صهر المعدن في المنزل في فرن الحث الكهربائي. أفران الصهر فرن كهربائي DIY لصهر المعادن

إذا كانت لديك حاجة لتصلب المعادن، وإنشاء السيراميك، وإذابة المواد غير الحديدية بما في ذلك المعادن الثمينة، فيمكنك بناء مثل هذا الفرن البسيط بنفسك. معظم هذه المواقد تكلف الكثير من المال، وفقًا للمؤلف، حيث تتراوح الأسعار في منطقته بين 600 و12 ألف دولار للموقد الواحد. في حالتنا، تبلغ تكلفة الفرن 120 دولارًا فقط، دون احتساب جهاز التحكم في درجة الحرارة. يمكن لهذا الفرن الصغير إنتاج درجات حرارة تبلغ حوالي 1100 درجة مئوية.

المنتج محلي الصنع سهل التجميع، وجميع الأجزاء ليست باهظة الثمن، ويمكن أيضًا استبدالها بسرعة في حالة تعطل الموقد.

يتمكن بعض الحرفيين من صنع مثل هذه الأفران خواتم الزفافوالتعويذات المختلفة والمفاصل النحاسية وغير ذلك الكثير.

المواد والأدوات اللازمة للعمل محلي الصنع:

مواد:
- البراغي والصواميل (8 × 10، 1/4 بوصة)؛
- سبعة طوب ناري (يجب أن تكون طرية لأنها تحتاج إلى تخديد، وأبعادها 4 1/2 بوصة × 9 بوصة × 2 1/2 بوصة)؛
- زاوية لإنشاء الإطار؛
- لوح معدني مربع للباب (استخدم المؤلف الألومنيوم)؛
- عنصر التسخين (يمكنك شراء اللوالب الجاهزة للفرن، أو لفها بنفسك من النيتشروم)
- مسامير اتصال مقاومة للحرارة لتثبيت اللولب؛
- قطعة كابل جيد(يجب أن يتحمل 10A على الأقل).

من الأدوات:
- مثقاب يدوي بملحق مناسب لقطع الأخاديد في الطوب؛
- وجع
- كماشة
- منشارا
- حفر؛
- قواطع الأسلاك وأكثر.

عملية التصنيع موقد محلي الصنع:

الخطوة الأولى. صنع الأخاديد
تحتاج أولاً إلى تحديد مدى عرض اللولب، اعتمادًا على ذلك، يتم تحديد عمق وعرض الأخاديد المستقبلية في الطوب. بعد ذلك، تحتاج إلى رسمها على الطوب بقلم رصاص. أخاديد المؤلف على شكل حرف "U" ؛ هناك أخاديد من هذا الشكل في المجموع ، أي أنها مقطوعة على طوبين. على الطوب الذي سيتم وضعه في الجزء الخلفي من الموقد، تحتاج إلى عمل أخاديد متوازية كما في الصورة. ونتيجة لذلك، بعد تجميع الفرن، سوف يأخذ الحلزون شكل "U" تقريبًا.

الخطوة الثانية. تثبيت عنصر التسخين
قبل تثبيت عنصر التسخين، تحتاج إلى تجميع الطوب، وتحديد حجم الفرن. على الأرجح، يجب قطع الطوب الذي يوضع على أرضية الفرن، لأن اثنين من هذه الطوب سيشكلان قاعًا كبيرًا جدًا. يمكنك تقطيعها بمطحنة ذات قرص خرساني، أو حتى باستخدام قرص قطع عادي.

حسنا، ثم يمكنك تثبيت دوامة. على الأرجح، يجب أولا أن تمتد إلى الطول المطلوب. إذا قمت بلف اللولب بنفسك، فأنت بحاجة إلى حساب المدة والسمك الذي يجب أن يكون عليه السلك؛ فهناك الكثير من المعلومات على الإنترنت لهذا الغرض.

حسنًا ، يمكنك وضع الموقد في الأخدود. لإصلاح الحلزوني، يستخدم المؤلف أقواسًا معدنية، والتي يجب عمل ثقوب فيها في الطوب. اهتمام خاصعليك الانتباه إلى توصيل اللولب بالسلك. وهنا يجب استخدام براغي خاصة مع فلكات سيراميك، ويجب أن تكون البراغي أطول. خلاف ذلك، فإن عزل الأسلاك إما يحترق باستمرار ورائحة كريهة، أو سوف يحترق باستمرار بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

لقد تعلم شعبنا إجراء مثل هذه الاتصالات من شمعات إشعال السيارات القديمة عندما كان قديمًا سخانات كهربائيةمع دوامة مفتوحة.

ينبغي إيلاء اهتمام خاص لاختيار المواد التي صنع منها اللولب. تعتمد درجة الحرارة القصوى التي يمكن للفرن إنتاجها على هذا. يجب أن يتحمل اللولب أحمال درجات الحرارة العالية. لهذه الأغراض، اختار المؤلف سلكًا من نوع NiCr. معظمتم تصميم هذه الأسلاك لدرجات حرارة تبلغ حوالي 1340 درجة مئوية. إذا كنت تحتاج إلى درجات حرارة أعلى، فيمكنك اختيار أنواع أخرى من الأسلاك المناسبة لذلك.

الخطوة الثالثة. صنع إطار الموقد
لإنشاء إطار، ستحتاج إلى زاوية، يمكنك استخدام الفولاذ أو الألومنيوم. أربع قطع من الألومنيوم تشكل الأرجل، واثنتان أخريان تذهبان إلى الأسفل لدعم وزن كل الطوب. لا يمكنك استخدام زاويتين، بل أربعة، لإنشاء الدعم السفلي. ومع ذلك، هذا ليس ضروريًا في النهاية، لا يزال الهيكل مشدودًا بالمسامير والصواميل، وهذه البراغي تثبت الطوب لأسفل.

