În cuptoarele și dispozitivele de inducție, căldura dintr-un corp încălzit conductiv electric este emisă de curenții induși în el printr-un câmp electromagnetic alternativ. Astfel, încălzirea directă este efectuată aici.
Incalzirea prin inducție a metalelor se bazează pe două legi fizice: legea inducției electromagnetice a lui Faraday-Maxwell și legea lui Joule-Lenz. Corpurile metalice (semifabricate, piese etc.) sunt plasate într-un câmp magnetic alternativ. care excită în ele un câmp electric vortex. Inducerea EMF este determinată de rata de schimbare a fluxului magnetic. Sub acțiunea inducției EMF, curenții vortici (închiși în interiorul corpurilor) care circulă în corpuri, care eliberează căldură în conformitate cu legea Joule-Lenz, curg în corpuri. Acest EMF creează un curent alternativ în metal. Energia termică eliberată de aceste curenți determină încălzirea metalului. Inducția de încălzire este directă și fără contact. Permite atingerea unei temperaturi suficiente pentru topirea celor mai refractare metale și aliaje.
Încălzirea inducției intense este posibilă numai în câmpurile electromagnetice de înaltă tensiune și frecvență, care sunt create de dispozitive speciale - inductoare. Inductoarele sunt alimentate din rețeaua de 50 Hz (setări de frecvență industrială) sau din surse individuale de alimentare - generatoare și convertoare cu frecvență medie și înaltă.
Cel mai simplu inductor al dispozitivelor de încălzire cu inducție indirectă cu frecvență joasă este un conductor izolat (tras sau înfășurat), plasat în interiorul unui tub metalic sau suprapus pe suprafața acestuia. Când curge prin conductorul-inductor al curentului în tub, încălzirea curenților turbionari este indusă. Căldura din conductă (poate fi de asemenea un creuzet, un recipient) este transferată în mediul încălzit (apa care curge prin țeavă, aer etc.).
Inducția de încălzire și întărirea metalelor
Încălzirea directă prin inducție directă a metalelor la frecvențe medii și înalte. Pentru aceasta, utilizați inductori specifici. Inductorul emite un val electromagnetic. care cade pe corpul încălzit și se estompează în el. Energia valului absorbit este transformată în căldură în corp. Eficiența încălzirii este cea mai mare, cu cât forma undă electromagnetică emisă (plat, cilindric etc.) formează forma corpului. Prin urmare, inductorii plate sunt utilizați pentru încălzirea corpurilor plate, tăblițele cilindrice sunt inductori cilindrici (solenoizi). În general, ele pot avea o formă complexă, datorită necesității de a concentra energia electromagnetică în direcția dorită.
O caracteristică a intrării energiei inductive este posibilitatea de reglare a aranjamentului spațial al zonei de curgere a curentului turbionar. În primul rând, curenții turbionari curg în zona acoperită de inductor. Numai acea parte a corpului care este în cuplaj magnetic cu inductorul este încălzită, indiferent de dimensiunile totale ale corpului. În al doilea rând, adâncimea zonei de circulație a curenților turbionari și, în consecință, a zonei de eliberare a energiei depinde, în plus față de alți factori, de frecvența curentului inductor (crește la frecvențe joase și scade cu frecvență în creștere). Eficiența transferului de energie de la inductor la curentul încălzit depinde de decalajul dintre ele și crește atunci când scade.
Încălzire prin inducție este utilizat pentru durificarea suprafeței pieselor din oțel, prin încălzire prin deformare plastică (forjare, ștanțare, presare și așa mai departe. D.), Fier de topire, tratament termic (recoacere, temperare, normalizare, călire), sudare, sudare, metale brazare.
Incalzirea indirectă prin inducție este utilizată pentru încălzirea echipamentului tehnologic (conducte, rezervoare etc.), medii lichide de încălzire, straturi de uscare, materiale (de exemplu, lemn). Parametrul cel mai important al instalațiilor de încălzire cu inducție este frecvența. Pentru fiecare proces (întărirea suprafeței, prin încălzire) există o gamă optimă de frecvențe care oferă cele mai bune indicatori tehnologici și economici. Frecvențele de la 50 Hz la 5 MHz sunt utilizate pentru încălzirea prin inducție.
