Топене на метал у дома в електрическа индукционна пещ. Топилни пещи Направи си сам електрическа пещ за топене на метал

Ако имате нужда от отгряване на метали, създаване на керамика, топене на цветни и включително благородни метали, можете да построите сами такава проста пещ. Повечето от тези печки струват много пари; според автора, в неговия регион цените са от порядъка на 600-12 000 долара за печка. В нашия случай фурната струва само $120, без да се брои температурният контролер. Тази малка фурна може да произвежда температури около 1100 o C.

Домашният продукт е лесен за сглобяване, всички части не са скъпи и могат бързо да бъдат заменени, ако печката не работи.

Някои занаятчии успяват да направят в такива пещи брачни халки, различни талисмани, кокалчета и много други.

Материали и инструменти за домашна работа:

Материали:
- болтове и гайки (8x10, 1/4 инча);
- седем огнеупорни тухли (те трябва да са меки, тъй като ще трябва да бъдат набраздени, размери 4 1/2" x 9" x 2 1/2");
- ъгъл за създаване на рамка;
- квадратен лист метал за вратата (авторът използва алуминий);
- нагревателен елемент (можете да закупите готови спирали за фурната или да навиете свои собствени от нихром)
- термоустойчиви контактни винтове за закрепване на спиралата;
- парче добър кабел(трябва да издържа най-малко 10А).

От инструментите:
- ръчна бормашина с подходяща приставка за изрязване на канали в тухла;
- гаечен ключ;
- клещи;
- ножовка;
- бормашина;
- резачки за тел и др.

Производствен процес домашна печка:

Първа стъпка. Изработване на канали
Първо трябва да решите колко широка е спиралата; в зависимост от това се определят дълбочината и ширината на бъдещите жлебове в тухлите. След това трябва да ги нарисувате върху тухлата с молив. Авторските жлебове са оформени като буквата „U“; има общо две жлебове с тази форма, тоест те са изрязани на две тухли. На тухлата, която ще бъде разположена в задната част на печката, трябва да направите два успоредни канала, както е на снимката. В резултат на това след сглобяването на пещта спиралата ще получи приблизително U-образна форма.

Стъпка втора. Монтаж нагревателен елемент
Преди да инсталирате нагревателния елемент, трябва да сглобите тухлите, като вземете решение за размера на фурната. Най-вероятно тухлите, които отиват на пода на фурната, ще трябва да бъдат нарязани, тъй като две такива тухли ще образуват твърде голямо дъно. Можете да ги режете с мелница с диск за бетон или дори с обикновен режещ диск.

Е, тогава можете да инсталирате спиралата. Най-вероятно първо трябва да се разтегне до желаната дължина. Ако сами навивате спиралата, тогава трябва да изчислите колко дълга и дебела трябва да бъде телта; в интернет има много информация за това.

Е, тогава можете да поставите печката в жлеба. За да фиксира спиралата, авторът използва метални скоби, за които ще трябва да се направят дупки в тухлата. Специално вниманиеТрябва да обърнете внимание на свързването на спиралата към жицата. Тук трябва да се използват специални винтове с керамични шайби, като винтовете трябва да са по-дълги. В противен случай изолацията на проводника или постоянно ще гори и ще смърди, или постоянно ще гори поради високата температура.

Нашите хора са се научили да правят такива контакти от стари автомобилни свещи в древността електрически котлонис отворена спирала.

Особено внимание трябва да се обърне на избора на материала, от който е направена спиралата. От това ще зависи максималната температура, която фурната може да произведе. Спиралата трябва да издържа на високи температурни натоварвания. За такива цели авторът избра проводник тип NiCr. Повечетотакива проводници са предназначени за температури от около 1340 o C. Ако се нуждаете от по-високи температури, тогава можете да изберете други видове проводници, които са подходящи за това.

Стъпка трета. Изработка на рамката на печката
За да създадете рамка, ще ви е необходим ъгъл, можете да използвате стомана или алуминий. Четири парчета алуминий образуват краката, а още две отиват на дъното, за да поддържат тежестта на всички тухли. Можете да използвате не два ъгъла, а четири, за да създадете долната опора. Това обаче не е необходимо; конструкцията все още е затегната с болтове и гайки, тези болтове държат тухлите.

