Sådan laver du dine egne induktionssmelteovne. DIY induktionsovn. Vakuum induktionsovne

Induktionssmeltning er en meget anvendt proces i jern- og ikke-jernmetallurgi. Induktionssmeltning er ofte bedre end forbrændingsovnssmeltning med hensyn til energieffektivitet, produktkvalitet og produktionsfleksibilitet. Disse præ-

moderne elektriske teknologier

egenskaber bestemmes af de specifikke fysiske egenskaber ved induktionsovne.

Under induktionssmeltning omdannes et fast materiale til en flydende fase under påvirkning af et elektromagnetisk felt. Samme som i sagen induktionsopvarmning, frigives varme i det smeltede materiale på grund af Joule-effekten fra inducerede hvirvelstrømme. Den primære strøm, der passerer gennem induktoren, skaber et elektromagnetisk felt. Uanset om det elektromagnetiske felt er koncentreret af magnetiske kerner eller ej, kan det koblede induktor-belastningssystem repræsenteres som en transformer med en magnetisk kerne eller som en lufttransformator. Systemets elektriske effektivitet er meget afhængig af de feltpåvirkende karakteristika af de ferromagnetiske komponenter.

Sammen med elektromagnetiske og termiske fænomener i processen induktionssmeltning Elektrodynamiske kræfter spiller en vigtig rolle. Disse kræfter skal tages i betragtning, især ved smeltning i kraftige induktionsovne. Interaktionen af inducerede elektriske strømme i smelten med det resulterende magnetfelt forårsager en mekanisk kraft (Lorentz-kraft)

Tryk Smelten flyder

Ris. 7.21. Virkning af elektromagnetiske kræfter

For eksempel har den turbulente bevægelse af smelten forårsaget af kræfter en meget stor værdi både for god varmeoverførsel og til blanding og vedhæftning af ikke-ledende partikler i smelten.

Der er to hovedtyper af induktionsovne: induktionsdigelovne (IFC) og induktionskanalovne (ICF). I ITP fyldes det smeltede materiale normalt i stykker i en digel (fig. 7.22). Induktoren dækker diglen og det smeltede materiale. På grund af fraværet af et koncentrerende felt af det magnetiske kredsløb, den elektromagnetiske forbindelse mellem

moderne elektriske teknologier

induktor og belastning afhænger stærkt af vægtykkelsen af den keramiske digel. For at sikre høj elektrisk virkningsgrad skal isoleringen være så tynd som muligt. På den anden side skal foringen være tyk nok til at modstå termiske belastninger og

metal bevægelse. Derfor bør der søges et kompromis mellem elektriske og styrkekriterier.

Vigtige egenskaber ved induktionssmeltning i ITP er bevægelsen af smelten og menisken som følge af påvirkningen af elektromagnetiske kræfter. Smeltens bevægelse sikrer både ensartet temperaturfordeling og homogen kemisk sammensætning. Blandingseffekten ved overfladen af smelten reducerer materialetab under yderligere belastning af små ladninger og additiver. På trods af brugen af billigt materiale sikrer reproduktionen af en smelte af konstant sammensætning høj kvalitet støbning

Afhængigt af størrelsen, typen af materiale, der smeltes og anvendelsesområdet, fungerer ITP'er ved industriel frekvens (50 Hz) eller mellemfrekvens.

moderne elektriske teknologier

ved frekvenser op til 1000 Hz. Sidstnævnte bliver stadig vigtigere på grund af deres høje effektivitet ved smeltning af støbejern og aluminium. Da smeltebevægelsen ved konstant effekt svækkes med stigende frekvens, bliver højere effekttætheder og følgelig større produktivitet tilgængelig ved højere frekvenser. På grund af den højere effekt reduceres smeltetiden, hvilket fører til en stigning i effektiviteten af processen (sammenlignet med ovne, der opererer ved industriel frekvens). Tager hensyn til andre teknologiske fordele, såsom fleksibilitet ved udskiftning af smeltede materialer, mellemfrekvens ITP'er er designet som højeffekt smelteanlæg, der i øjeblikket dominerer jernstøberiindustrien. Moderne kraftig mellemfrekvens ITS til støbejernssmeltning har en kapacitet på op til 12 tons og en effekt på op til 10 MW. Industrifrekvente ITP'er er udviklet til større kapaciteter end mellemfrekvente, op til 150 tons til støbejernssmeltning. Intensiv blanding af badet er af særlig betydning ved smeltning af homogene legeringer, såsom messing, derfor er industrielle frekvens-ITP'er meget brugt i dette område. Sammen med brugen af digelovne til smeltning bruges de i dag også til at holde flydende metal inden støbning.

I overensstemmelse med IHP's energibalance (fig. 7.23) er niveauet af elektrisk virkningsgrad for næsten alle typer ovne omkring 0,8. Cirka 20% af den oprindelige energi går tabt i induktoren i form af Joe-varme. Forholdet mellem varmetab gennem diglens vægge og den elektriske energi induceret i smelten når 10%, så ovnens samlede effektivitet er omkring 0,7.

Den anden udbredte type induktionsovn er IKP. De bruges til støbning, ældning og især smeltning i jern- og ikke-jernmetallurgi. ICP'en består generelt af et keramisk bad og en eller flere induktionsenheder (fig. 7.24). I

I princippet kan induktionsenheden repræsenteres som en transformation

Driftsprincippet for IKP kræver tilstedeværelsen af en konstant lukket sekundær sløjfe, så disse ovne fungerer med en flydende rest af smelten. Nyttig varme genereres hovedsageligt i kanalen, som har et lille tværsnit. Cirkulationen af smelten under påvirkning af elektromagnetiske og termiske kræfter sikrer tilstrækkelig varmeoverførsel til hovedparten af smelten, der er placeret i badet. Indtil nu har ICP'er dog været designet til industriel frekvens forskningsartikler udføres også for højere frekvenser. Takket være ovnens kompakte design og meget gode elektromagnetiske kobling når dens elektriske virkningsgrad op på 95 %, og dens samlede effektivitet når op på 80 % og endda 90 %, afhængig af materialet, der smeltes.

I henhold til de teknologiske forhold i forskellige anvendelsesområder er ICP'er påkrævet forskellige designs induktionskanaler. Enkeltkanalsovne bruges hovedsageligt til aldring og støbning,

moderne elektriske teknologier

stålsmeltning er mindre almindelig ved installeret kapacitet på op til 3 MW. Til smeltning og fastholdelse af ikke-jernholdige metaller er to-kanals design at foretrække, hvilket giver bedste brug energi. I aluminiumssmelteanlæg er kanalerne lavet lige for at lette rengøringen.

Produktionen af aluminium, kobber, messing og deres legeringer er det vigtigste anvendelsesområde for IKP. I dag er de mest magtfulde ICP'er med en kapacitet

op til 70 tons og en effekt på op til 3 MW bruges til aluminiumssmeltning. Sammen med høj elektrisk effektivitet er lave smeltetab meget vigtige i aluminiumsproduktion, hvilket forudbestemmer valget af ICP.

Lovende anvendelser af induktionssmelteteknologi omfatter produktion af højrente metaller såsom titanium og dets legeringer i kolde digelinduktionsovne og smeltning af keramik såsom zirconiumsilikat og zirconiumoxid.

Ved smeltning i induktionsovne er fordelene ved induktionsopvarmning tydeligt demonstreret, såsom høj energitæthed og produktivitet, homogenisering af smelten på grund af omrøring, præcis

moderne elektriske teknologier

energi- og temperaturstyring, samt let automatisk processtyring, let manuel styring og større fleksibilitet. Høj elektrisk og termisk effektivitet kombineret med lave smeltetab og dermed besparelser i råmaterialer resulterer i lavt specifikt energiforbrug og miljømæssig konkurrenceevne.

Overlegenheden af induktionssmelteanordninger i forhold til brændstof er konstant stigende takket være praktisk forskning understøttet af numeriske metoder til løsning af elektromagnetiske og hydrodynamiske problemer. Som et eksempel kan vi bemærke den indvendige belægning af IKP stålhuset med kobberstrimler til kobbersmeltning. Reduktion af hvirvelstrømstab øgede ovnens effektivitet med 8%, og den nåede 92%.

Yderligere forbedring af den økonomiske ydeevne af induktionssmeltning er mulig ved brug af moderne teknologier kontroller såsom tandem eller dobbelt effektkontrol. To tandem ITP'er har én strømkilde, og mens smeltning er i gang i den ene, holdes det smeltede metal i den anden til støbning. Skifter strømkilden fra en ovn til en anden øger dens udnyttelse. En videreudvikling af dette princip er dobbelt effektstyring (fig. 7.25), som sikrer langvarig samtidig drift af ovne uden omskiftning ved hjælp af speciel automatisk processtyring. Det skal også bemærkes, at en integreret del af økonomien ved smeltning er kompensation for total reaktiv effekt.

Som konklusion, for at demonstrere fordelene ved energi- og materialebesparende induktionsteknologi, kan vi sammenligne brændstof og elektrotermiske metoder til smeltning af aluminium. Ris. 7.26 viser en væsentlig reduktion i energiforbruget pr. ton aluminium ved indsmeltning

Kapitel 7. Moderne elektriske teknologiers energibesparende evner

□ metaltab; Shch smelter

moderne elektriske teknologier

induktionskanalovn med en kapacitet på 50 tons Det endelige energiforbrug reduceres med ca. 60 %, og primærenergien med 20 %. Samtidig reduceres CO2-udledningen markant. (Alle beregninger er baseret på typiske tyske energiomregnings- og CO2-emissionskoefficienter for blandede kraftværker). De opnåede resultater fremhæver den særlige indflydelse af metaltab under smeltning forbundet med dets oxidation. Deres kompensation kræver et stort ekstra energiforbrug. Det er bemærkelsesværdigt, at i kobberproduktion er metaltab under smeltning også store og skal tages i betragtning, når man vælger en bestemt smelteteknologi.

MELTING FURNACE er en enhed designet til at smelte en ladning af jernholdigt eller ikke-jernholdigt metal. Fordelene er, at smeltemassen er perfekt blandet, hvis en induktionssmelteovn bruges til at smelte metal, på grund af virkningen af elektriske hvirvelstrømme. Du skal bruge en smelteovn med gode egenskaber? ZAVODRR- transistor, tyristorovne til kobber, støbejern, aluminium, stål til 5 - 5000 kg.

Hvordan er smelteovne konstrueret?

Hvordan fungerer smelteovne? SMELTEOVNE er en god måde at smelte både jernholdige og ikke-jernholdige metaller på, såsom aluminium, stål, støbejern, rustfrit stål, kobber. Induktionssmelteovne har et simpelt design, fungerer under kraften fra et elektromagnetisk felt og er i stand til ensartet at blande metallet under smeltning. Induktionsovne har et låg og en anordning til at dræne metal i en støbeske. ROSINDUKTOR-virksomheden tilbyder smelteovne af transistor- eller tyristordesign med gearkasser og hydraulik.

Fordelen ved gearkasseovne er muligheden for manuel (nød)dræning af metal er den glatte hældning af smelteenheden. Smelteovne leveres med en eller to smelteenheder, og en induktor er placeret inde i hver smelteenhed. Induktoren er lavet i form af en kobberspole bestående af mange vindinger, røret kan være enten rundt eller rektangulært i tværsnit.

Smelteenheden afkøles ved hjælp af en chiller eller køletårn. Under metalsmeltning er det nødvendigt at afkøle to kredsløb: reaktoren (placeret inde i tyristorkonverteren) og induktoren til selve smelteenheden. Smelteenheden har to versioner af diglen: grafit og foret (fremstillet manuelt af en foret blanding). Grafitdigler bruges til at smelte ikke-jernholdige metaller til jernholdige metaller, der anvendes en foring.

Nizhny Novgorod
Chelyabinsk
Krasnojarsk
Minsk Hviderusland
Chelyabinsk
Permian
Høj
Chelyabinsk
Moskva
Orenburg
Kazan
Volgograd
Chelyabinsk
Chelyabinsk
Lugansk
Ulyanovsk
Chelyabinsk
Arkhangelsk

Smelteovne - transistoriseret

Transistorinduktionssmelteovnen er beregnet til opladning af jernholdige og ikke-jernholdige metaller. Den er produceret på basis af en mellemfrekvensinduktionsvarmer, som er samlet ved hjælp af MOSFET-transistorer og IGBT-moduler, hvilket giver mulighed for at spare på elektricitet op til 35. %, der har høj effektivitet 95%.

Transistorbaserede induktionssmelteovne er velegnede til små industrielle støberier, der skal smelte små mængder metal. Fordelene ved smelteovne inkluderer deres mobilitet og lette vedligeholdelse, da de bruger en grafitdigel, hvilket sparer tid på at lave foringen og tørre den.

Rosinductor-firmaet tilbyder at købe LEGNUM-induktionssmelteovne (Taiwan, disse ovne er de mest populære blandt russiske købere). Thyristor induktionssmelteovne Legnum leveres i to modifikationer: hydraulik og gearkasse, hovedkøberne er mellemstore og store smelteværker med en kapacitet på 2000 tons/år.

Induktionssmelteovnen er forsynet med to smelteenheder, de er installeret på et præpareret fundament. De vigtigste fordele er effektivitet, i gennemsnit 20-30% mere økonomisk end nogen anden analog præsenteret på det russiske marked, pålidelighed, moderne design og overkommelig pris. Rosinductor leverer induktionssmelteovne ikke kun til alle regioner i RUSLAND, men også til landene i det tidligere SNG. Ved at kontakte vores virksomhed skal du være sikker på, at den induktionssmelteovn, du køber, garanteret har den bedste pris, kvalitet, pålidelighed og leveringsbetingelser.

Fordelen ved at smelte metal i smelteovne er omkostningseffektiviteten. Dette skyldes frigivelsen af en stor mængde varme ved opvarmning af metallet, så ovnene bruger relativt lidt strøm. Hvis vi sammenligner transistor- og tyristorovne, er de førstnævnte 25% mere økonomiske, men deres omkostninger for den samme effekt er mærkbart højere. De mest almindelige ovne har en smeltetemperatur på 1650 °C ved denne temperatur kan enhver ikke-ildfast ladning smeltes.

Under metalsmeltning styres ovnen mekanisk eller på afstand. I begge tilfælde skal processen styres af uddannet personale med passende tilladelser og godkendelser. Rosinductor-virksomheden udfører arbejde med opsætning af omformere, fejlfinding og vedligeholdelse af smelteudstyr i funktionsdygtig stand.

Når du vælger en smelteovn, skal du tænke på valget af digel. Dette bestemmer, hvilket metal der smelter, og hvor mange smeltninger det kan modstå. I gennemsnit kan diglen modstå fra 20 til 60 varme. For en lang levetid for digelen skal du bruge højkvalitets og pålidelige materialer. Smeltetiden for metal tager ikke mere end 50 minutter i en opvarmet smelteovn, så en ovn med lille volumen og kraft kan have høj produktivitet.

Leveringssættet af smelteovne inkluderer hovedelementerne: tyristor eller transistor frekvensomformer, smelteenheder, kondensatorbanker, skabeloner, vandkølede kabler, kontrolpaneler, kølesystemer.

Induktionssmelteovn 5 - 5000 kg

Induktionssmeltedigelovn på 5 - 5000 kg badebukser, i en letvægts aluminiumslegering, med TFC og vippeudstyr. En induktionsdigelovn med en tyristorkonverter er designet til smeltning af jernholdige og ikke-jernholdige metaller i støberier. Ovnen bruges til at opvarme smeltet kobber, stål og støbejern. Døgnet rundt drift af ovnen er mulig, hvis det er nødvendigt.

Smelteovne til aluminium

Smelteovne til aluminium har deres egne karakteristika, fordi smeltepunktet for aluminium er 660 °C (390 kJ/kg). Når du vælger en ovn til aluminium, skal du vide, at tyristorkonverteren ikke skal være kraftig, og selve smelteenheden adskiller sig i størrelse fra enheden til stål eller kobber med 2-3 gange. Derfor anbefales det ikke at smelte andre metaller i det.

Smelte aluminiumslegeringer det er muligt i ovne med olie, gas og elektrisk opvarmning, i flamme efterklangsovne, men den højeste kvalitet metal og høj hastighed opnås ved smeltning i induktionssmelteovne, på grund af den homogene sammensætning af ladningen, som er perfekt blandet i induktionsfelt.

Smelteovne til stål

Smelteovne opvarmes til deres maksimale temperatur ved smeltning af stål, 1500 - 1600 ° C og er ledsaget af komplekse fysiske og kemiske processer. Ved omsmeltning af stål er det nødvendigt at reducere indholdet af ilt, svovl og fosfor, som danner oxid- og sulfidelementer, som reducerer stålkvaliteten.

Et træk ved stålsmeltning i smelteovne er brugen af foringsblandinger, i modsætning til kobbersmeltning, hvor der anvendes en grafitdigel. Smelteovne blander metallet godt på grund af induktionsfeltet, som udjævner stålets kemiske sammensætning.

Ovenstående fordele er fremragende til smeltning af legeret stål med minimale tab af legeringselementer: wolfram - omkring 2%, mangan, krom og vanadium - 5 - 10%, silicium - 10 - 15%, under hensyntagen til knaphed og høje omkostninger ved legeringselementer.

Smeltende stål har følgende funktioner og fordele:

De vigtigste støbegods smeltes ved hjælp af oxidationsmetoden, fordi under kogningen af metallet fjernes alle ikke-metalliske indeslutninger, og fosforindholdet reduceres. Ladningens sammensætning tages fra skrot af kulstofstål eller støbejern for at opnå et gennemsnitligt kulstofindhold på 0,5 %;
Hvis du skal smelte stål med højt indhold mangan, aluminium, krom, du skal vælge en sur foring, fordi diglens holdbarhed vil være dobbelt så høj;
Før smeltning påbegyndes, er diglen fyldt med metal, men toppen bør ikke fyldes tæt, dette kan føre til dannelse af buer og følgelig spild af metal, da ladningen vil sætte sig under smeltning af de nederste stykker;
Stålsmeltetiden varierer fra 50-70 minutter, afhængig af opvarmningen af smelteenheden;
Smelteovne til stål har høj produktivitet i produktionen af støbegods med lille masse og størrelse.

Kobber, kobberlegeringer, bronze, messing kan smeltes i alle smelteovne, hvor temperatur regime 1000 - 1300 °C. Det er dog at foretrække at bruge induktionssmelteovne, da en smelte i dem ikke vil overstige 40 minutter. Det kobber, der bruges i Rusland i dag, er ikke specielt rent. Typisk indeholder det følgende urenheder: jern, nikkel, antimon, arsen. Kobber med et urenhedsindhold på 1% betragtes som rent metal.

Metallets vigtigste vigtige kvalitet er dets høje elektriske og termiske ledningsevne. Dette bestemmer den lave temperatur for smeltning. Kobbersmeltetemperaturen er 1084°C. Kobber er nok fleksibelt metal, som er meget udbredt i forskellige tekniske industrier, her er nogle af dets funktioner:

Kobber kan smeltes i et åbent miljø, i et vakuum og i et beskyttende gasmiljø;
Kobber smeltes i et vakuum for at opnå oxygenfrit kobber, med evnen til at reducere O (Oxygenium) oxygen til næsten nul 0,001%;
Hovedladningen ved fremstilling af iltfrit kobber er 99,95% katodeplader, før pladerne sættes i ovnen, de skal skæres, vaskes og tørres fra elektrolytten;
Foringen af smelteovnen over metalniveauet er lavet af magnesit;
For at undgå oxidation udføres smeltning vha trækul, flusmidler, glas og andre komponenter.

Induktionsovn til metalsmeltning

En induktionsovn til metalsmeltning opvarmer metalladningen med højfrekvente strømme (HFC) i et induceret elektromagnetisk felt under påvirkning af elektriske hvirvelstrømme. Smelteovne forbruger en stor mængde elektricitet, så vi tilbyder ikke kun ovne med en tyristorkonverter, men også med en økonomisk transistorkonverter. Ovnen bruger en foring eller en grafitdigel, i begge tilfælde rækker de kun til 20-40 smeltninger. Det høje smeltepunkt gør det muligt at udføre en metalsmeltning på 50 minutter.

ZAVODRR- ovne til smeltning af metaller fra russiske, asiatiske og europæiske producenter med en digelkapacitet fra 1 til 10.000 kg. Levering, installation, idriftsættelse og billig vedligeholdelse af ovne.

Lad os se på funktionerne i ovne til smeltning af jernholdige, ikke-jernholdige og ædle metaller:

Aluminiumssmelteovn (aluminiumsmeltning i ovne udføres ved en temperatur på 660 °C, kogepunkt 2400 °C, massefylde 2698 kg/cm³);
Ovn til smeltning af støbejern (støbejernssmeltning 1450 - 1520 °C, massefylde 7900 kg/m³);
Kobbersmelteovn (kobbersmeltning 1083°C, kogepunkt 2580°C, massefylde 8920 kg/cm³);
Ovn til guldsmeltning (guldsmeltning 1063°C, kogepunkt 2660°C, massefylde 19320 kg/cm³);
Sølvsmelteovne (sølvsmeltning 960°C, kogepunkt 2180°C, massefylde 10500 kg/cm³);
Ovn til stålsmeltning (stålsmeltning i ovne 1450 - 1520 °C, massefylde 7900 kg/m³);
Jernsmelteovn (jernsmeltning 1539°C, kogepunkt 2900°C, massefylde 7850 kg/m3);
Ovne til smeltning af titanlegeringer (titanium, der smelter 1680°C, kogepunkt 3300°C, massefylde 4505 kg/m³);
Ovn til blysmeltning (blysmeltning i ovne 327°C, kogepunkt 1750°C, massefylde 1134 kg/cm³);
Messingsmelteovn (messingsmeltning i ovne 880–950 °C. massefylde 8500 kg/m³);
Bronzesmelteovne (bronzesmeltning i ovne, 930–1140 °C 8700 kg/m³).

Opvarmning af legemer ved hjælp af et elektromagnetisk felt, der opstår ved eksponering for en induceret strøm, kaldes induktionsopvarmning. Elektrotermisk udstyr, eller induktionsovn, har forskellige modeller, designet til at udføre opgaver til forskellige formål.

Design og funktionsprincip

Ved tekniske specifikationer Enheden er en del af et anlæg, der bruges i den metallurgiske industri. Driftsprincip induktionsovn afhænger af vekselstrøm, kraften af installationen bestemmes af formålet med enheden, hvis design omfatter:

induktor;
ramme;
smeltekammer;
vakuum system;
mekanismer til at flytte varmeobjektet og andre enheder.

Moderne forbrugermarkedet har et stort antal modeller af enheder, der fungerer i henhold til skemaet for dannelse af hvirvelstrømme. Funktionsprincippet og designegenskaberne for en industriel induktionsovn gør det muligt at udføre en række specifikke operationer relateret til smeltning af ikke-jernholdige metaller, varmebehandling metalprodukter, sintring af syntetiske materialer, rensning af ædel- og halvædelsten. Husholdningsapparater bruges til at desinficere husholdningsartikler og opvarme rum.

Arbejdet med en induktionsovn er at opvarme genstande placeret i kammeret med hvirvelstrømme, der udsendes af en induktor, som er en induktorspole lavet i form af en spiral, figur otte eller trefoil med en vikling af tråd med stort tværsnit. En induktor, der opererer fra vekselstrøm, skaber et pulseret magnetfelt, hvis effekt varierer i overensstemmelse med strømmens frekvens. En genstand placeret i et magnetfelt opvarmes til kogepunktet (væske) eller smelter (metal).

Installationer, der opererer ved hjælp af et magnetfelt, produceres i to typer: med en magnetisk leder og uden en magnetisk leder. Den første type enhed har en induktor i sit design, indesluttet i en metalkasse, som sikrer en hurtig stigning i temperaturen inde i den genstand, der behandles. I ovne af den anden type er magnetotronen placeret uden for installationen.

Funktioner af induktionsanordninger

Mesteren kræver også færdigheder i design og installation af elektriske apparater. Sikkerheden ved en specialmonteret enhed ligger i en række funktioner:

udstyr kapacitet;
drift puls frekvens;
generator strøm;
hvirveltab;
tab af hysterese;
varmeudgangsintensitet;
foringsmetode.

Kanalovne fik deres navn fra tilstedeværelsen i rummet af enheden af to huller med en kanal, der danner en lukket sløjfe. Ved designfunktioner enheden kan ikke fungere uden et kredsløb, takket være hvilket flydende aluminium er i kontinuerlig bevægelse. Hvis producentens anbefalinger ikke følges, slukker udstyret spontant, hvilket afbryder smeltningsprocessen.

I henhold til placeringen af kanalerne er induktionssmelteenheder lodrette og vandrette med en tromle eller cylindrisk kammerform. Tromleovnen, hvori støbejern kan smeltes, er lavet af stålplade. Drejemekanismen er udstyret med drivruller, en to-trins elmotor og et kædetræk.

Flydende bronze hældes gennem en sifon placeret på endevæggen, additiver og slagger fyldes og fjernes gennem specielle huller. Det færdige produkt dispenseres gennem en V-formet afløbskanal lavet i foringen efter en skabelon, som smeltes under arbejdsprocessen. Køling af viklingen og kernen udføres af luftmasse, husets temperatur reguleres ved hjælp af vand.

I øjeblikket er brændeovne, der opererer efter induktionsprincippet, som normalt bruges i industrien, begyndt at blive brugt i hverdagen. For at induktionsovne skulle bruges under husholdningsforhold, blev deres design væsentligt omdannet til energiomdannelsesprincippet. Du kan selv lave sådan en enhed af tilgængelige materialer. Det vigtigste er at forstå designet og forstå, hvordan denne komfur fungerer.

Arbejdsprincip for induktionsovn

Driften af en sådan ovn er baseret på princippet om induktionsopvarmning. Med andre ord, termisk energi opnås fra den elektriske strøm, der genereres af det elektromagnetiske felt. Takket være denne funktion adskiller denne enhed sig fra almindelige elektriske varmeapparater.

Designet af induktoren er ret simpelt. Dens centrum er grafit eller metal et elektrisk ledende stykke, som ledningen skal vikles rundt om. Ved hjælp af generatorens kraft begynder strømme af forskellige frekvenser at blive lanceret ind i induktoren, hvilket skaber et kraftigt elektromagnetisk felt omkring induktoren. På grund af virkningen af et sådant felt på emnet og dannelsen af hvirvelstrømme i det, begynder grafitten eller metallet at varme op meget og afgiver varme til den omgivende luft.

Induktorer begyndte at blive brugt i hverdagen relativt for nylig.

Typer af induktionsanordninger

Ifølge deres formål er sådanne enheder indenlandske og industrielle. En sådan klassificering anses dog for at være ufuldstændig. Der er også flere typer komfurer:

Digel. Den mest almindelige type enheder, der anvendes i metallurgi. Dette design indeholder ikke en kerne. Disse enheder bruges hovedsageligt til forarbejdning og smeltning af metaller. De har vist sig bemærkelsesværdigt godt på andre områder.
Kanal. Deres design ligner en transformer.
Vakuum. De bruges, når det er nødvendigt at fjerne urenheder fra metal.

Husholdningsovne er opdelt i to grupper:

Enheder, der bruges til opvarmning. De er induktionskedelsystemer lille størrelse, som er monteret i autonome varmesystemer.
Induktionskomfurer hvorpå der laves mad. Den største forskel fra en almindelig elektrisk komfur er det økonomiske forbrug af elektricitet.

Er det muligt at lave en induktionsovn designet til smeltning af metaller med egne hænder? Selvom det på den ene side er komplekst udstyr, på den anden side, på grund af den relative enkelhed og klarhed af driftsprincippet, bliver det muligt at lave en induktionsopvarmningsenhed med egne hænder. Derudover er mange specialister med den nødvendige viden og færdigheder i stand til at skabe enheder af høj kvalitet ud fra almindelige materialer. For at lave en induktionsovn med dine egne hænder skal du bruge et diagram og et godt kendskab til fysik.

Gør-det-selv induktionsovne hovedsageligt bruges til opvarmning af rum. Små digelstrukturer er bedst egnede til at smelte metaller i små mængder, for eksempel ved fremstilling af smykker eller smykker. Induktionskomfurer betragtes som en fremragende løsning til landhuse. Og i en bylejlighed bruges de som en ekstra varmelegeme, hvis der er fejl i centralvarmesystemet.

Et kredsløbsdiagram af en sådan simpel induktionsvarmer vil være nødvendig for at fuldføre arbejdet. Du kan arbejde uden det, men det er uønsket, da en sådan varmelegeme er komplekst elektrisk udstyr. Dens design og interne indhold er udviklet på forhånd. Ordningen kombinerer alle mesterens ideer til en enkelt helhed. Hvis du har brug for at designe en komfur frem for en simpel varmelegeme, vil du slet ikke kunne undvære et diagram.

Designet af en gør-det-selv induktionsovn er ret simpelt: et varmeelement, et fælles hus og en induktor. Hvis enheden er påkrævet til forarbejdning af materialer, skal der desuden designes et smeltekammer. Hjertet i en induktionsovn er et emne, der leder strøm og kan varme op til høje temperaturer. En nichrome spiral- eller grafitbørster gør et fremragende stykke arbejde med denne opgave. Når du vælger mellem dem, bør du fokusere på de opgaver, som varmeren står over for. Til smelteovn den bedste mulighed vil bruge grafitbørster til varmeapparat– nichrome spiral. Brugen af nichrome gør det muligt at forbinde enheden til et almindeligt elektrisk netværk.

Sådan laver du en induktionsovn med dine egne hænder

For at skabe en effektiv enhed er det nødvendigt tage højde for følgende parametre:

generator frekvens og effekt;
den hastighed, hvormed varme går tabt;
mængden af tab i hvirvelstrømme.

Først skal du korrekt vælge alle de nødvendige detaljer om kredsløbet for at opnå tilstrækkelige betingelser for smeltning i værkstedet. Hvis enheden er samlet med dine egne hænder, generatorens frekvens skal være 27,12 MHz. Spolen skal være lavet af tråd eller tyndt kobberrør, og der bør ikke være mere end 10 omdrejninger.

Effekten af vakuumrør skal være høj. Ordningen indebærer installation af en neonlampe, som vil blive brugt som en indikator for enhedens parathed. Kredsløbet giver også mulighed for brug af choker og keramiske kondensatorer. TIL hjemmestik forbindelsen sker gennem en ensretter.

En hjemmelavet induktionsovn ser sådan ud: et lille stativ på ben, hvortil en generator med alle de nødvendige kredsløbsdele er fastgjort. Og induktoren er forbundet til generatoren.

Fordele og ulemper ved induktionsovne

Induktionsenheder kan have forskellige kræfter, og dette afhænger af designfunktionerne. Det er meget svært at samle en industriel frekvensenhed med egne hænder, og det er ikke nødvendigt. Det er bedre at købe dem.

Induktionsovne kan have både fordele og ulemper:

Sikkerhed

Når du arbejder med brændeovnen, skal du være forsigtig med at få termiske forbrændinger. Derudover har en sådan enhed en høj brandfare. Disse enheder må under ingen omstændigheder flyttes under drift. Du skal være meget forsigtig, når sådanne ovne er installeret i en lejlighed.

Skiftende elektromagnetisk felt begynder at varme rummet omkring det op, og denne funktion er direkte afhængig af effekten og frekvensen af enhedens stråling. Kraftige industrielle ovne kan påvirke genstande i tøjlommer, nærliggende metaldele og menneskeligt væv.

Konklusion

Du kan selv lave en induktionsovn, men det er ikke altid tilrådeligt. Det er bedre ikke at påtage sig et sådant arbejde, hvis du absolut ikke har nogen viden inden for elektrisk udstyr og fysik. Før du begynder at designe selv det meste simpel enhed, bør det udvikles, designes og tegnes i diagrammer. Hvis du ikke har nogen erfaring med at fremstille elektriske apparater, er det bedst at købe en sådan fabriksfremstillet enhed.

Artiklen diskuterer design af industrielle induktionssmelteovne (kanal og digel) og induktionshærdeanlæg drevet af maskiner og statiske frekvensomformere.

Diagram af en induktionskanalovn

Næsten alle design af industrielle induktionsovne er lavet med aftagelige induktionsenheder. Induktionsenheden er en elektrisk ovntransformator med en foret kanal til at rumme det smeltede metal. Induktionsenheden består af følgende elementer: hus, magnetisk kerne, foring, induktor.

Induktionsenheder er lavet som enfaset eller tofaset (dobbelt) med en eller to kanaler pr. induktor. Induktionsenheden er forbundet til den sekundære side (LV-siden) af den elektriske ovntransformator ved hjælp af kontaktorer med lysbuedæmpningsanordninger. Nogle gange er to kontaktorer med parallelt fungerende strømkontakter i hovedkredsløbet tændt.

I fig. Figur 1 viser strømforsyningsdiagrammet for en enfaset induktionsenhed i en kanalovn. Maksimale strømrelæer PM1 og PM2 bruges til at styre og slukke for ovnen i tilfælde af overbelastning og kortslutning.

Trefasede transformatorer bruges til at drive trefasede eller tofasede ovne, der enten har en fælles trefaset magnetisk kerne eller to eller tre separate magnetiske kerner af kernetypen.

Til at drive ovnen i løbet af metalraffineringsperioden og for at opretholde regimet tomgangshastighed autotransformatorer tjener til mere præcis effektstyring i løbet af efterbehandlingen af metallet til det ønskede niveau kemisk sammensætning(med en rolig, uden sydende, smeltetilstand), såvel som for de første start af ovnen under de første smeltninger, som udføres med en lille mængde metal i badet for at sikre gradvis tørring og sintring af foringen. Autotransformatorens effekt vælges inden for 25-30% af hovedtransformatorens effekt.

For at kontrollere temperaturen på vandet og luftkølingen af induktoren og induktionsenhedens hus er der installeret elektriske kontakttermometre, der afgiver et signal, når temperaturen overstiger den tilladte. Strømmen til ovnen slukkes automatisk, når ovnen drejes for at dræne metallet. For at styre ovnens position anvendes endestopkontakter, der er låst sammen med det elektriske ovndrev. For kontinuerlige ovne og blandere, når metallet drænes og nye dele af ladningen fyldes, er induktionsenhederne ikke slukket.

Ris. 1. Skematisk diagram strømforsyning til induktionsenheden i en kanalovn: VM - strømafbryder, CL - kontaktor, Tr - transformer, C - kondensatorbatteri, I - induktor, TN1, TN2 - spændingstransformatorer, 777, TT2 - strømtransformatorer, R - afbryder , PR - sikringer, RM1, RM2 - maksimalt strømrelæ.

For at sikre pålidelig strømforsyning under drift og i nødstilfælde, drives drivmotorerne til vippemekanismerne i induktionsovnen, ventilatoren, drevet af indlæsnings- og aflæsningsanordninger og styresystemer fra en separat hjælpetransformator.

Diagram af en induktionsdigelovn

Industrielle induktionsdigelovne med en kapacitet på mere end 2 tons og en effekt på over 1000 kW drives af trefasede nedtrapningstransformatorer med sekundær spændingsregulering under belastning, forbundet til et industrielt højspændingsfrekvensnetværk.

Ovnene er enfasede, og for at sikre ensartet belastning af netværksfaserne tilsluttes en balun-enhed til det sekundære spændingskredsløb, bestående af en reaktor L med induktansregulering ved at ændre luftspalte i et magnetisk kredsløb og en kondensatorbank Cc forbundet med en induktor ifølge et delta-kredsløb (se ARIS i fig. 2). Strømtransformatorer med en kapacitet på 1000, 2500 og 6300 kV-A har 9 - 23 trin af sekundær spænding med automatisk effektstyring på det ønskede niveau.