Avantajele încălzirii prin inducție
1) Transmiterea energiei electrice direct la corpul încălzit permite încălzirea directă a materialelor conductorului. În același timp, viteza de încălzire este crescută în comparație cu operațiunea indirectă în care produsul se încălzește numai de pe suprafață.
2) Transferul energiei electrice direct în corpul încălzit nu necesită dispozitive de contact. Este convenabil în condițiile producției automate de flux, folosind mijloace de vid și de protecție.
3) Datorită fenomenului efectului de suprafață, puterea maximă este eliberată în stratul de suprafață al articolului încălzit. Prin urmare, încălzirea prin inducție în timpul răcirii asigură o încălzire rapidă a stratului de suprafață al articolului. Acest lucru face posibilă obținerea unei durități ridicate a suprafeței piesei de prelucrat cu un mijloc relativ vâscos. Procesul de întărire a inducției de suprafață este mai rapid și mai economic decât alte metode de întărire a suprafeței produsului.
4) Încălzirea inductivă în majoritatea cazurilor permite creșterea productivității și îmbunătățirea condițiilor de lucru.
Inducție Cuptoare de topire
Un cuptor sau dispozitiv de inducție poate fi considerat un fel de transformator, în care bobina primară (inductor) este conectată la o sursă de curent alternativ, iar înfășurarea secundară este un corp autoîncălzit.
cuptoare de topire cu inducție de flux de lucru de mișcare tipic electrodinamic și termică a metalului lichid în baie sau creuzet, care ar produce o compoziție uniformă și o temperatură de metal uniformă pe întreg volumul său precum și fumul de metal de mici dimensiuni (de mai multe ori mai mici decât în cuptoarele cu arc electric).
Cuptoarele de topire cu inducție sunt utilizate la fabricarea turnării, inclusiv a formei, din oțel, fontă, metale neferoase și aliaje.
Cuptoarele de topire cu inducție pot fi împărțite în cuptoare de canal cu cuptoare cu frecvență industrială și cu creuzet de frecvență industrială, medie și înaltă.
Cuptorul cu conducta de inducție este un transformator, de obicei o frecvență industrială (50 Hz). Bobina secundară a transformatorului este o întoarcere de la metalul topit. Metalul este închis în canalul inelar refractar. Fluxul magnetic principal induce în metalul canal EMF, EMF generează un curent, curentul încălzește metalul, prin urmare cuptorul cu canal de inducție este similar cu un transformator care funcționează în modul de scurtcircuit. Inductorii cuptoarelor cu canal sunt realizați dintr-un tub longitudinal de cupru, au răcire cu apă, partea canalului din piatră de vatră este răcită de la ventilator sau de la sistemul de aer centralizat.
Cuptoarele cu conducte de inducție sunt proiectate pentru o funcționare continuă, cu tranziții rare de la o clasă de metal la alta. Cuptoarele cu canale de inducție sunt utilizate în principal pentru topirea aluminiului și a aliajelor sale, precum și a cuprului și a unor aliaje ale acestuia. Alte serii de cuptoare sunt specializate ca agitatoare pentru îmbătrânirea și supraîncălzirea fierului lichid, a metalelor neferoase și a aliajelor înainte de turnarea în matrițe.
Lucrarea cuptorului cu creuzet de inducție se bazează pe absorbția energiei electromagnetice a cuștii conductoare. Cusca este plasată într-o bobină cilindrică - inductor. Din punct de vedere electric, cuptorul cu creuzet de inducție este un transformator de aer cu scurtcircuit, a cărui înfășurare secundară este o cușcă conductoare.
Inducerea cuptor cu creuzet este utilizat în principal pentru turnarea de turnare a metalului în topirea într-un mod discontinuu și indiferent de modul de operare - pentru topirea anumitor aliaje, cum ar fi de bronz, care afectează în mod negativ cuptoarele căptușeală canal.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: