса облицовки печи. Печи такого типа удобны для периодической работы между плавками и обеспечивают возможность для быстрого перехода с одной марки сплава на другую.

6). Простота и удобство обслуживания печи, управления и регулировки процесса плавки, возможность автоматизации процесса.  А так же малое загрязнение атмосферы.

Стоит так же отметить и недостатки тигельных печей:

1).Низкая стойкость облицовки (футеровки) при высоких рабочих температурах и колебаниях температур в расплаве. Это происходит из-за малой толщины футеровки.

2). Высокая стоимость электрооборудования, особенно при частотах 50 Герц.

3). Низкий КПД всей установки вследствие необходимости иметь источник получения высокой или повышенной частоты,  а так же конденсаторов, а так же при плавки материалов с малым удельным сопротивлением.

Принцип работы индукционной тигельной печи. В основе лежит трансформаторный принцип передачи энергии от первичной цепи ко вторичной. Подводимая к первичной цепи электрическая энергия переменного тока превращается в электромагнитную энергию, которая во вторичной цепи переходит снова в электрическую, а затем в тепловую.   Индукционные тигельные печи также называют индукционными печами без сердечника. Печь представляет собой плавильный тигель, как правило, цилиндрической формы, выполненный из огнеупорного материала и помещенный в полость индуктора, подключенного к источнику переменного тока Металлическая шихта (материал, подлежащий плавлению) загружается в тигель и, поглощая электрическую энергию, плавится. В тигельной печи первичной обмоткой служит индуктор, обтекаемый переменным током, а вторичной обмоткой и одновременно нагрузкой – сам расплавляемый металл, загруженный в тигель и помещенный внутрь индуктора. Магнитный поток в тигельной печи проходит в той или иной степени по самой шихте. Магнитный поток в тигельной печи проходит в той или иной степени по самой шихте. Поэтому для работы печи без сердечника имеют большое значение магнитные свойства, а также размеры и форма кусков шихты. Когда в качестве облицовки применяют ферромагнитные металлы, то до того момента, пока их температура еще не достигла точки Кюри, то есть  o ~740 ÷770 С, их магнитная проницаемость сохраняет свою величину. В этом случае шихта будет играть роль не только вторичной обмотки и нагрузки, но и незамкнутого сердечника. Иначе говоря, при плавке в тигельной печи ферромагнитных металлов разогрев шихты в первый период (до точки Кюри) произойдет не только за счет тепла, выделяемого от циркуляции в ней вихревых токов, но и за счет потерь на ее перемагничивание, которое в этот период наблюдается в шихте. После точки Кюри ферромагнитные тела теряют свои магнитные свойства и работа индукционной печи становится аналогичной работе трансформатора без сердечника. Мощность, а следовательно, и тепло, выделяемое вихревыми токами, которые наводятся и циркулируют в садке, зависят от частоты переменного магнитного поля. При промышленной частоте 50 Герц концентрация энергии, выделяемой вихревыми токами, незначительна и не превышает несколько ватт на квадратный сантиметр поверхности. Поэтому для эффективной работы печи без сердечника приходится питать их токами повышенной, а в отдельных случаях и высокой частоты, что достигается установкой специальных генераторов частоты.

По моему мнению в цивилизованных странах должны применять именно индукционные тигельные печи так как они удобны в использовании и не выдают вредные примеси в атмосферу, это благоприятно сказывается на работе персонала. К тому же их в любой момент можно остановить или сменить тип сплава. Такие печи следую прежде всего применять на разнонаправленных предприятиях, которые производят металлы в зависимости от поставок и рода заказов.

Индукционная плавильная печь

Развитие современного производства и увеличение потребительского спроса на изделия, изготовленные из металла, сформировали толчок в сфере модернизации и усовершенствования металлообрабатывающей индустрии. В производстве металлических конструкций применяется, как основное оборудование, индукционная плавильная печь, которая приспособлена к переработке черных, цветных и драгоценных металлов.

Индукционные плавильные приспособления в основном применяют на литейных производствах больших и средних мощностей. С помощью таких устройств в цехах, где выполняется точное литье, получают стальные отливы максимального качества. Все машино- судостроительные предприятия оснащают свои производственно-ремонтные цеха индукционно плавильным оборудованием для переработки металлов.

 

Принцип действия индукционной плавильной печи

 

Стандартная индукционная плавильная печь работает по методу трансформаторного устройства. В роли первоначальной обмотки выступает специальный индуктор, что охлаждается в процессе работы печи холодной водой. Металл, который находится в тигле, является нагрузкой и, параллельно с этим, второй трансформаторной обмоткой.

 

 

Индуктор печи создает электромагнитную зону, что своим действием образует протекающий в тигле ток. Электричество, вырабатываемое индукторным магнитным полем протекает через обрабатываемые изделия из металла, вызывая их нагрев до максимально высоких температур. Нагреваясь, металл плавится. Для каждого вида металла задается своя, определенная мощность подаваемого напряжения.

 

Устройство индукционной плавильной печи

 

По своей конструкции индукционная плавильная печь складывается из главного приспособления для плавки и вспомогательного набора оборудования. Плавильное устройство является опорным каркасом, в состав которого входят две сварные стойки, плунжеры гидравлического типа и узловая часть размещения индуктора. Установочный узел изготавливается из листопрокатной нержавейки.

Многовитковая катушка индуктора плавильной печи, охлаждаемая водой, изготавливается из медной трубы. Подача воды и электрической энергии на катушку осуществляется через последовательно прикрепленные, гибкие кабеля. Необходимый наклон печи 95 градусов за двадцать секунд обеспечивается плунжерами, приводящимися в движение гидравликой. Панель управление наклонным углом располагается в рабочей зоне устройства и работает по принципу гидравлического распределителя.

 

 

 

Индукционная плавильная печь питается от электросети с использованием преобразователя частот тиристорного типа, преобразовывающего трехфазную подачу тока повышенной частоты в однофазный электрический поток. Передняя панель управления содержит защитные датчики и приборы контроля над работой преобразователя. Регулировка частот в рабочем процессе выполняется автоматически, по заранее заданной программе. На воронке для слива расплавленных металлов установлена система сигнализации и контроля охладительных процессов, уровня конденсации рабочего сектора индукционной печи.

Изготавливается индукционная плавильная печь с использованием новейших, современных технологий. Оборудование комплектуется прочными, износостойкими деталями, благодаря которым минимизируется потеря в контуре устройства. Стоимость плавильного оборудования зависит от мощностей и уровня производительности, которые задаются производителем. Приобретая устройства для плавки различных металлов через проверенных поставщиков, работающих напрямую с изготовителем, можно получить положительное соотношение качества и производительных мощностей со стоимостью изделия.

 

 

принцип работы, схема самодельного устройства, правила безопасности

Разработанные более века назад, индукционные печи прочно входят в наш быт. Это стало возможно благодаря развитию электроники. Взрывной рост мощности контроллеров, выполненных на основе кремниевых полупроводников и появление в широкой продаже транзисторов, способных обеспечивать большие мощности (в несколько киловатт) в последние годы приобрёл характер лавины. Всё это подарило человечеству невероятно большие перспективы в развитии миниатюрных установок, сопоставимых по мощности с промышленными устройствами ближайшего прошлого.

Использование и строение устройства

Применение индукционных печей в домашнем хозяйстве позволяет избежать появления в помещении очагов открытого пламени и является довольно эффективным способом плавления и контролированного нагрева металлов и сплавов. Это происходит благодаря тому, что металл нагревается, раскаляется и расплавляется не под воздействием высокотемпературных горелок, а с помощью пропускания через себя токов большой частоты, стимулирующих активное движение частиц в структуре материала.

Стало возможным появление в быту:

• Компактных канальных индуктивных печей, в которых можно плавить металл и создавать литьём различные изделия и конструкции, очищать от примесей различные драгоценные сплавы и закалять изделия, придавая им дополнительную прочность.
• Водогрейных котлов, чья эффективность лежит уже сейчас далеко за пределами обычных бойлеров.
• Плит для приготовления пищи, которые не только безопаснее газовых по эксплуатационным характеристикам, но и эффективнее некоторых микроволновых печей в области разогрева еды и поддержания её температуры.
• Тигельных плавилен, которые приобрели больше всего поклонников среди людей, занимающихся самостоятельным изготовлением и ремонтом электрических устройств.

Кроме того, всё большее распространение получают электроиндукционные печки, которые работают не только с токопроводящим материалом. Их устройство немного отличается от обычных индукционных печей, так как в его основе лежит нагрев электрической индукцией материала, который не проводит ток (их ещё называют диэлектриками) между обкладками конденсатора, то есть, его выводами разной полярности. Достигаемые температуры при этом не очень большие (порядка 80−150 градусов Цельсия), поэтому такие установки применяются для плавления пластика или его термической обработки.

Особенности конструкции и принцип работы

Индукционная печь работает на основе образования в ней вихревых электрических токов. Для этого используют состоящую из витков толстого провода катушку индуктивности, к которой подводится источник переменного тока. Именно переменный ток образует постоянно меняющееся в зависимости от текущей частоты магнитное поле. Оно и провоцирует передачу этих токов помещаемому внутрь катушки веществу вместе с большим количеством тепла. Генератором при этом может выступать даже самый обычный сварочный инвертор.

Разделяют два вида индукционных печей:

1. С магнитопроводом, особенностью которой является расположение индуктора внутри объёма металла, поддающегося плавке.
2. Без магнитопровода — когда индуктор находится снаружи.

Конструкция с наличием магнитопровода используется, например, в канальных печах. В них используется неразомкнутый металлический (чаще всего — стальной) магнитопровод, внутри которого находятся тигель для плавки и индуктор, образовывающие первичную цепь обмотки. В качестве материала для тигля можно использовать графит, жаропрочную глину или любой другой непроводящий ток материал, обладающий подходящей термостойкостью. В нём размещают металл, который требуется расплавить. Это, как правило, всяческие сплавы цветных металлов, дюралюминий и чугун.

Генератор такой печи должен обеспечивать частоту переменного тока в пределах 400 герц. Возможны и варианты использования вместо генератора обычную электрическую сеть и питать печь с помощью тока с частотой в 50 герц, но в этом случае температура разогрева будет ниже и для более тугоплавких сплавов такая установка не подойдёт.

Тигельные же печи, не имеющие в своей конструкции магнитопровода, получили значительно большее распространение среди энтузиастов. Они используют токи значительно большей частоты для достижения большей плотности поля. Это связано как раз с отсутствием магнитопровода — слишком большой процент энергии поля рассеивается в пространстве. Для противодействия этому необходимо очень тонко настроить печь:

• Обеспечить равную частоту контура индукционной установки и напряжения от генератора (при использовании инвертора это сделать легче всего).
• Подобрать диаметр плавильного тигля таким образом, чтобы он был близок с длиной волны полученного излучения магнитного поля.

Таким образом можно минимизировать потери вплоть до 25% от всей мощности. Для достижения же наилучшего результата рекомендуется выставлять дважды, а то и трижды большую частоту источника переменного тока, чем резонансную. В этом случае диффузия металлов, входящих в состав сплава будет максимальной, а его качество — значительно лучше. Если повышать частоту и дальше, можно добиться эффекта выталкивания высокочастотного поля к поверхности изделия и так провести его закалку.

Вакуумные плавильные печи

Такой вид установок сложно назвать бытовыми, но рассмотреть их стоит из-за того, что вакуумная плавка имеет ряд технологических преимуществ по сравнению с другими видами. По своей конструкции она напоминает тигельную, с тем отличием, что сама печь находится в вакуумной камере. Это позволяет добиваться большей чистоты процесса расплавления металла, понизить его окисляемость в процессе обработки и ускорить процесс, добиваясь значительной экономии электроэнергии.

Кроме того, ограниченность и замкнутость пространства способствует избежать выделения в окружающее пространство вредных испарений плавящихся металлов и сохранять чистоту процесса их обработки. Возможность контролировать состав и процесс обработки также является одним из преимуществ печей этого вида.

Канальные индукционные установки

Ещё один вид промышленных печей, имеющих более широкое применение, чем другие. Их можно использовать не только в качестве плавилен, но и как раздатчики подготовленного материала и смесители нескольких видов сырья. Типовые конструкции таких устройств включают:

• Наличие ванны, в которой находится сырьё, достигшее или достигающее заданной температуры.
• Канала, по которому расплавленная масса проходит через магнитное поле.
• Магнитопровода, обеспечивающего постоянную циркуляцию жидкого металла.
• Катушки первичной обмотки, которая приводит в действие магнитное поле.

