Metal eritmek için ev yapımı indüksiyon ocağı. İndüksiyon Pota Eritme Ocağı İndüksiyon İndüksiyon Ocağı

İndüklenen bir akımın etkisinden kaynaklanan bir elektromanyetik alan kullanılarak cisimlerin ısıtılmasına indüksiyonla ısıtma denir. Elektrotermal ekipman veya bir indüksiyon ocağı, çeşitli amaçlar için görevleri yerine getirmek için tasarlanmış farklı modellere sahiptir.

Tasarım ve çalışma prensibi

Teknik özelliklerine göre, cihaz metalurji endüstrisinde kullanılan kurulumun bir parçasıdır. İndüksiyon fırınının çalışma prensibi AC'ye bağlıdır, kurulumun gücü, tasarımı aşağıdakileri içeren cihazın amacı ile oluşturulur:

indüktör;
çerçeve;
erime haznesi;
vakum sistemi;
ısıtma nesnesini ve diğer cihazları hareket ettirmek için mekanizmalar.

Modern tüketici piyasası, girdap akımı üretim şemasına göre çalışan çok sayıda cihaz modeline sahiptir. Endüstriyel bir indüksiyon fırınının çalışma ve tasarım özellikleri prensibi, demir dışı metal eritme, metal ürünlerin ısıl işlemi, sentetik malzemelerin sinterlenmesi ve değerli ve yarı değerli taşların temizlenmesi ile ilgili bir dizi spesifik işlem gerçekleştirmenizi sağlar. Ev aletleri, ev eşyalarının dezenfeksiyonu ve hacim ısıtma için kullanılır.

Bir IP'nin (indüksiyon fırını) işi, bölmeye yerleştirilen nesneleri, spiral, şekil sekiz veya büyük kesitli tel sargılı trefoil şeklinde yapılmış bir indüktör olan bir indüktör tarafından yayılan girdap akımları ile ısıtmaktır. Alternatif akımdan çalışan bir indüktör, gücü akımın frekansına göre değişen darbeli bir manyetik alan oluşturur. Manyetik alana yerleştirilen bir nesne kaynama noktasına (sıvı) veya erime noktasına (metal) ısıtılır.

Manyetik alan kullanarak çalışan tesisler iki tipte üretilir: manyetik iletken ve manyetik devre olmadan. İlk cihaz tipi, işlenmiş nesnenin içindeki sıcaklıkta hızlı bir artış sağlayan metal bir kutu içine yerleştirilmiş bir indüktöre sahiptir. İkinci tip fırınlarda, manyetotron tesisatın dışında bulunur.

İndüksiyon cihazlarının özellikleri

Usta ayrıca elektrikli cihazların tasarım ve kurulumunda beceri gerektirir. Tek bir montaj cihazının güvenliği bir dizi özellikten oluşur:

ekipman kapasiteleri;
darbe çalışma frekansı;
jeneratör gücü;
girdap kayıpları;
histerezis kayıpları;
ısı çıkışının yoğunlukları;
kaplama yöntemi.

Kanal fırınları, kapalı bir halka oluşturan bir kanal ile iki açıklığın birimindeki mevcudiyet için isimlerini almıştır. Tasarım özelliklerine göre, sıvı alüminyumun sürekli hareket halinde olması nedeniyle cihaz kontur olmadan çalışamaz. Üreticinin önerilerine uyulmazsa, ekipman kendiliğinden kapanır ve eritme işlemini kesintiye uğratır.

Kanalların düzenlemesine göre, endüksiyonlu eritme üniteleri bir tambur veya silindirik hazne şeklinde dikey ve yataydır. Dökme demirin eritilebileceği bir tambur fırını çelik sacdan yapılır. Döner mekanizma tahrik silindirleri, iki hızlı elektrik motoru ve zincir şanzıman ile donatılmıştır.

Sıvı bronz, uç duvarda bulunan bir sifondan dökülür, katkı maddeleri ve cüruflar yüklenir ve özel deliklerden çıkarılır. Bitmiş ürünlerin teslimi, çalışma sürecinde eritilen şablona göre astarda yapılan V şekilli bir drenaj kanalı yoluyla gerçekleştirilir. Sargının ve çekirdeğin soğutulması hava kütlesi tarafından gerçekleştirilir, muhafazanın sıcaklığı su tarafından düzenlenir.

Vvedenie3

Elektromanyetik indüksiyon olgusu 3

Faraday Deneyimi 3

Metalurjide Uygulama4

Endüstriyel frekans indüksiyon fırınları 12

Bir fırın içinde asit astar ile eritme. 13

Vakum indüksiyon fırınlarında eritme . 13

Zaklyuchenie16

Kullanılan literatür: 17

Elektrik akımları çevrelerinde manyetik bir alan oluşturur. Manyetik alanın akımla bağlantısı, manyetik alan kullanarak devredeki akımı uyarmak için çok sayıda denemeye yol açmıştır. Bu temel problem 1831'de elektromanyetik indüksiyon fenomenini keşfeden İngiliz fizikçi M. Faraday tarafından mükemmel bir şekilde çözüldü. Kapalı bir iletken devrede, bu devrenin kapsadığı manyetik indüksiyon akısını değiştirirken, indüksiyon akımı olarak adlandırılan bir elektrik akımı ortaya çıkar.

