自宅の電気誘導炉で金属を溶かします。溶解炉金属を溶解するための DIY 電気炉

金属を焼きなまししたり、セラミックを作成したり、非鉄金属や貴金属を含む金属を溶かしたりする必要がある場合は、このような単純な炉を自分で構築できます。これらのストーブのほとんどは高額で、著者によると、彼の地域ではストーブ 1 台あたりの価格が 600 ドルから 12,000 ドルの範囲にあります。私たちの場合、温度コントローラーを除いて、オーブンの費用はわずか 120 ドルでした。この小さなオーブンは約 1100℃ の温度を作り出すことができます。

自家製製品は組み立てが簡単で、すべての部品は高価ではなく、ストーブが故障した場合でもすぐに交換できます。

一部の職人はこのようなオーブンで作ることができます結婚指輪、さまざまなお守り、ブラスナックルなど。

手作り作品の材料と道具：

材料:
- ボルトとナット (8x10、1/4 インチ)。
- 耐火レンガ 7 個（溝を付ける必要があるため、柔らかくなければなりません。寸法は 4 1/2 インチ x 9 インチ x 2 1/2 インチ）。
- フレームを作成するためのコーナー。
- ドア用の正方形の金属板（著者はアルミニウムを使用しました）。
- 発熱体（オーブン用の既製のスパイラルを購入するか、ニクロムから独自に巻くことができます）
- スパイラルを固定するための耐熱性コンタクトネジ。
- ピース良いケーブル(少なくとも 10A に耐える必要があります)。

ツールから:
- レンガに溝を切るのに適したアタッチメントを備えたハンドドリル。
- レンチ;
- ペンチ;
- 弓のこ;
- ドリル;
- ワイヤーカッターなど。

製造工程手作りストーブ:

ステップ 1。溝を作る
まず、スパイラルの幅を決定する必要があります。これに応じて、レンガの将来の溝の深さと幅が決まります。次に、鉛筆でレンガにそれらを描く必要があります。著者の溝はアルファベットの「U」の形をしており、この形の溝は合計 2 つあり、2 つのレンガに切り取られています。ストーブの後ろにあるレンガに、写真のように2つの平行な溝を作る必要があります。その結果、炉を組み立てた後、スパイラルはほぼ「U」字型になります。

ステップ 2。インストール発熱体
発熱体を取り付ける前に、オーブンのサイズを決めてレンガを組み立てる必要があります。おそらく、オーブンの床にあるレンガをカットする必要があります。2 つのそのようなレンガでは底が大きすぎるためです。コンクリートディスクを備えたグラインダーで切断することも、通常のカッティングディスクを使用することもできます。

さて、スパイラルを取り付けることができます。おそらく、最初に希望の長さまで伸ばす必要があります。自分でスパイラルを巻く場合は、ワイヤーの長さと太さを計算する必要があります。これについてはインターネット上にたくさんの情報があります。

さて、ストーブを溝に置くことができます。スパイラルを固定するために、著者は金属ブラケットを使用しますが、そのためにレンガに穴を開ける必要があります。特別な注意スパイラルをワイヤーに接続することに注意する必要があります。ここでは、セラミックワッシャー付きの特別なネジを使用する必要があり、ネジは長くする必要があります。そうしないと、ワイヤーの絶縁体が常に燃えて悪臭を放つか、または高温のために常に燃え続けることになります。

私たちの人々は、古代に古い車の点火プラグからそのような接触を行うことを学びました電気ホットプレートオープンスパイラルで。

スパイラルを作る材料の選択には特に注意を払う必要があります。オーブンが生成できる最高温度はこれによって異なります。スパイラルは高温負荷に耐える必要があります。このような目的のために、著者はNiCrタイプのワイヤを選択しました。ほとんどこのようなワイヤは、約 1340 ℃ の温度向けに設計されています。より高い温度が必要な場合は、これに適した他のタイプのワイヤを選択できます。