Малейшее размыкание контура, который образуется жидким металлом, магнитопроводом и катушкой приводит к повышению его собственного сопротивления и мгновенному выбросу всей массы сырья из канала. Для противодействия такому явлению внутри канала оставляют «болото» — небольшую массу металла, которая поддерживается в жидком виде.

Преимущества индуктивных печей канального типа:

• Невысокая цена установок.
• Экономичность — для поддержания температуры внутри ванны, которая плохо рассеивает тепло, нужно малое количество электроэнергии.
• Коэффициент полезного действия индуктора при работе очень высок.

Недостатки:

• Медленное продвижение по каналу расплавленного металла усложняет контроль за его качеством и окислением.
• Необходимость оставлять некоторое количество сырья внутри понижает качество химического состава следующей загрузки и возможности более тонкого его контроля.
• Необходимость поддерживания герметичности установки из-за угрозы разрыва магнитного поля и образования вихревого излучения. Сложность поддерживания изолированности при футеровке внутренних стен установки некоторыми составами.

Основные элементы схемы печи

Для того чтобы собрать установку и выполнять работы на ней, необходимо найти подходящую схему индукционной печи и детали для неё. Для поиска последних очень пригодится наличие одного или нескольких ненужных блоков питания от компьютера, так как большинство деталей можно найти в них. Типовая схема простейшей печи с самодельным инвертором будет включать такие элементы, как:

• Транзисторы-полевики, можно использовать IRFZ46N или аналоги (IRFZ44V, имеющий силу тока на ножке стока в 55 ампер подойдёт даже лучше). Желательно подбирать полевики с максимально возможным значением напряжения пробоя, так они прослужат гораздо дольше.
• Дроссели, резисторы с сопротивлением 470 Ом (можно использовать один ваттник или два полуваттника, соединённых в схеме последовательно) и девять конденсаторов малой ёмкости (до 1 микрофарада) которые можно выпаять из блока питания.
• Радиаторы для охлаждения транзисторов — полевики в корпусах типа ТО-220АВ при работе очень горячие и могут взорваться от недостатка отвода тепла от них.
• Проволока из меди диаметром около миллиметра для создания ферритовых колец и диаметром в 2 миллиметра для создания индуктора.
• Диоды марок UF4007, 2 штуки, но лучше иметь парочку запасных на случай, если в первый раз соберёте что-то неправильно — они вылетят первыми.
• Батарею ёмкостью около 8−10 ампер-часов. Такие, как правило, извлекаются из старых источников бесперебойного питания и имеют выходное напряжение в 12 вольт.
• В качестве тигля можно слепить и обжечь на костре или с помощью горелки глиняный горшочек нужного вам диаметра.

Инвертор для установки собирается по схеме, предложенной С. В. Кухтецким для лабораторных испытаний. Её легко можно найти в интернете. Мощность инвертора, который питается от напряжения в диапазоне 12−35 вольт будет составлять 6 киловатт, а его рабочая частота — 40−80 килогерц, этого будет более чем достаточно для домашних проектов.

Техника безопасности при работе

Так как работа с индукционной печью подразумевает тесный контакт с расплавленным металлом и токами высокой частоты и силы, стоит озаботиться о качественном заземлении установки и надёжных средствах защиты. При этом одежда должна строго соответствовать всем требованиям:

• Быть изготовленной из плотного неплавящегося и не горящего материала.
• Базовый защитный костюм должен включать в себя фартук и рукавицы. На ногах по возможности следует носить при работе обувь с прорезиненой подошвой, ступни же и носки должны быть сухими.
• Для защиты глаз стоит приобрести специальные очки, это убережёт вас от случайного попадания раскалённого куска металла в глаза.

Не стоит забывать и о хорошей вентилируемости помещения, в котором будут работать. Расплавленный металл выбрасывает в воздух химические соединения, которые совсем неполезны для ваших лёгких.

Индукционная печь для плавки металла своими руками

Многие люди считают, что процесс плавки металла требует огромных сооружений, практически заводов с большим количеством персонала. Но ведь есть ещё такая профессия, как ювелир и такие металлы как золото, серебро, платина и другие, используемые для изготовления ажурных и изысканных украшений, некоторые из которых по праву считаются настоящими произведениями искусства. Ювелирная мастерская – предприятие, не терпящее излишней масштабности. А процесс плавления в них просто необходим. Поэтому индукционная печь для плавки металла здесь необходима. Она и не большая, и очень эффективная, и проста в обращении.

Принцип действия

Принцип работы индукционной печи для плавки металла

Принцип работы индукционной печи является замечательным примером, как нежелательное явление используется с повышенным КПД. Так называемые вихревые индукционные токи Фуко, которые обычно мешают в любом виде электротехники, здесь направлены только на положительный результат.

Для того чтобы структура металла начала нагреваться, а затем и плавиться, его необходимо поместить под эти самые токи Фуко, а образуются они в индукционной катушке, чем по большому счёту и является печь.

Проще говоря, все знают, что во время работы любой электрический прибор начинает нагреваться. Индукционная печь для плавки металла использует этот нежелательных в других случаях эффект на полную мощность.

Преимущества перед другими видами плавильных печей

Компактная индукционная печь для плавки металла

Индукционные печи – не единственное изобретение, используемое для плавления металлов. Есть ещё знаменитые мартены, домны и другие виды. Однако рассматриваемая нами печь имеет перед всеми остальными ряд неоспоримых преимуществ.

• Печи, работающие на принципе индукции, могут быть довольно компактными, и их размещение не доставит никаких трудностей.
• Высокая скорость плавки. Если другие печи для плавки металла требуют несколько часов только на разогрев, индукционная справляется с этим в несколько раз быстрее.
• Коэффициент полезного действия лишь немного не достигает отметки в 100 %.
• По чистоте расплава индукционная печь уверенно занимает первое место. В других устройствах приготовленная к расплаву заготовка непосредственно соприкасается с нагревательным элементом, что зачастую приводит к загрязнению. Токи Фуко нагревают заготовку изнутри, воздействуя на молекулярную структуру металла, и побочных элементов в неё не попадает.

Последнее преимущество просто необходимо в ювелирном деле, где частота материала повышает его ценность и уникальность.

Размещение печи

Компактная индукционная печь, в зависимости от размеров может быть напольной и настольной. Какой бы вариант вы не выбрали, есть несколько основных правил для выбора места, куда её поставить.

• При всей простоте обращения с печью – это всё-таки электрический прибор, который требует соблюдения мер безопасности. И первое, что необходимо учитывать при установке – наличие правильного источника питания, соответствующего модели аппарата.
• Возможность провести качественное заземление.
• Обеспечение установки подводом воды.
• Для настольных печей необходимо устойчивое основание.
• Но самое главное, во время работы ничего не должно мешать. Если даже расплав по объёму и массе не слишком большой, его температура больше 1000 градусов и случайно выплеснуть его из формы, значит, нанести очень сильную травму или себе или тому, что находится рядом.

Про то, что вблизи работающей индукционной печи не должно быть никаких горючих и тем более взрывоопасных материалов и говорить нечего. А вот пожарный щит в шаговой доступности абсолютно необходим.

Виды индукционных печей

Тигельная индукционная печь

Широко применяются два вида индукционных печей: канальный и тигельный. Отличаются они только по методу работы с ними. Во всём остальном, включая преимущества, такие плавильные печи очень схожи. Рассмотрим каждый вариант по отдельности:

• Канальная печь. Основное достоинство этого вида – непрерывный цикл. Загружать новую порцию сырья и выгружать уже расплавленный металл можно прямо во время нагрева. Единственная сложность может возникнуть при запуске. Канал, по которому жидкий металл будет выводиться из печи должен быть заполнен.
• Тигельная печь. В отличие от первого варианта каждую порцию металла придётся загружать отдельно. В этом и смысл. В термостойкий тигель помещается сырьё и ставится внутрь индуктора. После того, как металл расплавится, его сливают из тигля и только потом загружают следующую порцию. Такая печь идеальна для небольших мастерских, где не требуется больших масс расплавленного сырья.

Главное преимущество обоих вариантов в быстроте производства. Однако тигельная печь выигрывает и здесь. Кроме того её вполне можно смастерить своими руками в практически домашних условиях.

Самодельная индукционная печь не таит в себе никаких сложностей, чтобы её не смог собрать обычный человек, хоть немного знакомый с электротехникой. У неё всего три основных блока:

• Генератор.
• Индуктор.
• Тигель.

Индуктор – медная обмотка, которую можно смастерить самостоятельно. Тигель придётся искать или в соответствующих магазинах, или доставать иными способами. А в качестве генератора могут быть использованы: сварочный инвертор, собственноручно собранная транзисторная или ламповая схема.

Индукционная печь на сварочном инверторе

Самый простой и широко распространённый вариант. Усилия придётся затратить лишь на сооружения индуктора. Берётся медная тонкостенная трубка 8-10 см в диаметре, и загибается по нужному шаблону. Витки должны располагаться на расстоянии 5-8 мм, а их количество зависит от характеристик и диаметра инвертора. Закрепляется Индуктор в текстолитовом или графитовом корпусе, а внутрь установки помещается тигель.

Индукционная печь на транзисторах

В этом случае придётся поработать не только руками, но и головой. И побегать по магазинам в поисках нужных запчастей. Ведь понадобятся транзисторы разной ёмкости, парочка диодов, резисторы, плёночные конденсаторы, два разных по толщине медных провода и парочка колец от дросселей.

• Перед сборкой необходимо учитывать, что полученная в итоге схема во время работы будет сильно нагреваться. Поэтому необходимо использовать довольно большие радиаторы.
• Конденсаторы параллельно собираются в батарею.
• На дроссельные кольца наматывается медная проволока диаметром 1,2 мм. В зависимости от мощности, витков должно быть от 7 до 15.
• На цилиндрический предмет, подходящий по диаметру к размерам тигля, наматывают 7-8 витком медной проволоки диаметром 2 мм. Концы проволоки оставляют достаточно длинными для подключения.
• По специальной схеме всё монтируется на плату.
• Источником питания может быть 12-вольтовый аккумулятор.
• Если есть необходимость, можно изготовить текстолитовый или графитовый корпус.
• Мощность устройства регулируется путём увеличения или уменьшения витков обмотки индуктора.

Собрать такое устройство самостоятельно не просто. И браться за эту работу можно только в том случае, когда есть уверенность в правильности своих действий.

Индукционная печь на лампах

В отличие от транзисторной, ламповая печь получится намного мощнее, а значит, и обращаться и с ней и со схемой придётся осторожнее.

• Соединённые параллельно 4 лучевые лампы будут генерировать токи высокой частоты.
• Медную проволоку сгибают спиралью. Расстояние между витками 5 и более миллиметров. Сами витки диаметром 8-16 см. Индуктор должен быть такого размера, чтобы внутри легко помещался тигель.
• Индуктор помещают в корпус из материала, не проводящего ток (текстолит, графит).
• На корпус можно поставить неоновую лампу-индикатор.
• Так же можно включить в схему подстроечный конденсатор.

Изготовления обеих схем требует обладания некими знаниями, получить которые можно, но лучше, если этим займётся настоящий специалист.

Охлаждение

Этот вопрос, наверное, самый сложный из всех тех, которые ставятся перед человеком, решившим самостоятельно собрать плавильный аппарат на основе индукционного принципа. Дело в том, что ставить вентилятор непосредственно вблизи печи не рекомендуется. Металлические и электрические части охлаждающего устройства могут негативно сказаться на работе печки. Стоящий же в отдалении вентилятор может не обеспечить нужное охлаждение, что приведёт к перегреву.

Второй вариант – это провести водяное охлаждение. Однако качественно и правильно выполнить его в домашних условиях не только сложно, но и финансово не выгодно. В этом случае стоит задуматься: не экономнее ли будет приобрести промышленный вариант индукционной печи, выпущенный на заводе, с соблюдением всех необходимых технологий?

Техника безопасности при выплавке металла в индукционной печи

Сильно распространяться на эту тему не нужно, так как практически каждый знает основные положения техники безопасности. Следует остановиться лишь на тех вопросах, которые присущи исключительно этому виду оборудования.

• Начнём всё-таки с личной безопасности. При работе с индукционной печью следует хорошо понимать, что температуры здесь очень сильно повышены, а это риск получения ожогов. Так же прибор электрический и требует повышенного внимания.
• Если вы купили готовую печь, следует обратить внимание на радиус воздействия электромагнитного поля. В противном случае часы, телефоны, видеокамеры и другие электронные гаджеты могут начать сбоить или совсем поломаются.
• Рабочую одежду следует подбирать с неметаллическими застёжками. Их наличие наоборот будет влиять на работу печи.
• Особое внимание в этом отношении следует уделить ламповой печи. Все элементы с высоким напряжением должны быть упрятаны в корпус.

Конечно, в городской квартире вряд ли пригодится такая аппаратура, но радиолюбителям, которые постоянно занимаются лужением, и ювелирных дел мастерам без индукционной печки не обойтись никак. Для них эта вещь очень полезная, можно сказать незаменимая, а как она помогает в их работе, лучше спросить у них самих.

Индукционная тигельная печь принцип работы

ЭЛЕКТРОННАЯ СИЛОВАЯ ТЕХНИКА

Гарантийный срок оборудования ООО «ЭЛСИТ» составляет 24 месяца

Продукция «ЭЛСИТ»

Плавка ТВЧ

Индукционная печь тигельная принцип действия

Индукционная печь – это простое и в то же время сложное оборудование, которое служит для плавки металлов в небольших объёмах. Трансформаторный способ передачи энергии с помощью токов высокой частоты – от первичной к вторичной цепи, – взят как основа действия тигельных печей.

Электрическая энергия, проводимая к первичной цепи, преобразуется в электромагнитную; во вторичной цепи электромагнитная энергия снова возвращается к электрической, а после этого снова становится тепловой.

Индукционная печь тигельная по-другому называется печью без сердечника. Плавильная печь строится вокруг плавильного тигля. Как правило, тигель имеет цилиндрическую форму и выполняется из жаропрочных материалов. Тигель устанавливают в индуктор, который в дальнейшем подключается к источнику электрической энергии.

На изображении 1 вы можете увидеть, как металлическая шихта – простым языком – материал для плавки, – загружается в тигель. Поглощая поступающую электрическую энергию, металлическая шихта начинает плавиться.

Индуктор принято считать первичной обмоткой индукционной тигельной печи. Он же, тигель, является источником переменного тока. Вторичной обмоткой и нагрузкой для движения плавильного процесса является сама металлическая шихта, загруженная в тигель.

Поток магнитного поля в тигельной индукционной печи касается самого плавящегося материала, по этой причине форма и размеры кусков металла имеют высокое значение, оказывающее влияние на скорость и процесс плавки.

Принцип работы индукционной тигельной печи делает её немного напоминающей воздушный трансформатор.

В случае применения ферромагнитных металлов для плавки, до момента достижения их температуры точки Кюри, магнитная проницаемость металлов будет сохранять свою величину. В этой ситуации шихта играет тройную роль: вторичной обмотки, нагрузки и незамкнутого сердечника. Если объяснять простым языком, то плавка ферромагнитных металлов в индукционной печи происходит дополнительно благодаря потерям на перемагничивание металлов, которые идут в шихте до достижения точки Кюри.

Мощность, которая выделяется токами высокой частоты, вследствие неё и тепло, влияющее на металл, зависят от частоты переменного магнитного поля. По этой причине индукционная печь нуждается в питании токами высокой частоты (ТВЧ) – их выделяет индукционная установка.

Индукционная печь тигельная прекрасно подойдёт для плавки всех металлов, поэтому если вы ещё не успели заказать её для своего производства, то поспешите сделать это, оформив заявку на нашем сайте или связавшись со специалистами нашей компании.

Мы находимся на рынке более десяти лет и уже успели зарекомендовать себя, как компания, собирающая одни из лучших индукционных печей. Мы отвечаем за качество и выполняем работу в короткие сроки.

Благодаря появлению в современном производстве доступных электронних и изоляционных компонентов поле применения индукционного нагрева становится все более широким. Данная технология применяется не только в металургии, но и при разработке бытовой техники.

Принцип индукционного нагрева

В основе работы индукционной печи лежит трансформаторный принцип обмена энергией. Индуктор изготавливается из медной трубки, которая затем закручивается в многовитковую катушку. К первичной цепи индуктора подводится переменный ток, что приводит к формированию вокруг него переменного магнитного поля. Под воздействием магнитного поля в теле, размещенном внутри индуктора, возникает электрическое поле, что впоследствии приводит к процессу нагрева. Мощность, а соответственно, и тепло, выделяемое индукционной тигельной плавильной печью, напрямую зависят от частоты переменного магнитного поля. Следовательно, для эффективной эксплуатации печь нуждается в токах высокой частоты.

Применение индукционных печей

Индукционный нагрев может использоваться для работы с любым материалом: металл, шлак, газ и т. д. Главное преимущество его применения — бесконтактная передача тепла. Также индукционный нагрев позволяет достичь практически любых скоростей нагрева — все зависит от мощности генератора, питающего печь. Тепловые потери при таком нагреве минимальны. Максимальная температура, до которой можно разогреть предмет в печи, ограничивается только стойкостью огнеупорного материала. Процесс бесконтактной передачи тепла к нагреваемому материалу дает возможность производить нагрев в вакуумной среде.

Согласно отзывам металлургов, сфера применения индукционных печей несколько ограничена в связи с имеющимися недостатками. К минусам тигельной печи относятся:

• высокая цена на электрооборудование;
• холодные шлаки, осложняющие рафинировочный процесс;
• пониженная устойчивость футеровки во время температурных скачков между плавками.

Схема тигельной индукционной печи

Индукционная тигельная печь имеет следующую конструкцию.

Главным элементом печи выступает тигель (7), накрытый крышкой (1). Тигель располагается внутри нагревательного индуктора (3), изготовленного в форме многовитковой катушки. Катушка представляет собой медную трубку, внутри которой, с целью охлаждения, постоянно циркулирует вода. Магнитный поток от индуктора проходит по магнитопроводам (4), которые изготовлены из специальной трансформаторной стали. Поворотный узел (2) предусмотрен для наклона печи во время разлива расплавленной жидкости. Печь установлена на меллоконструкции (5). Охлаждение производится с помощью шлангов водяного охлаждения (6). Для обслуживания печи используется вспомогательная площадка (8).

Также схема тигельной печи включает в себя трансформатор, конденсаторы, блок управления и систему откачки газов. Питание тигельной электрической печи производится токами с частотой 50 Гц.

Особенности внутренних элементов конструкции

Чаще всего индуктор выполняется из трубки круглого сечения. Но бывают ситуации, в которых круглая медная трубка не применима. В определенных случаях для конструирования индукционной тигельной печи используют профилированные элементы, благодаря которым уменьшается магнитный поток рассеивания. Трубки индуктора изолируют между собой стеклотканью, пропитанной специальным лаком. Защищенные витки сжимаются блоками, изготовленными из диэлектрического материала. Индуктор и тигель, размещенный внутри катушки, устанавливается на поддон, изготовленный из огнеупорных кирпичей или жаропрочного бетона. В промышленных условиях процесс изготовления тигля происходит прямо в печи. При этом индуктор в собранном состоянии устанавливают на поддон и изолируют асбестом. После этого поддон засыпается огнеупорным порошком, который уплотняется с помощью пневматической установки. Зазор между установленным на днище шаблоном и индуктором заполняется порошками из огнеупорных материалов.

Футеровку зоны над индуктором обеспечивает огнеупорный кирпич. Воротник и сливной желоб также футеруют жаропрочным кирпичом. Работа индукционной тигельной печи происходит в тяжелейших условиях, поэтому к качеству используемых жаропрочных материалов предъявляются повышенные требования. На долговечность футеровки влияет состав огнеупорной массы, режим работы и применяемая частота электрического тока. Как правило, тигель выдерживает до 100 плавок, а затем выходит из строя.

Конструкция наружных элементов

Каркас плавильной тигельной печи представляет собой базу, к которой крепятся все ее элементы. На крупных промышленных устройствах каркас имеет вид сплошного кожуха. Все детали каркаса должны иметь высокую прочность, в связи с влиянием на них электромагнитного поля индуктора. Оболочка при определенных условиях может нагреваться так же, как и материал в печи. Чтобы уменьшить нагрев, каркас рационально изготавливать из неэлектропроводных материалов. Однако, поскольку диэлектрические материалы имеют высокую цену, материалом для каркаса обычно служит сталь. Стальная конструкция разбивается на несколько элементов, которые, в свою очередь, изолируются друг от друга. Для снижения электромагнитного поля вблизи каркаса используются экраны. Защитный экран устанавливается между индуктором и корпусом печи. Экран имеет форму цилиндра и выполняется из алюминия или меди.

Поворотный узел – важный элемент конструкции. Главное требование к механизму поворота – обеспечение наклона для полного слива металла. Механизмы поворота могут использоваться разные. В печах небольшого объема используется ручная или электрическая лебедка. Промышленные печи наклоняют с помощью кран-балки. Печи большого объема могут оборудоваться гидравлическим приводом наклона.

Крышка, которой накрывается тигельная печь для плавки, служит для поддержания температуры внутри агрегата на более высоком уровне. Однако учитывая, что накрывать печь можно только после полного расплавления шихты, применение крышки не является обязательным.

Изготовление печи своими руками

Индукционные печи нашли широкое применение не только в промышленности, но и в быту. Можно найти схемы большого количества самодельных устройств, однако часть из них в лучшем случае просто не заработает, а в худшем — нанесет вред здоровью своего создателя. О таких последствиях предостерегают многие любители. В повседневной жизни метод индукционного нагрева применяется в таких устройствах:

• канальная печь для плавки металла;
• тигельная индукционная печь — наиболее простая в конструировании, и в связи с этим наиболее популярная среди энтузиастов, судя по отзывам;
• водонагревательный котел, работа которого основана на методе индукции;
• индукционные варочные поверхности, составляющие конкуренцию популярным газовым плитам.

Канальная печь

Данный тип печей применяется для получения чугуна высокого качества, а также при плавке дюраля и цветных спецсплавов. Канальная печь мощностью до 3 кВт изготавливается самостоятельно из сварочного трансформатора, частота которого соответствует промышленной. Такая печь позволяет расплавить болванку бронзы или меди весом до полукилограмма. Канальная печь также позволяет переплавлять дюраль, только обязательно нужно учитывать, что за плавкой должен следовать процесс «состаривания». Время этого процесса может составлять до 2 недель и зависит от состава сплава.

Для изготовления печи первичную обмотку сварочного трансформатора оставляют без изменений, а на место вторичной обмотки помещают тигель кольцевого типа. Лучшим материалом для тигля небольшой канальной печи является электрофарфор. Другие варианты не подойдут из-за низкой прочности и диэлектрических потерь. По отзывам металлургов-любителей, проблема состоит в том, что обработать электрофарфор самостоятельно не представляется возможным, а найти подходящий элемент в продаже очень маловероятно. Именно из-за дефицитного тигля, канальная печь у энтузиастов широкого применения не нашла, хотя данный тип печи и обладает КПД более 90 %.

Тигельная индукционная печь

Изготовленная своими руками тигельная печь используется прежде всего при очистке ценных металлов. К примеру, имея в наличии радиоразъем, изготовленный в Советском Союзе, можно добыть из его контактов определенное количество золота. Используя внешний нагрев, такого результата добиться невозможно.

Кроме золотодобычи, такая печь часто используется с целью равномерного нагрева металла, что требуется для качественной закалки. Меняя положение детали в индукторе и корректируя его мощность, можно добиться заданной температуры на конкретном участке металла. Важно, что использование такой печи будет достаточно бюджетным, ведь практически все энергия направлена на процесс нагрева детали.

Индукционные котлы

Индукционные водонагревательные котлы имеют все шансы в будущем вытеснить обычные бойлеры. Минусом такого водонагревателя пользователи считают высокую цену, но при этом, систематизируя многочисленные отзывы, можно выделить несколько преимуществ:

• Надежность. В котле нет электроспирали, которая является слабым звеном обычного бойлера.
• Коэффициент полезного действия почти 100 %.
• Безопасность. Доступ электричества к корпусу котла невозможен благодаря особенностям конструкции.
• Устройство не нуждается в специальном заземлении.
• Устойчив к скачку напряжения в электрической сети.
• Не образует накипь.
• Долговечность. Котел способен отработать без обслуживания около 30 лет.

Самодельный водонагревательный котел

Основой такого водонагревателя служит силовой трансформатор мощностью до 1,5 кВт, первичная обмотка которого рассчитана на напряжение 220 В. Отлично подойдет трансформатор от лампового цветного телевизора. Вторичную обмотку следует снять, а количество витков первичной необходимо увеличить.

Умельцы советуют и предостерегают: использование такого самодельного устройства небезопасно, поэтому трансформатор следует заземлить, а сам прибор подключать через быстродействующее УЗО.

Индуктор на кухне

Индукционные кухонные варочные поверхности уже не вызывают удивления и широко применяются в быту. В основе работы устройства лежат те же принципы, что и у индукционной печи, с тем лишь отличием, что вторичную обмотку собой представляет металлическое дно посуды.