Elektromanyetik indüksiyon fenomeninin keşfedildiği Faraday'ın klasik deneylerini düşünün.

deneyim ben . Kalıcı bir mıknatıs bir galvanometreye kapalı bir solenoide itilir veya çekilirse, yerleştirme veya uzatma anında galvanometrenin sapması gözlenir (bir indüksiyon akımı oluşur); mıknatısı uzatırken ve uzatırken ok sapma yönleri zıttır. Galvanometre iğnesinin sapması daha büyüktür, mıknatısın bobine göre hareket hızı artar. Mıknatısın kutupları değiştiğinde, ok sapmasının yönü değişecektir. İndüksiyon akımını elde etmek için mıknatıs sabit kalabilir, daha sonra solenoidi mıknatısa göre hareket ettirmeniz gerekir.

deneyim ll . Biri diğerine sokulan bobinlerden birinin uçları galvanometreye bağlanır ve akım diğer bobin içinden geçirilir. Galvanometre okunun sapması, akım açıldığında veya kapatıldığında, arttığında veya azaldığında veya bobinler birbirine göre hareket ettiğinde gözlenir.

Birçok deneyinin sonuçlarını özetleyen Faraday, indüksiyon akımının her zaman devreye bağlı manyetik indüksiyon akısında bir değişiklik olduğunda ortaya çıktığı sonucuna vardı. Örneğin, kapalı bir iletken devre muntazam bir manyetik alanda döndürüldüğünde, içinde bir indüksiyon akımı da meydana gelir. Bu durumda, iletkenin yakınındaki manyetik alan indüksiyonu sabit kalır ve sadece devre boyunca manyetik akı değişir.

Ayrıca, indüksiyon akımının değerinin tamamen bağımsız olduğu deneysel olarak belirlenmiştir. manyetik indüksiyon akısının değiştirilmesi yönteminden, ve sadece tanımla hız değişiklikleri (Faraday'ın deneylerinde, galvanometre iğnesinin (akım gücü) sapmasının daha büyük olduğu, mıknatısın hızının veya akımın değişim hızının veya bobinlerin hızının daha büyük olduğu kanıtlanmıştır).

Metalurjide Uygulama

İndüksiyon fırınlarında çelik eritme

Çekirdeksiz bir indüksiyon ocağında metal, endüktörün içine yerleştirilmiş bir potada eritilir, bu da birkaç iletken malzemeden oluşan bir spiraldir.

AC indüktörden geçirilir; indüktörün içinde oluşturulan alternatif manyetik akı (Şekil 1), metalde, ısınmasını ve erimesini sağlayan girdap akımlarını indükler.

Fırını besleyen jeneratörün gücünü aşırı arttırmamak için, indüktörün endüktansını dengeleyen kapasitörler fırın devresine dahil edilir. Bilindiği gibi, bir AC devresinde endüktif direncin varlığı bir faz kaymasına (akımın büyüklüğü, voltajın büyüklüğünün gerisinde kalır) neden olur, bu da kurulum cs (f) 'nin güç faktörünün azalmasına neden olur. Kapasite ters faz kaymasına neden olur; kapasitörlerin kapasitansını seçerek, faz açısı zero sıfıra yaklaştığında ve cos f birliğe yaklaştığında rezonansa ayarlama yaparlar.Frekans yükseldikçe, kapasitör bankının kapasitansı düşer.

İndüksiyon fırınlarının önemli bir özelliği, bir taraftan uyarılan elektromanyetik alanların, indüktörden geçen akımlar ve diğer taraftan metal içindeki girdap akımları ile etkileşmesinden kaynaklanan sıvı metalin yoğun sirkülasyonudur.

Dolaşım akışlarının doğası Şek. 2. Bu olgunun pozitif yanı, metalin bileşiminin ve sıcaklığının karıştırılması, eritilmesi ve dengelenmesi nedeniyle hızlandırılmasıdır; negatif, metalin yüzeyinin; dışbükey ortaya çıkar ve cürufun duvarlarına aktığı için ortaya çıkabilir. Karıştırma yoğunluğu amper-dönüşlerin karesiyle yaklaşık olarak orantılıdır (1p) - ve besleme akımının frekansı ile ters orantılı.

Şek. 2 .

Elektrodinamik dolaşım

bir indüksiyon fırınının pota metal.

İndüksiyon fırınlarının bir başka özelliği, indüksiyon akımlarının yoğunluğunun, pota duvarlarının yakınındaki metal yüzeyinde maksimuma ulaşması ve potanın eksenine doğru azalmasıdır (“yüzey etkisi”). Bu yüzey tabakasında, yükün erimesi nedeniyle en büyük miktarda ısı açığa çıkar. Yüksek bir endüktans akım yoğunluğuna sahip metal tabakanın kalınlığı, frekansın kare kökü ile ters orantılıdır.

İndüksiyon fırınları ark fırınlarına kıyasla aşağıdaki avantajlara sahiptir:

1) hidrojen ve azot emilimini ve erime sırasında metal kaybını azaltan yüksek sıcaklıklı yaylar yoktur;

2) alaşımlı atıkların yeniden eritilmesi sırasında alaşım elementlerinin önemsiz atıkları;

3) fırınların kapalı odalara yerleştirilmesine ve bir vakumda veya inert bir gaz atmosferinde eritilmesine izin veren küçük boyutları;

4) elektrodinamik karıştırma, metal bileşimi ve sıcaklığında üniform bir elde edilmesine katkıda bulunur. İndüksiyon fırınlarının ana dezavantajları, ana astarın düşük direnci ve metal tarafından ısıtılan cürufun düşük sıcaklığıdır; soğuk cüruflar nedeniyle, erime sırasında fosfor ve kükürdün giderilmesi zordur.

İndüksiyon fırınları iki tipe ayrılır:

1) yüksek frekanslı akım ile çalışır;

2) endüstriyel frekans akımı (50 Hz) ile çalışır.

Birinci tip fırınlarda, besleme akımının frekansı genellikle azalır; Potanın kapasitesi ve çapı büyüdükçe; küçük (birkaç kilogram veya daha az) fırınlar, 0,5-10 kHz frekanslı 50 ila 1000 kHz frekanslı, orta ve büyük (on tona kadar kapasiteye sahip) akımlarla beslenir.

