domov
vodnjaki
Domača indukcijska pečica. Taljenje kovine doma v indukcijski električni peči

Domača indukcijska pečica. Taljenje kovine doma v indukcijski električni peči

Indukcijske grelnike lahko razdelimo na industrijske in gospodinjske. Eden od glavnih načinov pridobivanja toplote za taljenje kovin v metalurški industriji so indukcijske peči. Naprave, ki delujejo na principu indukcije, so kompleksna električna oprema in se prodajajo v širokem obsegu.

Indukcijska tehnologija je osnova takšnih naprav iz našega vsakdana, kot so mikrovalovne pečice, električne pečice, indukcijski štedilniki, toplovodni kotli, pečice ogrevalnih sistemov. Štedilniki z indukcijskim principom delovanja so priročni, praktični in ekonomični, vendar zahtevajo uporabo posebnih pripomočkov.

V vsakdanjem življenju so najpogostejše peči z indukcijskim principom delovanja za ogrevanje prostorov. Možnosti za takšno ogrevanje so kotlovnice ali avtonomne enote. Manjše indukcijske peči za taljenje kovin so nepogrešljive v nakitnih in manjših delavnicah.

Prednosti taljenja

Indukcijsko ogrevanje je direktno, brezkontaktno in njegov princip omogoča izrabo proizvedene toplote z največjim izkoristkom. Koeficient učinkovitosti (COP) pri uporabi te metode se nagiba k 90%. Med procesom taljenja pride do toplotnega in elektrodinamičnega gibanja tekoče kovine, ki prispeva k enakomerni temperaturi po vsej prostornini homogenega materiala.

Tehnološki potencial tovrstnih naprav ustvarja prednosti:

  • zmogljivost - takoj po vklopu lahko uporabite;
  • visoka hitrost procesa taljenja;
  • možnost prilagajanja temperature taline;
  • conska in fokusirana usmeritev energije;
  • homogenost staljene kovine;
  • pomanjkanje odpadkov iz legirnih elementov;
  • okoljska čistoča in varnost.

Prednosti ogrevanja

Shema

Obrtnik, ki zna brati električna vezja, je povsem sposoben izdelati grelno peč ali indukcijsko talilno peč z lastnimi rokami. Izvedljivost namestitve domače enote mora vsak mojster določiti sam. Prav tako se je treba dobro zavedati potencialne nevarnosti zaradi nepismeno izvedenih takšnih struktur.

Če želite ustvariti delujočo peč brez že pripravljenega vezja, morate imeti razumevanje osnov fizike indukcijsko ogrevanje. Brez določenega znanja takšnega električnega aparata ni mogoče načrtovati in montirati. Načrtovanje naprave je sestavljeno iz razvoja, načrtovanja, načrtovanja.

Za tiste razumne lastnike, ki potrebujejo varno indukcijsko peč, je shema še posebej pomembna, saj združuje vse dosežke domačega mojstra. Tako priljubljene naprave, kot so indukcijske peči, imajo različne montažne sheme, kjer imajo obrtniki izbiro:

  • zmogljivost peči;
  • delovna frekvenca;
  • metoda obloge.

Značilnosti

Pri ustvarjanju indukcijske talilne peči z lastnimi rokami morate upoštevati določene specifikacije, ki vplivajo na hitrost taljenja kovine:

  • moč generatorja;
  • frekvenca impulza;
  • izgube zaradi vrtinčnih tokov;
  • histerezne izgube;
  • hitrost prenosa toplote (hlajenje).

Načelo delovanja

Osnova delovanja indukcijske peči je pridobivanje toplote iz proizvedene električne energije izmenično elektromagnetno polje(EMF) induktor (induktor). To pomeni, da se elektromagnetna energija pretvori v vrtinčno električno energijo in nato v toplotno energijo.

Zaprta telesa (vrtinčni tokovi) oddajajo toplotno energijo, ki segreje kovino od znotraj. Večstopenjska pretvorba energije ne zmanjša učinkovitosti peči. Zaradi preprostega načela delovanja in možnosti samomontaže po shemah se donosnost uporabe takšnih naprav poveča.