Использование таких плит стало возможным благодаря появлению в производстве диэлектрика, который, кроме выполнения задачи изолирования индуктора, должен обладать еще прочностными и гигиеничными характеристиками. Удовлетворяющий всем требованиям материал появился относительно недавно, и его стоимость составляет значительную часть в общей цене плиты.

Пользователи в одни голос утверждают: самостоятельное изготовление индукционной плиты не имеет смысла по двум причинам. Первая — приготовление блюд на такой варочной поверхности требует тонкой настройки для каждого типа пищи. Для необходимой корректировки всех электрических параметров в процессе приготовления потребуется микроконтроллер. Вторая причина — цена электронных деталей, из которых состоит плита. В сумме все элементы обойдутся гораздо дороже, чем стоимость уже готового прибора.

Индукционная кухонная плита имеет такие положительные качества:

• отсутствие, в отличие от микроволновых печей, стороннего излучения;
• возможность программирования плиты под свою манеру приготовления пищи;
• приготовление таких блюд, как карамель, без перегрева и пригорания;
• экономичность, благодаря рациональному использованию энергии нагрева.

Индукционная тигельная печь (рисунок 1) состоит из основных элементов (индуктора, футеровки, каркаса, механизма наклона) и может быть оборудована дополнительными устройствами (крышкой с механизмом подъема и поворота, магнитопроводом или магнит­ным экраном, рабочей площадкой и др.).

Рисунок 1 — Схематическое изображение индукционной сталеплавильной печи а — конструктивное оформление, 1 — индуктор, 2 — крепление витков индуктора, 3 — каркас, 4 — тепловая изоляция, 5 — подовая плита, 6 — тигель, 7 — цапфы механизма наклона, 8 — крышка, б — футеровка тигля 1 — подовая плита, 2 — тигель, 3 — воротник, 4 — сливной желоб, 5 — огнеупорная обмазка

Индуктор

Индуктор предназначен для создания переменного магнит­ного поля необходимой напряженности. Помимо основного назна­чения, индуктор выполняет также роль крепления тигля, которое удерживает его от смещения при наклоне печи.

Поскольку мощность, передаваемая садке печи, пропорциональна квадрату ампер-витков индуктора, целесооб­разно обеспечивать возможно большее число витков индуктора и пропускать через него токи большой силы. В среднем плотность тока в индукторе составляет около 20 А/мм 2 , а электрические потери в нем даже при изготовлении его из меди достигают 20—30%. Кроме того, индуктор дополнительно нагревается потоком тепла от тигля. Во избежание перегрева индуктор необходимо охлаждать.

Сечение трубки выбирают так, чтобы толщина стенки примерно в 1,3 раза превышала глубину проникновения тока, сечение стенки при заданной силе тока обеспечивало плотность тока не бо­лее 20А/мм 2 , а сечение отверстия трубки обеспечивало проход количества воды, необходимого для отвода тепла.

Наружный диаметр трубки при этом должен позволять разме­стить по высоте индуктора расчетное число витков.

Индуктор изготовляют, как правило, из медной трубки круглого сечения. Иногда, однако, использование такой трубки невозможно, так как при этом нельзя выполнить изложенные выше требования. Поэтому в некоторых случаях приходится использовать неравно­стенные (рисунок 2, а, б) или профилированные (рисунок 2, в, г) трубки. Использование профилированных трубок целесообразнее и в связи с уменьшением магнитного потока рассеивания, достигаемого в этом случае в связи с возможностью уменьшения зазора между тиглем и витками индуктора.

Рисунок 2 — Трубки для изготовления индуктора

Иногда расчетное число витков оказывается настолько незна­чительным, что не позволяет плотно заполнить всю высоту индук­тора. В этом случае индуктор целесообразно изготовлять двухсекционным с удвоенным числом витков и параллельным соединением секций. Секции наматывают в противоположные стороны, так как ько в этом случае магнитные потоки секций складываются, а в месте стыка секций напряжение крайних витков секций оказывается одинаковым и не требует усиленной изоляции (рисунок 3). При одинаковом направлении витков в месте стыка напряжение между витками было бы равно напряжению источника.

Рисунок 3 — Включение секций двухсекционного индуктора

На генераторной (подсоединяемой к источнику питания) секции делается несколько промежуточных отводов. Подключая разное число витков секции к источнику питания, можно, как в автотрансформаторе, повышать напряжение на индукторе выше номиналь­ного напряжения источника питания и тем самым регулировать потребляемую печью мощность. Подключением n_г витков из имеющихся в секции n_н витков можно на индукторе получить напряжение U_н:

Витки индуктора изолируют друг от друга стеклотканью с кремнийорганическим лаком. Изолированные витки сжимаются плитами из изоляционного материала, стягиваемыми при помощи брусьев.

В некоторых случаях каждый виток индуктора жестко крепят к изоляционным стойкам независимо от других витков. В этом слу­чае изоляция витков не обязательна.

Футеровка

Индуктор и помещаемый внутри него тигель устанавливают на подину, изготавливаемую из шамотных блоков, шамотных кирпичей или (на крупных печах) из жаропрочного бе­тона (см. рис. 1,б).

На промышленных печах тигель, образующий плавильное про­странство печи, изготавливают непосредственно в печи. Для этого собранный и установленный на подину индуктор закрепляют и вну­треннюю его поверхность изолируют асбестом. Затем на подину насыпают порошкообразные огнеупорные материалы и пневмати­ческими трамбовками уплотняют их слоями по 50—70 мм. На уплот­ненное днище устанавливают шаблон, сваренный из листовой угле­родистой стали толщиной 2—3 мм и имеющий форму, повторяющую внутренние контуры тигля. В кольцевой зазор между шаблоном и индуктором засыпают порошки огнеупоров и уплотняют их такими же слоями.

Футеровку выше верхнего витка индуктора выполняют из обож­женного кирпича, так как обжечь этот участок тигля в печи очень трудно. Воротник и сливной желоб футеруют кирпичом и обмазы­вают огнеупорной обмазкой.

Тигли для печей небольшой емкости можно изготавливать в пресс-формах и устанавливать в печь в готовом виде, засыпая зазор между тиглем и индуктором порошкообразными огнеупорами. Это значи­тельно ускоряет замену футеровки, но трудно осуществимо при большой емкости тигля. Чтобы набивка тигля не создавала пере­боев в работе крупных установок, их снабжают двумя печами и либо печь полностью заменяют после выхода из строя тигля, либо питание переключают на вторую печь.

Футеровка индукционных тигельных печей работает в очень тяже­лых условиях. Для получения возможно меньшего магнитного по­тока рассеивания толщина ее должна быть минимальной и при этом обеспечивать высокую механическую прочность, не растрескиваться при смене температур после слива металла и завалки холодной шихты, обладать высокой огнеупорностью и шлакоустойчивостью.

Особенно жесткие требования предъявляют к огнеупорным мате­риалам, используемым в печах высокой частоты. Помимо перечи­сленных требований, в огнеупорах для печей высокой частоты должны отсутствовать токопроводящие и магнитные примеси, так как ча­стицы этих примесей в высокочастотном поле нагреваются, оплав­ляются и растворяют футеровку, приводя к прогоранию тигля.

Футеровка индукционных печей может быть кислой или основ­ной. Кислую футеровку изготовляют из кварцевого песка или квар­цита и использует главным образом в литейных цехах машинострои­тельных заводов. Она дешевле основной футеровки, обладает более высокой термостойкостью, характеризуется меньшей тепло- и элек­тропроводностью тиглей из кислых материалов. Срок службы дли­тельнее. В то же время кислая футеровка восстанавливается многими элементами, входящими в состав легированной стали, и поэтому на металлургических заводах находит ограниченное применение.

Для основной футеровки обычно применяют порошок магне­зита, реже — порошок, полученный из отходов хромомагнезитовых кирпичей. В некоторых случаях для изготовления тиглей поль­зуются техническим глиноземом и цирконовым песком (цирконо­вым силикатом). В качестве связующих используют борную кис­лоту, буру, жидкое стекло, огнеупорную глину и другие вещества.

Футеровку изготовляют из увлажненных или сухих материалов. Вновь изготовленный тигель должен быть просушен и обожжен, для чего проводят специальную обжиговую плавку.

В тигель с шаблоном загружают чугун и медленно поднимают нагрузку до слабо-красного каления шаблона. Если футеровка изготовлена из увлажненных материалов, то печь сушат в тече­ние 15—20ч, при применении сухой массы время сушки уменьшают до нескольких часов, а затем нагрузку увеличивают и расплавляют чугун.

При первой плавке в печь стремятся загрузить как можно больше чугуна с тем, чтобы обжечь тигель до высоты, превышающей обыч­ный уровень металла. Чугун сильно перегревают, и расплав стано­вится очень жидкотекучим и хорошо заполняет все неровности поверхности.

После обжиговой плавки на внутренней поверхности тигля обра­зуется тонкий (2—3 мм) рабочий слой спеченной футеровки. В даль­нейшем толщина этого слоя постоянно увеличивается. Неспеченный слой набивки выполняет роль буфера, воспринимающего терми­ческие и механические нагрузки рабочего слоя. Когда футеровка спекается на всю толщину, тигель трескается и выходит из строя.

Стойкость футеровки зависит от состава огнеупорной массы, частоты тока, режима работы и ряда других факторов. На печах с основным тиглем она достигает 40— 100 плавок; стойкость кислых тиглей может быть значительно больше.

Каркас

Каркас является основой для крепления всех элементов печи. На печах большой емкости каркас заменяют сплошным кожухом.

Элементы каркаса должны обладать большой прочностью и выдерживать значительные нагрузки. Поскольку каркас расположен в зоне сильного электромагнитного поля индуктора, он может при определенных условиях нагреваться почти так же, как металл в тигле.

Чтобы уменьшить потери на нагрев каркаса, необходимо осла­бить наводимые в нем токи. Наиболее просто это достигается тем, что каркас разбивают на отдельные электроизолированные друг от друга элементы, и тогда его лучше изготовлять из немагнитных, а еще лучше — из неэлектропроводных материалов. Однако, по­ скольку наиболее доступным конструкционным материалом является
сталь, каркас чаще всего изготовляют из стальных изолированных друг от друга частей.

Иногда целесообразно снизить вблизи каркаса напряженность магнитного поля. Это может быть достигнута установкой между индуктором и каркасом магнитопроводов или магнитных экранов.

Магнитопровод изготовляют в виде пакетов, набранных из листов электротехнической стали толщиной 0,2—0,5 мм и устанавливаемых по окружности между индуктором и каркасом. Вследствие более высокой магнитной проницаемости электротехнической стали по сравнению с воздухом магнитные силовые линии замыкаются по магнитопроводу и каркаса не достигают. Общее сечение магнитопровода выбирают таким, чтобы концентрация выделяющегося в нем тепла была невелика и он не нагревался. Это условие выполняется тогда, когда магнитопровод выполнен достаточно массивным. Часто масса магнитопровода заметно превосходит массу садки.

Установка магнитопроводов, кроме того, усложняет конструк­цию печи и обслуживание индуктора. По этим причинам они находят ограниченное применение.

Более просты и компактны печи с электромагнитными экранами, изготавливаемыми в виде цилиндра из медного или алюминиевого листа и устанавливаемыми между индуктором и каркасом.

Сущность экранирования каркаса заключается в том, что элек­тромагнитные волны, исходящие от индуктора, наводят в экране токи, противоположные по направлению току индуктора. Эти токи создают поле, противоположное полю индуктора, и оно достигает каркаса значительно ослабленным.

Для обеспечения небольших потерь в экране необходимо, чтобы его толщина минимум в 1,3 раза превышала глубину проникновения тока. Поэтому электромагнитные экраны наиболее целесообразно применять на установках высокой частоты. Для печей промышлен­ной частоты толщина медного экрана должна быть не менее 1,3 см.

Механизм наклона

Механизм наклона должен обеспечи­вать наклон печи для полного слива металла.

В настоящее время применяют очень разнообразные механизмы. Для печей малой емкости используют механизмы, состоящие из лебедки с ручным или электромеханическим приводом и троса, перекинутого через блок.

Более крупные печи наклоняют при помощи тельфера, сцепляя его крюк с серьгой, укрепленной на каркасе. Крупные печи обору­дуют гидравлическим приводом наклона, в принципе аналогичным гидравлическому приводу наклона дуговых печей.

Вращение печи осуществляется, как правило, вокруг цапф, ось которых проходит под носком печи. В некоторых случаях вра­щение начинается вокруг нижних цапф и осуществляется с большой скоростью, пока в гнездо не уложатся верхние цапфы. После этого печь поворачивается вокруг верхней пары цапф, но уже с меньшей скоростью (увеличивается радиус точки приложения сил).