В горната част на печката ще трябва да поставите две или една и половина тухли, както и отдолу. Е, можете да видите подробно как е сглобено всичко на снимката.

Стъпка четвърта. Изработка на врата
За да създадете врата, ще ви е необходим лист метал; авторът е използвал алуминий. Първо, трябва да начертаете квадрат или четириъгълник върху листа, в зависимост от размера и формата на вратата. След това този квадрат трябва да бъде ограден, като се оттегли необходимото разстояние за закрепване на огнеупорния материал. Е, тогава изрежете парчета в ъглите, както се вижда на снимката.

Автомобилът използва плоча Kaowool като огнеупорен материал. Трябва да се изреже до размера на предварително начертания квадрат. Е, тогава плочата се полага върху листа, а останалите ръбове на листа се сгъват, като по този начин се държи плочата.

Това е всичко, сега вратата трябва да бъде шарнирно прикрепена към печката с винтове и гайки, като пробиете няколко дупки. Други компоненти също могат да се използват като изолационен материал. Можете да направите резе за вратата или не.

Стъпка пета. Доставяме електричество
За да свържете спиралата, трябва да използвате добър проводник с дебела сърцевина, която може да издържи поне 10А. Освен всичко друго, фурната е свързана чрез регулатор, който ще ви позволи да поддържате температурата в желаното състояние. Ще ви трябва и термометър за печка, който ще ви помогне да следите по-точно температурата в печката.

Отоплителни тела с електричество магнитно полепроизтичащ от излагане на индуциран ток се нарича индукционно нагряване. Електротермичното оборудване или индукционната пещ има различни модели, предназначени да изпълняват задачи за различни цели.

Конструкция и принцип на действие

от технически спецификацииУстройството е част от завод, използван в металургичната индустрия. Принципът на работа на индукционната пещ зависи от AC , мощността на инсталацията се определя от предназначението на устройството, чийто дизайн включва:

1. индуктор;
2. рамка;
3. камера за топене;
4. вакуумна система;
5. механизми за преместване на нагревателния обект и други устройства.

Съвременният потребителски пазар има голям броймодели на устройства, работещи по схемата на образуване на вихрови токове. Принципът на работа и конструктивните характеристики на промишлена индукционна пещ позволяват извършването на редица специфични операции, свързани с топенето на цветни метали, термичната обработка на метални изделия, синтероването на синтетични материали, почистването на благородни и полускъпоценни камъни. Домакинските уреди се използват за дезинфекция на битови предмети и отопление на помещения.

Работата на индукционната пещ е да нагрява предмети, поставени в камерата, с вихрови токове, излъчвани от индуктор, който е индукторна намотка, направена във формата на спирала, осмица или трилистник с голяма жица, навита около нея. напречно сечение. Индуктор, работещ от променлив ток, създава импулсно магнитно поле, чиято мощност варира в зависимост от честотата на тока. Обект, поставен в магнитно поле, се нагрява до точката на кипене (течност) или топене (метал).

Инсталациите, работещи с магнитно поле, се произвеждат в два вида: с магнитен проводник и без магнитен проводник. Първият тип устройство има индуктор в своя дизайн, затворен в метален корпус, който осигурява бързо повишаване на температурата вътре в обработвания обект. В пещи от втори тип магнитотронът се намира извън инсталацията.

Характеристики на индукционни устройства

От майстора се изискват и умения за проектиране и монтаж на електроуреди. Безопасността на сглобеното по поръчка устройство се крие в редица характеристики:

1. капацитет на оборудването;
2. честота на работния импулс;
3. мощност на генератора;
4. вихрови загуби;
5. хистерезисни загуби;
6. интензивност на топлинната мощност;
7. метод на облицовка.

Каналните пещи са получили името си поради наличието в пространството на устройството на два отвора с канал, образуващ затворен контур. Поради конструктивните си характеристики устройството не може да работи без верига, благодарение на която течният алуминий е в непрекъснато движение. Ако не се спазват препоръките на производителя, оборудването се изключва спонтанно, прекъсвайки процеса на топене.

Според разположението на каналите индукционните топилни агрегати могат да бъдат вертикални и хоризонтални с барабанна или цилиндрична камерна форма. Барабанната пещ, в която може да се топи чугун, е изработена от листова стомана. Въртящ се механизъмоборудван със задвижващи ролки, двускоростен електродвигател и верижно задвижване.