Te učinkovite naprave v poenostavljeni izvedbi in pomanjšanih dimenzij delujejo iz standardnega omrežja 220V, vendar je potreben usmernik. V takšnih napravah se lahko segrevajo in talijo samo električno prevodni materiali.

Oblikovanje

Indukcijska naprava je neke vrste transformator, v katerem je izmenični tok induktor - primarno navitje, ogrevano telo je sekundarno navitje.

Najpreprostejši nizkofrekvenčni grelni induktor se lahko šteje za izoliran prevodnik (ravno jedro ali spirala), ki se nahaja na površini ali znotraj kovinske cevi.

Glavna vozlišča naprave, ki deluje na principu indukcije, upoštevajte:

Moč iz generatorja sproži močne tokove različnih frekvenc v induktor, ki ustvarja elektromagnetno polje. To polje je vir vrtinčnih tokov, ki jih absorbira kovina in jo stopi.

Sistem ogrevanja

Pri vgradnji domačih indukcijskih grelnikov v ogrevalni sistem mojstri pogosto uporabljajo poceni modele varilnih pretvornikov (pretvorniki DC-AC). Poraba energije razsmernika je torej velika za neprekinjeno delovanje tovrstnih sistemov potreben je kabel s presekom 4–6 mm2 namesto običajnih 2,5 mm2.

Takšni ogrevalni sistemi morajo biti zaprti in avtomatsko krmiljeni. Tudi za varnost dela je potrebna črpalka za prisilno kroženje hladilne tekočine, naprave za odstranjevanje zraka, ki je vstopil v sistem, in manometer. Grelec mora biti od stropa in tal oddaljen najmanj 1 m, od sten in pohištva pa najmanj 30 cm.

Generator

Induktorji se napajajo iz industrijske frekvence, ki je tovarniško nastavljena na 50 Hz. In od generatorjev in pretvornikov visokih, srednjih in nizkih frekvenc (posamezni napajalniki) induktorji delujejo v vsakdanjem življenju. Najbolj učinkovito sodelovanje pri montaži visokofrekvenčnih generatorjev. V indukcijskih mini pečeh se lahko uporabljajo tokovi različnih frekvenc.

Alternator ne sme proizvajati močnega tokovnega spektra. V skladu z eno izmed najbolj priljubljenih shem za sestavljanje indukcijskih peči doma je priporočljiva frekvenca generatorja 27,12 MHz. Eden od teh generatorjev je sestavljen iz delov:

  • 4 tetrode (elektronske cevi) velike moči (znamka 6p3s), z vzporedno povezavo;
  • 1 dodatni neon - indikator pripravljenosti naprave za delo.

Induktor

Različne modifikacije induktorja so lahko predstavljene v obliki trolistnika, osmice in drugih možnosti. Središče vozlišča je električno prevoden grafitni ali kovinski surovec, okoli katerega je navit prevodnik.

Dobro prenaša visoke temperature ogrevane grafitne ščetke(talilne peči) in nichrome spiralo (grelec). Najlažji način je izdelava induktorja v obliki spirale, katerega notranji premer je 80–150 mm. Material za grelno kačo vodnika je pogosto tudi bakrena cev ali žica PEV 0,8.

Število obratov grelne tuljave mora biti vsaj 8-10. Zahtevana razdalja med zavoji je 5–7 mm, premer bakrene cevi pa je običajno 10 mm. Najmanjši razmik med induktorjem in drugimi deli naprave mora biti najmanj 50 mm.

Vrste

Razlikovati vrste indukcijskih peči naredi sam:

  • kanal - staljena kovina se nahaja v žlebu okoli jedra induktorja;
  • lonček - kovina je v odstranljivem lončku znotraj induktorja.

V velikih industrijah kanalske peči delujejo iz industrijskih frekvenčnih naprav, peči z lončkom pa na industrijskih, srednjih in visokih frekvencah. V metalurški industriji se za taljenje uporabljajo peči tipa lončka:

  • lito železo;
  • postati;
  • baker;
  • magnezij;
  • aluminij;
  • dragocene kovine.

Kanalski tip indukcijskih peči se uporablja za taljenje:

  • lito železo;
  • različne neželezne kovine in njihove zlitine.

kanalizirano

Kanalna indukcijska peč mora imeti med segrevanjem prevodno telo v območju odvajanja toplote. Pri prvem zagonu takšne peči se v talilno cono vlije staljena kovina ali pa se vstavi pripravljena kovinska šablona. Po končanem taljenju kovine surovine niso popolnoma izsušene, tako da ostane "močvirje" za naslednje taljenje.

Crucible

Indukcijske peči v lončku so najbolj priljubljene pri obrtnikih, saj jih je enostavno izvesti. Lonček je posebna odstranljiva posoda, nameščena v induktor skupaj s kovino za naknadno segrevanje ali taljenje. Lonček je lahko izdelan iz keramike, jekla, grafita in številnih drugih materialov. Od vrste kanala se razlikuje po odsotnosti jedra.

Hlajenje

Poveča učinkovitost talilne peči v industrijskih okoljih in pri hlajenju gospodinjskih malih montažnih naprav. V primeru kratkega dela in majhne moči domače naprave lahko storite brez te funkcije.

Domači mojster ne more sam opraviti naloge hlajenja. Žlindra na bakru lahko povzroči izgubo delovanja naprave, zato bo potrebna redna zamenjava induktorja.

V industrijskih pogojih se uporablja vodno hlajenje, s pomočjo antifriza, pa tudi v kombinaciji z zrakom. Prisilno hlajenje zraka v domačih gospodinjskih aparatih je nesprejemljivo, saj lahko ventilator potegne EMF nase, kar bo povzročilo pregrevanje ohišja ventilatorja in zmanjšanje učinkovitosti peči.

Varnost

Pri delu s pečico, pazite se termičnih opeklin in upoštevajte visoko požarno nevarnost naprave. Ko naprave delujejo, jih ne smete premikati. Posebno pozornost je treba posvetiti vgradnji ogrevalnih peči v stanovanjske prostore.

EMF vpliva in segreva celoten okoliški prostor, ta lastnost pa je tesno povezana z močjo in frekvenco sevanja naprave. Zmogljive industrijske naprave lahko vplivajo na bližnje kovinske dele, tkiva ljudi in predmete v žepih oblačil.

Upoštevati je treba možen vpliv tovrstnih naprav pri delu na ljudi z vsajenimi srčnimi spodbujevalniki. Pri nakupu naprav z indukcijskim principom delovanja morate natančno prebrati navodila za uporabo.

Za taljenje kovine v majhnem obsegu je včasih potrebna kakšna naprava. To je še posebej pereče v delavnici ali majhni proizvodnji. Trenutno je najbolj učinkovita peč za taljenje kovine z električnim grelcem, in sicer indukcijsko. Zaradi svoje posebnosti strukture se lahko učinkovito uporablja v kovaštvu in postane nepogrešljivo orodje v kovačnici.

Naprava za indukcijsko peč

Pečica je sestavljena iz 3 elementov:

  1. 1. Elektronsko-električni del.
  2. 2. Induktor in lonček.
  3. 3. induktorski hladilni sistem.

Za sestavo delujoče peči za taljenje kovine je dovolj sestaviti delujoč električni tokokrog in induktorski hladilni sistem. Najlažja možnost za taljenje kovine je prikazana v spodnjem videu. Taljenje se izvaja v nasprotnem elektromagnetnem polju induktorja, ki interagira z induciranimi elektro-vrtinčnimi tokovi v kovini, kar zadrži kos aluminija v prostoru induktorja.

Za učinkovito taljenje kovine so potrebni tokovi velike velikosti in visoke frekvence reda 400-600 Hz. Napetost iz običajne gospodinjske vtičnice 220 V ima dovolj podatkov za taljenje kovin. Potrebno je le spremeniti 50 Hz v 400-600 Hz.
Za to je primerna katera koli shema za ustvarjanje Teslove tuljave. Všeč sta mi bili naslednji 2 shemi na svetilki GU 80, GU 81 (M). In napajanje svetilke z ILO transformatorjem iz mikrovalovne pečice.


Ta vezja so zasnovana za Teslovo tuljavo, od njih pa je odlična indukcijska peč, dovolj je, da namesto sekundarne tuljave L2 v notranjost primarnega navitja L1 položimo kos železa.

Primarna tuljava L1 ali induktor je sestavljena iz bakrene cevi, zvite v 5-6 ovojev, na koncih katere je odrezan navoj za povezavo hladilnega sistema. Za levitacijsko taljenje je treba zadnji obrat narediti v nasprotni smeri.
Kondenzator C2 na prvem krogu in enak njemu na drugem nastavi frekvenco generatorja. Pri vrednosti 1000 pF je frekvenca približno 400 kHz. Ta kondenzator mora biti visokofrekvenčni keramični in zasnovan za visoko napetost reda 10 kV (KVI-2, KVI-3, K15U-1), druge vrste niso primerne! Bolje je postaviti K15U. Kondenzatorje lahko povežete vzporedno. Prav tako je vredno upoštevati moč, za katero so zasnovani kondenzatorji (to je napisano na ohišju), vzemite ga z rezervo. druga dva kondenzatorja KVI-3 in KVI-2 se med dolgotrajnim delovanjem segrejeta. Vsi drugi kondenzatorji so prav tako vzeti iz serije KVI-2, KVI-3, K15U-1, le kapacitivnost se spremeni v značilnostih kondenzatorjev.
Tukaj je shema, kako bi moralo izgledati. Uokvirjeni 3 bloki.

Hladilni sistem je sestavljen iz črpalke s pretokom 60 l / min, radiatorja iz katerega koli avtomobila VAZ, pred radiator pa sem postavil običajni domači ventilator.

Indukcijska talilna peč se zadnjih nekaj desetletij uporablja za taljenje kovin in zlitin. Naprava se pogosto uporablja na metalurškem in inženirskem področju, pa tudi v nakitu. Po želji lahko preprosto različico te opreme izdelate ročno. Podrobneje razmislite o načelu delovanja in značilnostih uporabe indukcijske peči.

Načelo indukcijskega ogrevanja

Da bi kovina prešla iz enega agregatnega stanja v drugo, jo je treba segreti na dovolj visoko temperaturo. Poleg tega ima vsaka kovina in zlitina svoje tališče, ki je odvisno od kemične sestave in drugih dejavnikov. Indukcijska talilna peč vodi segrevanje materiala od znotraj z ustvarjanjem vrtinčnih tokov, ki prehajajo skozi kristalno mrežo. Obravnavani proces je povezan s pojavom resonance, ki povzroči povečanje jakosti vrtinčnih tokov.

Načelo delovanja naprave ima naslednje značilnosti:

  1. Prostor, ki se oblikuje znotraj tuljave, služi za namestitev obdelovanca. Ta način ogrevanja je mogoče uporabiti v industrijskih pogojih le, če je ustvarjena velika naprava, v katero bo mogoče postaviti naboj različnih velikosti.
  2. Nameščena tuljava ima lahko drugačno obliko, na primer osem, najpogostejša pa je spirala. Upoštevati je treba, da je oblika tuljave izbrana glede na značilnosti obdelovanca, ki je izpostavljen ogrevanju.

Za ustvarjanje izmeničnega magnetnega polja je naprava priključena na gospodinjsko električno omrežje. Za izboljšanje kakovosti pridobljene zlitine z visoko fluidnostjo se uporabljajo visokofrekvenčni generatorji.

Naprava in uporaba indukcijske peči

Po želji lahko ustvarite indukcijsko peč za taljenje kovine iz improviziranih materialov. Klasična zasnova ima tri bloke:

  1. Generator, ki ustvarja visokofrekvenčni izmenični tok. On je tisti, ki ustvari električni tok, ki se pretvori v magnetno polje, ki prehaja skozi material in pospešuje gibanje delcev. Zaradi tega pride do prehoda kovine ali zlitin iz trdnega stanja v tekoče.
  2. Induktor je odgovoren za ustvarjanje magnetnega polja, ki segreva kovino.
  3. Lonček je zasnovan za taljenje materiala. Postavljen je v induktor, navitje pa je povezano s tokovnimi viri.

Postopek pretvorbe električnega toka v magnetno polje se danes uporablja v najrazličnejših panogah.

Glavne prednosti induktorja vključujejo naslednje točke:

  1. Sodobna naprava je sposobna usmerjati magnetno polje in s tem povečati učinkovitost. Z drugimi besedami, greje se naboj, ne naprava.
  2. Zaradi enakomerne porazdelitve magnetnega polja se obdelovanec enakomerno segreje. V tem primeru se od trenutka vklopa naprave do taljenja naboja porabi malo časa.
  3. Enotnost nastale zlitine, kot tudi njena visoka kakovost.
  4. Pri segrevanju in taljenju kovine ne nastajajo hlapi.
  5. Sama namestitev je varna za uporabo, ne povzroča tvorbe strupenih snovi.

Obstaja preprosto ogromno število različnih različic domačih indukcijskih peči, od katerih ima vsaka svoje posebnosti.

Vrste indukcijskih peči

Glede na klasifikacijo naprav ugotavljamo, da lahko segrevanje obdelovancev poteka znotraj in zunaj tuljave. Zato obstajata dve vrsti indukcijskih peči:

  1. Kanal. Ta vrsta naprave ima majhne kanale, ki se nahajajo okoli induktorja. Za ustvarjanje izmeničnega magnetnega polja je v notranjosti jedro.
  2. Crucible. Za to zasnovo je značilna prisotnost posebne posode, ki se imenuje lonček. Izdelan je iz ognjevzdržne kovine z visokim tališčem.

Pomembno je, da imajo kanalske indukcijske peči velike skupne dimenzije in so namenjene industrijskemu taljenju kovin. Zaradi neprekinjenega procesa taljenja je mogoče dobiti veliko količino staljene kovine. Kanalne indukcijske peči se uporabljajo za taljenje aluminija in litega železa ter drugih neželeznih zlitin.

Za indukcijske peči v lončku so značilne relativno majhne dimenzije. V večini primerov se tovrstna naprava uporablja v nakitu, pa tudi pri taljenju kovine doma.

Če ustvarite peč z lastnimi rokami, lahko prilagodite moč, za katero se spremeni število obratov. Upoštevati je treba, da je s povečanjem moči naprave potrebna bolj zmogljiva baterija, saj se indikator porabe energije poveča. Da bi zmanjšali temperaturo glavnih strukturnih elementov, je nameščen ventilator. Med dolgotrajnim delovanjem peči se lahko njeni glavni elementi močno segrejejo, kar je treba upoštevati.

Pogosto se uporabljajo tudi indukcijske peči s svetilkami. Podobno zasnovo je mogoče izdelati neodvisno. Postopek sestavljanja ima naslednje značilnosti:

  1. Za ustvarjanje induktorja se uporablja bakrena cev, za katero je upognjena v spiralo. Konci morajo biti tudi veliki, kar je potrebno za priključitev naprave na vir toka.
  2. Induktor je treba namestiti v ohišje. Izdelan je iz toplotno odpornega materiala, ki lahko odbija toploto.
  3. Kaskade svetilk so povezane po shemi s kondenzatorji in dušilkami.
  4. Priključena je neonska indikatorska lučka. Vključen je v vezje, da pokaže, da je naprava pripravljena za delovanje.
  5. Na sistem je priključen nastavitveni kondenzator spremenljive kapacitivnosti.