Крышка

Крышка предназначена для уменьшения тепловых потерь излучением с поверхности расплава и поддержания температуры шлака на более высоком уровне.

Последнее требование в некоторых случаях приобретает особенно важное значение, так как шлаки в индукционных печах нагреваются только за счет тепла металла. Однако учитывая, что при использо­вании индукционных печей, как правило, не ставится задача глу­бокого рафинирования металла шлаком, целесообразность услож­нения конструкции печи в результате установки крышки представ­ляется сомнительной, тем более, что ее можно применять лишь в очень ограниченное время после полного расплавления шихты. Поэтому крышка не является обязательным элементом конструкции индукционной тигельной печи.

требуемая схема и принцип работы,

В настоящее время в быту стали использоваться печи, работающие по индукционному принципу, которые обычно применяются в промышленности. Чтобы индукционные печи можно было использовать в бытовых условиях, их конструкцию существенно преобразили, без изменения остался только принцип преобразования энергии. Такой прибор можно сделать своими руками из доступных материалов. Главное – это разобраться в конструкции и понять, как работает эта печь.

Принцип работы индукционной печи

Работа такой печи основана на принципе индукционного нагрева. Другими словами, тепловая энергия получается от электрического тока, вырабатываемого электромагнитным полем. Благодаря такой особенности этот прибор отличается от обыкновенных электрообогревателей.

Конструкция индуктора довольно проста. Его центром является графитовая или металлическая электропроводящая заготовка, вокруг которой следует намотать провод. При помощи мощности генератора в индуктор начинают запускать токи разной частоты, создавая вокруг индуктора мощное электромагнитное поле. Благодаря воздействию такого поля на заготовку и создания в ней вихревых токов, графит или металл начинает очень сильно разогреваться и отдавать тепло окружающему воздуху.

В быту индукторы стали использоваться сравнительно недавно.

Виды индукционных устройств

По своему предназначению такие приборы бывают бытовыми и промышленными. Однако такая классификация считается неполной. Существует еще несколько разновидностей печей:

• Тигельные. Самый распространенный вид агрегатов, используемых в металлургии. Такая конструкция не содержит сердечник. Эти устройства в основном используются для обработки и плавки любых металлов. Замечательно зарекомендовали себя они и в других областях.
• Канальные. Их конструкция имеет сходство с трансформатором.
• Вакуумные. Применяются тогда, когда необходимо удалить примеси из металла.

Бытовые печи делятся на две группы:

• Агрегаты, которые используют для отопления. Представляют собой индукционные котельные установки небольшого размера, которые монтируются в системах автономного отопления.
• Индукционные плиты, на которых готовят пищу. Основное отличие от обыкновенной электроплиты – экономное расходование электроэнергии.

Можно ли изготовить индукционную печь, предназначенную для плавки металлов, своими руками? Хотя она и является, с одной стороны, сложным оборудованием, а с другой – благодаря относительной простоте и понятности принципа работы появляется возможность сделать индукционный нагревательный прибор своими руками. Кроме того, многие специалисты, обладающие необходимыми знаниями и навыками, способны создать качественные агрегаты из обычных материалов. Чтобы сделать индукционную печь своими руками, будет нужна схема и хорошее знание физики.

Индукционные печи своими руками в основном используются для обогрева помещений. Тигельные конструкции небольшого размера лучше всего подойдут для плавки металлов в небольших объемах, например, при изготовлении бижутерии или ювелирных украшений. Индукционные плиты считаются замечательным решением для дачных домиков. А в городской квартире их используют как дополнительный обогреватель, если произошел какой-либо сбой в центральной системе отопления.

Схема индукционной печи

Схема такого простого индукционного нагревателя необходима будет для выполнения работ. Можно работать и без нее, но нежелательно, так как такой нагреватель является сложным электрооборудованием. Его конструкция и внутреннее содержимое разрабатывается заранее. Схема объединяет все задумки мастера в единое целое. Если потребуется спроектировать плиту, а не простой нагреватель, без схемы вообще не получится обойтись.

Конструкция индукционной печи своими руками достаточно проста: нагревательный элемент, общий корпус, индуктор. Если агрегат потребуется для обработки материалов, следует дополнительно спроектировать плавильную камеру. Сердцем индукционной печи является заготовка, проводящая ток, способная разогреваться до высоких температур. С такой задачей замечательно справляются нихромовая спираль или графитовые щетки. Выбирая между ними, следует ориентироваться на те задачи, которые стоят перед нагревателем. Для плавильной печи лучшим вариантом будет использование графитовых щеток, для нагревательного прибора – нихромовой спирали. Использование нихрома дает возможность подключить агрегат к обычной электросети.

Как сделать индукционную печь своими руками

Для создания эффективного агрегата необходимо учитывать следующие параметры:

• частота и мощность генератора;
• скорость, с которой теряется тепло;
• количество потерь в вихревых токах.

Сначала необходимо правильно подобрать все необходимые детали схемы для получения достаточных условий для плавки в мастерской. Если агрегат собирают своими руками, частота генератора должна составлять 27,12 МГц. Катушку следует делать из провода или тонкой медной трубки, при этом не должно быть больше 10 витков.

Мощность электронных ламп должна быть большая. Схема предусматривает установку неоновой лампы, которая будет использоваться в качестве индикатора готовности устройства. В схеме также предусмотрено применение дросселей и керамических конденсаторов. К домашней розетке подключение осуществляется через выпрямитель.

Индукционная печь, изготовленная своими руками, выглядит следующим образом: небольшая подставка на ножках, к которой крепится генератор со всеми необходимыми деталями схемы. А уже к генератору подключается индуктор.

Преимущества и недостатки индукционных печей

Индукционные агрегаты могут иметь различную мощность и зависит это от особенностей конструкции. Своими руками собрать устройство промышленной частоты очень непросто, да и в этом нет необходимости. Лучше стоит их купить.

Индукционные печи могут иметь как плюсы, так и минусы:

• они очень надежные;
• гораздо экономичнее обыкновенных электронагревателей;
• их используют не только для обогрева, но и подключают к водяному контуру;
• устанавливать их можно в квартире или доме, не оборудуя для этого специальное помещение;
• такую печь используют не только в качестве основного котла в автономной сети отопления, но и в сочетании с другими тепловыми источниками;
• такие устройства очень просто эксплуатировать, при этом не требуется периодическое сервисное обслуживание;
• основным недостатком индукционной печи является ее высокая пожароопасность, поэтому это качество следует учитывать при установке ее в жилом помещении.

Безопасность

Работая с печью, следует опасаться получения термических ожогов. Кроме того, такое устройство имеет высокую пожарную опасность. Во время работы эти агрегаты ни в коем случае нельзя перемещать. Нужно быть очень внимательным, когда такие печи устанавливают в квартире.

Переменное электромагнитное поле начинает разогревать окружающее его помещение, и такая особенность находится в прямой зависимости от мощности и частоты излучения устройства. Мощные промышленные печи могут оказывать воздействие на предметы, находящиеся в карманах одежды, на близлежащие детали из металла, на ткани людей.

Заключение

Индукционную печь можно изготовить самостоятельно, но это не всегда целесообразно. Лучше не браться за такую работу, если нет совершенно никаких знаний в области электрооборудования и физики. Перед тем как приступить к конструированию даже самого простого устройства, его следует разработать, спроектировать и составить схему. Если нет никакого опыта в изготовлении электроприборов, лучше всего приобрести такой агрегат заводского изготовления.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Принцип работы индукционной печи без сердечника

— ваше руководство по электрике

В индукционной печи без сердечника стержень отсутствует. А можно использовать тигель более удобной формы.

В этом случае расплавляемая шихта также вторичная обмотка трансформатора. Первичная обмотка наматывается на сам тигель. Вихрь токи, возникающие в заряде, не только нагревают его, но и составляют перемешивающее действие. Это основной принцип работы индукционной печи без сердечника .

Пластины из железа предусмотрены снаружи первичной обмотки для создают путь с низким сопротивлением для потока, а также содержат паразитное поле, которое в противном случае может вызвать сильный ток в опорной стальной конструкции.

Используемая частота зависит от размера без сердечника. индукционная печь. Для печи малой мощности высокая частота порядка Используется 3000 Гц. В то время как для печи большой мощности частоты снижаются. до 600 Гц. Используются полые медные трубки в котором циркулирует холодная вода для снижения содержания меди убытки.

Рабочая мощность коэффициент таких печей очень низкий (от 0,1 до 0,3). Следовательно, статические конденсаторы используются для улучшения коэффициент мощности установки.

Так как коэффициент мощности не остается постоянным во время работы печи, емкость в цепи во время теплового цикла составляет варьировались для поддержания коэффициента мощности примерно равного единице.

Индукционная печь без сердечника в основном используется для выплавка стали и других черных металлов .Доступные емкости различаются от 50 кг до примерно 20 тонн. Начальная стоимость больше по сравнению с дугой печь.

Преимущества индукционных печей без сердечника:

• Низкие эксплуатационные расходы,
• Автоматическое перемешивание производства компании eddy токи,
• низкая эрекция,
• отсутствие грязи, шума дыма и т. д.
• меньшее время плавления,
• простая зарядка и заливка, точный контроль мощность,
• наиболее подходит для производства высококачественных легированные стали.

Блок питания для индукционных печей без сердечника

Для индукционных печей без сердечника предоставляется источник питания от обычной системы питания, а его частота преобразуется в более высокую значение с помощью осцилляторов. Эти генераторы могут генерировать очень высокую частоту. в порядке мегагерц.

Питание переменного тока повышается трансформатором, а затем исправлено с помощью моста выпрямительная схема. Выпрямленное напряжение подается на генератор, и высокочастотный выход подается на нагретую шихту через выход трансформатор.

Он также известен как вихретоковый нагрев. Материал, который будет подогрев помещен внутри змеевика. Тепло в нагреваемом материале равно производятся вихревыми токами. Потери мощности из-за вихревых токов — вихревые текущая потеря и проявляется в виде тепла.

Нагреваемый металл помещается в высокочастотный токоведущая катушка. Таким образом создается переменное магнитное поле, В металлической детали индуцируются вихревые токи, и в ней выделяется тепло.

Потери на вихревые токи,

W _e α (B ² _макс f ² ) / ρ Вт / м ³ ,

Где, B _max = максимальная плотность потока,

f = частота питания,

ρ = удельное сопротивление металлической детали.

Поскольку потери на вихревые токи пропорциональны произведению квадрата частоты питания и квадрата плотности потока, поэтому на контролируя плотность потока и частоту питания, количество тепла может быть контролируется.

Частота может варьироваться от 50 Гц до 8 МГц в зависимости от вид проделанной работы. Часто используется высокочастотный вихретоковый нагрев. для ковка и отжиг . Процесс экономичен для непрерывного обогрев.

Преимущества индукционного нагрева

• Быстро и понятно.
• Небольшие потери тепла из-за вихревых токов нагревание, поскольку в теле выделяется тепло, которое непосредственно нагревается.
• Регулировать температуру легко, т. Е. Контролируя частота питания.
• Тепло может проникнуть в металл поверхность на любую желаемую глубину.

Недостаток индукционного нагрева

• Это дорогостоящий метод производства нагревать.
• Начальная стоимость вихретокового нагрева аппарат высокий.

Индукционный нагрев используется для термической обработки металлов. я.е., отжиг, отпуск, поверхностное упрочнение и т. д.

Спасибо, что прочитали о «принципе работы индукционной печи без сердечника». Чтобы узнать больше, посетите Википедию.

Электрическое отопление | Все сообщения

Каков принцип работы индукционного нагревателя

Если вы работаете на сталелитейном заводе, то индукционный нагреватель будет обычным процессом нагрева для плавления, гибки металла. Обычно процессы, которые мы используем для нагрева объекта, направлены на установление контакта с горячими объектами, огнем или пламенем огня.

Принцип работы индукционного нагревателя:

Но для метода индукционного нагрева , мы не контактируем с предметами, огнем или пламенем. Теперь просто внимательно посмотрите на картинку ниже, и вы найдете основной принцип работы индукционного нагревателя .

На этой фотографии есть катушка, которую делают из меди, и ее индукционная катушка . Если вы уже знаете , как работает трансформатор , тогда вам будет легче понять индукционный нагреватель.

Потому что принцип работы индукционного нагревателя и силового трансформатора немного похож друг на друга . В силовом трансформаторе есть первичная и вторичная обмотки. Когда мы пропускаем переменный ток через первичную катушку, он создает переменное магнитное поле. Теперь это магнитное поле действует на вторичную катушку.