في الجزء العلوي من الموقد، ستحتاج إلى وضع طوبين أو واحد ونصف، وكذلك أدناه. حسنًا، يمكنك أن ترى بالتفصيل كيف يتم تجميع كل شيء في الصورة.

الخطوة الرابعة. صنع باب
لإنشاء باب سوف تحتاج إلى لوح من المعدن، استخدم المؤلف الألومنيوم. أولا، تحتاج إلى رسم مربع أو رباعي على الورقة، اعتمادا على حجم وشكل الباب. بعد ذلك، يجب أن يكون هذا المربع محاطًا بدائرة، مع تراجع المسافة اللازمة لربط المادة المقاومة للحرارة. حسنًا، قم بقطع القطع في الزوايا، كما هو موضح في الصورة.

استخدمت السيارة لوحة Kaowool كمادة مقاومة للحريق. يجب قطعه إلى حجم المربع المرسوم مسبقًا. حسنًا ، يتم وضع اللوح على الورقة ، ويتم طي الحواف المتبقية من الورقة ، وبالتالي تثبيت اللوح.

هذا كل شيء، الآن يجب أن يتم تثبيت الباب بالمسامير والصواميل على الموقد، وحفر بضع ثقوب. يمكن أيضًا استخدام المكونات الأخرى كمواد عازلة. يمكنك عمل مزلاج للباب، أو لا يمكنك ذلك.

الخطوة الخامسة. نحن توريد الكهرباء
لتوصيل اللولب، تحتاج إلى استخدام سلك جيد ذو قلب سميك يمكنه تحمل 10 أمبير على الأقل. من بين أمور أخرى، يتم توصيل الفرن من خلال منظم، مما سيسمح لك بالحفاظ على درجة الحرارة في الحالة المطلوبة. ستحتاج أيضًا إلى مقياس حرارة للموقد، والذي سيساعدك على مراقبة درجة الحرارة في الموقد بدقة أكبر.

تسخين الأجسام باستخدام الكهرباء المجال المغنطيسيتسمى الناتجة عن التعرض للتيار المستحث بالتسخين التعريفي. المعدات الحرارية الكهربائية، أو فرن الحث، لديها نماذج مختلفة مصممة لأداء المهام لأغراض مختلفة.

التصميم ومبدأ التشغيل

بواسطة المواصفات الفنيةالجهاز جزء من مصنع يستخدم في صناعة المعادن. يعتمد مبدأ تشغيل الفرن التعريفي على تكييف ، يتم تحديد قوة التثبيت حسب الغرض من الجهاز الذي يتضمن تصميمه:

1. مغو؛
2. إطار؛
3. غرفة الذوبان
4. نظام فراغ
5. آليات لتحريك جسم التسخين والأجهزة الأخرى.

السوق الاستهلاكية الحديثة لديها عدد كبيرنماذج من الأجهزة التي تعمل وفق مخطط تشكيل التيارات الدوامية. إن مبدأ التشغيل وميزات التصميم لفرن الحث الصناعي يجعل من الممكن إجراء عدد من العمليات المحددة المتعلقة بصهر المعادن غير الحديدية، والمعالجة الحرارية للمنتجات المعدنية، وتلبد المواد الاصطناعية، وتنظيف المعادن الثمينة الحجارة شبه الكريمة. تستخدم الأجهزة المنزلية لتطهير الأدوات المنزلية وتدفئة الغرف.

عمل فرن الحث هو تسخين الأجسام الموضوعة في الغرفة بتيارات دوامية منبعثة من محث، وهو عبارة عن ملف محث مصنوع على شكل حلزوني، على شكل ثمانية أو ثلاثي الفصوص مع سلك كبير ملفوف حوله. المقطع العرضي. يقوم المحرِّض الذي يعمل بالتيار المتردد بإنشاء مجال مغناطيسي نابض، تختلف قوته وفقًا لتردد التيار. يتم تسخين جسم موضوع في مجال مغناطيسي إلى درجة الغليان (السائل) أو الانصهار (المعدن).

يتم إنتاج المنشآت التي تعمل باستخدام المجال المغناطيسي في نوعين: بموصل مغناطيسي وبدون موصل مغناطيسي. يحتوي النوع الأول من الأجهزة على محث في تصميمه، محاط بعلبة معدنية، مما يضمن زيادة سريعة في درجة الحرارة داخل الجسم المعالج. في أفران النوع الثاني، يقع المغنطرون خارج التثبيت.

مميزات أجهزة الحث

يتطلب السيد أيضًا مهارات في تصميم وتركيب الأجهزة الكهربائية. تكمن سلامة الجهاز المُجمَّع خصيصًا في عدد من الميزات:

1. قدرة المعدات
2. تردد نبض التشغيل
3. طاقة المولد
4. خسائر الدوامة.
5. خسائر التباطؤ.
6. كثافة انتاج الحرارة.
7. طريقة البطانة.

حصلت أفران القنوات على اسمها من وجود فتحتين في مساحة الوحدة مع قناة تشكل حلقة مغلقة. نظرًا لميزات التصميم الخاصة به، لا يمكن للجهاز أن يعمل بدون دائرة، والتي بفضلها يكون الألومنيوم السائل في حركة مستمرة. إذا لم يتم اتباع توصيات الشركة المصنعة، يتم إيقاف تشغيل الجهاز تلقائيًا، مما يؤدي إلى مقاطعة عملية الصهر.

وفقًا لموقع القنوات، يمكن أن تكون وحدات الصهر الحثي رأسية أو أفقية مع شكل أسطوانة أو غرفة أسطوانية. إن فرن الأسطوانة الذي يمكن صهر الحديد الزهر فيه مصنوع من صفائح الفولاذ. آلية دوارةمجهزة بكرات محرك ومحرك كهربائي ثنائي السرعات ومحرك سلسلة.

يتم صب البرونز السائل من خلال سيفون موجود على الجدار النهائي، ويتم تحميل المواد المضافة والخبث وإزالتها من خلال فتحات خاصة. مشكلة المنتجات النهائيةيتم تنفيذه من خلال قناة تصريف على شكل حرف V مصنوعة في البطانة وفقًا للقالب، والتي تذوب أثناء عملية العمل. يتم تبريد اللف واللب بواسطة كتلة الهواء، ويتم تنظيم درجة حرارة الجسم باستخدام الماء.

تبلغ نقطة الانصهار التقريبية للألمنيوم حوالي 660 درجة مئوية، مما يجعل من الممكن صهره حتى في المنزل. بالطبع على موقد غازلن يكون من الممكن الوصول إلى درجة الحرارة هذه، ومن غير المرغوب فيه للغاية القيام بمثل هذا العمل في الداخل. هناك العديد من مقاطع الفيديو على الإنترنت حول كيفية القيام بذلك بنفسك. في هذه المقالة سنلقي نظرة على الطرق الأكثر إثارة للاهتمام والمثبتة والموثوقة.

صِنف

أفران، المستخدمة في الصناعة،مكلفة للغاية. سعرها هو الآلاف وعشرات الآلاف من الدولارات. بالإضافة إلى ذلك، تشغل هذه الوحدات مساحة كبيرة جدًا. الألومنيوم هو المعدن الأكثر شيوعاً على وجه الأرض، لذلك حققت الصناعة تقدماً كبيراً في هذا الاتجاه. هناك أنواع كثيرة. على سبيل المثال، أفران أسطوانية مائلة، أفران ذات بوتقة صدى، أفران دوارةوغيرها.

ولكن ماذا يجب أن تفعل إذا كنت بحاجة إلى صنع قطعة في المنزل، ولكن لسبب أو لآخر لا توجد طريقة لطلبها؟ ممتاز فرن صغيرمن السهل جدًا صنعها و بأيديكمولهذا لن تحتاج في الأساس إلى البحث عن أي مواد وأجزاء وأجهزة محددة. يمكن العثور على معظمها في كل منزل أو مرآب أو منزل ريفي تقريبًا.

في جوهرها، مبدأ التشغيل لجميع المواقد محلية الصنع بسيط ونفس الشيء. الاختلافات، كقاعدة عامة، موجودة فقط في بعضها ميزات التصميم. في بعض وعاء حجمي مقاوم للحرارةيتم إشعالها فحم (وهذا هو الأكثر خيار جيدوقود لصهر الألمنيوم) داخله أو فوقه تحتوي البوتقة على المعدن نفسه.يمكن أن تكون البوتقة، على سبيل المثال، قطع جسم طفاية الحريق، أو حتى عادية غلاية فولاذية.لزيادة درجة حرارة الفحم، من الضروري تدفق الهواء عالي الجودة من جميع الجوانب (بحيث يتم تسخين الألومنيوم بالتساوي في الحاوية). عادة، يتم توفير الأكسجين من خلال أنبوب أسفل "البئر". الرغبة الشديدةيمكن إنشاء مكنسة كهربائية عادية أو محرك من غطاء قديم أو مبرد أو حتى مجفف شعر. في الأساس هذا هو الشروط الضروريةلإنشاء نوع من المصهر الصغير بيديك.

إقرأ أيضاً: طلب موقد مع مقعد موقد

عادة ما يستخدم الجص كقالب لصب الأجزاء. إذا كنت بحاجة إلى صب أسطواني عادي فارغ من الألومنيوم، فإن قطعة من الأنابيب الفولاذية المقطوعة ستفي بالغرض. دعونا نلقي نظرة على التصاميم الأكثر إثارة للاهتمام والبسيطة للأفران الصغيرة.

فرن صغير مصنوع من حافة العجلة

صنع هذا النموذج بسيط للغاية. حافة العجلةيتم حفر القطر المطلوب في الأرض بحيث يتطابق سطحه مع الأفق، أي لا يبرز فوق سطح الأرض. في منتصف القرص داخل صندوق الاحتراق الناتج، يجب أن يكون هناك ثقب نمر من خلاله أنبوب منحني، مطلة بجوار المصهر. سوف يتدفق الأكسجين من خلاله إلى الفرن الصغير من الأسفل. مريحة للاستخدام كمنفاخ برودة صغيرة، ضعها على الأنبوب من الخارج. ومع ذلك، مع مثل هذا العرض الجوي، سيكون النفخ ذو نوعية رديئة للغاية وأحادي الاتجاه. للقيام بذلك، سنقوم ببناء شيء مثل الموقد داخل المرجل عند مخرج الأنبوب. مريحة للاستخدام لهذا الغرض فرامل قرص السيارةملحومة على الجزء العلوي من الأنبوب. بعد ذلك، يمكن صب الفحم في المصهر الصغير الناتج ويمكن توفير الهواء لرفع درجة حرارته. يتم وضع خردة الألومنيوم في بوتقة بين الفحم.

فرن خزان معدني

ليس من الضروري أن يغرق الموقد في الأرض. من السهل صنعها بيديك و فرن محمول.يمكن لأي شخص أن يفعل هذا خزان أسطواني مصنوع من المعدن المقاوم للحرارةعلى سبيل المثال، دبابة من القديم غسالةمع التحميل العمودي. ومن الداخل يتم تقليل قطر الخزان بسبب الطوب والطين. وهكذا سيكون سمك الفرن لدينا 10-15 سم.لا تنس تركيب أنبوب التضخم في الجزء السفلي من السكن. يمكن توفير الهواء فيه بأي طريقة مناسبة. بوتقة مع المواد الخام الألومنيوممعلقة داخل صندوق الاحتراق. كما ترون، لا توجد اختلافات جوهرية عن الإصدار السابق. من السهل أن تصنعها بنفسك، الاختلافات الوحيدة هي الأدوات اللازمةوالتفاصيل.