Течният бронз се излива през сифон, разположен на крайната стена; добавките и шлаките се зареждат и отстраняват през специални отвори. Издаване готови продуктисе осъществява чрез V-образен дренажен канал, направен в облицовката по шаблон, който се топи в процеса на работа. Охлаждането на намотката и сърцевината се извършва от въздушна маса, температурата на корпуса се регулира с вода.

Приблизителната точка на топене на алуминия е около 660 градуса по Целзий, което прави възможно разтопяването му дори у дома. Разбира се, на газов котлонНяма да е възможно да се достигне такава температура и е изключително нежелателно да се извършва такава работа на закрито. В интернет има много видеоклипове как да го направите сами. В тази статия ще разгледаме най-интересните, доказани и надеждни методи.

видове

Фурни, използвани в индустрията,са много скъпи. Цената им е хиляди и десетки хиляди долари. Освен това такива единици заемат твърде много място. Алуминият е най-често срещаният метал на Земята, така че индустрията е постигнала голям напредък в тази посока. Има много видове. например, наклонени цилиндрични пещи, пещи с реверберационен тигел, ротационни пещии други.

Но какво трябва да направите, ако трябва да направите част вкъщи, но по една или друга причина няма как да я поръчате? Отлично мини фурнаабсолютно лесен за правене и със собствените си ръце, и за това по принцип няма да е необходимо да търсите конкретни материали, части и устройства. Повечето от тях могат да бъдат намерени в почти всеки дом, гараж или селска къща.

По същество принципът на действие на всички домашни печки е прост и еднакъв. Разликите, като правило, са само в някои от тях характеристики на дизайна. В някои обемен топлоустойчив съдса запалени въглен (това е най добър вариантгориво за топене на алуминий) в или над което Тигелът съдържа самия метал.Тигелът може да бъде напр. отрежете тялото на пожарогасителя, или дори обикновени стоманен чайник.За повишаване на температурата на въглищата е необходим висококачествен въздушен поток от всички страни (така че алуминият да се нагрява равномерно в контейнера). Обикновено кислородът се доставя през тръба надолу по „кладенеца“. гладОбикновена прахосмукачка, мотор от стар аспиратор, охладител или дори сешоар могат да го създадат. По принцип това е необходими условияда създадете един вид мини топилна машина със собствените си ръце.

Прочетете също: Поръчка на печка с пейка

Гипсът обикновено се използва като форма за отливане на части. Ако трябва да излеете обикновена цилиндрична заготовка от алуминий, парче нарязана стоманена тръба ще свърши работа. Нека да разгледаме най-интересните и прости дизайни на мини фурни.

Мини-фурна, изработена от джанта

Изработката на този модел е много проста. Джантас желания диаметър се вкопава в земята, така че повърхността му да съвпада с хоризонта, тоест да не стърчи над повърхността на земята. В средата на диска вътре в получената камина трябва да има дупка, през която преминаваме извита тръба, с изглед до топилната фабрика. Кислородът ще тече през него в мини-фурната отдолу. Удобен за използване като духалка малък охладител, поставете на тръбата отвън. При такова подаване на въздух обаче обдухването ще е изключително некачествено и еднопосочно. За да направите това, ще изградим нещо като горелка вътре в котела на изхода на тръбата. Удобен за използване за това дискова спирачка на автомобила, заварени отгоре на тръбата. След това въглищата могат да се изсипят в получената мини-топилна машина и да се подаде въздух за повишаване на температурата им. Алуминиевият скрап в тигел се поставя сред въглища.

Пещ с метален резервоар

Не е необходимо печката да е вкопана в земята. Лесно се прави със собствените си ръце и преносима фурна.Всеки може да направи това цилиндричен резервоар, изработен от топлоустойчив метал, примерно резервоар от стар пералняс вертикално натоварване. Отвътре диаметърът на резервоара е намален поради тухли и глина. Така ще бъде дебелината на нашата фурна 10-15 сантиметра.Не забравяйте да инсталирате тръба за надуване в долната част на тялото. Въздухът може да се подава в него по всеки удобен начин. Тигел с алуминиеви суровинивиси вътре в горивната камера. Както можете да видите, няма фундаментални разлики от предишната версия. Също толкова лесно е да го направите сами, единствените разлики са необходими инструментии подробности.

Индукционната пещ е пещно устройство, което се използва за топене на цветни (бронз, алуминий, мед, злато и други) и черни (чугун, стомана и други) метали поради работата на индуктор. В полето на неговия индуктор се получава ток, който нагрява метала и го довежда до разтопено състояние.

Свиване

Първо ще бъде засегнат от електромагнитно поле, след това от електрически ток и след това ще премине през термичния етап. Опростен дизайнТакова устройство за печка може да бъде сглобено независимо от различни налични материали.

Принцип на действие

Такова пещно устройство е електрически трансформатор с вторична намотка с късо съединение. Принципът на работа на индукционната пещ е както следва:

• с помощта на генератор се създава променлив ток в индуктора;
• индуктор с кондензатор създава осцилаторна верига, тя е настроена на работната честота;
• в случай на използване на самоосцилиращ генератор, кондензаторът се изключва от веригата на устройството и в този случай се използва собственият резервен капацитет на индуктора;
• Магнитното поле, създадено от индуктора, може да съществува в свободно пространствоили да бъдат затворени с помощта на отделна феромагнитна сърцевина;
• магнитното поле действа върху металния детайл или заряд, разположен в индуктора, и образува магнитен поток;
• съгласно уравненията на Максуел индуцира вторичен ток в детайла;
• със солиден и масивен магнитен поток, създаденият ток се затваря в детайла и се създава ток на Фуко или вихров ток;
• след образуването на такъв ток влиза в сила законът на Джаул-Ленц и енергията, получена с помощта на индуктор и магнитно поле, загрява металния детайл или заряда.

Въпреки многостепенната работа, устройството за индукционна пещ може да постигне до 100% ефективност във вакуум или въздух. Ако средата има магнитна проницаемост, тогава този индикатор ще се увеличи; в случай на среда, направена от неидеален диелектрик, той ще падне.

устройство

Въпросната пещ е вид трансформатор, но няма вторична намотка; тя се заменя с метална проба, поставена в индуктора. Той ще провежда ток, но диелектриците не се нагряват в този процес, те остават студени.

Конструкцията на индукционните тигелни пещи включва индуктор, който се състои от няколко навивки от медна тръба, навита под формата на намотка, като охлаждащата течност постоянно се движи вътре в нея. Индукторът съдържа и тигел, който може да бъде направен от графит, стомана и други материали.

В допълнение към индуктора, пещта има магнитна сърцевина и подов камък, всички от които са затворени в тялото на пещта. Тя включва:

В модели на фурна висока мощностКорпусът на ваната обикновено се прави доста твърд, така че в такова устройство няма рамка. Закрепването на корпуса трябва да издържа на големи натоварвания, когато цялата фурна е наклонена. Рамката най-често се изработва от профилирани стоманени греди.

Тигелна индукционна пещ за топене на метал е монтирана върху основа, в която са монтирани опори;

Корпусът на ваната е изработен от метални листове, върху които са заварени усилващи елементи за здравина.

Корпусът на индукционния модул се използва като свързващо звено между трансформатора на пещта и камъка на огнището. За да се намалят загубите на ток, той е направен от две половини, между които има изолиращо уплътнение.

Половинките са свързани с помощта на болтове, шайби и втулки. Такава обвивка е отлята или заварена, когато се избира материал за нея, предпочитание се дава на немагнитни сплави. Двукамерната индукционна стоманодобивна пещ се доставя с общ корпус както за ваната, така и за индукционния модул.

В малките фурни, които нямат водно охлаждане, има вентилационен модул, който помага за отстраняване на излишната топлина от устройството. Дори ако инсталирате индуктор с водно охлаждане, трябва да вентилирате отвора в близост до камъка на огнището, за да не прегрее.

Съвременните пещни инсталации не само имат индуктор с водно охлаждане, но и осигуряват водно охлажданеобвивки. На рамката на пещта могат да се монтират вентилатори, задвижвани от задвижващ двигател. Ако такова устройство има значителна маса, вентилационното устройство се монтира близо до печката. Ако индукционна пещ за производство на стомана се предлага с подвижна версия на индукционни модули, тогава всеки от тях е снабден със собствен вентилатор.

Отделно, заслужава да се отбележи механизмът за накланяне, който за малките фурни се предлага с ръчно задвижване, а за големите е оборудван с хидравлично задвижване, разположено на чучура за източване. Какъвто и механизъм за накланяне да е инсталиран, той трябва да гарантира, че цялото съдържание на банята е напълно източено.

Изчисляване на мощността

Тъй като индукционният метод за топене на стомана е по-евтин от подобни методи, базирани на използването на мазут, въглища и други енергийни източници, изчисляването на индукционна пещ започва с изчисляване на мощността на уреда.

Силата на индукционна пещ е разделена на активна и полезна, всяка от тях има своя собствена формула.

Като първоначални данни трябва да знаете:

• капацитетът на пещта, в разглеждания случай например, е 8 тона;
• единична мощност (взета е нейната максимална стойност) – 1300 kW;
• честота на тока – 50 Hz;
• Производителността на пещта е 6 тона на час.

Необходимо е също така да се вземе предвид металът или сплавта, които се топят: според състоянието това е цинк. това важен момент, топлинният баланс на топенето на чугун в индукционна пещ, както и на други сплави, е различен.

Полезна мощност, прехвърлена към течен метал:

• Рpol = Wtheor×t×P,
• Wtheor – специфичен разход на енергия, теоретичен е и показва прегряването на метала с 1 0 C;
• P – производителност на пещната инсталация, t/h;
• t е температурата на прегряване на сплавта или металната заготовка във ваната на пещта, 0 C
• Rpol = 0,298×800×5,5 = 1430,4 kW.

Активна мощност:

• P = Ppol/Yuterm,
• Rpol – взето от предходната формула, kW;
• Yuterm е ефективността на леярска пещ, нейните граници са от 0,7 до 0,85, със средна стойност 0,76.
• P = 1311,2/0,76 = 1892,1 kW, стойността е закръглена до 1900 kW.

включено финален етапМощността на индуктора се изчислява:

• Кора = P/N,
• R – активна мощностпещна инсталация, kW;
• N е броят на индукторите, предоставени на пещта.
• Ринд =1900/2= 950 kW.

Консумацията на енергия на индукционна пещ при топене на стомана зависи от нейната производителност и вида на индуктора.

Видове и подвидове

Индукционните пещи са разделени на два основни типа:

В допълнение към това разделение, индукционните пещи са компресорни, вакуумни, отворени и напълнени с газ.

Направи си сам индукционни пещи

Сред наличните общи методи за създаване на такива единици могат да бъдат намерени ръководство стъпка по стъпкакак да направите индукционна фурна от заваръчен инвертор, с нихромова спирала или графитни четки, представяме техните характеристики.

Високочестотен генератор

Извършва се, като се вземат предвид проектната мощност на блока, вихровите загуби и хистерезисните течове. Конструкцията ще се захранва от обикновена мрежа от 220 V, но с помощта на токоизправител. Този тип пещ може да бъде оборудван с графитни четки или нихромна спирала.

За да създадете пещ, ще ви трябва:

• два диода UF4007;
• филмови кондензатори;
• полеви транзистори два броя;
• 470 Ohm резистор;
• два дроселни пръстена, могат да се свалят от стар компютърен системник;
• меден проводник Ø сечение 2 мм.

Използваните инструменти са поялник и клещи.

Ето диаграма за индукционна пещ:

Индукционните преносими топилни пещи от този тип се създават в следната последователност:

1. Транзисторите са разположени на радиатори. Поради факта, че по време на процеса на топене на метал веригата на устройството се нагрява бързо, радиаторът за него трябва да бъде избран с големи параметри. Допустимо е да се инсталират няколко транзистора на един генератор, но в този случай те трябва да бъдат изолирани от метала с помощта на уплътнения от пластмаса и гума.
2. Произвеждат се два дросела. За тях се вземат два пръстена, предварително отстранени от компютъра, около тях се навива медна жица, броят на завоите е ограничен от 7 до 15.
3. Кондензаторите са комбинирани в батерия, за да произведат капацитет от 4,7 μF на изхода; те са свързани паралелно.
4. Медна жица се увива около индуктора; нейният диаметър трябва да бъде 2 мм. Вътрешният диаметър на намотката трябва да съответства на размера на тигела, използван за пещта. Правят се общо 7-8 навивки и се оставят дълги краища, за да могат да се свържат към веригата.
5. 12 V батерия е свързана към сглобената верига като източник, тя издържа около 40 минути работа на фурната.

При необходимост корпусът се изработва от материал с висока устойчивост на топлина. Ако индукционна пещ за топене е направена от заваръчен инвертор, тогава трябва да има защитен корпус, но той трябва да бъде заземен.

Графитен дизайн на четката

Такава пещ се използва за топене на всякакви метали и сплави.

За да създадете устройство, трябва да подготвите:

• графитни четки;
• гранит на прах;
• трансформатор;
• шамотна тухла;
• стоманена тел;
• тънък алуминий.

Технологията за сглобяване на конструкцията е следната:

Устройство с нихромова спирала

Такова устройство се използва за топене на големи количества метал.

като консумативиза подреждане на домашна печка се използва следното:

• нихром;
• азбестова нишка;
• парче керамична тръба.

След свързване на всички компоненти на пещта съгласно схемата, нейната работа е както следва: след захранване електрически токвърху нихромова спирала, той предава топлина на метала и го разтапя.

Създаването на такава пещ се извършва в следната последователност:

Този дизайн се характеризира с висока производителност, охлажда се дълго време и се нагрява бързо. Но е необходимо да се има предвид, че ако спиралата е лошо изолирана, тя бързо ще изгори.

Цени за готови индукционни пещи

Домашните проекти на пещи ще струват много по-малко от закупените, но те не могат да бъдат създадени в големи обеми, така че не можете да правите без готови опции за масово производство на стопилката.

Цените на индукционните пещи за топене на метали зависят от техния капацитет и конфигурация.

Модел	Характеристики и функции	Цена, рубли
INDUTHERM MU-200	Пещта поддържа 16 температурни програми, максималната температура на нагряване е 1400 0C, режимът се управлява с термодвойка тип S, произвежда мощност от 3,5 kW.	820 хиляди
INDUTHERM MU-900	Пещта работи от захранване от 380 V, контролът на температурата се осъществява с помощта на термодвойка тип S и може да достигне до 1500 0C. Мощност – 15 kW.	1,7 милиона
УПИ-60-2	Тази мини индукционна пещ за топене може да се използва за топене на цветни и благородни метали. Заготовките се зареждат в графитен тигел и се нагряват на принципа на трансформатора.	125 хиляди
IST-1/0.8 M5	Индукторът на пещта е кошница, в която е изградена магнитна верига заедно с намотка. Единица 1 тон.	1,7 милиона
UI-25P	Устройството на пещта е проектирано за натоварване от 20 kg, оборудвано е с предавка на наклона на топилния агрегат. Печката се предлага с блок кондензаторни батерии. Инсталационна мощност – 25 kW. Максималното нагряване t е 1600 0C.	470 хиляди
UI-0.50T-400	Уредът е предназначен за натоварване от 500 kg, максималната мощност на инсталацията е 525 kW, напрежението за него трябва да бъде най-малко 380V, максималната работна температура е 1850 0C.	900 хиляди
ST 10	Фурната на италианската фирма е оборудвана с дигитален термостат, в контролния панел е вградена SMD технология, която е бърза. Универсалният модул може да работи с различни вместимости от 1 до 3 кг, като за целта не е необходимо да се пренастройва. Предназначен е за благородни метали, максималната му температура е 1250 0C.	1 милион
ST 12	Статична индукционна фурна с цифров термостат. Може да се допълни с камера за вакуумно леене, което дава възможност за леене непосредствено до инсталацията. Управлението се извършва с помощта на сензорния панел. Максимална температура– 1250 0С.	1050 хиляди
ИЧТ-10ТН	Пещта е проектирана за товар от 10 тона, тя е доста обемна единица, за нейното инсталиране трябва да отделите затворена работилница.	8,9 милиона

Заключение

Да направите сами индукционна пещ е вълнуващо, но идва с някои ограничения и неизвестни последствия, тъй като трябва да разчитате на законите на физиката и химията и тези, които не са добри в това, няма да могат да извършат процеса безопасно. За често използване на такава инсталация е по-добре да изберете подходящ вариант от представените по-горе.

← Предишна статия Следваща статия →

Най-модерният тип отопление е този, при който топлината се създава директно в нагрятото тяло. Този метод на нагряване се постига много добре чрез преминаване на електрически ток през тялото. Директно обаче - включване на нагрято тяло в електрическа веригане винаги е възможно по технически и практически причини.

В тези случаи перфектният тип отопление може да се постигне чрез индукционно нагряване, при което топлината се създава и в самото нагрявано тяло, което елиминира ненужния, обикновено голям, разход на енергия в стените на пещта или в други нагревателни елементи. Следователно, въпреки сравнително ниската ефективност на генериране на токове с висока и висока честота, общата ефективност на индукционното нагряване често е по-висока от.

Индукционният метод позволява и бързо нагряване на неметалните тела равномерно по цялата им дебелина. Лошата топлопроводимост на такива тела изключва възможността за бързо нагряване на вътрешните им слоеве по обичайния начин, тоест чрез подаване на топлина отвън. При индукционния метод топлината се генерира еднакво както във външния, така и във вътрешния слой, като дори може да има опасност от прегряване на последния, ако не се направи необходимата топлоизолация на външните слоеве.

Особено ценно свойство на индукционното нагряване е възможността за много висока концентрация на енергия в нагрятото тяло, което лесно се поддава на прецизно дозиране. Възможно е само да се получи същия порядък на енергийна плътност, но този метод на нагряване е труден за контролиране.

Характеристиките и добре познатите предимства на индукционното отопление създадоха широки възможности за използването му в много индустрии. Освен това ви позволява да създавате нови видове структури, които изобщо не са осъществими с помощта на конвенционалните методи за топлинна обработка.

Физически процес

В индукционните пещи и устройства топлината в електропроводимо нагрято тяло се освобождава от токове, индуцирани в него от променливо електромагнитно поле. Така тук се извършва директно нагряване.

Индукционно нагряванеметалите се основава на два физични закона: и закона на Джаул-Ленц. В тях се поставят метални тела (заготовки, детайли и др.), които възбуждат завихряне в тях. Индуцираната едс се определя от скоростта на изменение на магнитния поток. Под въздействието на индуцираната ЕДС в телата протичат вихрови токове (затворени вътре в телата), при което се отделя топлина. Това ЕМП създава в метала, топлинна енергия, освободен от тези токове, причинява нагряване на метала. Индукционното нагряване е директно и безконтактно. Позволява ви да достигнете температура, достатъчна за максимално топене огнеупорни металии сплави.

Интензивно индукционно нагряване е възможно само в електромагнитни полетависоко напрежение и честота, които се създават от специални устройства - индуктори. Индукторите се захранват от 50 Hz мрежа (индустриални честотни настройки) или от индивидуални източници на енергия - генератори и преобразуватели на средни и високи честоти.

Най-простият индуктор за нискочестотни устройства за индиректно индукционно нагряване е изолиран проводник (удължен или навит), поставен вътре в метална тръба или поставен върху нейната повърхност. Когато токът протича през проводника на индуктора, в тръбата се индуцират нагреватели. Топлината от тръбата (може да бъде и тигел, контейнер) се прехвърля към нагрятата среда (течаща през тръбата вода, въздух и др.).

Индукционно нагряване и закаляване на метали

Най-широко използвано е директното индукционно нагряване на метали при средни и високи честоти. За тази цел се използват специално проектирани индуктори. Индукторът излъчва , който пада върху нагрятото тяло и се затихва в него. Енергията на погълнатата вълна се превръща в топлина в тялото. Колкото по-близък е видът на излъчваната електромагнитна вълна (плоска, цилиндрична и т.н.) до формата на тялото, толкова по-висока е ефективността на нагряване. Следователно плоските индуктори се използват за нагряване на плоски тела, а цилиндричните (соленоидни) индуктори се използват за нагряване на цилиндрични детайли. IN общ случайте могат да имат сложна форма, поради необходимостта да се концентрира електромагнитната енергия в желаната посока.

Характеристика на индуктивното въвеждане на енергия е възможността за регулиране на пространственото разположение на зоната на потока.

Първо, вихрови токове протичат в зоната, покрита от индуктора. Нагрява се само тази част от тялото, която е в магнитна връзка с индуктора, независимо от общи размеритела.

Второ, дълбочината на зоната на циркулация на вихровия ток и следователно зоната на освобождаване на енергия зависи, наред с други фактори, от честотата на тока на индуктора (увеличава се при ниски честоти и намалява с увеличаване на честотата).

Ефективността на преноса на енергия от индуктора към нагрятия ток зависи от размера на празнината между тях и се увеличава, когато намалява.

За повърхностно закаляване се използва индукционно нагряване изделия от стомана, чрез нагряване за пластична деформация (коване, щамповане, пресоване и др.), топене на метали, термична обработка(отгряване, отвръщане, нормализиране, закаляване), заваряване, наваряване, спояване на метали.

Непрякото индукционно нагряване се използва за нагряване на технологично оборудване (тръбопроводи, контейнери и др.), нагряване на течни среди, сушене на покрития и материали (например дърво). Най-важният параметъриндукционни нагревателни инсталации - честота. За всеки процес (повърхностно закаляване, чрез нагряване) има оптимален честотен диапазон, който осигурява най-добрите технологични и икономически показатели. За индукционно нагряване се използват честоти от 50Hz до 5MHz.

Предимства на индукционното отопление

1) Трансфер електрическа енергиядиректно в нагрятото тяло позволява директно нагряване на проводниковите материали. В същото време скоростта на нагряване се увеличава в сравнение с индиректните инсталации, при които продуктът се нагрява само от повърхността.

2) Преносът на електрическа енергия директно към нагрятото тяло не изисква контактни устройства. Това е удобно в условията на автоматизирана производствена линия, когато се използва вакуум и защитно оборудване.

3) Поради феномена на повърхностния ефект, максимална мощност се отделя в повърхностния слой на нагрятия продукт. Следователно индукционното нагряване по време на втвърдяване осигурява бързо нагряване на повърхностния слой на продукта. Това позволява да се получи висока твърдост на повърхността на детайла с относително вискозна сърцевина. Процесът на повърхностно индукционно закаляване е по-бърз и по-икономичен от другите методи за повърхностно закаляване на продукта.

4) Индукционното нагряване в повечето случаи позволява да се увеличи производителността и да се подобрят условията на труд.

Индукционни топилни пещи

Индукционна пещ или устройство може да се разглежда като вид трансформатор, в който първичната намотка (индуктор) е свързана към източник на променлив ток, а самото нагрято тяло служи като вторична намотка.

Работният процес на индукционните топилни пещи се характеризира с електродинамично и термично движение течен металвъв вана или тигел, което допринася за получаване на хомогенен по състав метал и неговата равномерна температура в целия обем, както и ниски метални отпадъци (няколко пъти по-малко, отколкото в дъговите пещи).

Индукционните топилни пещи се използват при производството на отливки, включително фасонни, от стомана, чугун, цветни метали и сплави.

Индукционните топилни пещи могат да бъдат разделени на пещи с промишлен честотен канал и промишлени, средно и високочестотни тигелни пещи.

Каналната индукционна пещ е трансформатор, обикновено с индустриална честота (50 Hz). Вторичната намотка на трансформатора е намотка от разтопен метал. Металът е затворен в огнеупорен пръстеновиден канал.

Основният магнитен поток индуцира ЕМП в металния канал, ЕМП създава ток, токът загрява метала, следователно индукционната канална пещ е подобна на трансформатор, работещ в режим на късо съединение.

Индукторите на каналните пещи са направени от надлъжна медна тръба, охлажда се с вода, каналната част на камъка на огнището се охлажда от вентилатор или от централизирана въздушна система.

Индукционните канални пещи са предназначени за продължителна работа с редки преходи от един клас метал към друг. Каналните индукционни пещи се използват главно за топене на алуминий и неговите сплави, както и на мед и някои от неговите сплави. Други серии пещи са специализирани като смесители за задържане и прегряване на течен чугун, цветни метали и сплави преди изливане в матрици.

Работата на индукционна тигелна пещ се основава на абсорбцията на електромагнитна енергия от проводящ заряд. Клетката е поставена вътре в цилиндрична намотка - индуктор. От електрическа гледна точка, индукционната тигелна пещ е въздушен трансформатор с късо съединение, чиято вторична намотка е проводящ заряд.

Индукционните тигелни пещи се използват предимно за топене на метали за фасонни отливки в партиден режим, както и, независимо от режима на работа, за топене на някои сплави, като бронз, които имат вредно въздействие върху облицовката на каналните пещи.