1 Cihaz indüksiyon ocağı.

İndüksiyon eritme tesisi, eğim mekanizmalı ve elektrikli ekipman sağlayan bir fırından oluşur (yüksek frekanslı jeneratör, kapasitör bankı, kontrol paneli ve büyük fırınlarda otomatik elektrikli mod kontrol cihazı). İndüksiyon fırınlarının kapasitesi 60 tona ulaşır Fırının ana elemanları, bazen bir kapakla kaplanan çerçeve, indüktör ve refrakter potadır.

İndüksiyon ocağı

kapasitesi 60 kg.

2 ocak plakası

3-bobin,

4 yalıtım katmanı

6-absemit plaka,

7-dren çorap,

8-yaka,

9 esnek iletken,

10-ahşap çubuklar.

Küçük kapasiteli fırınların iskeleti (gövdesi) (<0,5 т) делают в форме прямоугольного параллелепипеда, используя асбоцемент, дерево, выполняя несущие ребра из уголков и полос немагнитной стали, дюралюминия. В местах соединения металлических элементов укладывают изоляционные прокладки для исключения возникновения кольцевых токов, Индуктор в таком каркасе крепят к верхней и нижней опорным асбоцементным плитам (рис. 3). В печах средней и большой емкости каркас выполняют из стали в виде сплошного кожуха цилиндрической формы (рис. 4) и иногда в виде «беличьей клетки», представляющей собой группу вертикальных стоек, приваренных к верхнему и нижнему опорным кольцам. Для уменьшения нагрева таких каркасов индуктируемыми токами и потерь с потоками рассеивания используют следующие решения:

a) çerçeve manyetik olmayan çelikten yapılmıştır;

b) sıradan çelik çerçeve ile indüktör arasına, indüktör boyunca yer alan çeşitli transformatör çeliği paketlerinden manyetik bir devre yerleştirir (Şekil 4);

c) düşük dirençli (bakır, alüminyum) metalden yapılmış kapalı bir elektromanyetik elek, indüktör ile çerçeve arasına yerleştirilir.

Bir indüktör, bir ocak plakası, üst seramikler, manyetik çekirdek paketleri çerçeveye sıkıca sabitlenmiştir. Metal tahliye edildiğinde fırını döndürmek için gerekli olan, drenaj parmağı seviyesinde çerçevenin ön tarafına iki muylu bağlanır.

Şekil 4 8 ton kapasiteli indüksiyon ocağı.

1 indükleyici

Bir indüksiyon ocağı, az miktarda metali eritmek, değerli metalleri ayırmak ve saflaştırmak, sertleştirme veya tavlama amacıyla metal ürünleri ısıtmak için kullanılabilir.

Ayrıca, bu tür sobaların bir evi ısıtmak için kullanılması önerilmektedir. İndüksiyon fırınları ticari olarak temin edilebilir, ancak böyle bir fırını kendiniz yapmak daha ilginç ve daha ucuzdur.

Bir indüksiyon fırınının çalışma prensibi, malzemenin girdap akımları kullanılarak ısıtılmasına dayanır.

Bu akımları elde etmek için, sadece birkaç tur kalın tel içeren bir indüktör olan indüktör kullanılır.

İndüktör, 50 Hz AC ağ (bazen bir yavaşlama transformatörü aracılığıyla) veya yüksek frekanslı bir jeneratörden güç alır.

İndüktör içinden akan alternatif akım, alana nüfuz eden alternatif bir manyetik alan oluşturur. Bu alanda herhangi bir malzeme ortaya çıkarsa, içinde bu malzemeyi ısıtmaya başlayacak akımlar indüklenir. Bu malzeme su ise, sıcaklığı artacaktır ve metal ise, bir süre sonra erimeye başlayacaktır.

İndüksiyon fırınları iki tiptir:

manyetik çekirdek fırınları;
manyetik devre olmayan fırınlar.

Bu iki tip fırın arasındaki temel fark, ilk durumda, indüktörün erime metalinin içinde ve ikincisinin dışında bulunmasıdır. Manyetik bir devrenin varlığı, potaya yerleştirilen metale nüfuz eden manyetik alanın yoğunluğunu arttırır, bu da ısınmasını kolaylaştırır.

Manyetik devreli bir indüksiyon ocağına bir örnek, bir kanal indüksiyon ocağıdır. Böyle bir fırının şeması, birincil sargının bulunduğu transformatör çeliğinden yapılmış kapalı bir manyetik devre içerir - bir indüktör ve erime için malzemenin bulunduğu dairesel bir pota. Pota ısıya dayanıklı dielektrik malzemeden imal edilmiştir. Böyle bir tesisatın gücü, 50 Hz frekanslı alternatif akım ana şebekesinden veya 400 Hz artırılmış frekansa sahip bir jeneratörden gerçekleştirilir.

Bu tür fırınlar duralumin, demir dışı metalleri eritmek veya yüksek kaliteli dökme demir üretmek için kullanılır.

Manyetik devresi olmayan pota fırınları daha yaygındır. Fırında manyetik bir devrenin olmaması, endüstriyel frekansın akımları tarafından oluşturulan manyetik alanın, çevreye güçlü bir şekilde dağılmasına neden olur. Erime için malzeme ile dielektrik potadaki manyetik alan yoğunluğunu arttırmak için daha yüksek frekanslar kullanmak gerekir. İndüktör devresinin besleme voltajının frekansı ile rezonansa ayarlanması ve potanın çapının rezonans dalga boyu ile karşılaştırılabilir olması durumunda, elektromanyetik alan enerjisinin% 75'ine kadar pota bölgesinde konsantre olabileceğine inanılmaktadır.

İndüksiyon fırını üretim şeması

Çalışmaların gösterdiği gibi, bir pota fırınındaki metallerin etkili bir şekilde erimesini sağlamak için, indüktörü besleyen voltajın frekansının rezonans frekansını 2-3 faktörü aşması arzu edilir. Yani, böyle bir fırın ikinci veya üçüncü frekans harmonikinde çalışır. Ek olarak, bu tür artan frekanslarda çalışırken, alaşımın daha iyi karışması meydana gelir ve bu da kalitesini artırır. Daha yüksek frekanslar (beşinci veya altıncı harmonikler) kullanan mod, bir deri etkisinin ortaya çıkmasıyla, yani yüksek frekanslı bir elektromanyetik alanın bir iş parçasının yüzeyine kaydırılmasıyla ilişkili olan metalin yüzey simantasyonu veya sertleştirilmesi için kullanılabilir.

Bölüm hakkında sonuçlar:

İndüksiyon ocağı için iki seçenek vardır - manyetik çekirdekli ve çekirdeksiz.
Fırının ilk varyantı ile ilgili kanal fırını tasarımda daha karmaşıktır, ancak doğrudan 50 Hz'lik bir ağdan veya 400 Hz'lik artırılmış bir frekans ağından beslenebilir.
İkinci tip fırın ile ilgili pota fırını tasarımda daha basittir, ancak indüktöre güç vermek için yüksek frekanslı bir jeneratör gerektirir.

Soba pratik ihtiyaçlar için bir ısıtma cihazı ise, dekorasyon ve konfor için bir şömine gerekir. yanı sıra kemerli bir şömine siparişi örneği.

Elektrikli bir ısıtma kazanı seçmeye nasıl başlayacağınızı okuyun.

Ve burada gaz ısıtma kazanları için otomasyonun nasıl çalıştığını öğreneceksiniz. Tesisat yöntemine göre kazanlar ve uçucu sistem çeşitleri.

İndüksiyon fırınlarının tasarım ve parametreleri

kanal

Kendi elinizle bir indüksiyon ocağı yapmak için seçeneklerden biri bir kanaldır.

Üretimi için 50 Hz frekansında çalışan geleneksel bir kaynak transformatörü kullanabilirsiniz.

Bu durumda, transformatörün sekonder sargısı bir halka pota ile değiştirilmelidir.

Böyle bir fırında 300-400 g demir dışı metalleri eritmek mümkündür ve 2-3 kW güç tüketecektir. Böyle bir fırın büyük bir verime sahip olacak ve yüksek kaliteli metallerin eritilmesine izin verecektir.

Kendin yap indüksiyon ocağı kanalının yapımındaki ana zorluk, uygun bir pota satın alınmasıdır.

Bir potanın üretimi için, yüksek dielektrik özelliklere ve yüksek mukavemete sahip bir malzeme kullanılmalıdır. Elektrofor gibi. Ancak bu malzemeyi bulmak kolay değil, evde işlenmesi daha da zor.

pota

İndüksiyon tipi bir pota fırınının en önemli unsurları şunlardır:

indüktör;
güç kaynağı üreteci.

3 kW'a kadar olan pota fırınları için bir indüktör olarak, 10 mm çapında bir bakır boru veya tel veya 10 mm² kesitli bir bakır bara kullanabilirsiniz. İndüktörün çapı yaklaşık 100 mm olabilir. 8'den 10'a dönüş sayısı.

Bununla birlikte, indüktörün birçok modifikasyonu vardır. Örneğin, sekiz rakamı, trefoil veya başka bir şekil şeklinde yapılabilir.

Çalışma sırasında indüktör genellikle çok sıcaktır. Endüktör için endüstriyel tasarımlarda, dönüşlerin su soğutması kullanılır.

Evde, bu yöntemi kullanmak zordur, ancak indüktör 20-30 dakika normal çalışabilir, bu da ev ödevi için yeterlidir.

Bununla birlikte, indüktörün bu çalışma modu, yüzeyinde ölçeğin ortaya çıkmasına neden olur ve bu da fırının verimliliğini önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle, zaman zaman indüktörün yenisiyle değiştirilmesi gerekir. Aşırı ısınmaya karşı korumak için bazı uzmanlar, indüktörün ısıya dayanıklı malzeme ile kaplanmasını önermektedir.

Yüksek frekanslı bir alternatör, endüksiyon tipi bir pota fırınının bir başka önemli elementidir. Bu tür jeneratörlerin birkaç türünü düşünebilirsiniz:

transistör jeneratörü;
tristör jeneratörü;
mOSFET jeneratör.

İndüktöre güç vermek için en basit alternatör, devresi bir KT825 tipi transistör, iki direnç ve bir geri besleme bobinine sahip kendinden uyarılmış bir jeneratördür. Böyle bir jeneratör 300 watt'a kadar güç üretebilir ve jeneratör gücü, güç kaynağının sabit voltajını değiştirerek ayarlanır. Güç kaynağı 25 A'ya kadar akım sağlamalıdır.

Pota fırını için önerilen tristör jeneratörü, bir tristör tipi T122-10-12, bir KN102E dinistor, bir dizi diyot ve devrede bir darbe transformatörü içerir. Tristör darbeli modda çalışır.

Kendi kendine üretilen indüksiyon ocağı

Bu tür mikrodalga radyasyonu insan sağlığını olumsuz yönde etkileyebilir. Rusya'nın yüksek frekanslı titreşimlere sahip güvenlik standartlarına uygun olarak, elektromanyetik enerjinin 1-30 mW / m²'den fazla olmayan bir akı yoğunluğunda çalışmasına izin verilir. Bu jeneratör için, hesaplamalarla gösterildiği gibi, kaynaktan 2,5 m mesafedeki bu radyasyon 1,5 W / m²'ye ulaşır. Bu değer kabul edilemez.

MOSFET jeneratör devresi, IRF520 ve IRFP450 tipi dört MOSFET içerir ve bağımsız uyarma ve köprü devresinde bulunan bir indüktör içeren bir itme-çekme jeneratörüdür. Ana osilatör olarak bir çip tipi IR2153 kullanılır. Soğutma transistörleri en az 400 cm² radyatör ve hava soğutması gerektirir.
Bu jeneratör 1 kW'a kadar güç sağlayabilir ve salınım frekansını 10 kHz ila 10 MHz aralığında değiştirebilir. Bu sayede, bu tip bir jeneratör kullanan bir fırın hem eritme modunda hem de yüzey ısıtmada çalışabilir.

Uzun yanan fırın 10 ila 20 saat arasında bir sekmede çalışabilir. Üretim yaparken, minimum enerji tüketimi ile maksimum ısı vermesi için tasarım özelliklerini dikkate almak gerekir. Fırının web sitemizde nasıl monte edileceğini okuyun.

Garajınız için gaz ısıtıcıları hakkında bilgi edinmek isteyebilirsiniz. Isı ve güvenliği sağlamak için ne olmalı, malzemeyi okuyun.

Isıtma için kullanın

Bir evi ısıtmak için, bu tip sobalar genellikle sıcak su kazanı ile birlikte kullanılır.

Ev yapımı indüksiyon tipi sıcak su kazanı için seçeneklerden biri, bir RF kaynak invertörü kullanarak ağdan güç alan bir indüktör kullanarak bir boruyu akan su ile ısıtan bir tasarımdır.

Bununla birlikte, bu tür sistemlerin analizinin, dielektrik tüp içindeki elektromanyetik alan enerjisindeki büyük kayıplar nedeniyle, bu tür sistemlerin verimliliği son derece düşüktür. Ek olarak, bir evi ısıtmak çok büyük miktarda elektrik gerektirir, bu da bu ısıtmayı ekonomik olarak dezavantajlı hale getirir.

Bu bölümden şu sonuca varabiliriz:

Kendin yap indüksiyon ocağı için en kabul edilebilir seçenek, MOS transistörleri kullanan bir jeneratör ile potalı bir versiyonudur.
Bir evi ısıtmak için kendi kendine üretilen bir indüksiyon ocağı kullanmak ekonomik olarak kârsızdır. Bu durumda, bir fabrika sistemi satın almak daha iyidir.

Operasyonel Özellikler

İndüksiyon ocağı kullanımında önemli bir konu güvenliktir.

Yukarıda belirtildiği gibi, pota fırınları yüksek frekanslı güç kaynakları kullanır.

Bu nedenle, indüksiyon fırını çalıştırılırken, indüktör dikey olarak yerleştirilmelidir; fırını açmadan önce topraklanmış kalkan indüktör üzerine giyilmelidir. Fırın açıkken, potada meydana gelen süreçleri uzaktan ve işi kapattıktan hemen sonra gözlemlemek gerekir.

Kendi kendine üretilen bir indüksiyon ocağı kullanırken:

Fırın kullanıcısını olası yüksek frekanslı radyasyondan korumak için önlemler alın.
İndüktör tarafından yanma olasılığını dikkate alın.

Fırın ile çalışırken, termal tehlikeyi dikkate almak gerekir. Cilde sıcak bir indüktör ile dokunmak ciddi yanıklara neden olabilir.

Metalurji endüstrisinde, indüksiyon fırınları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür fırınlar genellikle bağımsız olarak yapılır. Bunu yapmak için çalışma prensiplerini ve tasarım özelliklerini bilmeniz gerekir. Bu tür fırınların çalışma prensibi iki yüzyıl önce biliniyordu.

İndüksiyon fırınları aşağıdaki görevleri çözebilir:

Erime metali.
Metal parçaların ısıl işlemi.
Değerli metallerin rafine edilmesi.

Bu tür fonksiyonlar endüstriyel fırınlarda mevcuttur. Evsel koşullar ve alan ısıtma için özel bir tasarım sobalar vardır.

Çalışma prensibi

Bir indüksiyon fırınının çalışması, girdap akımlarının özelliklerini kullanarak malzemeleri ısıtmaktır. Bu akımları oluşturmak için, büyük kesitli birkaç dönüş teli olan bir indüktörden oluşan özel bir indüktör kullanılır.

İndüktöre bir AC güç kaynağı verilir. İndüktörde, alternatif akım ağın frekansıyla değişen ve indüktörün iç boşluğuna nüfuz eden manyetik bir alan oluşturur. Bu alana herhangi bir malzeme yerleştirirken, ısınmasını gerçekleştiren girdap akımları ortaya çıkar.

Çalışan bir indüktördeki su ısıtılır ve kaynar ve metal uygun sıcaklığa ulaştığında erimeye başlar. Geleneksel olarak, indüksiyon fırınları tiplere ayrılabilir:

Manyetik çekirdek fırınlar.
Manyetik devre olmadan.

Birinci tip fırınlar, metalin içine yerleştirilmiş, manyetik alanın yoğunluğunu artıran özel bir etki yaratan bir indüktör içerir, bu nedenle ısıtma verimli ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilir. Manyetik devre olmayan fırınlarda, indüktör dışarıda bulunur.

Fırın çeşitleri ve özellikleri

İndüksiyon fırınları kendi özelliklerine ve ayırt edici özelliklerine sahip tiplere ayrılabilir. Bazıları sanayide çalışmak için, bazıları da günlük yaşamda, yemek pişirmek için kullanılır.

Vakum İndüksiyon Fırınları

Böyle bir fırın, indüksiyon yoluyla alaşımları eritmek ve dökmek için tasarlanmıştır. İçinde kalıplı bir pota indüksiyon fırınının bulunduğu kapalı bir odadan oluşur.

Bir vakumda, yüksek kaliteli dökümler elde etmek için mükemmel metalurjik süreçler sağlamak mümkündür. Şu anda, vakum üretimi, vakum ortamında sürekli zincirlerden yeni teknolojik süreçlere geçmiştir, bu da yeni ürünler yaratmayı ve üretim maliyetlerini azaltmayı mümkün kılmaktadır.

Vakum Eritmenin Avantajları

Sıvı metal uzun süre vakumda tutulabilir.
Artan metal gaz giderme.
Eritme işlemi sırasında fırını yeniden yüklemek ve herhangi bir zamanda rafinaj ve deoksidasyon işlemini etkilemek mümkündür.
Çalışma sırasında alaşımın sıcaklığını ve kimyasal bileşimini sürekli olarak izleme ve ayarlama yeteneği.
Yüksek saflıkta dökümler.
Hızlı ısıtma ve erime hızı.
Yüksek kaliteli karıştırma sayesinde artan alaşım homojenliği.
Her türlü hammadde.
Ekolojik saflık ve karlılık.

Bir vakumlu fırının çalışma prensibi, yüksek frekanslı bir indüktör kullanılarak vakumlu bir potada, katı yükün erimesi ve sıvı metalin saflaştırılmasıdır. Vakum hava pompalanarak oluşturulur. Vakum eritmede hidrojen ve azotta büyük bir azalma sağlanır.

Kanal indüksiyon fırınları

Elektromanyetik çekirdek fırınlar (kanal), demir ve demir dışı metallerin dağıtım fırınları, mikserler olarak dökümhanelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

1 - Banyo
2 - Kanal
3 - Manyetik devre
4 - Birincil bobin

Alternatif bir manyetik akı, manyetik devre, kanal konturu bir sıvı metal halkası şeklinde geçer. Sıvı metali ısıtan halkada bir elektrik akımı heyecanlanır. Manyetik akı, alternatif akımda çalışan birincil sargı tarafından oluşturulur.

Manyetik akıyı arttırmak için, transformatör çeliğinden yapılmış kapalı bir manyetik devre kullanılır. Fırının alanı kanala iki açıklık ile bağlanır, bu nedenle fırın sıvı metalle doldurulduğunda kapalı bir halka oluşturulur. Fırın kapalı bir döngü olmadan çalışamaz. Bu gibi durumlarda, devre direnci büyüktür ve içinde açık devre akımı olarak adlandırılan küçük bir akım akar.

Metalin aşırı ısınması ve metali kanalın dışına itme eğiliminde olan manyetik alanın etkisi nedeniyle, kanaldaki sıvı metal sürekli hareket etmektedir. Kanaldaki metal fırın banyosundan daha yüksek ısıtıldığından, metal sürekli olarak daha düşük bir sıcaklığa sahip metalin girdiği banyoya yükselir.

Metal izin verilen normun altına boşaltılırsa, sıvı metal elektrodinamik kuvvetle kanaldan atılır. Sonuç olarak, fırın kendiliğinden kapanır ve elektrik devresi bozulur. Bu gibi durumlardan kaçınmak için, fırınlar sıvı halde belirli bir miktarda metal bırakır. Buna bataklık denir.

Kanal fırınları ayrılır:

Eritme fırınları.
Mikserler.
Dağıtım fırınları.

Kimyasal bileşimini ve yaşlanmasını ortalama olarak belirli miktarda sıvı metal biriktirmek için karıştırıcılar kullanın. Karıştırıcının hacmi, fırının saatlik çıkışının iki katından az olmayacak şekilde hesaplanır.

Kanal fırınları, kanalların konumuna göre sınıflara ayrılır:

Dikey.
Yatay.

Çalışma odasının şekline göre:

Varil indüksiyon fırınları.
Silindirik indüksiyon fırınları.

Davul fırın, uçlarında iki duvar bulunan çelik kaynaklı bir silindir şeklinde yapılır. Fırını döndürmek için tahrik silindirleri kullanılır. Fırını döndürmek için, elektrikli motor sürücüsünü iki hız ve bir zincir şanzımanla açmak gerekir. Motorda plaka frenleri vardır.

Uç duvarlarda metal dökmek için bir sifon vardır. Katkı maddeleri ve cüruf yüklemek için delikler vardır. Metal vermek için bir kanal da var. Kanal bloğu, şablonlar kullanılarak astarda yapılan V kanallı bir fırın indüktörünü içerir. İlk sıcaklıkta, bu desenler erir. Bobin ve çekirdek hava ile soğutulur, blok gövdesi su ile soğutulur.

Kanal fırını farklı bir şekle sahipse, metal banyoyu hidrolik silindirlerle eğerek dağıtılır. Bazen metal, aşırı gaz basıncı ile sıkılır.

Kanal fırınlarının avantajları

Banyodaki düşük ısı kaybı nedeniyle düşük güç tüketimi.
İndüktörün artan elektrik verimliliği.
Düşük maliyet.

Kanal fırınlarının dezavantajları

Metalin kimyasal bileşimini ayarlama zorluğu, çünkü fırında sol sıvı metalin varlığı bir bileşimden diğerine geçişte zorluklar yaratır.
Fırındaki metalin düşük hızı, ergitme teknolojisinin yeteneklerini azaltır.

Tasarım Özellikleri

Fırın çerçevesi, 30 ila 70 mm kalınlığında düşük karbonlu çelik sacdan yapılmıştır. Çerçevenin altında bağlı indüktörlere sahip pencereler vardır. İndüktör çelik bir muhafaza, birincil bobin, manyetik devre ve astar şeklinde yapılır. Gövdesi sökülebilir hale getirilir ve parçalar contalarla yalıtılır, böylece vücudun parçaları kapalı bir halka oluşturmaz. Aksi takdirde, girdap akımı üretilecektir.

Manyetik çekirdek 0,5 mm özel elektrikli çelik levhalardan yapılmıştır. Girdap akımı kayıplarını azaltmak için plakalar kendi aralarında izole edilir.