فرن الحث هو جهاز فرن يستخدم لصهر المعادن غير الحديدية (البرونز والألومنيوم والنحاس والذهب وغيرها) والمعادن الحديدية (الحديد الزهر والصلب وغيرها) بسبب تشغيل مغو. يتم إنتاج تيار في مجال مغوِّه، وهو يسخن المعدن ويوصله إلى الحالة المنصهرة.

ينهار

أولا، سوف تتأثر بمجال كهرومغناطيسي، ثم بتيار كهربائي، ومن ثم تمر بالمرحلة الحرارية. تصميم بسيطيمكن تجميع جهاز الموقد هذا بشكل مستقل عن مختلف المواد المتاحة.

مبدأ التشغيل

جهاز الفرن هذا عبارة عن محول كهربائي بملف ثانوي قصير الدائرة. مبدأ تشغيل الفرن التعريفي هو كما يلي:

• باستخدام مولد، يتم إنشاء تيار متردد في مغو؛
• يقوم مغو ذو مكثف بإنشاء دائرة تذبذبية، يتم ضبطها على تردد التشغيل؛
• في حالة استخدام مولد ذاتي التذبذب، يتم استبعاد المكثف من دائرة الجهاز وفي هذه الحالة يتم استخدام السعة الاحتياطية الخاصة بالمحرِّض؛
• يمكن أن يوجد المجال المغناطيسي الناتج عن المحث مساحة حرةأو أن تكون مغلقة باستخدام نواة مغناطيسية فردية؛
• يعمل المجال المغناطيسي على قطعة العمل المعدنية أو الشحنة الموجودة في المحث ويشكل تدفقًا مغناطيسيًا؛
• وفقا لمعادلات ماكسويل، فإنه يستحث تيارا ثانويا في الشغل؛
• مع تدفق مغناطيسي قوي وضخم، يتم إغلاق التيار الناتج في قطعة العمل ويتم إنشاء تيار فوكو أو تيار إيدي؛
• بعد تكوين مثل هذا التيار، يدخل قانون Joule-Lenz حيز التنفيذ، وتقوم الطاقة التي يتم الحصول عليها باستخدام مغو ومجال مغناطيسي بتسخين قطعة العمل المعدنية أو الشحنة.

على الرغم من التشغيل متعدد المراحل، فإن جهاز الفرن التعريفي يمكن أن يوفر ما يصل إلى 100% من الكفاءة في الفراغ أو الهواء. فإذا كان الوسط منفذاً مغناطيسياً، فإن هذا المؤشر سيرتفع؛ وفي حالة الوسط المصنوع من عازل غير مثالي، فسوف ينخفض.

جهاز

الفرن المعني هو نوع من المحولات، لكنه لا يحتوي على ملف ثانوي؛ بل يتم استبداله بعينة معدنية موضوعة في المحث. سوف يوصل التيار، لكن العوازل الكهربائية لا تسخن في هذه العملية، بل تظل باردة.

يشتمل تصميم أفران البوتقة الحثية على محث يتكون من عدة لفات من أنبوب نحاسي ملفوف على شكل ملف، مع تحرك سائل التبريد باستمرار داخله. يحتوي المحث أيضًا على بوتقة يمكن تصنيعها من الجرافيت والفولاذ ومواد أخرى.

بالإضافة إلى المحث، يحتوي الفرن على قلب مغناطيسي وحجر الموقد، وكلها محاطة بجسم الفرن. ويشمل:

في نماذج الفرن قوة عاليةعادة ما يكون غلاف الحمام جامدًا تمامًا، لذلك لا يوجد إطار في مثل هذا الجهاز. يجب أن يتحمل تثبيت الهيكل الأحمال القوية عند إمالة الفرن بالكامل. غالبًا ما يكون الإطار مصنوعًا من عوارض مشكلة مصنوعة من الفولاذ.

يتم تركيب فرن الحث البوتقي لصهر المعادن على أساس يتم تركيب الدعامات عليه؛ وترتكز محاور آلية إمالة الجهاز على محاملها.

يتكون غلاف الحمام من صفائح معدنية يتم لحام أدوات التقوية عليها من أجل القوة.

يتم استخدام غلاف وحدة الحث كحلقة وصل بين محول الفرن وحجر الموقد. لتقليل الخسائر الحالية، فهي مصنوعة من نصفين، يوجد بينهما حشية عازلة.

يتم توصيل النصفين باستخدام البراغي والغسالات والبطانات. يتم تصنيع هذا الغلاف أو لحامه ؛ عند اختيار مادة له ، يتم إعطاء الأفضلية للسبائك غير المغناطيسية. يأتي فرن صناعة الفولاذ بالحث ذو الغرفتين مع غلاف مشترك لكل من الحمام ووحدة الحث.

في الأفران الصغيرة التي لا تحتوي على تبريد مائي، توجد وحدة تهوية تساعد على إزالة الحرارة الزائدة من الوحدة. حتى إذا قمت بتثبيت مغو مبرد بالماء، فأنت بحاجة إلى تهوية الفتحة بالقرب من حجر الموقد حتى لا ترتفع درجة حرارته.

لا تحتوي تركيبات الأفران الحديثة على مغو مبرد بالماء فحسب، بل توفر أيضًا تبريد المياهأغلفة. يمكن تركيب المراوح التي تعمل بمحرك الدفع على إطار الفرن. إذا كان لهذا الجهاز كتلة كبيرة، يتم تثبيت جهاز التهوية بالقرب من الموقد. إذا كان فرن الحث لإنتاج الصلب يأتي مع نسخة قابلة للإزالة من وحدات الحث، فسيتم تزويد كل منها بمروحة خاصة بها.

بشكل منفصل، تجدر الإشارة إلى آلية الإمالة، والتي تأتي مع محرك يدوي للأفران الصغيرة، وبالنسبة للأفران الكبيرة، فهي مجهزة بمحرك هيدروليكي موجود في صنبور التصريف. مهما كانت آلية الإمالة التي تم تركيبها، يجب التأكد من تصريف محتويات الحمام بالكامل.

حساب الطاقة

نظرًا لأن طريقة الحث لصهر الفولاذ أقل تكلفة من الطرق المماثلة التي تعتمد على استخدام زيت الوقود والفحم ومصادر الطاقة الأخرى، فإن حساب فرن الحث يبدأ بحساب قوة الوحدة.

تنقسم قوة الفرن التعريفي إلى نشطة ومفيدة، ولكل منها صيغة خاصة بها.

كبيانات أولية تحتاج إلى معرفة:

• سعة الفرن، في الحالة المدروسة على سبيل المثال، هي 8 طن؛
• وحدة الطاقة (يتم أخذ قيمتها القصوى) – 1300 كيلوواط؛
• التردد الحالي – 50 هرتز;
• تبلغ إنتاجية مصنع الفرن 6 طن في الساعة.

ومن الضروري أيضًا مراعاة المعدن أو السبائك التي يتم صهرها: حسب الحالة، فهي الزنك. هذا نقطة مهمةيختلف التوازن الحراري لصهر الحديد الزهر في فرن الحث، وكذلك السبائك الأخرى.

الطاقة المفيدة المنقولة إلى المعدن السائل:

• Рpol = Wtheor×t×P,
• Wtheor هو استهلاك الطاقة المحدد، وهو نظري، ويظهر ارتفاع درجة حرارة المعدن بمقدار 1 0 درجة مئوية؛
• P – إنتاجية تركيب الفرن، طن/ساعة؛
• t هي درجة الحرارة المحمومة للسبائك أو الخام المعدني في حمام الفرن، 0 درجة مئوية
• Rpol = 0.298×800×5.5 = 1430.4 كيلوواط.

القوة النشطة:

• ف = ببول/يوترم،
• Rpol – مأخوذ من الصيغة السابقة، kW؛
• اليوترم هي كفاءة فرن المسبك حدودها من 0.7 إلى 0.85 بمتوسط ​​0.76.
• P = 1311.2/0.76 = 1892.1 كيلووات، يتم تقريب القيمة إلى 1900 كيلووات.

على المرحلة النهائيةيتم حساب قوة مغو:

• القشرة = ف / ن،
• ص – القوة النشطةتركيب الفرن، كيلوواط؛
• N هو عدد المحاثات المتوفرة في الفرن.
• القشرة = 1900/2 = 950 كيلو واط.

يعتمد استهلاك الطاقة لفرن الحث عند صهر الفولاذ على أدائه ونوع المحث.

الأنواع والأنواع الفرعية

تنقسم أفران الحث إلى نوعين رئيسيين:

بالإضافة إلى هذا التقسيم، فإن أفران الحث هي أفران ضاغطة، مفرغة، مفتوحة ومملوءة بالغاز.

أفران الحث DIY

من بين الطرق الشائعة المتاحة لإنشاء مثل هذه الوحدات يمكن العثور عليها دليل خطوة بخطوةكيفية صنع فرن الحث من العاكس لحام، باستخدام فرش نيتشروم الحلزونية أو الجرافيت، نقدم ميزاتها.

وحدة مولد عالية التردد

يتم تنفيذه مع الأخذ في الاعتبار القوة التصميمية للوحدة، وفقدان الدوامة، وتسربات التباطؤ. سيتم تزويد الهيكل بالطاقة من شبكة عادية بجهد 220 فولت، ولكن باستخدام مقوم. يمكن تجهيز هذا النوع من الأفران بفرش الجرافيت أو دوامة نيتشروم.

لإنشاء فرن سوف تحتاج:

• اثنين من الثنائيات UF4007.
• مكثفات الفيلم
• ترانزستورات التأثير الميداني، قطعتان؛
• 470 أوم المقاوم.
• حلقتان للخانق، يمكن إزالتهما من فني نظام كمبيوتر قديم؛
• سلك نحاس Ø قسم 2 مم.

الأدوات المستخدمة هي مكواة لحام وكماشة.

هنا رسم تخطيطي لفرن الحث:

يتم إنشاء أفران الصهر المحمولة الحثية من هذا النوع بالتسلسل التالي:

1. توجد الترانزستورات على مشعات. نظرًا لحقيقة أنه أثناء عملية ذوبان المعدن، تسخن دائرة الجهاز بسرعة، يجب تحديد المبرد الخاص بها بمعلمات كبيرة. يجوز تركيب عدة ترانزستورات على مولد واحد، لكن في هذه الحالة يجب عزلها عن المعدن باستخدام حشوات مصنوعة من البلاستيك والمطاط.
2. يتم تصنيع اثنين من الإختناقات. بالنسبة لهم، يتم أخذ حلقتين تمت إزالتهما مسبقًا من الكمبيوتر، ويتم لف الأسلاك النحاسية حولهما، ويقتصر عدد اللفات من 7 إلى 15.
3. يتم دمج المكثفات في بطارية لإنتاج سعة قدرها 4.7 ميكروفاراد عند الخرج، ويتم توصيلها على التوازي.
4. يتم لف سلك نحاسي حول المحث، ويجب أن يكون قطره 2 مم. يجب أن يتطابق القطر الداخلي للملف مع حجم البوتقة المستخدمة في الفرن. يتم إجراء ما مجموعه 7-8 لفات ويتم ترك الأطراف الطويلة حتى يمكن توصيلها بالدائرة.
5. يتم توصيل بطارية 12 فولت بالدائرة المجمعة كمصدر، وتستمر لمدة 40 دقيقة تقريبًا من تشغيل الفرن.

إذا لزم الأمر، فإن السكن مصنوع من مادة ذات مقاومة عالية للحرارة. إذا كان فرن الصهر التعريفي مصنوعًا من عاكس لحام، فيجب أن يكون هناك غلاف واقي، ولكن يجب أن يكون مؤرضًا.

تصميم فرشاة الجرافيت

يستخدم هذا الفرن لصهر أي معدن وسبائك.

لإنشاء جهاز تحتاج إلى التحضير:

• فرش الجرافيت؛
• الجرانيت المسحوق
• محول؛
• الطوب الناري
• أسلاك الفولاذ
• الألومنيوم رقيقة.

تقنية تجميع الهيكل هي كما يلي:

الجهاز مع دوامة نيتشروم

يستخدم هذا الجهاز لصهر كميات كبيرة من المعدن.

مثل المواد الاستهلاكيةلترتيب موقد محلي الصنع يتم استخدام ما يلي:

• نيتشروم.
• خيط الاسبستوس
• قطعة من الأنابيب الخزفية.

بعد توصيل جميع مكونات الفرن حسب المخطط يكون تشغيله كما يلي: بعد التغذية التيار الكهربائيعلى دوامة نيتشروم، فإنه ينقل الحرارة إلى المعدن ويذوبه.

يتم إنشاء مثل هذا الفرن بالتسلسل التالي:

يتميز هذا التصميم بالأداء العالي، فهو يبرد لفترة طويلة ويسخن بسرعة. ولكن من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أنه إذا كان اللولب معزول بشكل سيئ، فسوف يحترق بسرعة.

أسعار أفران الحث الجاهزة

ستكلف تصميمات الأفران محلية الصنع أقل بكثير من تلك التي تم شراؤها، لكن لا يمكن إنشاؤها بكميات كبيرة، لذلك لا يمكنك الاستغناء عن الخيارات الجاهزة للإنتاج الضخم للمصهور.

تعتمد أسعار أفران الحث لصهر المعادن على قدرتها وتكوينها.

نموذج	الخصائص والميزات	السعر روبل
إندوثيرم MU-200	يدعم الفرن 16 برنامجًا لدرجة الحرارة، ودرجة حرارة التسخين القصوى هي 1400 درجة مئوية، ويتم التحكم في الوضع باستخدام مزدوج حراري من النوع S، وتنتج الوحدة طاقة تبلغ 3.5 كيلو واط.	820 ألف
إندوثيرم MU-900	يعمل الفرن من مصدر طاقة 380 فولت، ويتم التحكم في درجة الحرارة باستخدام مزدوج حراري من النوع S ويمكن أن يصل إلى 1500 درجة مئوية. الطاقة – 15 كيلو واط.	1.7 مليون
يو بي آي-60-2	يمكن استخدام فرن الصهر الحثي الصغير هذا لصهر المعادن الثمينة وغير الحديدية. يتم تحميل قطع العمل في بوتقة الجرافيت، ويتم تسخينها وفقًا لمبدأ المحول.	125 الف
إست-1/0.8 م5	مغو الفرن عبارة عن سلة يتم فيها بناء دائرة مغناطيسية مع ملف. الوحدة 1 طن	1.7 مليون
واجهة المستخدم-25P	تم تصميم جهاز الفرن لحمولة 20 كجم، وهو مزود بوحدة ذوبان مائلة. يأتي الموقد مع كتلة من بطاريات المكثفات. قوة التثبيت – 25 كيلو واط. الحد الأقصى للتدفئة هو 1600 درجة مئوية.	470 الف
واجهة المستخدم-0.50T-400	تم تصميم الوحدة لحمل 500 كجم، وأعلى قوة للتركيب هي 525 كيلووات، ويجب أن يكون الجهد الكهربي لها 380 فولت على الأقل، والحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل هي 1850 درجة مئوية.	900 ألف
ست 10	فرن الشركة الإيطالية مزود بثرموستات رقمي بتقنية SMD مدمجة في لوحة التحكم، وهي سريعة. يمكن أن تعمل الوحدة العامة بسعات مختلفة من 1 إلى 3 كجم، ولهذا لا تحتاج إلى إعادة ضبط. إنه مخصص للمعادن الثمينة، درجة حرارته القصوى هي 1250 درجة مئوية.	1 مليون
ست 12	فرن حثي ثابت مع ترموستات رقمي. ويمكن استكماله بغرفة صب مفرغة، مما يجعل من الممكن إجراء عملية الصب بجوار التثبيت مباشرة. يتم التحكم باستخدام لوحة اللمس. درجة الحرارة القصوى– 1250 درجة مئوية.	1050 الف
آي سي إتش تي-10 تي إن	تم تصميم الفرن لحمولة 10 أطنان، وهي وحدة ضخمة إلى حد ما، لتركيبها تحتاج إلى تخصيص غرفة ورشة عمل مغلقة.	8.9 مليون

خاتمة

إن صنع فرن الحث بنفسك أمر مثير، لكنه يأتي مع بعض القيود والعواقب غير المعروفة، حيث تحتاج إلى الاعتماد على قوانين الفيزياء والكيمياء، ومن لا يجيد ذلك لن يتمكن من تنفيذ العملية بأمان. للاستخدام المتكرر لمثل هذا التثبيت، من الأفضل اختيار خيار مناسب من تلك المذكورة أعلاه.

←المقالة السابقة المقالة القادمة →

النوع الأكثر تقدمًا من التدفئة هو الذي يتم فيه إنشاء الحرارة مباشرة في الجسم الساخن. يتم تنفيذ طريقة التسخين هذه بشكل جيد للغاية عن طريق تمرير تيار كهربائي عبر الجسم. ومع ذلك، مباشرة - إدراج الجسم الساخن في الدائرة الكهربائيةليس من الممكن دائمًا لأسباب فنية وعملية.

في هذه الحالات، يمكن تحقيق النوع المثالي من التسخين باستخدام التسخين التعريفي، حيث يتم إنشاء الحرارة أيضًا في الجسم المُسخن نفسه، مما يلغي استهلاك الطاقة غير الضروري، وعادةً ما يكون كبيرًا، في جدران الفرن أو في عناصر التسخين الأخرى. لذلك، على الرغم من الكفاءة المنخفضة نسبيًا لتوليد التيارات ذات التردد العالي والعالي، فإن الكفاءة الإجمالية للتسخين التعريفي غالبًا ما تكون أعلى من.

تسمح طريقة الحث أيضًا بالتسخين السريع للأجسام غير المعدنية بالتساوي طوال سمكها بالكامل. ويستبعد التوصيل الحراري الضعيف لهذه الأجسام إمكانية التسخين السريع لطبقاتها الداخلية بالطريقة المعتادة، أي عن طريق توفير الحرارة من الخارج. مع طريقة الحث، يتم توليد الحرارة بالتساوي في كل من الطبقات الخارجية والداخلية، وقد يكون هناك خطر ارتفاع درجة حرارة الأخيرة إذا لم يتم العزل الحراري اللازم للطبقات الخارجية.

من الخصائص القيمة بشكل خاص للتسخين التعريفي إمكانية وجود تركيز عالٍ جدًا من الطاقة في الجسم المُسخن، والذي يمكن تعديله بسهولة لجرعة دقيقة. من الممكن فقط الحصول على نفس ترتيب كثافة الطاقة، إلا أنه يصعب التحكم بهذه الطريقة في التسخين.

لقد خلقت الميزات والمزايا المعروفة للتسخين التعريفي إمكانيات واسعة لاستخدامه في العديد من الصناعات. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يسمح لك بإنشاء أنواع جديدة من الهياكل التي لا يمكن تحقيقها على الإطلاق باستخدام طرق المعالجة الحرارية التقليدية.

العملية الجسدية

في أفران وأجهزة الحث، يتم إطلاق الحرارة في جسم ساخن موصل للكهرباء عن طريق التيارات المستحثة فيه بواسطة مجال كهرومغناطيسي متناوب. وبالتالي، يتم التدفئة المباشرة هنا.

التدفئة التعريفيتعتمد المعادن على قانونين فيزيائيين: وقانون جول لينز. يتم وضع الأجسام المعدنية (الفراغات والأجزاء وما إلى ذلك) مما يثير دوامة فيها. يتم تحديد القوة الدافعة الكهربية المستحثة بمعدل تغير التدفق المغناطيسي. تحت تأثير القوى الدافعة الكهربية المستحثة، تتدفق تيارات إيدي (مغلقة داخل الأجسام) في الأجسام، مما يؤدي إلى إطلاق الحرارة. هذا EMF يخلق في المعدن، الطاقة الحرارية، التي تطلقها هذه التيارات، تؤدي إلى تسخين المعدن. التسخين التعريفي مباشر وغير متصل. يسمح لك بالوصول إلى درجة حرارة كافية لإذابة أكبر قدر ممكن معادن حراريةوالسبائك.

التسخين التعريفي المكثف ممكن فقط في المجالات الكهرومغناطيسيةالجهد العالي والتردد، والتي يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة خاصة - المحاثات. يتم تشغيل المحاثات من شبكة 50 هرتز (إعدادات التردد الصناعي) أو من مصادر طاقة فردية - مولدات ومحولات الترددات المتوسطة والعالية.

أبسط مغو لأجهزة التسخين بالحث غير المباشر ذات التردد المنخفض هو موصل معزول (ممدود أو ملفوف) يوضع داخل أنبوب معدني أو يوضع على سطحه. عندما يتدفق التيار من خلال موصل الحث، يتم تحفيز السخانات في الأنبوب. يتم نقل الحرارة من الأنبوب (يمكن أن يكون أيضًا بوتقة أو حاوية) إلى الوسط الساخن (المياه المتدفقة عبر الأنبوب أو الهواء أو ما إلى ذلك).

التسخين بالحث وتصلب المعادن

الأكثر استخدامًا هو التسخين بالحث المباشر للمعادن بترددات متوسطة وعالية. لهذا الغرض، يتم استخدام المحاثات المصممة خصيصا. ينبعث المحث الذي يسقط على الجسم الساخن ويتبلل فيه. يتم تحويل طاقة الموجة الممتصة إلى حرارة في الجسم. كلما كان نوع الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة أقرب (مسطحة، أسطوانية، إلخ) إلى شكل الجسم، زادت كفاءة التسخين. لذلك، يتم استخدام المحاثات المسطحة لتسخين الأجسام المسطحة، وتستخدم المحاثات الأسطوانية (الملف اللولبي) لتسخين قطع العمل الأسطوانية. في حالة عامةيمكن أن يكون لها شكل معقد، وذلك بسبب الحاجة إلى تركيز الطاقة الكهرومغناطيسية في الاتجاه المطلوب.

إحدى ميزات مدخلات الطاقة الاستقرائية هي القدرة على تنظيم الموقع المكاني لمنطقة التدفق.

أولاً، تتدفق التيارات الدوامية داخل المنطقة التي يغطيها المحرِّض. بغض النظر عن ذلك، يتم تسخين فقط ذلك الجزء من الجسم المتصل مغناطيسيًا بالمحرِّض الأحجام العامةالهيئات.

ثانياً، يعتمد عمق منطقة تداول التيار الدوامي، وبالتالي منطقة إطلاق الطاقة، من بين عوامل أخرى، على تردد تيار المحرِّض (يزداد عند الترددات المنخفضة ويتناقص مع زيادة التردد).

تعتمد كفاءة نقل الطاقة من المحرِّض إلى التيار الساخن على حجم الفجوة بينهما وتزداد كلما تناقصت.

يتم استخدام التسخين التعريفي لتصلب السطح منتجات الصلب، من خلال التسخين لتشوه البلاستيك (التزوير، الختم، الضغط، إلخ)، وصهر المعادن، المعالجة الحرارية(التليين، التقسية، التطبيع، التصلب)، اللحام، التسطيح، لحام المعادن.

يتم استخدام التسخين بالحث غير المباشر في معدات عمليات التسخين (خطوط الأنابيب والحاويات وما إلى ذلك)، وتسخين الوسائط السائلة، وتجفيف الطلاء والمواد (على سبيل المثال، الخشب). المعلمة الأكثر أهميةمنشآت التسخين التعريفي - التردد. لكل عملية (تصلب السطح، من خلال التسخين) هناك نطاق تردد مثالي يوفر أفضل التقنيات والتقنيات المؤشرات الاقتصادية. للتسخين التعريفي، يتم استخدام الترددات من 50 هرتز إلى 5 ميجا هرتز.

مزايا التدفئة التعريفي

1) نقل الطاقة الكهربائيةمباشرة في الجسم الساخن يسمح بالتسخين المباشر للمواد الموصلة. وفي الوقت نفسه، يزداد معدل التسخين مقارنة بالتركيبات غير المباشرة، التي يتم فيها تسخين المنتج من السطح فقط.

2) إن نقل الطاقة الكهربائية مباشرة إلى الجسم الساخن لا يحتاج إلى أجهزة اتصال. يعد هذا مناسبًا في ظروف الإنتاج الآلي لخط الإنتاج، عند استخدام معدات التفريغ والحماية.

3) بسبب ظاهرة التأثير السطحي، يتم إطلاق الحد الأقصى من الطاقة في الطبقة السطحية للمنتج الساخن. لذلك، يوفر التسخين التعريفي أثناء التصلب تسخينًا سريعًا للطبقة السطحية للمنتج. وهذا يجعل من الممكن الحصول على صلابة عالية لسطح الجزء ذو القلب اللزج نسبيًا. تعد عملية تصلب السطح بالحث أسرع وأكثر اقتصادا من الطرق الأخرى لتصلب سطح المنتج.

4) التسخين التعريفي في معظم الحالات يسمح بزيادة الإنتاجية وتحسين ظروف العمل.

أفران الصهر التعريفي

يمكن اعتبار الفرن أو الجهاز التعريفي كنوع من المحولات، حيث يتم توصيل اللف الأولي (مغو) بمصدر تيار متردد، ويعمل الجسم الساخن نفسه كلف ثانوي.

تتميز عملية عمل أفران الصهر بالحث بالحركة الكهروديناميكية والحرارية المعدن السائلفي الحمام أو البوتقة، مما يساهم في الحصول على معدن متجانس في التركيب ودرجة حرارته الموحدة في جميع أنحاء الحجم، بالإضافة إلى انخفاض النفايات المعدنية (عدة مرات أقل من أفران القوس).

تستخدم أفران الصهر التعريفي في إنتاج المسبوكات، بما في ذلك المسبوكات المشكلة، من الفولاذ والحديد الزهر والمعادن غير الحديدية والسبائك.

يمكن تقسيم أفران الصهر بالحث إلى أفران قناة التردد الصناعي وأفران البوتقة الصناعية والمتوسطة والعالية التردد.

فرن الحث القناةي عبارة عن محول، عادة بتردد صناعي (50 هرتز). اللف الثانوي للمحول هو ملف من المعدن المنصهر. المعدن محاط بقناة حلقية حرارية.

يحفز التدفق المغناطيسي الرئيسي EMF في معدن القناة، ويخلق EMF تيارًا، ويسخن التيار المعدن، وبالتالي فإن فرن قناة الحث يشبه المحول الذي يعمل في وضع الدائرة القصيرة.

تتكون محاثات أفران القناة من أنبوب نحاسي طولي، ويتم تبريده بالماء، ويتم تبريد جزء القناة من حجر الموقد بواسطة مروحة أو من نظام هواء مركزي.

تم تصميم أفران القنوات الحثية للتشغيل المستمر مع التحولات النادرة من درجة واحدة من المعدن إلى أخرى. تستخدم أفران الحث القناةي بشكل رئيسي لصهر الألومنيوم وسبائكه، وكذلك النحاس وبعض سبائكه. سلسلة أخرى من الأفران متخصصة كخلاطات لعقد وتسخين الحديد الزهر السائل والمعادن غير الحديدية والسبائك قبل صبها في القوالب.

يعتمد تشغيل فرن البوتقة التعريفي على امتصاص الطاقة الكهرومغناطيسية من الشحنة الموصلة. يتم وضع القفص داخل ملف أسطواني - مغو. من وجهة نظر كهربائية، فرن البوتقة الحثية هو عبارة عن محول هواء قصير الدائرة والذي يكون ملفه الثانوي عبارة عن شحنة موصلة.

تُستخدم أفران البوتقة الحثية في المقام الأول لصهر المعادن للمسبوكات المشكلة في الوضع الدفعي، وأيضًا، بغض النظر عن وضع التشغيل، لصهر بعض السبائك، مثل البرونز، والتي لها تأثير ضار على بطانة أفران القناة.