Домашна индукционна фурна. Топене на метал у дома в индукционна електрическа пещ

У дома

кладенци

Индукционните нагреватели могат да бъдат разделени на промишлени и домакински. Един от основните начини за генериране на топлина за топене на метал в металургичната индустрия са индукционните пещи. Устройствата, работещи на индукционния принцип, са сложно електрическо оборудване и се продават в широк диапазон.

Технологията на индукция е в основата на такива устройства от нашето ежедневие като микровълнови фурни, електрически фурни, индукционни готварски печки, бойлери за гореща вода, фурни на отоплителната система. Готварските печки с индукционен принцип на работа са удобни, практични и икономични, но изискват използването на специални прибори.

Най-често срещаните печки в ежедневието са тези с индукционен принцип на работа за отопление на помещения. Опции за такова отопление са котелни инсталации или автономни блокове. Малките индукционни пещи за топене на метал са незаменими в бижутерията и малките работилници.

Предимства на топенето

Индукционното нагряване е директно, безконтактно и принципът му позволява използването на генерираната топлина с максимална ефективност. Коефициентът на производителност (COP) при използване на този метод клони към 90%. По време на процеса на топене се наблюдава термично и електродинамично движение на течния метал, което допринася за еднаква температура в целия обем на хомогенния материал.

Технологичният потенциал на такива устройства създава ползи:

производителност - веднага след включване, можете да използвате;
висока скорост на процеса на топене;
възможността за регулиране на температурата на стопилката;
зона и фокусирана ориентация на енергията;
хомогенност на разтопения метал;
липса на отпадъци от легиращи елементи;
екологична чистота и безопасност.

Предимства за отопление

Схема

Майстор, който може да чете електрически вериги, е доста способен да направи отоплителна пещ или индукционна пещ за топене със собствените си ръце. Възможността за инсталиране на домашно направена единица, всеки майстор трябва да определи за себе си. Необходимо е също така добре да се осъзнае потенциалната опасност от неграмотно изпълнени такива структури.

За да създадете работеща пещ без готова верига, трябва да имате разбиране на основите на физикатаиндукционно нагряване. Без определени познания не е възможно да се проектира и монтира такъв електрически уред. Дизайнът на устройството се състои от разработка, проектиране, диаграмиране.

За онези разумни собственици, които се нуждаят от безопасна индукционна пещ, схемата е особено важна, тъй като съчетава всички постижения на домашен майстор. Такива популярни устройства като индукционни пещи имат различни схеми за сглобяване, където майсторите имат избор:

капацитет на пещта;
работна честота;
метод на подплата.

Характеристики

Когато създавате индукционна пещ за топене със собствените си ръце, трябва да вземете предвид определени спецификации, влияещи върху скоростта на топене на метала:

мощност на генератора;
честота на импулса;
загуби от вихров ток;
загуби от хистерезис;
скорост на топлопреминаване (охлаждане).

Принцип на действие

Основата на работата на индукционната пещ е получаването на топлина от генерираната електрическа енергия променливо електромагнитно поле(EMF) индуктор (индуктор). Тоест, електромагнитната енергия се превръща във вихрова електрическа енергия, а след това в топлинна енергия.

Затворените вътре тела (вихрови токове) излъчват топлинна енергия, която нагрява метала отвътре. Многоетапното преобразуване на енергия не намалява ефективността на пещта. Поради простия принцип на работа и възможността за самостоятелно сглобяване според схемите, рентабилността от използването на такива устройства се увеличава.

Тези ефективни устройства в опростен вариант и с намалени размери работят от стандартна 220V мрежа, но е необходим токоизправител. В такива устройства могат да се нагряват и топят само електропроводими материали.

Дизайн

Индукционното устройство е вид трансформатор, в който се захранва AC индуктор - първична намотка, нагрятото тяло е вторичната намотка.

Най-простият нискочестотен нагревателен индуктор може да се счита за изолиран проводник (права сърцевина или спирала), разположен на повърхността или вътре в метална тръба.

Основните възли на устройството, работещи на принципа на индукцията, разгледайте:

Мощността от генератора изстрелва мощни токове с различни честоти в индуктора, което създава електромагнитно поле. Това поле е източник на вихрови токове, които се абсорбират от метала и го разтопяват.

Отоплителна система

При инсталиране на домашно приготвени индукционни нагреватели в отоплителната система, майсторите често използват евтини модели заваръчни инвертори (DC-to-AC преобразуватели). Следователно консумацията на енергия на инвертора е голяма за непрекъсната работа на такива системи е необходим кабел с напречно сечение 4–6 mm2вместо обичайните 2,5 mm2.

Такива отоплителни системи трябва да бъдат затворени и контролирани автоматично. Също така, за безопасността на работата, е необходима помпа за принудителна циркулация на охлаждащата течност, устройства за отстраняване на въздух, който е влязъл в системата, и манометър. Нагревателят трябва да е на разстояние най-малко 1 м от тавана и пода и най-малко 30 см от стените и мебелите.

Генератор

Индукторите се захранват от индустриалната настройка на честотата от 50 Hz в завода. А от генератори и преобразуватели на високи, средни и ниски честоти (индивидуални захранвания) индуктивностите работят в ежедневието. Най-ефективното участие в сглобяването на високочестотни генератори. В индукционни мини-пещи могат да се използват токове с различни честоти.

Алтернаторът не трябва да произвежда твърд токов спектър. Според една от най-популярните схеми за сглобяване на индукционни пещи у дома се препоръчва честота на генератора от 27,12 MHz. Един от тези генератори е сглобен от части:

4 тетрода (електронни лампи) с висока мощност (марка 6p3s), с паралелно свързване;
1 неонов допълнителен - индикатор за готовност на устройството за работа.

Индуктор

Различни модификации на индуктора могат да бъдат представени под формата на трилистник, фигура осем и други опции. Центърът на възела е електропроводима графитна или метална заготовка, около която е навит проводникът.

Добър до високи температури нагрети графитни четки(топилни пещи) и нихромова спирала (нагревател). Най-лесният начин е да направите индуктор под формата на спирала, чийто вътрешен диаметър е 80–150 mm. Материалът за нагревателната змия на проводника също често е медна тръба или PEV 0,8 тел.

Броят на завъртанията на нагревателната намотка трябва да бъде най-малко 8-10. Необходимото разстояние между завоите е 5–7 mm, а диаметърът на медната тръба обикновено е 10 mm. Минималното разстояние между индуктора и другите части на устройството трябва да бъде най-малко 50 mm.

Видове

Разграничаване видове индукционни пещинаправи го сам:

канал - разтопеният метал се намира в улея около сърцевината на индуктора;
тигел - металът е в подвижен тигел вътре в индуктора.

В големите индустрии каналните пещи работят от индустриални честотни устройства, а тигелните пещи работят на промишлени, средни и високи честоти. В металургичната промишленост пещите тип тигел се използват за топене:

излято желязо;
да стане;
медни;
магнезий;
алуминий;
скъпоценни метали.

Каналният тип индукционни пещи се използва за топене:

излято желязо;
различни цветни метали и техните сплави.

канален

Индукционната пещ от канален тип трябва да има по време на нагряването си, проводящо тялов зоната на разсейване на топлината. По време на първоначалното пускане на такава пещ разтопен метал се излива в зоната на топене или се вкарва подготвен метален шаблон. След приключване на топенето на метала суровините не се източват напълно, оставяйки "блато" за следващото топене.

Тигел

Тигелните индукционни пещи са най-популярни сред занаятчиите, защото са лесни за изпълнение. Тигелът е специален подвижен контейнер, поставен в индуктор заедно с метал за последващо нагряване или топене. Тигелът може да бъде изработен от керамика, стомана, графит и много други материали. Различава се от типа на канала по липсата на ядро.

Охлаждане

Повишава ефективността на топилната пещ в индустриални среди и при охлаждане на малки сглобяеми домакински уреди. В случай на кратка работа и ниска мощност на домашно направено устройство, можете да направите без тази функция.

Не е възможно домашен майстор сам да изпълни задачата за охлаждане. Шпага върху медможе да доведе до загуба на работоспособност на устройството, следователно ще е необходима редовна подмяна на индуктора.

В промишлени условия се използва водно охлаждане с помощта на антифриз, а също и комбинирано с въздух. Принудителното въздушно охлаждане в домашните домакински уреди е неприемливо, тъй като вентилаторът може да издърпа ЕМП върху себе си, което ще доведе до прегряване на корпуса на вентилатора и намаляване на ефективността на пещта.

Безопасност

Когато работите с фурната, пазете се от термични изгарянияи вземете предвид високата опасност от пожар на устройството. Когато устройствата работят, те не трябва да се местят. Особено внимание трябва да се обърне при инсталиране на печки за отопление в жилищни помещения.

ЕМП влияе и загрява цялото околно пространство и тази характеристика е тясно свързана с мощността и честотата на излъчването на устройството. Мощните промишлени устройства могат да засегнат близките метални части, тъканите на хората и предметите в джобовете на дрехите.

Необходимо е да се вземе предвид възможното въздействие на такива устройства по време на работа върху хора с имплантирани пейсмейкъри. Когато купувате устройства с индукционен принцип на работа, трябва внимателно да прочетете инструкциите за експлоатация.

За топене на метал в малък мащаб понякога е необходимо някакво устройство. Това е особено остро в цеха или в малкото производство. Най-ефективната в момента е пещ за топене на метал с електрически нагревател, а именно индукционен. Поради особеността на структурата си, той може ефективно да се използва в ковачеството и да се превърне в незаменим инструмент в ковачницата.

Устройство за индукционна пещ

Фурната се състои от 3 елемента:

1. Електронно-електрическа част.
2. Индуктор и тигел.
3. индукторна охладителна система.

За да се сглоби работеща пещ за топене на метал, достатъчно е да се сглоби работеща електрическа верига и индукторна охладителна система. Най-лесният вариант за топене на метал е показан във видеото по-долу. Топенето се извършва в противоелектромагнитното поле на индуктора, което взаимодейства с индуцираните електровихрови токове в метала, което задържа парче алуминий в пространството на индуктора.

За ефективно топене на метала са необходими токове с голяма величина и висока честота от порядъка на 400-600 Hz. Напрежението от обикновен 220V домашен контакт има достатъчно данни за стопяване на метали. Необходимо е само да превърнете 50 Hz в 400-600 Hz.
Всяка схема за създаване на намотка на Tesla е подходяща за това. Харесаха ми следните 2 схеми на лампата GU 80, GU 81 (M). И захранване на лампата с ILO трансформатор от микровълнова печка.

Тези вериги са предназначени за намотка на Tesla, но индукционната пещ е отлична от тях; вместо вторичната намотка L2, достатъчно е да поставите парче желязо във вътрешността на първичната намотка L1.

Първичната намотка L1 или индукторът се състои от медна тръба, навита на 5-6 оборота, в краищата на която се нарязва резба за свързване на охладителната система. За левитационно топене последният завой трябва да се направи в обратна посока.
Кондензатор C2 на първата верига и идентичен с него на втората задава честотата на генератора. При стойност от 1000 pF честотата е около 400 kHz. Този кондензатор трябва да бъде високочестотен керамичен и предназначен за високо напрежение от порядъка на 10 kV (KVI-2, KVI-3, K15U-1), други видове не са подходящи! По-добре да сложите K15U. Можете да свържете кондензатори паралелно. Също така си струва да вземете предвид мощността, за която са предназначени кондензаторите (това е написано на корпуса), вземете го с марж. другите два кондензатора KVI-3 и KVI-2 се нагряват при продължителна работа. Всички останали кондензатори също са взети от серията KVI-2, KVI-3, K15U-1, само капацитетът се променя в характеристиките на кондензаторите.
Ето схема на това как трябва да изглежда. Оформени 3 блока.

Охладителната система е направена от помпа с дебит 60 л/мин, радиатор от всяка кола ВАЗ, а пред радиатора поставих обикновен вентилатор за домашно охлаждане.

Индукционната топилна пещ се използва за топене на метали и сплави през последните няколко десетилетия. Устройството намира широко приложение в металургията и инженерството, както и в бижутерията. Ако желаете, проста версия на това оборудване може да бъде направена на ръка. Помислете за принципа на работа и характеристиките на използването на индукционна пещ по-подробно.

Принцип на индукционно нагряване

За да премине металът от едно агрегатно състояние в друго, е необходимо да се нагрее до достатъчно висока температура. Освен това всеки метал и сплав имат своя собствена точка на топене, която зависи от химичния състав и други фактори. Индукционната топилна пещ провежда нагряване на материала отвътре чрез създаване на вихрови токове, които преминават през кристалната решетка. Разглежданият процес е свързан с явлението резонанс, което причинява увеличаване на силата на вихровите токове.

Принципът на работа на устройството има следните характеристики:

Пространството, което се образува вътре в намотката, служи за настаняване на детайла. Възможно е да се използва този метод на отопление в промишлени условия само ако се създаде голямо устройство, в което ще бъде възможно да се постави заряд с различни размери.
Инсталираната намотка може да има различна форма, например осмица, но най-често срещаната е спиралата. Трябва да се има предвид, че формата на намотката се избира в зависимост от характеристиките на детайла, подложен на нагряване.

За да създаде променливо магнитно поле, устройството е свързано към битова захранваща мрежа. За подобряване качеството на получената сплав с висока течливост се използват високочестотни генератори.

Устройството и приложението на индукционната пещ

Ако желаете, можете да създадете индукционна пещ за топене на метал от импровизирани материали. Класическият дизайн има три блока:

Генератор, който създава високочестотен променлив тип ток. Той е този, който създава електрически ток, който се превръща в магнитно поле, преминаващо през материала и ускоряващо движението на частиците. Поради това настъпва преходът на метала или сплавите от твърдо състояние в течно състояние.
Индукторът е отговорен за създаването на магнитно поле, което нагрява метала.
Тигелът е предназначен да стопи материала. Той е поставен в индуктор, а намотката е свързана към източници на ток.

Процесът на преобразуване на електрически ток в магнитно поле се използва днес в голямо разнообразие от индустрии.

Основните предимства на индуктора включват следните точки:

Съвременното устройство е способно да насочва магнитно поле, като по този начин повишава ефективността. С други думи, зарядът се нагрява, а не устройството.
Поради равномерното разпределение на магнитното поле, детайлът се нагрява равномерно. В този случай се изразходва малко време от момента на включване на устройството до топенето на заряда.
Еднородността на получената сплав, както и нейното високо качество.
При нагряване и топене на метала не се образуват изпарения.
Самата инсталация е безопасна за използване, не предизвиква образуване на токсични вещества.

Просто има огромен брой различни версии на домашно приготвени индукционни пещи, всяка със своите специфични характеристики.

Видове индукционни пещи

Като се има предвид класификацията на устройствата, ние отбелязваме, че нагряването на детайлите може да се извърши както вътре, така и извън намотката. Ето защо има два вида индукционни пещи:

канал. Този вид устройство има малки канали, които са разположени около индуктора. За генериране на променливо магнитно поле вътре е разположено ядро.
Тигел. Този дизайн се характеризира с наличието на специален контейнер, който се нарича тигел. Изработен е от огнеупорен метал с висока точка на топене.

Важно е каналните индукционни пещи да имат големи габаритни размери и да са предназначени за промишлено топене на метал. Благодарение на непрекъснатия процес на топене може да се получи голям обем разтопен метал. Каналните индукционни пещи се използват за топене на алуминий и чугун, както и на други цветни сплави.
Тигелните индукционни пещи се характеризират с относително малки размери. В повечето случаи този вид устройство се използва в бижута, както и при топене на метал у дома.
Създавайки пещ със собствените си ръце, можете да регулирате мощността, за която се променя броят на завоите. Трябва да се има предвид, че с увеличаване на мощността на устройството е необходима по-вместима батерия, тъй като индикаторът за консумация на енергия се увеличава. За да се намали температурата на основните конструктивни елементи, е монтиран вентилатор. При продължителна работа на пещта основните й елементи могат да се нагреят значително, което трябва да се има предвид.
Индукционните пещи с лампи също са широко използвани. Подобен дизайн може да бъде направен самостоятелно. Процесът на сглобяване има следните характеристики:
За създаване на индуктор се използва медна тръба, за която се огъва в спирала. Краищата също трябва да са големи, което е необходимо за свързване на устройството към източник на ток.
Индукторът трябва да бъде поставен в корпуса. Изработен е от топлоустойчив материал, който може да отразява топлината.
Ламповите каскади са свързани по схемата с кондензатори и дросели.
Свързана е неонова индикаторна лампа. Той е включен във веригата, за да покаже, че устройството е готово за работа.
Към системата е свързан настройващ кондензатор с променлив капацитет.

Важен момент е как системата може да се охлади. По време на работа на почти всички индукционни пещи, основните конструктивни елементи могат да се нагреят до високи температури. Промишленото оборудване има система за принудително охлаждане, която работи с вода или антифриз. За да създадете дизайн за водно охлаждане със собствените си ръце, са необходими доста пари.
У дома е инсталирана система за въздушно охлаждане. За това са инсталирани вентилатори. Те трябва да бъдат разположени така, че да осигуряват непрекъснат поток от студен въздух към основните елементи на конструкцията на пещта.

Най-съвършеният вид отопление е този, при който топлината се създава директно в нагрятото тяло. Този метод на нагряване се осъществява много добре чрез преминаване на електрически ток през тялото. Въпреки това, директно - включването на нагрето тяло в електрическа верига не винаги е възможно по технически и практически причини.

В тези случаи идеалният тип отопление може да се постигне чрез използване на индукционно нагряване, при което топлината се създава и в самото нагрявано тяло, което елиминира ненужната, обикновено голяма консумация на енергия в стените на пещта или в други нагревателни елементи. Следователно, въпреки относително ниската ефективност при генериране на високо и високочестотни токове, общата ефективност на индукционното нагряване често е по-висока от.

Индукционният метод също така позволява бързо нагряване на неметални тела равномерно по цялата им дебелина. Лошата топлопроводимост на такива тела изключва възможността за бързо нагряване на вътрешните им слоеве по обичайния начин, т.е. чрез подаване на топлина отвън. При индукционния метод топлината се генерира по един и същи начин както във външните слоеве, така и във вътрешните, като дори може да има опасност от прегряване на последните, ако не се направи необходимата топлоизолация на външните слоеве.

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

Характеристиките и добре познатите предимства на индукционното отопление създадоха широк спектър от приложения в много индустрии. Освен това ви позволява да създавате нови видове структури, които изобщо не са осъществими с помощта на конвенционални методи за топлинна обработка.

физически процес

В индукционните пещи и устройства топлината в електропроводимо нагрето тяло се отделя от токове, индуцирани в него от променливо електромагнитно поле. По този начин тук се извършва директно отопление.

Индукционното нагряване на метали се основава на два физични закона: и закона на Джоул-Ленц. В тях се поставят метални тела (заготовки, части и др.), което възбужда в тях вихър. ЕДС на индукцията се определя от скоростта на изменение на магнитния поток. Под действието на индукционната ЕМП в телата протичат вихрови токове (затворени вътре в телата), отделяйки топлина. Това ЕМП създава в метала, топлинната енергия, освободена от тези токове, е причина за нагряването на метала. Индукционното нагряване е директно и безконтактно. Позволява ви да достигнете температура, достатъчна за разтопяване на най-огнеупорните метали и сплави.

Интензивното индукционно нагряване е възможно само в електромагнитни полета с висока интензивност и честота, които се създават от специални устройства - индуктори. Индукторите се захранват от мрежа 50 Hz (инсталации с честота на захранване) или от индивидуални източници на енергия - генератори и средно- и високочестотни преобразуватели.

Най-простият индуктор на нискочестотните индиректни индукционни нагревателни устройства е изолиран проводник (опънат или намотан), поставен вътре в метална тръба или насложен върху нейната повърхност. Когато токът протича през проводника-индуктор, в тръбата се индуцират нагревателни тръби. Топлината от тръбата (може да бъде и тигел, съд) се прехвърля към нагрятата среда (вода, протичаща през тръбата, въздух и др.).

Индукционно нагряване и втвърдяване на метали

Най-широко използваното директно индукционно нагряване на метали при средни и високи честоти. За това се използват специални индуктори. Индукторът излъчва , който пада върху нагрятото тяло и се разпада в него. Енергията на погълнатата вълна се преобразува в тялото в топлина. Ефективността на нагряване е толкова по-висока, колкото по-близо е видът на излъчваната електромагнитна вълна (плоска, цилиндрична и др.) до формата на тялото. Следователно плоските индуктори се използват за нагряване на плоски тела, цилиндрични заготовки - цилиндрични (соленоидни) индуктори. В общия случай те могат да имат сложна форма, поради необходимостта от концентриране на електромагнитната енергия в правилната посока.

Характеристика на индукционната енергия е възможността за контролиране на пространственото разположение на зоната на потока.

Първо, вихровите токове протичат в областта, покрита от индуктора. Нагрява се само тази част от тялото, която е в магнитна връзка с индуктора, независимо от габаритните размери на тялото.

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

Ефективността на преноса на енергия от индуктора към нагрятия ток зависи от размера на пролуката между тях и се увеличава с неговото намаляване.

Индукционното нагряване се използва за повърхностно втвърдяване на стоманени изделия, чрез нагряване за пластична деформация (коваване, щамповане, пресоване и др.), топене на метали, термична обработка (отгряване, закаляване, нормализиране, закаляване), заваряване, наваряване, запояване на метали .

Индиректното индукционно нагряване се използва за нагряване на технологично оборудване (тръбопроводи, резервоари и др.), нагряване на течни среди, сушене на покрития, материали (например дърво). Най-важният параметър на индукционните отоплителни инсталации е честотата. За всеки процес (повърхностно втвърдяване, чрез нагряване) има оптимален честотен диапазон, който осигурява най-доброто технологично и икономическо представяне. За индукционно нагряване се използват честоти от 50 Hz до 5 MHz.

Предимства на индукционното отопление

1) Прехвърлянето на електрическа енергия директно в нагрятото тяло позволява директно нагряване на проводящите материали. Това увеличава скоростта на нагряване в сравнение с индиректните инсталации, при които продуктът се нагрява само от повърхността.

2) Прехвърлянето на електрическа енергия директно в нагрятото тяло не изисква контактни устройства. Това е удобно в условия на автоматизирано поточно производство, при използване на вакуумно и защитно оборудване.

3) Поради феномена на повърхностния ефект, максималната мощност се освобождава в повърхностния слой на нагрятия продукт. Следователно индукционното нагряване по време на втвърдяване осигурява бързо нагряване на повърхностния слой на продукта. Това дава възможност да се получи висока повърхностна твърдост на детайла с относително вискозна среда. Процесът на повърхностно индукционно втвърдяване е по-бърз и по-икономичен от другите методи за повърхностно втвърдяване на продукта.

4) Индукционното нагряване в повечето случаи може да увеличи производителността и да подобри условията на работа.

Индукционни топилни пещи

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

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

Индукционните пещи за топене се използват при производството на отливки, включително профилни, от стомана, чугун, цветни метали и сплави.

Индукционните пещи за топене могат да бъдат разделени на индустриални честотни канални пещи и индустриални, средно и високочестотни тигелни пещи.

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

Основният магнитен поток индуцира EMF в метала на канала, EMF създава ток, токът нагрява метала, следователно, индукционната канална пещ е подобна на трансформатор, работещ в режим на късо съединение.

Индукторите на каналните пещи са изработени от надлъжна медна тръба, тя е с водно охлаждане, каналната част на огнището се охлажда от вентилатор или от централизирана въздушна система.

Индукционните канални пещи са предназначени за непрекъсната работа с редки преходи от един метален клас към друг. Индукционните канални пещи се използват главно за топене на алуминий и неговите сплави, както и на мед и някои от неговите сплави. Други серии пещи са специализирани като смесители за задържане и прегряване на течно желязо, цветни метали и сплави преди изливане във форми.

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

Индукционните тигелни пещи се използват главно за топене на метали за фасонни отливки по време на партидна работа, а също и, независимо от режима на работа, за топене на някои сплави, като бронз, които влияят неблагоприятно на облицовката на каналните пещи.

Много хора смятат, че процесът на топене на метал изисква огромни съоръжения, на практика фабрики с голям брой служители. Но има и такава професия като бижутер и метали като злато, сребро, платина и други, използвани за направата на деликатни и изящни бижута, някои от които с право се считат за истински произведения на изкуството. Цех за бижута е предприятие, което не толерира прекомерен мащаб. И процесът на топене в тях е просто необходим. Ето защо тук е необходима индукционна пещ за топене на метал. Не е голям, много ефективен и лесен за работа.

Принципът на работа на индукционна пещ е прекрасен пример за това как се използва нежелано явление с повишена ефективност. Така наречените вихрови токове на Фуко, които обикновено пречат на всякакъв вид електротехника, тук са само насочени към положителен резултат.

За да започне металната конструкция да се нагрява и след това да се стопи, тя трябва да бъде поставена под същите тези токове на Фуко и те се образуват в индукционна намотка, която като цяло е пещ.

Просто казано, всеки знае, че по време на работа всеки електрически уред започва да се нагрява. Индукционната пещ за топене на метал се възползва напълно от този иначе нежелан ефект.

Предимства пред други видове топилни пещи

Индукционните пещи не са единственото изобретение, използвано за топене на метали. Известни са и мартенови, доменни пещи и други видове. Въпреки това, пещта, която разглеждаме, има редица неоспорими предимства пред всички останали.

Индукционните фурни могат да бъдат доста компактни и тяхното поставяне няма да причини никакви затруднения.
Висока скорост на топене. Ако други пещи за топене на метал изискват няколко часа само за загряване, индукцията се справя с това няколко пъти по-бързо.
Ефективността е малко по-малко от 100%.
Според чистотата на стопилката индукционната пещ уверено заема първо място. При други устройства детайлът, подготвен за стопилката, е в пряк контакт с нагревателния елемент, което често води до замърсяване. Токовете на Фуко загряват детайла отвътре, засягайки молекулярната структура на метала и в него не попадат странични елементи.

Последното предимство е от съществено значение в бижутата, където честотата на материала повишава неговата стойност и уникалност.

Поставяне на пещта

Компактна индукционна пещ, в зависимост от размера, може да бъде подова и настолна. Който и вариант да изберете, има няколко основни правила за избор къде да го поставите.

Въпреки лекотата на боравене с фурната, тя все още е електрически уред, който изисква мерки за безопасност. И първото нещо, което трябва да имате предвид по време на монтажа, е наличието на правилния източник на захранване, съответстващ на модела на устройството.
Възможността за извършване на висококачествено заземяване.
Осигуряване на инсталация с водоснабдяване.
Настолните фурни изискват стабилна основа.
Но най-важното е, че нищо не трябва да пречи на работата. Дори стопилката да не е твърде голяма по обем и маса, нейната температура е повече от 1000 градуса и случайното изпръскване от матрицата означава нанасяне на много тежки наранявания както на себе си, така и на това, което е наблизо.

Няма какво да се каже за факта, че в близост до работеща индукционна пещ не трябва да има никакви запалими и още повече експлозивни материали. Но противопожарен щит на пешеходно разстояние е абсолютно необходим.

Видове индукционни пещи

Два вида индукционни пещи са широко използвани: канални и тигелни. Различават се само по начина на работа. Във всички други отношения, включително предимствата, такива пещи за топене са много сходни. Нека разгледаме всяка опция поотделно:

Канална фурна. Основното предимство на този тип е непрекъснат цикъл. Можете да заредите нова порция суровини и да разтоварите вече разтопен метал директно по време на нагряване. Единствената трудност може да възникне при стартиране. Каналът, през който течният метал ще бъде отстранен от пещта, трябва да бъде запълнен.
Тигелна пещ. За разлика от първия вариант, всяка част от метала ще трябва да се зарежда отделно. Това е въпросът. Суровината се поставя в топлоустойчив тигел и се поставя вътре в индуктора. След като металът се разтопи, той се източва от тигела и едва след това се зарежда следващата порция. Такава пещ е идеална за малки работилници, където не се изискват големи маси от разтопени суровини.

Основното предимство и на двата варианта е скоростта на производство. Въпреки това тигелната пещ печели и тук. Освен това е напълно възможно да си го направите сами у дома.

Домашно приготвената индукционна пещ не съдържа никакви трудности, така че обикновен човек, който е поне малко запознат с електротехниката, не може да я сглоби. Той има само три основни блока:

Генератор.
Индуктор.
Тигел.

Индукторът е медна намотка, която можете да направите сами. Ще трябва да потърсите тигела или в съответните магазини, или да го вземете по друг начин. И като генератор може да се използва: заваръчен инвертор, лично сглобен транзистор или верига на лампата.

Индукционна пещ на заваръчен инвертор

Най-простият и най-широко използван вариант. Ще трябва да се положат усилия само за изграждането на индуктора. Взима се медна тънкостенна тръба с диаметър 8-10 см и се огъва според желания шаблон. Завоите трябва да бъдат разположени на разстояние 5-8 мм, а броят им зависи от характеристиките и диаметъра на инвертора. Индукторът е фиксиран в текстолитен или графитен корпус, а вътре в инсталацията е поставен тигел.

транзисторна индукционна пещ

В този случай ще трябва да работите не само с ръцете си, но и с главата си. И тичайте из магазините в търсене на необходимите резервни части. В крайна сметка ще ви трябват транзистори с различен капацитет, няколко диода, резистора, филмови кондензатори, два медни проводника с различна дебелина и няколко пръстена от дросели.

Преди монтажа трябва да се има предвид, че получената верига ще стане много гореща по време на работа. Следователно трябва да се използват доста големи радиатори.
Кондензаторите се събират паралелно в батерия.
На дроселните пръстени е навита медна тел с диаметър 1,2 мм. В зависимост от мощността, завоите трябва да бъдат от 7 до 15.
Върху цилиндричен предмет, подходящ по диаметър за размера на тигела, се навиват 7-8 навивки от медна тел с диаметър 2 мм. Краищата на проводника се оставят достатъчно дълги за свързване.
По специална схема всичко е монтирано на дъската.
Източникът на захранване може да бъде 12-волтова батерия.
Ако е необходимо, можете да направите текстолитен или графитен корпус.
Мощността на устройството се регулира чрез увеличаване или намаляване на завоите на намотката на индуктора.

Не е лесно да сглобите такова устройство сами. И можете да се заемете с тази работа само когато имате увереност в правилността на вашите действия.

Лампа индукционна фурна

За разлика от транзисторната, ламповата пещ ще се окаже много по-мощна, което означава, че ще трябва да бъдете по-внимателни както с нея, така и с веригата.

4 лъчеви лампи, свързани паралелно, ще генерират високочестотни токове.
Медната тел е огъната в спирала. Разстоянието между завоите е 5 mm или повече. Самите завои са с диаметър 8-16 см. Индукторът трябва да е с такъв размер, че тигелът да може лесно да се побере вътре.
Индукторът е поставен в корпус, изработен от непроводим материал (текстолит, графит).
Можете да поставите неонова индикаторна лампа върху кутията.
Можете също да включите кондензатор за настройка във веригата.

Производството на двете вериги изисква притежаването на известни знания, които могат да бъдат получени, но е по-добре, ако това направи истински специалист.

Охлаждане

Този въпрос е може би най-трудният от всички, които се поставят пред човек, който решава самостоятелно да сглоби топилна апаратура на основата на индукционния принцип. Факт е, че не се препоръчва да поставяте вентилатора директно близо до фурната. Металните и електрическите части на охладителя могат да повлияят неблагоприятно на работата на печката. Вентилаторът, разположен далеч, може да не осигури необходимото охлаждане, което ще доведе до прегряване.

Вторият вариант е да се извърши водно охлаждане. Въпреки това, не само е трудно да го изпълните у дома качествено и правилно, но и не е финансово изгодно. В този случай си струва да помислите: не би ли било по-икономично да закупите индустриална версия на индукционна пещ, произведена в завода, в съответствие с всички необходими технологии?

Мерки за безопасност при топене на метал в индукционна пещ

Няма нужда да разширяваме тази тема, тъй като почти всеки знае основните правила за безопасност. Необходимо е да се спрем само на онези въпроси, които са уникални за този тип оборудване.

Да започнем с личната безопасност. Когато работите с индукционна пещ, трябва да се разбере, че температурите тук са много високи и това е риск от изгаряния. Освен това устройството е електрическо и изисква повишено внимание.
Ако сте закупили готова фурна, трябва да обърнете внимание на радиуса на влияние на електромагнитното поле. В противен случай часовниците, телефоните, видеокамерите и други електронни джаджи може да започнат да се повредят или дори да се повредят.
Работното облекло трябва да се избира с неметални закопчалки. Тяхното присъствие, напротив, ще повлияе на работата на пещта.
Особено внимание в това отношение трябва да се обърне на фурната с лампа. Всички елементи с високо напрежение трябва да бъдат скрити в кутията.

Разбира се, такова оборудване е малко вероятно да ви бъде полезно в градски апартамент, но радиолюбителите, които непрекъснато се занимават с калайдисване и майстори на бижута, не могат без индукционна пещ. За тях това нещо е много полезно, може да се каже незаменимо, а как им помага в работата е по-добре да ги попитате сами.

Секции