И это переменное магнитное поле первичной катушки создает переменный ток во вторичной катушке.

Связанные: принцип работы трансформатора, конструкция и типы

Предположим, эта медная катушка является первичной катушкой, а объект, который мы собираемся нагревать, является вторичной стороной с коротким замыканием.Когда ток проходит через вторичную обмотку, этот ток будет называться , вихревой ток . Это вторичное сопротивление предотвратит это, и по этой причине будет выделяться тепло, и объект будет нагреваться.

И это основная причина системы индукционного нагрева. Но есть ограничение. Поскольку объект, который мы нагреваем, не будет поддерживать постоянный процесс нагрева как с внешней, так и с внутренней стороны. Внешняя сторона нагревательного объекта нагревается сильнее, чем внутренняя.

Теперь основной причиной этого принципа нагрева является скин-эффект. Для скин-эффекта величина тока, генерируемого во вторичной катушке, будет проходить через внешнюю сторону нагревательного объекта, а затем через внутреннюю сторону.

Потому что электроны раньше перемещали объект с его внешней поверхности на небольшую внутреннюю поверхность, но не во внутреннюю центральную точку объекта. Если мы подойдем к центру объекта, то плотность тока уменьшится.

Также из-за гистерезиса объект слегка нагревается.Изменяющееся или изменяющееся магнитное поле стремится распределить молекулы объектов вдоль направления поля. Но когда направление магнитного поля изменяется, некоторые молекулы не хотят менять свою текущую ориентацию на новое состояние.

По этой причине каждый раз некоторое количество энергии магнита удерживается в объекте. Удержание этой магнитной энергии для первичной обмотки — это потеря, которая называется гистерезисной потерей. Теперь эта энергия превращается в тепло.

Теперь перейдем к самому преимуществу этого метода нагрева и это отсутствие контакта с объектом.По этой причине в процессе нагрева объект защищен от любого давления и остается целым. Вы найдете несколько применений индукционного нагрева от вашего дома до промышленности.

Связано: что находится внутри программируемого логического контроллера (ПЛК)

Теперь, если вы найдете эту публикацию полезной, поделитесь ею со своим другом и не забудьте подписаться на нашу рассылку новостей. Спасибо!

8 основных принципов работы индукционной печи

Индукционная плавильная печь — это электрическая печь.Устройство использует тепло от менее до более одного кг для плавления железа, меди и других драгоценных металлов. Эта машина, также известная как индукционная печь, не только экологически чистая, но и энергоэффективна. Это также управляемое и эффективное плавильное устройство. Вот основные принципы работы индукционной плавильной печи.

Первый принцип действия индукционная печь заключается в том, что высокое напряжение от первичной катушки будет навести на металл сильный ток. Индукционный нагрев — это метод, используемый для передача тепловой энергии.Индукционная печь идеально подходит для плавки разных видов металлов с минимальными потерями расплава.

Рабочая катушка индукционного расплавителя также называется индуктором. Этот элемент определяет, насколько эффективно устройство может нагревать металл. Рабочие катушки бывают разных типов, включая сложность и как это вообще работает. Существуют простые рабочие катушки, такие как спиральные и соленоид. У этого есть несколько витков медной трубки вокруг оправки.

Обычно тигель индукционный плавильная печь создается утрамбовкой первичного гранулированного огнеупора между змеевиком, как а также полый внутренний формирователь.В конце концов, компонент растает используя первый нагрев, который оставляет спеченную подкладку. Тогда энергетический тигель преобразует напряжение, а также частоту первичного источника питания, необходимого для электрическое плавление.

• В Канальная индукционная печь

A канальная индукционная печь имеет огнеупор, совмещенный со стальной оболочкой. Этот компонент содержит некоторые расплавленный металл. К стальному корпусу и железному сердечнику прикреплен индукционный блок. который образует кольцо, к которому прикреплена катушка.Эта система создает трансформатор с петлей из расплавленного металла. Тепло, исходящее от петли, позволяет металлу циркулировать в печи.

• В Индукционный расплавитель без сердечника

Индукционный плавильный агрегат без сердечника является одним из основных печи для многих чугунных производств. Его часто используют как плавильную печь или литейная печь. К тому же печь экологически чистая. Оно имеет очень гибкая функция, которая делает его приемлемым для индукционной печи промышленность.

А плавильная печь нагревает превышение температуры плавления металла. Это вызывает распад ее состав. Затем это приводит к разжижению. Фаза зависит от температуры а также давление. С учетом сказанного, некоторые металлы могут существовать в жидкой форме, хотя ртуть — исключение.

• Как Чтобы получить гомогенную смесь

Чтобы получить однородную смесь из плавления, индукционная плавильная печь должна генерировать, а также поддерживать необходимая температура в течение определенного периода.Архитектор плавильной печи может возглавить процесс.

Частота плавления печь зависит от мощности индукционной печи без сердечника. Печи малой мощности хорошо работают под высоким давлением. Печи большой мощности работают при низких давление. Для уменьшения потерь металла используются полые трубы. Рабочий элемент такие печи невысокие. Таким образом, статические конденсаторы будут использоваться для улучшения основной коэффициент мощности установки.

Take-Home

Независимо от топлива / энергии плавильной печи использования, устройство работает только по принципу воздушного отопления.Из этого следует вентилятор нагнетает, тем самым отправляя компоненты устройства в воздуховоды вентиляционных отверстий. Печь имеет общую систему каналов с воздухом. кондиционер. Следовательно, дополнительное пространство для системы охлаждения не требуется. Вот почему так важно понимать, как работает плавильная печь.

Принципиальная схема

, работа и применение

Принцип индукционного нагрева используется в производственных процессах с 1920-х годов. Как уже было сказано, необходимость — мать изобретений, во время Второй мировой войны потребность в быстром процессе упрочнения деталей металлического двигателя привела к быстрому развитию технологии индукционного нагрева.Сегодня мы видим применение этой технологии в наших повседневных потребностях. В последнее время потребность в улучшенном контроле качества и безопасных производственных технологиях снова привлекла внимание к этой технологии. С помощью современных передовых технологий внедряются новые и надежные методы реализации индукционного нагрева.

Что такое индукционный нагрев?

Принцип работы процесса индукционного нагрева представляет собой комбинированный рецепт электромагнитной индукции и джоулева нагрева.Процесс индукционного нагрева — это бесконтактный процесс нагрева электропроводящего металла путем создания в нем вихревых токов с использованием принципа электромагнитной индукции. Поскольку генерируемый вихревой ток течет против удельного сопротивления металла, по принципу джоулева нагрева в металле генерируется тепло.

Индукционный нагрев

Как работает индукционный нагрев?

Знание закона Фарадея очень полезно для понимания работы индукционного нагрева. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение электрического поля в проводнике вызывает вокруг него переменное магнитное поле, сила которого зависит от величины приложенного электрического поля.Этот принцип работает и наоборот, когда в проводнике изменяется магнитное поле.

Итак, вышеуказанный принцип используется в процессе индукционного нагрева. Здесь твердотельный источник питания с высокочастотной частотой подается на катушку индуктивности, а нагреваемый материал помещается внутри катушки. Когда через катушку пропускают переменный ток, вокруг нее создается переменное магнитное поле в соответствии с законом Фарадея. Когда материал, помещенный внутри индуктора, попадает в диапазон этого переменного магнитного поля, в материале генерируется вихревой ток.

Теперь соблюдается принцип джоулева нагрева. В соответствии с этим при прохождении тока через материал в нем выделяется тепло. Таким образом, когда в материале генерируется ток из-за индуцированного магнитного поля, протекающий ток выделяет тепло изнутри материала. Этим объясняется процесс бесконтактного индукционного нагрева.

Индукционный нагрев металла

Схема индукционного нагрева

Установка, используемая для процесса индукционного нагрева, состоит из высокочастотного источника питания, обеспечивающего переменный ток в цепи.Медная катушка используется в качестве индуктора, и к ней подается ток. Нагреваемый материал помещается внутрь медного змеевика.

Типовая установка для индукционного нагрева

Изменяя силу подаваемого тока, мы можем контролировать температуру нагрева. Поскольку вихревой ток, возникающий внутри материала, течет противоположно удельному электрическому сопротивлению материала, в этом процессе наблюдается точный и локализованный нагрев.

Помимо вихревых токов, в магнитных частях также выделяется тепло из-за гистерезиса.Электрическое сопротивление, создаваемое магнитным материалом по отношению к изменяющемуся магнитному полю внутри индуктора, вызывает внутреннее трение. Это внутреннее трение создает тепло.

Поскольку процесс индукционного нагрева является процессом бесконтактного нагрева, нагреваемый материал может находиться вдали от источника питания или погружен в жидкость, или в любую газообразную среду, или в вакууме. Для этого типа нагрева не требуются дымовые газы.

Факторы, которые необходимо учитывать при проектировании системы индукционного нагрева

Есть несколько факторов, которые следует учитывать при проектировании системы индукционного нагрева для любого типа применения.

• Обычно индукционный нагрев используется для металлов и токопроводящих материалов. Непроводящий материал можно нагревать напрямую.
• При нанесении на магнитные материалы тепло генерируется как вихревыми токами, так и эффектом гистерезиса магнитных материалов.
• Мелкие и тонкие материалы нагреваются быстрее по сравнению с большими и толстыми материалами.
• Чем выше частота переменного тока, тем меньше глубина проплавления.
• Материалы с более высоким сопротивлением быстро нагреваются.
• Индуктор, в который помещается нагревательный материал, должен позволять легко вставлять и удалять материал.
• При расчете мощности источника питания необходимо учитывать удельную теплоемкость нагреваемого материала, массу материала и требуемое превышение температуры.
• Потери тепла из-за теплопроводности, конвекции и излучения также следует принимать во внимание при выборе мощности источника питания.

Формула для индукционного нагрева

Глубина, на которую вихревой ток проникает в материал, определяется частотой индуктивного тока.Для токоведущих слоев эффективная глубина может быть рассчитана как

D = 5000 √ρ / мкФ

Здесь d означает глубину (см), относительная магнитная проницаемость материала обозначена как µ, ρ — удельное сопротивление материала в Ом-см, f означает частоту переменного поля в Гц.

Конструкция змеевика индукционного нагрева

Катушка, используемая в качестве индуктора, к которой подается питание, бывает различных форм.Наведенный ток в материале пропорционален количеству витков в катушке. Таким образом, для эффективности и действенности индукционного нагрева важна конструкция катушки.

Обычно индукционные катушки представляют собой медные проводники с водяным охлаждением. В зависимости от наших приложений используются катушки различной формы. Чаще всего используется многооборотная спиральная катушка. Для этой катушки ширина диаграммы нагрева определяется количеством витков в катушке. Однооборотные катушки полезны в тех случаях, когда требуется нагрев узкой полосы заготовки или кончика материала.

Многопозиционный спиральный змеевик используется для нагрева более чем одной заготовки. Блинный змеевик используется, когда требуется нагреть только одну сторону материала. Внутренний змеевик используется для нагрева внутренних отверстий.

Применение индукционного нагрева

• Целевой нагрев для поверхностного нагрева, плавления, пайки возможен с помощью процесса индукционного нагрева.
• Кроме металлов, индукционным нагревом возможен нагрев жидких проводов и газопроводов.
• Для нагрева кремния в полупроводниковой промышленности используется принцип индукционного нагрева.
• Этот процесс используется в индукционных печах для нагрева металла до температуры плавления.
• Поскольку это бесконтактный процесс нагрева, вакуумные печи используют этот процесс для производства специальной стали и сплавов, которые могут окисляться при нагревании в присутствии кислорода.
• Индукционный нагрев используется для сварки металлов, а иногда и пластмасс, когда они легированы ферромагнитной керамикой.
• Индукционные плиты, используемые на кухне, работают по принципу индукционного нагрева.
• Для пайки твердого сплава на валу используется процесс индукционного нагрева.
• Для герметизации крышек бутылок и фармацевтических препаратов с защитой от несанкционированного доступа используется процесс индукционного нагрева.
• Машина для моделирования литья пластмасс под давлением использует индукционный нагрев для повышения энергоэффективности впрыска.

Для обрабатывающей промышленности индукционный нагрев обеспечивает мощный набор стабильности, скорости и контроля.Это аккуратный, быстрый и экологически чистый процесс нагрева. Потери тепла, наблюдаемые при индукционном нагреве, могут быть решены с помощью закона Ленца. Этот закон показал способ продуктивного использования тепловых потерь, возникающих в процессе индукционного нагрева. Какое из применений индукционного нагрева вас поразило?

Принцип индукционного нагрева

| Теория, что такое индукционный нагрев?

Что такое индукционный нагрев?

Основы принципа индукционного нагрева применяются в производстве с 1920-х годов.Во время Второй мировой войны технология быстро развивалась, чтобы удовлетворить насущные потребности военного времени в быстром и надежном процессе упрочнения металлических деталей двигателя. В последнее время акцент на бережливых производственных технологиях и упор на улучшенный контроль качества привели к повторному открытию индукционной технологии, наряду с разработкой полностью контролируемых твердотельных источников питания для индукционного нагрева .

index_heating_principle

Индукционный нагрев — это процесс нагрева электропроводящего объекта (обычно металла) с помощью электромагнитной индукции, при котором в металле генерируются вихревые токи (также называемые токами Фуко), а сопротивление приводит к джоулева нагрева металла. Индукционный нагрев представляет собой форму бесконтактного нагрева для проводящих материалов, когда в индукционной катушке протекает переменный ток, вокруг катушки создается переменное электромагнитное поле, в ней генерируется циркулирующий ток (индуцированный, ток, вихревой ток) В заготовке (проводящем материале) тепло выделяется, поскольку вихревой ток течет против сопротивления материала.

Индукционный нагреватель (для любого процесса) состоит из индукционной катушки (или электромагнита), через которую пропускается высокочастотный переменный ток (AC).Тепло может также генерироваться потерями на магнитный гистерезис в материалах, которые имеют значительную относительную проницаемость.
Используемая частота переменного тока зависит от размера объекта, типа материала, связи (между рабочей катушкой и нагреваемым объектом) и глубины проникновения.
Высокочастотный индукционный нагрев — это процесс, который используется для склеивания, упрочнения или размягчения металлов или других проводящих материалов. Для многих современных производственных процессов индукционный нагрев предлагает привлекательное сочетание скорости, стабильности и контроля.

Индукционный нагрев — это быстрый, чистый, экологически чистый вид нагрева, который можно использовать для нагрева металлов или изменения свойств проводящего материала. Сам змеевик не нагревается, и эффект нагрева находится под контролем. Технология твердотельных транзисторов значительно упростила процесс индукционного нагрева и сделала его более экономичным для таких применений, как пайка и индукционная пайка, индукционная термообработка, индукционная плавка, индукционная ковка и т. Д.

теория индукционного нагрева

Принцип индукционного нагрева

Принцип работы индукционной печи pdf

Принцип работы индукционной печи pdf

Основы индукции Таким образом, явление электромагнитной индукции основано на трех физических принципах, которые объясняются ниже.По словам m chaabet, о 13 печах емкостью более 65 т, индукционная печь предлагает себя в качестве альтернативы электроплавильному агрегату для небольших предприятий. На фиг.1 этапы работы при выплавке стали в индукционной печи. Индукционный нагрев часто применяется в нескольких тепловых процессах, таких как плавление и нагрев металлов. Срок службы огнеупорной футеровки невелик по сравнению с варочной панелью. В последнее время акцент делается на бережливых производственных технологиях и делается упор на улучшение. Индукционный нагрев работает по трансформаторному принципу.Емкость для приготовления пищи должна быть сделана из ферромагнитного металла, такого как чугун или нержавеющая сталь, или содержать их. Мы предлагаем полный комплекс услуг по изготовлению, поставке и установке футеровки индукционных печей и ковшей, которые мы производим в Великобритании, США и Китае. Работаем с металлургической и термической отраслями промышленности около 50 лет и имеем большую часть британского бизнеса в области футеровки индукционных печей для плавки стали.

Быстро меняющееся магнитное поле проникает через. Удаление S&P ограничено, поэтому требуется выбор зарядов с меньшим количеством примесей.Принцип индукционного нагрева в основном основан на двух хорошо известных физических явлениях. Электромагнитная индукция, скин-эффект, теплопередача и эффект близости. Технология нагрева, являющаяся одним из принципов технологии индукционного нагрева, имеет коэффициент полезного действия, равный 1. Рассеиваемая мощность в большинстве применений для индукционной термообработки. Во время Второй мировой войны технология быстро развивалась, чтобы удовлетворить насущные потребности военного времени в быстром и надежном процессе упрочнения металлических деталей двигателя.

Первичная обмотка подключена к источнику питания, а вторичная обмотка подключена к нагрузке.Проектирование и строительство энергосистемы для индукции. Индукционные нагревательные печи используются в процессе вакуумной перегонки для извлечения и консолидации тяжелых металлов после операции электрорафинирования. Введение в этой статье представляет интерес индукционный нагрев, который представляет собой комбинацию электромагнитной индукции, скин-эффекта и принципа теплопередачи. Ввод в эксплуатацию и эксплуатация индукционной печи на предприятии Zimasco. Индукционный нагрев — это просто метод передачи тепловой энергии.

Электроиндукционная печь емкостью 3 кг и мощностью 2500 Вт для термообработки.28 например, в случае усталости материала или, в принципе, по истечении заданного времени эксплуатации. Принцип индукционной плавки заключается в том, что это источник высокого напряжения. Магнитное ярмо УС524753А для индукционной тигельной печи. 2 преобразование электрической энергии в тепловую за счет эффекта джоуля. К yj hou 2018 принцип работы среднечастотной индукционной печи.

Вообще говоря, электромагнитный торцевой эффект в ферромагнитной работе. Кокс является топливом, а известняк добавляется в качестве флюса для удаления нежелательных веществ.В 180 году Эдвард Аллен Колби запатентовал индукционную печь для плавления. В нем рассматриваются основные принципы, современные концепции проектирования и передовые методы, которые инженеры используют для моделирования и оценки различных типов производственных процессов, основанных на индукционном нагреве.

Производительность индукционной печи варьируется от менее одного килограмма до ста тонн, и она используется для плавки чугуна и стали, меди, алюминия и драгоценных металлов. Преимущество индукционной печи — это чистый, энергоэффективный и хорошо управляемый процесс плавки по сравнению с большинством .Понимание среднечастотной индукционной плавильной печи. С годами понимание основных принципов расширилось, и в настоящее время оно распространяется на компьютерное моделирование отопительных систем и процессов. Производство стали на основе индукционной плавки с индукционным нагревом. Основные принципы индукционного нагрева поняты и применяются. Когда проводящий материал, заготовка, помещается в изменяющееся магнитное поле. Разработка и изготовление индукторов индукционного нагрева. Технология индукционных печей и плавка, разливка, принцип автоматизации.К деталям относятся автоматический измельчитель банок, индукционная печь и пресс-форма. В этом устройстве используется принцип индукции трансформатора, т.е. Автором mdd PATIEL цитируется 1 методика исследования индукции. Принцип работы вагранки заключается в том, что мы генерируем тепло от сжигания кокса, и когда температура в печи выше точки плавления металла, тогда металл расплавляется, а шихта, вводимая в вагранку, состоит из чугуна, лома, отбраковки отливок, кокс и флюс. Индукционный индукционный нагрев для технологических печей графитации Интеллектуальное решение для управления многозонным нагревом, идеально подходящее для сложных процессов термической обработки, генератор мощности с несбалансированной загрузкой печи, с несколькими выходами, работающими в режиме pw Коэффициент мощности более 0,2, поддержание в диапазоне мощности обнаружение утечки тока в каждой зоне.Базовый проект конструкции индукционной печи в формате PDF, принцип плавления индукционной печи PPT, детали конструкции и принципа работы печи Eaf, конструкция вагранки и рабочие презентации в формате PPT, конструкция индукционной печи базовой конструкции, робот для обнаружения и распространения бомбы с использованием бесплатной загрузки индукционной печи RF PPT, дизайн и.

Инструкция по безопасной эксплуатации индукционной печи foundryplanet. Pdf технология индукционных печей и плавка, разливка. Как подробно описано в статье о принципах индукционного нагрева в этом разделе, основным механизмом тепловыделения является джоулевый нагрев i2 r индуцированным вихревым током, где r — электрическое сопротивление детали, а i — индуцированный ток.Индукционные печи идеально подходят для плавки и легирования самых разных металлов с минимальными затратами. Индукционная печь 1il на заводе zimascn kwckwe, подразделение 10, высота плавки.

В этой статье объясняется, что такое индукционный нагрев, принцип работы. Печи появились еще во времена Майкла Фарадея, открывшего этот принцип. Индукционные печи должны иметь систему водяного охлаждения, встроенную в сам змеевик. Эффективная плавка в литейном шлюзе индукционных печей без сердечника. Среднечастотная индукционная плавильная печь и ее компоненты.Индукционные плавильные печи работают по принципиально другому принципу, чем вагранка. Индукционный нагрев — это процесс нагрева электропроводящего объекта, обычно металла, посредством электромагнитной индукции за счет тепла, выделяемого в объекте вихревыми токами.

Индукционный нагрев — это просто метод передачи тепловой энергии, который мы живем в эпоху перемен. Индукционные печи идеально подходят для плавки и легирования самых разных металлов. Принцип индукционной печи Принцип индукционной печи заключается в индукционном нагреве.Индукционный нагреватель состоит из электромагнита и электронного генератора, который пропускает переменный ток высокой частоты переменного тока через электромагнит. Нагрев в индукционной печи для роста интерметаллида. Передовые технологии плавки, современное оборудование компании. Проектирование и контроль среднечастотных индукционных печей. Это видео объясняет введение индукционной печи, преимущества, параметры, вихревой ток, электромагнитную индукцию, принцип работы с помощью анимации. Это основной принцип работы индукционной печи без сердечника.В справочнике объясняются электромагнитные явления и явления теплопередачи, возникающие при индукционном нагреве. Единственное отличие в печи без стержня состоит в том, что стержень здесь отсутствует. Принцип работы печи без стержня такой же, как и у печи стержневого типа. Индукционный нагрев основан на принципе трансформаторов.

Индукционная печь Принцип индукционной плавки заключается в том, что источник высокого напряжения от первичной катушки индуцирует низкое напряжение, высокий ток в металле или вторичной катушке.Работа индукционных печей основана на принципе электромагнитной индукции и. По в рудневу, 2014 1 индукционная тигельная печь мощностью 16 мВт, 250 Гц перед выпуском в сталеплавильный цех. Вихревые токи, как и все другие электрические токи, должны образовывать замкнутый контур. Печь работает по принципу трансформатора, в котором катушка медная. Печь без сердечника, работающая на частоте 60 Гц, может расплавить свою емкость за два часа. В этой рукописи представлен конечноэлементный анализ печи и сравнение с результатами экспериментальной печи для проектирования индукционной печи.Тепло исходит изнутри сковороды, что делает этот способ приготовления намного более эффективным. Принцип работы индукционной печи_индукционная плавка. В промышленности и бизнесе происходят колоссальные изменения. Подставка для катушки — это в основном приспособление для удержания рабочего змеевика вместе с жидким металлом.

Индукционная электрическая печь — это тип плавильной печи, в которой для плавления металла используются электрические токи. Следующее руководство больше не доступно в формате. Эксплуатация индукционных печей для стали и нерудных материалов.Печь ajax wyatt с сердечником, работающая в вашем электрическом руководстве. Конструкционные элементы: верхний и нижний блоки — горловина индукционной печи без сердечника. Принцип прямой передачи энергии, как описано.

Разработка индукционных печей началась еще с Майкла Фарадея, который открыл этот принцип. Индукционная печь нагревается быстрее и имеет более высокий тепловой КПД. Проектирование и изготовление индукционной печи без сердечника. Рабочий змеевик изготовлен из полых электролитических медных секций в зависимости от веса и кВт оборудования.Индукционная печь скачать бесплатно в формате PowerPoint. Центральный принцип электромагнитной индукции основан на законе Фарадея. По rs ambade в случае индукционной печи КПД чувствителен ко многим. Катушка подходящего размера, расположенная рядом с нагреваемыми металлическими частями, проводящая переменный ток высокой или средней частоты, индуцирует на обрабатываемой детали. Электрический нагрев — это любой процесс, при котором электрическая энергия преобразуется в тепло. Индукционная печь использует индукцию для нагрева металла до точки плавления, которая основана на теории.По этим причинам индукционный нагрев подходит для некоторых уникальных применений в пищевой, молочной и других отраслях промышленности, где здесь осуществляется нагрев. Однако только в конце 1870-х годов де Ферранти в Европе начал эксперименты с индукционными печами.

Физический принцип работы индукционного агрегата, но еще и расход. Pdf разработано новое поколение промышленных индукционных плавильных печей. Разработка индукционных печей началась еще с Майкла Фарадея, который открыл принцип электромагнитной индукции.Бюро лучших операционных практик по энергоэффективности. 0, что означает, что каждый ватт электроэнергии преобразуется в 1 ватт тепла. Принцип индукционного нагрева и его применение. Скачать pdf для исследований. Электромагнитная индукция, или просто индукция, представляет собой метод нагрева металлов, проводящих электрические проводники. Камера выращивания инертного газа, радиаторный змеевик, заготовка из танталовой ампулы. Ow в заготовке повторяет форму катушки индукционного нагрева из-за эффекта близости. Эти термометры работают по принципу сопротивления.Путем изменения геометрии индукционной катушки индукционных плавильных печей.

Нужно проверять каждый раз перед накладкой, чтобы убедиться. С меньшим потреблением энергии, безопасным, эффективным, быстрым нагревом и КПД 0% или более. Он контролирует принцип работы электрических частей. Или нагревательный элемент, который затем подводится к заготовке. Система Duomelt бесступенчатое распределение мощности преобразователя частоты между двумя печами, работающими в тандеме. В этих машинах токи индуцируются по принципу электромагнитной индукции.Испытания индукционной печи — это добросовестный труд. Высокочастотная индукционная печь широко используется для производства литья инструментальной стали.

1 передача энергии от индуктора к нагреваемой детали посредством электромагнитных полей. Ярнеруд говорит о том, что индукционная печь используется для плавки стали перед сваркой в ​​лабораторных масштабах. Следовательно, индукционный нагрев предлагает несколько уникальных применений в промышленности. Поскольку индукционный нагрев осуществляется с помощью магнитного поля, заготовка или нагрузка могут быть физически изолированы от индукционной катушки огнеупором или какой-либо другой непроводящей средой.Рафинирование в индукционной печи не такое интенсивное и эффективное, как в электродуговой печи. Через полностью управляемый выпрямитель, фильтр и инвертор ток 50 Гц преобразуется в. 1 конструкция и принцип действия индукционной тигельной печи. Здесь заряжается нагрузка, которая должна нагреваться за счет потерь на вихревые токи.

Печь работает по принципу трансформатора, в котором медная катушка действует как первичная обмотка, а стальные отходы — как вторичная. Тип шлака, образовавшегося в процессе плавки.В принципе аналогичен доменной печи, используемой для химического восстановления, за исключением масштабов. С другой стороны, основная конструкция предназначена для облегчения наклона. Для этой цели необходимо разработать индукционные нагревательные печи с подходящей скоростью нагрева. Принципы индукционной плавки, но вместо этого смотрит на. ППТ по устройству и работе индукционной печи.

Параметрическая оценка плавки в индукционной печи. Индукционная варка нагревает посуду за счет электрической индукции, а не за счет теплопроводности от пламени или электрического нагревательного элемента.Работа индукционных печей основана на принципе электромагнитной индукции и основного. В плавильных печах электромагнитные насосы и затворы, левитаторы, индукционные. Мы хотели бы воспользоваться данным руководством по безопасной эксплуатации индукционных печей. С помощью этого руководства по безопасной эксплуатации индукционных печей мы. Основы и принцип индукционного нагрева, что такое индукция. Вр. Гандевар цитирует 56 печей, которые были проведены с целью сбора основных рабочих мест.Понятен и применен основной принцип индукционного нагрева. Принцип индукционного нагрева основан на следующих двух законах. Этот процесс используется в индукционных печах для нагрева металла до температуры плавления. Индукционный нагрев — это форма бесконтактного нагрева токопроводящих материалов. Снаружи первичной обмотки предусмотрены листы железа для создания пути с низким сопротивлением для потока, а также для сдерживания поля рассеяния, которое в противном случае может вызвать сильный ток в опорной стальной конструкции.

О достоинствах и недостатках дуговой электропечи. Персоналу, работающему на предприятии или рядом с ним, следует надевать теплостойкую и огнестойкую защитную одежду. По в рудневу 2014 цитируется 32 конструкция первой индукционной печи в 18. Принцип индукционной плавки заключается в том, что источник электрического высокого напряжения от a. Индукционные печи обычно делятся на две категории. Катушка магнитно связана с нагреваемым металлом, который действует как вторичный. Технологии индукционного нагрева скачать pdf, магнитный.Для многих современных производственных процессов индукционный нагрев предлагает привлекательное сочетание скорости, стабильности и контроля. Магнитное поле будет проходить через этот материал, чтобы вызвать напряжение в находящейся внутри нагрузке. Принципы, конструкция станка, безопасность работы, соответствующие стандартам. Разработка цифровой системы управления средними частотами. Индукционные тигельные печи промышленной частоты icif имеют. На этом канале вы можете получить образование и знания по общим вопросам и темам.Наиболее подходящий метод для данной работы — метод эквивалентной схемы, a.

Индукционные печи идеально подходят для плавки и легирования широкого спектра металлов с минимальными потерями при расплаве, однако возможно небольшое рафинирование металла. Индукционная печь — это электрическая печь, в которой тепло подается за счет индукционного нагрева металла. Чем выше рабочая частота, тем больше максимальное значение. Руководство по лучшим производственным практикам в области энергоэффективности для литейных производств. Индукционная плавка объединяет три компонента: воду, расплавленный металл и электричество, которые могут вызвать беспокойство, если ваша печь не работает должным образом.Принцип основан на законе Фарадея электромагнитной индукции. Ключевые слова: выпрямитель мощности, мост, рабочая катушка, деталь, схемы управления. Принцип работы индукционной печи Все виды индукционных печей, будь то индукционная печь с сердечником или индукционная печь без сердечника, и будь то промышленная частота, промежуточная частота или высокая частота, основная схема состоит из источника питания переменной частоты, конденсатора, индукции катушка и металлический заряд в тигле, как показано на рисунке.Принцип печи здесь применяется в первую очередь потому, что он выше. К кизилкой 2013 года не хватило для покрытия всех потребностей при футеровке индукционной печи. Высокочастотный индукционный нагрев — это процесс, который используется для склеивания, упрочнения или размягчения металлов или других проводящих материалов. Электронагреватель — это электрический прибор, преобразующий электрическую энергию в тепло. Принцип работы индукционной плавильной печи_ энергосбережение.

Для обеспечения постоянного срока службы футеровки индукционных печей без сердечника они играют очень важную роль.Индукционный индукционный нагрев для технологических печей графитации. Кислородно-ацетилен или другое высокотемпературное пламя используется для нагрева работы, тепла. Инновационная технология огнеупоров для индукции без сердечника. Среднечастотные индукционные индукционные печи без сердечника otto junker. Общие области применения включают отопление зданий, приготовление пищи и промышленные процессы.

Индукционная печь, таким образом, основана на четырех принципах. Индукция — это процесс, который позволяет индукционной печи работать. Индукционный нагрев был впервые отмечен, когда было обнаружено, что тепло выделяется в обмотках трансформатора и двигателя.Контур бака подключен к индукционной катушке с водяным охлаждением. Введение и основные принципы индукционной плавки. Типичный интервал замены составляет 2000 часов работы или когда проводимость охлаждающей жидкости достигает 20%. Этот документ в формате pdf можно использовать в исследовательских, учебных и частных целях. Этапы проектирования индукционной печи без сердечника и метод эквивалентной схемы являются общими методами, которые можно применять для анализа и проектирования всего индукционного нагрева. Системы охлаждения индукционных печей columbia steel casting.Приложения, но непонимание основных принципов. 0, так как он также поглощает дополнительную тепловую энергию из окружающей среды. Что такое индукционный нагрев и принцип индукционного нагрева.

Привет, друзья, в этой статье я обсуждаю работу печи Ajax Wyatt и индукционную печь стержневого типа. Принцип работы индукционной печи _ машиностроение скачать бесплатно в формате pdf. Каннан и прасад представили свое исследование 617 принципа действия банки. Знание этих основных теорий индукционного нагрева помогает понять применение индукционного нагрева как.Явление нарастания в индукционных каналах asi. Обзор общих принципов кристаллизации керамики может предложить. Принцип работы индукционной печи — индукционный нагрев. В настоящее время производители печей работают над новыми разработками. Поэтому планируется создать макет индукционной печи. Принцип индукционного печного нагрева и описание его применения на нескольких.

Используемая частота зависит от размера индукционной печи без сердечника. Индукционные индукционные печи без сердечника Inductotherms отличаются превосходной производительностью и долговечностью.Операция периодической плавки может увеличить производство металла. Справочник по теоретическим основам индукционного нагрева. Согласно Д. Уильямсу, цитируемому в 5 частном случае, индукционные печи представляют собой экономичный метод плавления и удержания больших количеств расплава. Принцип работы индукционной печи — индукционный нагрев. Индукционная печь состоит из непроводящего тигля, содержащего шихту расплавляемого металла, окруженного катушкой из медной проволоки. Когда через первичную обмотку проходит электрический ток высокой частоты, в заряде индуцируется гораздо более сильный вторичный ток.

Кроме того, перечислите важные моменты, которые следует учитывать при работе с такого рода. Индукционные печи основы литейных плавильных печей. Учитывая, что змеевик расположен вокруг нагретой жидкометаллической ванны, охлаждающая вода циркулирует в секции змеевика. Бесплатная 30-дневная пробная версия индукционной печи. В процессах индукционного нагрева используются токи, индуцируемые электромагнитным воздействием в нагреваемом материале.

Магнитное ярмо для индукционной тигельной печи включает в себя набор стержневых сердечников, для которых подходит.Тигельная печь работает не только как электрическая дуга, но и как плавильный агрегат. Разработка индукционной электрической печи для нагрева. Технология индукционных печей и плавка, разливка, автоматизация Принцип индукционной плавки заключается в том, что источник высокого напряжения из первичной катушки индуцирует низкое напряжение, высокий ток в металле или вторичной катушке. Принцип индукционного плавления заключается в том, что источник высокого напряжения из первичной катушки индуцирует низкое напряжение, высокий ток в металле или вторичной катушке.Основы принципа индукционного нагрева были поняты и применялись в производстве с 120-х годов. Если периодические печи загружаются в холодном состоянии, операция плавления становится неэффективной. Принцип индукционной печи без сердечника — ваш электрический гид. Индукционная печь работает через анимацию youtube. Pdf индукционные печи технологии и плавки, разливки и. В 180 году Эдвард Аллен Колби запатентовал индукционную печь для плавки металлов. Для сравнения: тепловой насос может иметь коэффициент более 1.

1158 1523 705225 1685 1706 564 1037 1195 1527 1144 465 1209 546 1131 1384 535 538 1249 85 876823 1019 553 308762 XML HTML

Принцип работы и применение индукционной печи средней частоты

Среднечастотная индукционная печь представляет собой разновидность трехфазного переменного тока промышленной частоты, выпрямленного в постоянный ток, а затем из постоянного тока в регулируемый ток, подающий переменный ток, протекающий через конденсатор и индукционную катушку, и генерирующий высокий ток. Плотность в индукционной катушке Магнитные силовые линии разрезают и металлический материал, содержащийся в индукционной катушке, что создает большой вихревой ток в металлическом материале.Этот вихревой ток также имеет некоторые свойства тока средней частоты, то есть свободные электроны самого металла текут в резистивном металлическом теле, выделяя тепло.

Среднечастотная электрическая печь использует источник питания средней частоты для создания магнитного поля средней частоты, которое индуцирует вихревые токи и генерирует тепло внутри ферромагнитного материала, тем самым достигая цели нагрева материала. В среднечастотной электропечи используется источник питания средней частоты 200-2500 Гц для индукционного нагрева, плавления и сохранения тепла.Среднечастотная электрическая печь в основном используется для выплавки углеродистой стали, легированной стали, специальной стали, а также может использоваться для плавки и нагрева цветных металлов, таких как медь и алюминий. Оборудование имеет небольшие габариты и вес. Легкость, высокая эффективность, низкое энергопотребление, быстрое плавление и нагрев, простой контроль температуры печи и высокая эффективность производства.

Постоянная выходная мощность, более высокая скорость плавления, более очевидный эффект энергосбережения. Запускается программа развертки при нулевом напряжении, которая больше подходит для частых запусков.Комплексные меры защиты, такие как перегрузка по току, перенапряжение, ограничение тока, ограничение давления, нехватка воды и равная защита, обеспечивают надежную работу оборудования при условии обеспечения скорости плавления. Операция проста и подходит для различных процессов литья.

Электропечь среднечастотная многократная

(1) Стандартные детали нагревательной поковки

(2) Плавка различных металлических материалов

(3) Координация нагрева ротора двигателя

(4) Расширение отопительной трубы на конце стальной трубы

(5) Тепло штампа

(6) Среднечастотная закалка валов

(7) Предварительный нагрев сварных швов или отпуск после сварки и т.

No related posts.