ステップ 3。ストーブの枠を作る
フレームを作成するには、スチールまたはアルミニウムを使用できるコーナーが必要です。 4 つのアルミニウムの部分が脚を形成し、さらに 2 つのアルミニウムが底部にあり、すべてのレンガの重量を支えます。 2 つのコーナーではなく、4 つのコーナーを使用して下部サポートを作成することもできます。しかし、これは最終的には必要ではなく、構造は依然としてボルトとナットで締め付けられ、これらのボルトがレンガを固定します。

ストーブの上部と下部に、レンガを2つまたは1つ半置く必要があります。さて、写真ですべてがどのように組み立てられているかを詳しく見ることができます。

ステップ4。ドアを作る
ドアを作成するには、作者はアルミニウムを使用した金属板が必要です。まず、ドアのサイズと形状に応じて、シート上に正方形または四角形を描く必要があります。次に、この正方形を丸で囲み、耐火物を取り付けるために必要な距離だけ後退する必要があります。さて、写真に見られるように、角の部分を切り取ります。

この車両には耐火材としてカオウールプレートが使用されていました。先ほど描いた正方形のサイズに合わせてカットする必要があります。さて、その後、スラブをシート上に置き、シートの残りの端を折り、それによってスラブを保持します。

これですべてです。ドアをストーブにネジとナットで蝶番で固定し、いくつかの穴を開けます。他のコンポーネントも断熱材として使用できます。ドアのラッチを作ることも、作れないこともできます。

ステップ5。電気を供給します
スパイラルを接続するには、少なくとも 10A に耐えることができる太いコアを持つ良質なワイヤを使用する必要があります。とりわけ、オーブンはレギュレーターを介して接続されており、これにより温度を希望の状態に維持できます。ストーブ内の温度をより正確に監視するのに役立つストーブ温度計も必要です。

電気を使って物体を温める磁場誘導電流にさらされることによって生じる現象を誘導加熱といいます。電熱装置、つまり誘導炉には、さまざまな目的のタスクを実行するように設計されたさまざまなモデルがあります。

設計と動作原理

による技術仕様この装置は冶金産業で使用されるプラントの一部です。 誘導炉の動作原理は次のようになります。交流 、設置の能力はデバイスの目的によって決まり、その設計には次のものが含まれます。

インダクタ。
フレーム;
溶解室。
真空システム;
加熱対象物やその他のデバイスを移動させるための機構。

現代の消費者市場は、多数の渦電流の形成スキームに従って動作するデバイスのモデル。工業用誘導炉の動作原理と設計上の特徴により、非鉄金属の溶解、金属製品の熱処理、合成材料の焼結、貴金属や金属の洗浄に関連する多くの特定の操作を実行することができます。半貴石。家庭用電化製品は、家庭用品の消毒や部屋の暖房に使用されます。

誘導炉の仕事は、チャンバー内に置かれた物体を、インダクターによって放出される渦電流で加熱することです。インダクターは、大きなワイヤーが巻かれたスパイラル、8 の字、または三つ葉の形状に作られた誘導コイルです。断面。交流で動作するインダクタはパルス磁場を生成し、その電力は電流の周波数に応じて変化します。磁場内に置かれた物体は、沸騰 (液体) または溶ける (金属) 点まで加熱されます。

磁場を使用して動作する設備には、磁性導体ありと磁性導体なしの 2 つのタイプがあります。最初のタイプのデバイスは、金属ケースに封入された設計のインダクターを備えており、処理対象の内部の温度を確実に急速に上昇させます。 2 番目のタイプの炉では、マグネトトロンは設備の外側に配置されます。

誘導装置の特長

マスターには、電気機器の設計と設置のスキルも必要です。 カスタム組み立てデバイスの安全性は、次のような多くの機能によって決まります。

設備容量;
動作パルス周波数。
発電機の電力。
渦損失。
ヒステリシス損失。
熱出力強度;
ライニング方法。

チャネル炉は、閉じたループを形成するチャネルを備えた 2 つの穴のユニットの空間に存在することからその名前が付けられました。その設計上の特徴により、液体アルミニウムが連続的に運動するため、このデバイスは回路なしでは動作できません。メーカーの推奨事項に従わない場合、装置のスイッチが自然にオフになり、溶解プロセスが中断されます。

チャネルの位置に応じて、誘導溶解ユニットは垂直および水平であり、ドラムまたは円筒形のチャンバー形状をしています。鋳鉄を溶かすドラム炉は鋼板製です。スイベル機構ドライブローラー、2 速電気モーター、チェーンドライブが装備されています。

液体ブロンズは端壁にあるサイフォンから注入され、添加剤とスラグがロードされ、特別な穴から除去されます。問題完成品作業プロセス中に溶けるテンプレートに従ってライニングに作られた V 字型の排水溝を通して排水が行われます。巻線とコアの冷却は空気団によって行われ、ハウジングの温度は水を使用して調整されます。

アルミニウムの融点は約660℃なので、家庭でも溶かすことが可能です。もちろん、ガスストーブそのような温度に達することは不可能であり、そのような作業を屋内で行うことは非常に望ましくありません。インターネット上には、自分で行う方法に関するビデオがたくさんあります。この記事では、最も興味深く、実績があり、信頼できる方法を見ていきます。

種

オーブン、 産業で使用される、は非常に高価です。その価格は数千ドル、数万ドルです。さらに、そのようなユニットは法外に大きなスペースを占有します。アルミニウムは地球上で最も一般的な金属であるため、業界はこの方向で大きな進歩を遂げてきました。たくさんの種類があります。例えば、 傾斜円筒炉、反射るつぼ付き炉、回転炉そしてその他。

しかし、自宅で部品を作る必要があるのに、何らかの理由で注文できない場合はどうすればよいでしょうか? 素晴らしい ミニオーブン絶対に簡単に作れますし、 自分の手で, そしてこのために、基本的には特定の材料、部品、デバイスを探す必要はありません。それらのほとんどは、ほぼすべての家、ガレージ、またはカントリーハウスで見つけることができます。

本質的に、すべての自家製ストーブの動作原理はシンプルで同じです。原則として、違いは一部のみですデザインの特徴。一部では 容積式耐熱容器燃え上がっている木炭 (これが一番良い選択肢アルミニウム精錬用の燃料）の中に、またはその上に るつぼには金属自体が入っています。るつぼは、例えば、 消火器本体を切断する、あるいは普通の場合でも 鋼鉄のやかん。石炭の温度を上げるには、四方八方からの高品質の空気の流れが必要です（コンテナ内のアルミニウムが均一に加熱されるように）。通常、酸素はパイプを通じて「井戸」に供給されます。渇望普通の掃除機、古いボンネットのモーター、クーラー、ヘアドライヤーでも作成できます。基本的にこれは必要な条件自分の手で一種のミニ精錬所を作成します。

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石膏は通常、部品を鋳造するための型として使用されます。通常の円筒形のブランクをアルミニウムから鋳造する必要がある場合は、切断した鋼管で十分です。ミニオーブンの最も興味深くシンプルなデザインを見てみましょう。

ホイールリムで作ったミニオーブン

このモデルの作り方はとても簡単です。 ホイールリム所望の直径の土を掘って、その表面が地平線と一致するように、つまり地表から突き出ないようにします。結果として得られるファイアボックス内のディスクの中央には、通過する穴があるはずです。 曲がったパイプ、製錬所の隣を見下ろします。酸素は下からミニオーブンに流れ込みます。送風機としても使えて便利 小型クーラー、外側からパイプをかぶせます。しかし、そのような空気供給では、送風は非常に質が悪く、一方向性になります。これを行うには、パイプの出口のボイラー内にバーナーのようなものを作ります。こんな時に使うと便利 車のディスクブレーキ、パイプの上に溶接されています。この後、石炭をミニ精錬所に注入し、空気を供給して温度を上昇させます。るつぼに入ったアルミニウムスクラップを石炭の間に置きます。

金属タンクオーブン

ストーブを地面に埋め込む必要はありません。自分の手で簡単に作れますし、 ポータブルオーブン。これは誰でもできます 耐熱金属製の円筒タンク例: 古い戦車洗濯機垂直荷重あり。内側からは、レンガと粘土によってタンクの直径が小さくなります。したがって、オーブンの厚さは次のようになります。 10〜15センチメートル。ハウジングの底部にインフレートパイプを取り付けることを忘れないでください。空気は任意の便利な方法で供給できます。 アルミニウム原料を使用したるつぼ火室の中にぶら下がっています。ご覧のとおり、以前のバージョンと基本的な違いはありません。自分で作るのも同じくらい簡単ですが、唯一の違いは、必要な道具そして詳細。

誘導炉は、誘導子の動作により非鉄金属（青銅、アルミニウム、銅、金など）および鉄金属（鋳鉄、鋼など）を溶解するために使用される炉装置です。インダクタのフィールドで電流が生成され、金属が加熱されて溶融状態になります。

崩壊

最初に電磁場の影響を受け、次に電流の影響を受け、その後熱段階を通過します。シンプルなデザインこのようなストーブ装置は、入手可能なさまざまな材料から独立して組み立てることができます。

動作原理

このような炉装置は、二次短絡巻線を備えた変圧器です。誘導炉の動作原理は次のとおりです。

発電機を使用すると、インダクタに交流が生成されます。
コンデンサを備えたインダクタは発振回路を作成し、動作周波数に同調されます。
自励発振発電機を使用する場合、コンデンサはデバイス回路から除外され、この場合はインダクタ自体の予備容量が使用されます。
インダクタによって生成される磁界は、次の場所に存在する可能性があります。フリースペースまたは、個別の強磁性コアを使用して閉じられます。
磁場は、インダクタ内の金属ワークまたは電荷に作用し、磁束を形成します。
マクスウェルの方程式によれば、ワークピース内に二次電流が誘導されます。
固体で大量の磁束により、生成された電流がワークピース内に閉じられ、フーコー電流または渦電流が生成されます。
このような電流が形成されると、ジュール・レンツの法則が発効し、インダクターと磁場を使用して得られるエネルギーによって金属ワークピースまたは装入物が加熱されます。

誘導炉装置は多段階動作にもかかわらず、真空または空気中で最大 100% の効率を達成できます。媒体に透磁率がある場合、この指標は増加しますが、非理想的な誘電体で作られた媒体の場合は減少します。

デバイス

問題の炉は一種の変圧器ですが、二次巻線がなく、インダクタ内に配置された金属サンプルで置き換えられています。電流は流れますが、このプロセスでは誘電体は加熱されず、冷たいままです。

誘導るつぼ炉の設計には、コイル状に巻かれた銅管を数回巻いて構成されたインダクターが含まれており、その中で冷却剤が常に移動しています。インダクターには、グラファイト、スチール、その他の材料で作成できるるつぼも含まれています。

炉にはインダクターの他に磁性コアと炉床石があり、これらはすべて炉本体内に封入されています。これには次のものが含まれます。

オーブンモデルの場合ハイパワー通常、バスケーシングは非常に堅く作られているため、このような装置にはフレームがありません。ハウジングの固定部分は、オーブン全体が傾いたときの強い荷重に耐える必要があります。フレームは、ほとんどの場合、鋼製の成形ビームで作られています。

金属を溶解するためのるつぼ誘導炉は、装置の傾斜機構の軸がベアリング上に取り付けられている基礎の上に設置されています。

バスケーシングは金属板でできており、強度を高めるために補強材が溶接されています。

誘導ユニットのケーシングは、炉変圧器と炉床石の間の接続リンクとして使用されます。電流損失を減らすために、それは 2 つの半分で構成されており、その間に絶縁ガスケットがあります。

半分はボルト、ワッシャー、ブッシュを使用して接続されます。このようなケーシングは鋳造または溶接で作られますが、その材料を選択する場合には、非磁性合金が優先されます。二室式誘導製鋼炉は、バスと誘導装置のケーシングを共通化しています。

水冷のない小型オーブンには、ユニットから余分な熱を除去するのに役立つ換気ユニットがあります。水冷インダクターを設置する場合でも、炉床石付近の開口部が過熱しないように換気する必要があります。

最新の炉設備には水冷インダクターが搭載されているだけでなく、水冷ケーシング。駆動モーターによって駆動されるファンを炉フレームに取り付けることができます。このような装置の質量が大きい場合、換気装置はストーブの近くに設置されます。鉄鋼生産用の誘導炉に取り外し可能なバージョンの誘導ユニットが付属している場合、それぞれに独自のファンが提供されます。

これとは別に、小型オーブンの場合は手動駆動装置が付属し、大型オーブンの場合は排水口にある油圧駆動装置が装備される傾斜機構に注目する価値があります。どのような傾斜機構が設置されている場合でも、バスルームの内容物全体が完全に排水されるようにする必要があります。

電力計算

鉄鋼溶解の誘導法は、燃料油、石炭、その他のエネルギー源を使用する同様の方法よりも安価であるため、誘導炉の計算はユニットの電力を計算することから始まります。

誘導炉の電力はアクティブと有用に分けられ、それぞれに独自の計算式があります。

初期データとして次のことを知っておく必要があります。

炉の容量、たとえば考えられる場合、それは8トンです。
単位電力（最大値が取得されます） – 1300 kW;
電流周波数 – 50 Hz;
炉プラントの生産性は 1 時間あたり 6 トンです。

溶解される金属または合金を考慮する必要もあります。条件によっては、それは亜鉛です。これ重要な点、誘導炉で溶解する鋳鉄や他の合金の熱バランスは異なります。

液体金属に伝達される有用な電力:

Рpol = Wtheor×t×P、
比エネルギー消費量は理論上のものであり、金属の 1 ℃ の過熱を示します。
P – 炉設置の生産性、t/h。
t は炉浴内の合金または金属ビレットの過熱温度です (0 C)
Rpol = 0.298×800×5.5 = 1430.4 kW。

有効電力:

P = Ppol/Yuterm、
Rpol – 前の式 kW から取得されます。
Yuterm は鋳造炉の効率であり、その制限は 0.7 ～ 0.85 で、平均は 0.76 です。
P = 1311.2/0.76 = 1892.1 kW、値は 1900 kW に四捨五入されます。

の上最終段階インダクタ電力は次のように計算されます。

皮 = P/N、
R – 有効電力炉の設置、kW;
N は炉に設けられたインダクタの数です。
果皮 = 1900/2 = 950 kW。

鋼を溶解する際の誘導炉の消費電力は、誘導炉の性能とインダクタの種類によって異なります。

種と亜種

誘導炉は主に 2 つのタイプに分けられます。

この区分に加えて、誘導炉にはコンプレッサー、真空、開放型、ガス充填型があります。

DIY 誘導炉

このようなユニットを作成するために利用可能な一般的な方法の中には、次のものがあります。ステップバイステップガイド IHオーブンの作り方溶接インバータ、ニクロムスパイラルブラシやグラファイトブラシを使用し、その特徴を紹介します。

高周波発生ユニット

これは、ユニットの設計電力、渦損失、ヒステリシス漏れを考慮して実行されます。この構造には通常の 220 V ネットワークから電力が供給されますが、整流器が使用されます。このタイプの炉には、グラファイトブラシまたはニクロムスパイラルを装備できます。

炉を作成するには、次のものが必要です。

2 つの UF4007 ダイオード。
フィルムコンデンサ。
電界効果トランジスタ、2個。
470オームの抵抗;
2 つのスロットルリングは、古いコンピュータシステムの技術者が取り外すことができます。
銅線直径 2 mm。

使用する道具ははんだごてとペンチです。

これは誘導炉の図です。

このタイプの誘導移動式溶解炉は、次の順序で作成されます。

トランジスタはラジエーター上にあります。金属の溶解プロセス中にデバイス回路が急速に加熱するという事実により、そのためのラジエーターは大きなパラメータで選択する必要があります。 1 台の発電機に複数のトランジスタを取り付けることもできますが、この場合、プラスチックやゴム製のガスケットを使用して金属から絶縁する必要があります。
チョークは2本製作します。彼らのために、以前にコンピューターから取り外された2つのリングが取り出され、銅線がそれらの周りに巻き付けられ、巻き数は7から15に制限されます。
コンデンサは、並列接続された出力で 4.7 μF の静電容量を生成するためにバッテリーに結合されます。
インダクタの周りに銅線を巻き付けます。その直径は 2 mm でなければなりません。巻線の内径は、炉に使用されるるつぼのサイズと一致する必要があります。合計 7 ～ 8 回巻き付け、回路に接続できるように長い端を残します。
12 V バッテリーが電源として組み立てられた回路に接続されており、オーブンの動作時間は約 40 分です。

必要に応じて、筐体には耐熱性の高い材料が使用される。誘導溶解炉が溶接インバーターで作られている場合、保護ハウジングが存在する必要がありますが、接地する必要があります。

グラファイトブラシのデザイン

このような炉は、あらゆる金属や合金の製錬に使用されます。

デバイスを作成するには、以下を準備する必要があります。

グラファイトブラシ;
粉末状の花崗岩。
トランス;
耐火粘土レンガ;
鋼線;
薄いアルミ。

構造を組み立てる技術は次のとおりです。

ニクロムスパイラル装置

このような装置は、大量の金属を製錬するために使用されます。

として消耗品自家製ストーブを配置するには、次のものが使用されます。

ニクロム;
アスベスト糸。
セラミックパイプの一部。

図に従って炉のすべてのコンポーネントを接続した後の操作は次のようになります。電流ニクロムのスパイラル上に熱を伝え、金属を溶かします。

このような炉の作成は、次の順序で実行されます。

この設計は、長時間冷却し、すぐに加熱するという高いパフォーマンスを特徴としています。ただし、スパイラルの絶縁が不十分な場合、すぐに燃え尽きることを考慮する必要があります。

既製品の誘導炉の価格

自家製の炉の設計は購入したものよりもはるかに安価ですが、大量に作成できないため、溶融物の大量生産には既製のオプションなしでは行うことができません。

金属溶解用の誘導炉の価格は、その容量と構成によって異なります。

モデル	特徴と特長	価格、ルーブル
インダサーム MU-200	炉は 16 の温度プログラムをサポートし、最大加熱温度は 1400 ℃、モードは S タイプ熱電対で制御されます。ユニットは 3.5 kW の電力を生成します。	82万
インダサーム MU-900	炉は 380 V の電源で動作し、温度制御はタイプ S 熱電対を使用して行われ、最大 1500 ℃ に達します。電力 - 15 kW。	170万
UPI-60-2	非鉄金属、貴金属の溶解に使用できるミニ誘導溶解炉です。ワークピースは黒鉛るつぼに入れられ、変圧器の原理に従って加熱されます。	125千
IST-1/0.8M5	炉インダクタは、コイルとともに磁気回路が組み込まれたバスケットです。単位は1トン。	170万
UI-25P	炉装置は20kgの荷重に耐えられるように設計されており、溶解ユニットのギア付き傾斜が装備されています。ストーブにはコンデンサー電池のブロックが付属しています。設置電力 – 25 kW。最大加熱温度は 1600 ℃です。	47万
UI-0.50T-400	ユニットは 500 kg の負荷向けに設計されており、設置の最大電力は 525 kW、電圧は少なくとも 380 V、最大動作温度は 1850 ℃です。	90万
ST10	イタリアの会社のオーブンには、制御パネルに SMD テクノロジーが組み込まれており、高速です。ユニバーサルユニットは 1 ～ 3 kg のさまざまな容量に対応できるため、再調整する必要はありません。貴金属用であり、最高温度は 1250 ℃です。	100万
ST12	デジタルサーモスタットを備えた静的誘導オーブン。真空鋳造チャンバーを追加することができるため、設備のすぐ隣で鋳造を行うことができます。制御はタッチパネルを使用して行われます。最高温度– 1250 0С。	105万
IChT-10TN	炉は10トンの荷重に耐えるように設計されており、かなりボリュームのあるユニットであり、その設置には閉じたワークショップルームを割り当てる必要があります。	890万

結論

誘導炉を自分で作るのは刺激的ですが、物理法則や化学法則に頼る必要があるため、いくつかの制限や未知の結果が伴い、これが苦手な人は安全にプロセスを実行できません。このようなインストールを頻繁に使用する場合は、上記のオプションから適切なオプションを選択することをお勧めします。

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最も先進的なタイプの加熱は、加熱された本体内で熱を直接生成するものです。この加熱方法は、身体に電流を流すことによって非常にうまく実現されます。ただし、加熱された物体を直接取り込むことはできません。電気回路技術的および実用的な理由により、常に可能であるとは限りません。

このような場合、誘導加熱を使用すると完璧な加熱が実現できます。この誘導加熱では、加熱された本体自体でも熱が生成され、炉の壁や他の加熱要素での不必要な、通常は大きなエネルギー消費が排除されます。したがって、高周波電流の生成効率は比較的低いにもかかわらず、誘導加熱の全体効率は多くの場合それよりも高くなります。

誘導方式では、非金属本体の厚さ全体を均一に急速加熱することもできます。このような物体の熱伝導率が低いため、通常の方法、つまり外部から熱を供給することで内部層を急速に加熱することができません。 IH方式では外層と内層で均等に発熱するため、外層の断熱が十分に行われていないと内層が過熱する危険性もあります。

誘導加熱の特に価値のある特性は、加熱された本体内に非常に高いエネルギーが集中する可能性があり、正確な投与量を容易に適用できることです。同じオーダーのエネルギー密度しか得られませんが、この加熱方法は制御が困難です。

誘導加熱の機能とよく知られた利点により、多くの産業での使用に幅広い可能性が生まれています。さらに、従来の熱処理方法ではまったく実現不可能な新しいタイプの構造を作成することもできます。

物理的プロセス

誘導炉および誘導装置では、交流電磁場によってその中に誘導された電流によって、導電性加熱体の熱が放出されます。したがって、ここでは直接加熱が行われます。

誘導加熱金属は、ジュールレンツの法則という 2 つの物理法則に基づいています。金属体（ブランク、パーツなど）をその中に配置し、その中に渦を励起します。誘導起電力は磁束の変化率によって決まります。誘導起電力の影響下で、渦電流 (物体内に閉じられた) が物体内を流れ、熱を放出します。このEMFは金属内に発生し、熱エネルギーこれらの電流によって放出される金属は加熱されます。誘導加熱は直接非接触です。最も溶けるのに十分な温度に達することができます高融点金属そして合金。

集中誘導加熱が可能なのは、電磁場高電圧と高周波は、特別なデバイスであるインダクターによって生成されます。インダクタは、50 Hz ネットワーク (工業用周波数設定) または個別の電源 (中周波および高周波の発電機およびコンバータ) から電力を供給されます。

低周波間接誘導加熱装置用の最も単純なインダクターは、金属パイプの内部または表面に配置された絶縁導体 (細長いまたはコイル状) です。インダクタ導体に電流が流れると、パイプ内にヒーターが誘導されます。パイプ (るつぼや容器の場合もあります) からの熱は、加熱された媒体 (パイプを流れる水、空気など) に伝達されます。

金属の高周波加熱と焼き入れ

最も広く使用されているのは、中周波および高周波での金属の直接誘導加熱です。この目的のために、特別に設計されたインダクタが使用されます。インダクタはを放出し、これは加熱された本体に当たり、その中で減衰されます。吸収された波動のエネルギーは体内で熱に変換されます。放射される電磁波の種類（平面状、円筒状など）が物体の形状に近いほど加熱効率が高くなります。したがって、平坦な本体を加熱するには平坦なインダクタが使用され、円筒状のワークピースを加熱するには円筒形（ソレノイド）インダクタが使用されます。で一般的な場合電磁エネルギーを目的の方向に集中させる必要があるため、複雑な形状になることがあります。

誘導エネルギー入力の特徴は、フローゾーンの空間位置を調整できることです。

まず、インダクタが覆う領域内に渦電流が流れます。インダクタと磁気的に接続されている本体の部分のみが加熱されます。一般的なサイズ身体。

第 2 に、渦電流循環ゾーンの深さ、したがってエネルギー放出ゾーンの深さは、とりわけインダクタ電流の周波数に依存します (低周波数では増加し、周波数が増加すると減少します)。

インダクタから加熱された電流へのエネルギー伝達効率は、それらの間のギャップのサイズに依存し、ギャップが減少するにつれて増加します。

表面硬化には誘導加熱が使用されます。鉄鋼製品、加熱による塑性変形（鍛造、打ち抜き、プレス等）、金属の溶解、熱処理金属の焼きなまし、焼き戻し、焼きならし、焼き入れ、溶接、表面仕上げ、はんだ付けなど。

間接誘導加熱は、プロセス機器 (パイプライン、コンテナなど) の加熱、液体媒体の加熱、コーティングや材料 (木材など) の乾燥に使用されます。最も重要なパラメータ誘導加熱設備 - 周波数。各プロセス (表面硬化、加熱) ごとに、最高の技術的効果を提供する最適な周波数範囲があります。経済指標。誘導加熱の場合、50Hz～5MHzの周波数が使用されます。

誘導加熱のメリット

1) 転送電気エネルギー加熱された本体に直接注入することで、導体材料を直接加熱できます。同時に、製品の表面のみから加熱する間接設置に比べて加熱速度が向上します。

2) 電気エネルギーを加熱体に直接伝達するため、接触装置は必要ありません。これは、真空装置や保護装置を使用する自動化された生産ラインの生産状況で便利です。

3) 表面効果現象により、加熱された製品の表層で最大の力が放出されます。したがって、硬化中の誘導加熱により、製品の表層が急速に加熱されます。これにより、比較的粘性の高いコアを備えた部品の表面に高い硬度を得ることが可能になります。表面高周波焼入れのプロセスは、製品の他の表面硬化方法よりも迅速かつ経済的です。

4) ほとんどの場合、誘導加熱により生産性が向上し、作業条件が改善されます。

誘導溶解炉

誘導炉または誘導装置は、一次巻線 (インダクター) が交流電源に接続され、加熱された本体自体が二次巻線として機能する一種の変圧器と考えることができます。

誘導溶解炉の作業プロセスは、電気力学的および熱的な動きによって特徴付けられます。液体金属これは、組成が均一で、体積全体にわたって均一な温度の金属が得られるだけでなく、金属廃棄物が少ない (アーク炉より数分の 1 少ない) ことに貢献します。

誘導溶解炉は、鋼、鋳鉄、非鉄金属および合金からの成形品を含む鋳物の製造に使用されます。

誘導溶解炉は、工業用周波数チャネル炉と工業用中周波および高周波るつぼ炉に分けることができます。

チャネル誘導炉は、通常は工業用周波数 (50 Hz) の変圧器です。変圧器の二次巻線は溶融金属のコイルです。金属は耐火性の環状チャネル内に封入されています。

主磁束はチャネル金属内に EMF を誘導し、EMF が電流を生成し、その電流が金属を加熱します。したがって、誘導チャネル炉は短絡モードで動作する変圧器に似ています。

チャンネル炉のインダクターは縦長の銅管でできており、水冷式で、ハースストーンのチャンネル部分はファンまたは集中空気システムによって冷却されます。

チャネル誘導炉は、あるグレードの金属から別のグレードの金属に移行することはほとんどなく、連続運転できるように設計されています。チャネル誘導炉は、主にアルミニウムとその合金、銅とその一部の合金の溶解に使用されます。他のシリーズの炉は、鋳型に注ぐ前に液体鋳鉄、非鉄金属、および合金を保持および過熱するためのミキサーとして特化されています。

誘導るつぼ炉の動作は、導電性装入物からの電磁エネルギーの吸収に基づいています。ケージは円筒形のコイル、つまりインダクターの内側に配置されます。電気的な観点から見ると、誘導るつぼ炉は、二次巻線が導電性電荷である短絡空気変圧器です。

誘導るつぼ炉は、主にバッチモードで成形鋳造用の金属を溶解するために使用されます。また、動作モードに関係なく、チャネル炉のライニングに悪影響を与える青銅などの一部の合金を溶解するためにも使用されます。