Bobin, yük akımına ve soğutma yöntemine bağlı bir enine kesite sahip bir bakır iletkenden yapılmıştır. Hava soğutma ile izin verilen akım mm2 başına 4 amperdir, su soğutma ile izin verilen akım mm2 başına 20 amperdir. Astar ile suyla soğutulan bobin arasına bir kalkan monte edilir. Ekran manyetik çelik veya bakırdan yapılmıştır. Bobinden ısıyı çıkarmak için bir fan monte edilir. Kanalın tam boyutlarını elde etmek için şablonu uygulayın. İçi boş çelik döküm şeklinde yapılır. Şablon, refrakter kütle ile dolana kadar indüktöre yerleştirilir. Astarın ısıtılması ve kurutulması sırasında indüktörde bulunur.

Astar için ıslak ve kuru refrakter kütleler kullanılır. Islak kütleler, basılı veya dolgu malzemeleri şeklinde kullanılır. Dökülen beton, kütleyi indüktörün tüm hacmi boyunca sıkıştırmak mümkün değilse, indüktörün karmaşık bir şekliyle kullanılır.

İndüktör böyle bir kütle ile doldurulur ve vibratörler ile sıkıştırılır. Kuru kütleler yüksek frekanslı vibratörler ile sıkıştırılır, tokmaklanan kütleler pnömatik tokmaklarla sıkıştırılır. Fırında dökme demir eritilirse, astar magnezyum oksitten yapılır. Astarın kalitesi, soğutma suyunun sıcaklığı ile belirlenir. Astarı kontrol etmenin en etkili yöntemi, endüktif ve aktif direncin değerini kontrol etmektir. Bu ölçümler kontrol cihazları kullanılarak yapılır.

Fırının elektrikli ekipmanı şunları içerir:

Trafo.
Elektrik enerjisi kaybını telafi etmek için bir kapasitör bankası.
1 fazlı bir indüktörü 3 fazlı bir ağa bağlamak için endüktör.
Kontrol panelleri.
Güç kabloları

Fırının normal çalışabilmesi için, fırın gücünü ayarlamak için ikincil sargı üzerinde 10 voltaj seviyesine sahip olan güç kaynağına 10 kilovolt bağlanır.

Dolgu astar malzemeleri şunları içerir:

% 48 kuru kuvars.
% 1.8 borik asit, 0.5 mm gözenekli ince bir elek ile elenir.

Astar için kütle, bir karıştırıcı kullanılarak kuru formda hazırlanır ve daha sonra bir elek boyunca elenir. Hazırlanan karışım hazırlandıktan sonra 15 saatten fazla saklanmamalıdır.

Potanın astarı, vibratörler ile sıkıştırma yoluyla gerçekleştirilir. Elektrikli vibratörler büyük fırınları astarlamak için kullanılır. Vibratörler şablon alanına daldırılır ve kütleyi duvarlar boyunca sıkıştırır. Sıkıştırma sırasında vibratör bir vinç tarafından hareket ettirilir ve dikey olarak döndürülür.

Pota indüksiyon fırınları

Pota fırınının ana bileşenleri indüktör ve jeneratördür. İndüktörün imalatı için, 8-10 turluk yara şeklinde bir bakır boru kullanılır. İndüktörlerin formları çeşitli tiplerde olabilir.

Bu tip soba en yaygın olanıdır. Fırının tasarımında çekirdek yoktur. Fırının ortak formu, ateşe dayanıklı malzemeden yapılmış bir silindirdir. Pota indüktörün boşluğundadır. AC gücü sağlanır.

Pota fırınlarının avantajları

Malzeme fırına yüklendiğinde enerji açığa çıkar, bu nedenle yardımcı ısıtma elemanlarına gerek yoktur.
Çok bileşenli alaşımların yüksek homojenliği elde edilir.
Fırında, basınca bakılmaksızın bir azalma, oksidasyon reaksiyonu oluşturabilirsiniz.
Herhangi bir frekansta artan özgül güç nedeniyle fırınların yüksek verimliliği.
Metalin erimesindeki kopmalar işin verimliliğini etkilemez, çünkü ısıtma için çok fazla elektrik gerekli değildir.
Otomasyon imkanı ile her türlü ayar imkanı ve kolay kullanım.
Yerel aşırı ısınma yoktur, sıcaklık banyo hacmi boyunca eşitlenir.
İyi bir homojenliğe sahip yüksek kaliteli alaşımlar oluşturmayı sağlayan hızlı erime.
Ekolojik güvenlik. Dış ortam, fırının zararlı etkilerine maruz kalmaz. Erime de doğaya zarar vermez.

Pota Fırınlarının Dezavantajları

Ayna erimesini işlemek için kullanılan cürufun düşük sıcaklığı.
Keskin sıcaklık değişimleri ile astarın düşük dayanıklılığı.

Eksikliklerine rağmen, pota indüksiyon fırınları üretimde ve diğer alanlarda büyük popülerlik kazanmıştır.

Hacim ısıtma için indüksiyon fırınları

Çoğu zaman, böyle bir fırın mutfakta kurulur. Tasarımında ana kısım kaynak invertörüdür. Fırının tasarımı genellikle binadaki tüm odaların ısıtılmasını mümkün kılan bir su kazanı ile birleştirilir. Binaya bir sıcak su kaynağı bağlamak da mümkündür.

Böyle bir cihazın verimliliği azdır, ancak genellikle bu tür bir ekipman bir evi ısıtmak için hala kullanılmaktadır.

İndüksiyon kazanının ısıtma kısmının tasarımı bir transformatöre benzer. Harici devre, ağa bağlı bir tür transformatörün sargılarıdır. İkinci iç devre bir ısı değişim cihazıdır. Soğutma suyunu sirküle eder. Güç bağlandığında, bobin bir değişken oluşturur. Sonuç olarak, ısı eşanjörünün içinde onu ısıtan akımlar indüklenir. Metal, genellikle sudan oluşan soğutucuyu ısıtır.