Ovne med mindre kapacitet og effekt drives af enfasede transformere med en effekt på 400 - 2500 kV-A med et strømforbrug på over 1000 kW, balun-enheder er også installeret, men på HV-siden af strømtransformatoren. Med en lavere ovneffekt og strømforsyning fra et højspændingsnetværk på 6 eller 10 kV kan du undvære balun-apparatet, hvis spændingsudsvingene, når ovnen tændes og slukkes, er inden for acceptable grænser.

I fig. Figur 2 viser strømforsyningsdiagrammet for en industriel frekvensinduktionsovn. Ovnene er udstyret med ARIR elektriske regulatorer, som inden for specificerede grænser sikrer opretholdelse af spænding, effekt Рп og cosphi ved at ændre antallet af spændingstrin på strømtransformatoren og tilslutningen yderligere afsnit kondensator bank. Regulatorer og måleudstyr er placeret i styreskabe.

Ris. 2. Strømforsyningskredsløb til en induktionsdigelovn fra en krafttransformator med en balun-enhed og ovntilstandsregulatorer: PSN - spændingstrinkontakt, C - balun-kapacitans, L - reaktor af balun-enheden, S-St - kompenserende kondensatorbank, I - ovninduktor, ARIS - balunregulator, ARIR - tilstandsregulator, 1K-NK -rer, TT1, TT2 - strømtransformatorer.

I fig. Figur 3 viser et skematisk diagram af strømforsyningen til induktionsdigelovne fra en mellemfrekvent maskinkonverter. Ovnene er udstyret med automatiske elektriske tilstandsregulatorer, et smeltedigel-alarmsystem (til højtemperaturovne) samt en alarm for kølesvigt i installationens vandkølede elementer.

Ris. 3. Strømforsyningskredsløb til en induktionsdigelovn fra en mellemfrekvent maskinkonverter med blokdiagram automatisk styring af smeltetilstanden: M - drivmotor, G - mellemfrekvensgenerator, 1K-NK - magnetiske startere, TI - spændingstransformator, TT - strømtransformator, IP - induktionsovn, C - kondensatorer, DF - fasesensor, PU - koblingsenhed, UFR - forstærker-faseregulator, 1KL, 2KL - lineære kontaktorer, BS - sammenligningsenhed, BZ - beskyttelsesenhed, OV - excitationsvikling, RN - spændingsregulator.

Skema for installation af induktionshærdning

I fig. 4 viser det grundlæggende elektrisk diagram strømforsyning til induktionshærdemaskinen fra en maskinfrekvensomformer. Udover strømforsyningen M-G ordning omfatter en effektkontaktor K, en hærdningstransformator TrZ, på hvis sekundære vikling en induktor I er tilsluttet, en kompenserende kondensatorbank Sk, spændings- og strømtransformatorer TN og 1TT, 2TT, måleinstrumenter(voltmeter V, wattmeter W, fasemåler) og amperemeter for generatorens strøm og excitationsstrøm, samt et maksimalt strømrelæ 1РМ, 2РМ for at beskytte strømkilden mod kortslutninger og overbelastninger.

Ris. 4. Skematisk elektrisk diagram af en induktionshærdningsinstallation: M - drivmotor, G - generator, TN, TT - spændings- og strømtransformatorer, K - kontaktor, 1PM, 2RM, ZRM - strømrelæ, Rk - afleder, A, V, W - måleinstrumenter, TRZ - hærdningstransformator, OVG - generator excitationsvikling, RR - udladningsmodstand, PB - magnetiseringsrelækontakter, PC - justerbar modstand.

For at drive gamle induktionsinstallationer til varmebehandling af dele bruges elektriske maskinfrekvensomformere - en drivmotor af en synkron eller asynkron type og en mellemfrekvensgenerator af en induktortype i nye induktionsinstallationer- statiske frekvensomformere.

Kredsløbet for en industriel tyristor frekvensomformer til strømforsyning af en induktionshærdningsinstallation er vist i fig. 5. Tyristorfrekvensomformerkredsløbet består af en ensretter, en blok af drosler, en konverter (inverter), styrekredsløb og hjælpekomponenter (reaktorer, varmevekslere osv.). I henhold til excitationsmetoden er invertere lavet med uafhængig excitation (fra masteroscillatoren) og med selvexcitering.

Thyristorkonvertere kan fungere stabilt både med en frekvensændring over et bredt område (med et selvjusterende oscillerende kredsløb i overensstemmelse med skiftende belastningsparametre) og ved en konstant frekvens med en lang række ændringer i belastningsparametre som følge af ændringer i belastningsparametrene. aktiv modstand af det opvarmede metal og dets magnetiske egenskaber(for ferromagnetiske dele).

Ris. 5. Skematisk diagram over strømkredsløbene i en tyristorkonverter type TPC-800-1: L - udjævningsreaktor, BP - startenhed, VA - automatisk afbryder.

Fordelene ved tyristorkonvertere er fraværet af roterende masser, lave belastninger på fundamentet og den lille indflydelse af effektudnyttelsesfaktoren på reduktionen i effektiviteten er 92 - 94% ved fuld belastning, og ved 0,25 falder den kun med 1 - 2%. Da frekvensen let kan ændres inden for et bestemt område, er der desuden ikke behov for at justere kapacitansen for at kompensere for den reaktive effekt af det oscillerende kredsløb.