Crucible induction furnace: prinsipyo ng operasyon, diagram at mga review

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Dahil sa pagdating ng abot-kayang electronic at insulating component sa modernong produksyon, ang larangan ng paggamit ng induction heating ay lalong lumalawak. Ang teknolohiyang ito ay ginagamit hindi lamang sa metalurhiya, kundi pati na rin sa pagbuo ng mga gamit sa bahay.

Principle of induction heating

Ang operasyon ng induction furnace ay nakabatay sa prinsipyo ng transformer ng pagpapalitan ng enerhiya. Ang inductor ay gawa sa isang tubo na tanso, na pagkatapos ay baluktot sa isang multi-turn coil. Ang isang alternating current ay ibinibigay sa pangunahing circuit ng inductor, na humahantong sa pagbuo ng isang alternating magnetic field sa paligid nito. Sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field sa katawan na inilagay sa loob ng inductor, lumitaw ang isang electric field, na kasunod na humahantong sa proseso ng pag-init. Ang kapangyarihan at, nang naaayon, ang init na nabuo ng induction crucible melting furnace ay direktang nakasalalay sa dalas ng alternating magnetic field. Samakatuwid, para sa mahusay na operasyon, ang oven ay nangangailangan ng mataas na dalas ng alon.

Paglalapat ng mga induction furnace

Inductionang pag-init ay maaaring gamitin upang gumana sa anumang materyal: metal, slag, gas, atbp. Ang pangunahing bentahe ng paggamit nito ay ang non-contact heat transfer. Gayundin, pinapayagan ka ng induction heating na makamit ang halos anumang rate ng pag-init - lahat ay nakasalalay sa kapangyarihan ng generator na nagpapakain sa pugon. Ang pagkawala ng init sa panahon ng naturang pag-init ay minimal. Ang pinakamataas na temperatura kung saan ang isang bagay ay maaaring magpainit sa isang pugon ay limitado lamang sa pamamagitan ng paglaban ng matigas na materyal. Ang proseso ng non-contact heat transfer sa pinainit na materyal ay ginagawang posible na makagawa ng pagpainit sa isang vacuum na kapaligiran.

Ayon sa mga pagsusuri ng mga metallurgist, ang saklaw ng mga induction furnace ay medyo limitado dahil sa mga kasalukuyang pagkukulang. Ang mga disadvantage ng crucible furnace ay kinabibilangan ng:

• mataas na presyo ng mga de-koryenteng kagamitan;
• mga malamig na slag na nagpapalubha sa proseso ng pagpino;
• Nabawasan ang stability ng lining sa panahon ng pagtaas ng temperatura sa pagitan ng pagkatunaw.

Skema ng crucible induction furnace

Ang induction crucible furnace ay may sumusunod na istraktura.

Ang pangunahing elemento ng hurno ay ang crucible (7), na natatakpan ng takip (1). Ang crucible ay matatagpuan sa loob ng heating inductor (3), na ginawa sa anyo ng isang multi-turn coil. Ang coil ay isang tansong tubo, sa loob kung saan, para sa layunin ng paglamig, ang tubig ay patuloy na umiikot. Ang magnetic flux mula sa inductor ay dumadaan sa magnetic circuits (4), na gawa sa espesyal na transpormer na bakal. Ang swivel assembly (2) ay ibinibigay para sa pagkiling ng oven sa panahon ng bottlingtunaw na likido. Ang furnace ay naka-install sa isang mello structure (5). Ang pagpapalamig ay ginagawa gamit ang mga water cooling hose (6). Isang pantulong na plataporma (8) ang ginagamit para i-serve ang oven.

Gayundin, ang scheme ng crucible furnace ay kinabibilangan ng transpormer, capacitor, control unit at gas pumping system. Ang crucible electric furnace ay pinapagana ng mga agos na may dalas na 50 Hz.

Mga tampok ng panloob na elemento ng istruktura

Kadalasan ang inductor ay ginawa mula sa isang bilog na tubo. Ngunit may mga sitwasyon kung saan ang isang bilog na tubo ng tanso ay hindi naaangkop. Sa ilang mga kaso, ang mga naka-profile na elemento ay ginagamit upang magdisenyo ng isang induction crucible furnace, dahil sa kung saan nababawasan ang leakage magnetic flux. Ang mga inductor tubes ay nakahiwalay sa bawat isa na may fiberglass na pinapagbinhi ng isang espesyal na barnisan. Ang mga protektadong pagliko ay pinipiga ng mga bloke na gawa sa dielectric na materyal. Ang inductor at ang crucible, na inilagay sa loob ng coil, ay naka-install sa isang papag na gawa sa refractory bricks o heat-resistant concrete. Sa ilalim ng mga kondisyong pang-industriya, ang proseso ng pagmamanupaktura ng crucible ay direktang nagaganap sa pugon. Sa kasong ito, ang inductor sa assembled state ay naka-install sa isang papag at insulated na may asbestos. Pagkatapos nito, ang papag ay puno ng refractory powder, na pinagsiksik gamit ang isang pneumatic unit. Ang agwat sa pagitan ng template na naka-mount sa ibaba at ang inductor ay puno ng mga refractory powder.