Özel malzemeden yapılmış aletlerin ikincil devre görevi gördüğü ev tipi indüksiyon ocaklarının çalışması aynı prensibe dayanmaktadır. Böyle bir soba, ısı kaybının olmaması nedeniyle geleneksel sobalardan çok daha ekonomiktir.

Kazan su ısıtıcısı, soğutucu sıcaklığının belirli bir seviyede tutulmasını mümkün kılan kontrol cihazlarıyla donatılmıştır.

Elektrikli ısıtma pahalı bir muamele. Katı yakıtlar ve gaz, dizel ve sıvılaştırılmış petrol gazı ile rekabet edemez. Maliyetleri azaltmanın yöntemlerinden biri, bir ısı akümülatörünün takılması ve aynı zamanda kazanın gece bağlanmasıdır, çünkü geceleri genellikle elektrik için tercihli bir ücret vardır.

Ev için bir indüksiyon kazanının kurulumuna karar vermek için profesyonel bir ısıtma uzmanına danışmanız gerekir. Bir indüksiyon kazanının geleneksel bir kazandan neredeyse hiç avantajı yoktur. Dezavantajı, ekipmanın yüksek maliyetidir. Isıtma elemanlarına sahip geleneksel kazanlar montaja hazır olarak satılmaktadır ve indüksiyon ısıtıcısı ek ekipman ve ayarlar gerektirir. Bu nedenle, böyle bir indüksiyon kazanı satın almadan önce, kapsamlı bir ekonomik hesaplama ve planlama yapmak gerekir.

İndüksiyon ocağı astarı

Astar işlemi fırın gövdesini yüksek sıcaklıklara maruz kalmaktan korumak için gereklidir. Isı kaybını önemli ölçüde azaltmayı, metal eritme veya malzeme ısıtma verimliliğini artırmayı mümkün kılar.

Astar için, silis modifikasyonu olan kuvarsit kullanılır. Astar malzemeleri için bazı gereksinimler vardır.

Bu tür malzeme 3 bölge halini sağlamalıdır:

Monolitik.
Arabellek odası.
Orta.

Sadece kaplamada üç kat bulunması fırının mahfazasını koruyabilir. Astar, uygunsuz malzeme yerleşimi, kötü malzeme kalitesi ve zor fırın koşullarından olumsuz etkilenir.

Metalin küçük ölçekte eritilmesi için bir çeşit adaptasyon gereklidir. Bu özellikle atölyede veya küçük üretimde akut. Şu anda en etkili olanı, bir elektrikli ısıtıcı, yani bir indüksiyon olan metal ile eritmek için bir fırındır. Yapısının özelliği nedeniyle demircilikte etkili bir şekilde kullanılabilir ve demirhanede vazgeçilmez bir araç haline gelebilir.

İndüksiyon ocağı cihazı

Fırın 3 öğeden oluşur:

1. Elektronik-elektrik kısmı.
2. İndüktör ve pota.
3. Endüktörün soğutma sistemi.

Metal eritmek için mevcut bir fırını monte etmek için, çalışan bir elektrik devresi ve bir indüktör soğutma sistemi monte etmek yeterlidir. Metal eritme için en kolay seçenek aşağıdaki videoda gösterilmektedir. Erime, indüktörün boşluğunda bir parça alüminyum tutan metaldeki indüklenmiş elektrik girdap akımları ile etkileşime giren indüktörün karşı elektromanyetik alanında gerçekleştirilir.

Metali etkili bir şekilde eritmek için büyük akımlar ve 400-600 Hz'lik yüksek frekanslar gereklidir. Geleneksel bir 220V ev prizinden gelen voltaj, metalleri eritmek için yeterli veriye sahiptir. Sadece 50 Hz'yi 400-600 Hz'e çevirmek gerekir.
Bunun için Tesla bobini oluşturmak için herhangi bir şema uygundur. En çok GU 80, GU 81 (M) lambasında aşağıdaki 2 şemayı beğendim. Ve lamba bir ILO mikrodalga transformatörü ile çalışır.

Bu şemalar bir tesla bobini için tasarlanmıştır, ancak bunlardan indüksiyon ocağı mükemmeldir, ikincil bobin L2 yerine birincil sargının L1 iç boşluğuna bir parça demir yerleştirmek yeterlidir.

Birincil bobin L1 veya indüktör, uçlarında soğutma sistemini bağlamak için bir ipin kesildiği 5-6 turda sarılmış bir bakır tüpten oluşur. Levitasyon eritme için, son dönüş ters yönde yapılmalıdır.
Birinci devredeki kondansatör C2 ve ikincideki kondansatör jeneratörün frekansını ayarlar. 1000 pikofarad değerinde, frekans yaklaşık 400 kHz'dir. Bu kapasitör yüksek frekanslı seramik olmalı ve 10 kV (KVI-2, KVI-3, K15U-1) sırasının yüksek voltajı için tasarlanmış olmalıdır, diğer tipler uygun değildir! K15U koymak daha iyi. Kondansatörler paralel bağlanabilir. Ayrıca kapasitörlerin tasarlandığı gücü de dikkate almakta fayda var (bu davaya yazılmıştır), bir marj ile alın. diğer iki kondansatör KVI-3 ve KVI-2 sürekli çalışma sırasında ısıtılır. Diğer tüm kapasitörler de KVI-2, KVI-3, K15U-1 serisinden alınır, sadece kapasitörlerin özelliklerinde kapasitans değişiklikleri.
Sonuçta ne olması gerektiğine dair bir şema var. Çerçevede 3 blok daire çizdim.

Soğutma sistemi, 60 l / dak besleme ile bir pompadan, herhangi bir VAZ otomobilinden gelen radyatörden ve normal soğutma fanını, normal ev olan radyatörün önüne koydum.