Ang lining ng zone sa itaas ng inductor ay ibinibigay ng mga refractory brick. May linya rin ang collar at drain chutematigas ang ulo brick. Ang gawain ng induction crucible furnace ay nagaganap sa pinakamahirap na mga kondisyon, samakatuwid, ang mga pagtaas ng mga kinakailangan ay ipinapataw sa kalidad ng mga materyales na lumalaban sa init na ginamit. Ang tibay ng lining ay apektado ng komposisyon ng refractory mass, ang mode ng operasyon at ang inilapat na dalas ng electric current. Bilang isang panuntunan, ang crucible ay lumalaban ng hanggang 100 natutunaw, at pagkatapos ay nabigo.

Disenyo ng mga panlabas na elemento

Ang frame ng melting crucible furnace ay ang base kung saan nakakabit ang lahat ng elemento nito. Sa malalaking pang-industriya na aparato, ang frame ay may anyo ng isang solidong pambalot. Ang lahat ng mga bahagi ng frame ay dapat magkaroon ng mataas na lakas, dahil sa impluwensya ng electromagnetic field ng inductor sa kanila. Ang shell sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay maaaring pinainit sa parehong paraan tulad ng materyal sa pugon. Upang mabawasan ang pag-init, makatuwiran na gawin ang frame mula sa mga di-conductive na materyales. Gayunpaman, dahil ang mga dielectric na materyales ay mahal, ang frame na materyal ay karaniwang bakal. Ang istraktura ng bakal ay nahahati sa ilang mga elemento, na, sa turn, ay nakahiwalay sa bawat isa. Ginagamit ang mga screen upang bawasan ang electromagnetic field malapit sa frame. Ang isang proteksiyon na screen ay naka-install sa pagitan ng inductor at ng furnace body. Ang screen ay cylindrical at gawa sa aluminum o copper.

Ang swivel ay isang mahalagang elemento ng disenyo. Ang pangunahing kinakailangan para sa mekanismo ng pag-on ay upang magbigay ng isang pagkahilig para sa kumpletong pag-draining ng metal. Ang mga mekanismo ng pag-ikot ay maaaring gamitin nang iba. Ang mga maliliit na hurno ay gumagamit ng manual o electricwinch. Ang mga industriyal na hurno ay ikiling gamit ang beam crane. Ang mga malalaking kapasidad na oven ay maaaring nilagyan ng hydraulic tilt drive.

Ang takip, na sumasaklaw sa crucible melting furnace, ay nagsisilbi upang mapanatili ang temperatura sa loob ng unit sa mas mataas na antas. Gayunpaman, kung isasaalang-alang na posible lamang na takpan ang hurno pagkatapos lamang matunaw ang singil, hindi sapilitan ang paggamit ng takip.

Do-it-yourself na paggawa ng oven

Ang mga induction furnace ay malawakang ginagamit hindi lamang sa industriya, kundi pati na rin sa pang-araw-araw na buhay. Makakahanap ka ng mga scheme para sa isang malaking bilang ng mga home-made na device, ngunit ang ilan sa mga ito, sa pinakamainam, ay hindi gagana, at sa pinakamasama, makakasama sila sa kalusugan ng kanilang lumikha. Maraming tagahanga ang nagbabala tungkol sa mga ganitong kahihinatnan. Sa pang-araw-araw na buhay, ang induction heating method ay ginagamit sa mga naturang device:

• channel metal melting furnace;
• crucible induction furnace ang pinakasimpleng idisenyo, at samakatuwid ang pinakasikat sa mga mahilig, batay sa mga review;
• water heating boiler batay sa induction method;
• induction hob na nakikipagkumpitensya sa mga sikat na gas stove.

Duct oven

Ang ganitong uri ng furnace ay ginagamit para sa paggawa ng mataas na kalidad na cast iron, gayundin para sa pagtunaw ng duralumin at non-ferrous na mga espesyal na haluang metal. Ang isang duct furnace na may lakas na hanggang 3 kW ay ginawa nang nakapag-iisa mula sa isang welding transpormer, ang dalas nito ay tumutugma sa pang-industriya. Natutunaw ang oven na itoisang blangko ng tanso o tanso na tumitimbang ng hanggang kalahating kilo. Ang channel furnace ay nagpapahintulot din sa duralumin na matunaw, ngunit dapat itong isaalang-alang na ang proseso ng "pag-iipon" ay dapat sundin ang pagkatunaw. Ang oras ng prosesong ito ay maaaring hanggang 2 linggo at depende sa komposisyon ng haluang metal.

Para sa paggawa ng furnace, ang pangunahing winding ng welding transformer ay hindi nababago, at isang ring-type na crucible ang inilalagay sa halip ng pangalawang winding. Ang pinakamahusay na materyal para sa crucible ng isang maliit na channel furnace ay electroporcelain. Ang iba pang mga opsyon ay hindi gagana dahil sa mababang lakas at pagkalugi ng dielectric. Ayon sa mga amateur metalurgist, ang problema ay hindi posible na iproseso ang electroporcelain sa iyong sarili, at malamang na hindi makahanap ng angkop na elemento para sa pagbebenta. Dahil mismo sa kakaunting crucible kung kaya't ang channel furnace ay hindi nakahanap ng malawak na aplikasyon sa mga mahilig, bagama't ang ganitong uri ng furnace ay may kahusayan na higit sa 90%.

Crucible induction furnace

Ang self-made crucible furnace ay pangunahing ginagamit sa paglilinis ng mahahalagang metal. Halimbawa, ang pagkakaroon ng radio connector na ginawa sa Unyong Sobyet, maaari kang kumuha ng isang tiyak na halaga ng ginto mula sa mga contact nito. Gamit ang external heating, hindi makakamit ang resultang ito.

Bukod sa pagmimina ng ginto, kadalasang ginagamit ang naturang furnace para pantay na init ang metal, na kinakailangan para sa mataas na kalidad na hardening. Sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng bahagi sa inductor at pagsasaayos ng kapangyarihan nito, posible na makamit ang nais na temperatura sa isang tiyak na lugar ng metal. Mahalaga na ang paggamit ng naturang pugon ay magiging medyo badyet, dahilhalos lahat ng enerhiya ay nakadirekta sa proseso ng pag-init ng bahagi.

Mga induction boiler

Ang induction water heating boiler ay may bawat pagkakataon na palitan ang mga conventional boiler sa hinaharap. Itinuturing ng mga gumagamit na ang mataas na presyo ay isang kawalan ng naturang pampainit ng tubig, ngunit sa parehong oras, ang pag-systematize ng maraming mga pagsusuri, maraming mga pakinabang ang maaaring makilala:

• Pagiging maaasahan. Ang boiler ay walang electric coil, na siyang mahinang link ng isang conventional boiler.
• Efficiency halos 100%.
• Kaligtasan. Imposible ang access ng kuryente sa boiler body dahil sa mga feature ng disenyo.
• Hindi kailangan ng device ng espesyal na grounding.
• Lumalaban sa mga pagtaas ng kuryente.
• Hindi nasusukat.
• Tagal. Ang boiler ay maaaring gumana nang walang maintenance sa loob ng humigit-kumulang 30 taon.

Homemade hot water boiler

Ang batayan ng naturang pampainit ng tubig ay isang power transformer na may lakas na hanggang 1.5 kW, ang pangunahing paikot-ikot na kung saan ay idinisenyo para sa isang boltahe ng 220 V. Ang isang transpormer mula sa isang tube color TV ay perpekto. Dapat tanggalin ang pangalawang paikot-ikot, at dapat dagdagan ang bilang ng mga pagliko ng primary.

Nagpapayo at nagbabala ang mga craftsman: hindi ligtas ang paggamit ng naturang home-made device, kaya dapat na grounded ang transformer, at dapat na konektado ang device mismo sa pamamagitan ng high-speed RCD.

Inductor sa kusina

Induction cooking hobs ay wala nanagdudulot ng sorpresa at malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na buhay. Ang pagpapatakbo ng device ay nakabatay sa parehong mga prinsipyo gaya ng sa isang induction furnace, na may pagkakaiba lang na ang pangalawang winding ay ang metal na ilalim ng cookware.

Ang paggamit ng naturang mga plato ay naging posible dahil sa paglitaw sa paggawa ng isang dielectric, na, bilang karagdagan sa pagtupad sa gawain ng paghihiwalay ng inductor, ay dapat ding magkaroon ng lakas at mga katangian ng kalinisan. Ang isang materyal na nakakatugon sa lahat ng mga kinakailangan ay lumitaw kamakailan lamang, at ang halaga nito ay isang mahalagang bahagi ng kabuuang presyo ng plato.

Ang mga gumagamit ay nagkakaisang inaangkin: ang paggawa ng sarili ng isang induction cooker ay walang saysay sa dalawang kadahilanan. Una, ang pagluluto sa naturang hob ay nangangailangan ng fine tuning para sa bawat uri ng pagkain. Para sa kinakailangang pagsasaayos ng lahat ng mga de-koryenteng parameter sa panahon ng proseso ng pagluluto, kinakailangan ang isang microcontroller. Ang pangalawang dahilan ay ang presyo ng mga elektronikong bahagi na bumubuo sa kalan. Sa kabuuan, ang lahat ng elemento ay mas mahal kaysa sa halaga ng isang tapos nang device.

Induction cooker ay may mga sumusunod na positibong katangian:

• kawalan, hindi tulad ng mga microwave oven, third-party na radiation;
• ang kakayahang i-program ang kalan na angkop sa iyong istilo ng pagluluto;
• pagluluto ng mga pagkaing tulad ng karamelo nang hindi umiinit o nasusunog;
• ekonomiya salamat sa mahusay na paggamit ng heating energy.