Pomembna točka je, kako je mogoče sistem ohladiti. Med delovanjem skoraj vseh indukcijskih peči se lahko glavni strukturni elementi segrejejo do visokih temperatur. Industrijska oprema ima sistem prisilnega hlajenja, ki deluje na vodo ali antifriz. Da bi ustvarili zasnovo vodnega hlajenja z lastnimi rokami, je potrebno precej denarja.

Doma je nameščen sistem za hlajenje zraka. Za to so nameščeni ventilatorji. Postaviti jih je treba tako, da zagotavljajo stalen pretok hladnega zraka do glavnih elementov konstrukcije peči.

Najpopolnejši način ogrevanja je tisti, pri katerem se toplota ustvarja neposredno v segretem telesu. Ta način ogrevanja se zelo dobro izvaja s prepuščanjem električnega toka skozi telo. Vendar neposredna - vključitev ogrevanega telesa v električni tokokrog ni vedno mogoča iz tehničnih in praktičnih razlogov.

V teh primerih lahko popolno vrsto ogrevanja dosežemo z uporabo indukcijskega ogrevanja, pri katerem se toplota ustvarja tudi v samem ogrevanem telesu, kar odpravlja nepotrebno, običajno veliko, porabo energije v stenah peči ali v drugih grelnih telesih. Zato je kljub relativno nizki učinkovitosti ustvarjanja visokofrekvenčnih in visokofrekvenčnih tokov skupna učinkovitost indukcijskega ogrevanja pogosto višja od.

Indukcijska metoda omogoča tudi hitro segrevanje nekovinskih teles enakomerno po celotni debelini. Slaba toplotna prevodnost takih teles izključuje možnost hitrega segrevanja njihovih notranjih plasti na običajen način, to je z dovajanjem toplote od zunaj. Pri indukcijski metodi se toplota enako ustvarja tako v zunanjih kot v notranjih plasteh, pri čemer lahko obstaja celo nevarnost pregrevanja slednjih, če ni izvedena potrebna toplotna izolacija zunanjih plasti.

Posebej dragocena lastnost indukcijskega segrevanja je možnost zelo visoke koncentracije energije v segretem telesu, ki jo je mogoče zlahka natančno dozirati. Možno je doseči le enak vrstni red energijske gostote, vendar je ta način ogrevanja težko nadzorovati.

Lastnosti in dobro znane prednosti indukcijskega ogrevanja so ustvarile široko paleto aplikacij v številnih panogah. Poleg tega vam omogoča ustvarjanje novih vrst struktur, ki jih z običajnimi metodami toplotne obdelave sploh ni mogoče izvesti.

fizični proces

V indukcijskih pečeh in napravah se toplota v električno prevodnem segretem telesu sprošča s tokovi, ki jih v njem inducira izmenično elektromagnetno polje. Tako se tukaj izvaja neposredno ogrevanje.

Indukcijsko segrevanje kovin temelji na dveh fizikalnih zakonih: in Joule-Lenzovem zakonu. Vanj so nameščena kovinska telesa (obdelki, deli itd.), ki v njih vzbudijo vrtinec. Indukcijska emf je določena s hitrostjo spremembe magnetnega pretoka. Pod delovanjem indukcijskega EMF v telesih tečejo vrtinčni tokovi (zaprti v telesih), pri čemer se sprošča toplota. Ta EMF ustvarja v kovini, toplotna energija, ki jo sproščajo ti tokovi, je vzrok za segrevanje kovine. Indukcijsko ogrevanje je direktno in brezkontaktno. Omogoča doseganje temperature, ki zadostuje za taljenje najbolj ognjevzdržnih kovin in zlitin.

Intenzivno indukcijsko segrevanje je možno le v elektromagnetnih poljih visoke jakosti in frekvence, ki jih ustvarjajo posebne naprave - induktorji. Induktorji se napajajo iz omrežja 50 Hz (frekvenčne inštalacije) ali iz posameznih virov napajanja - generatorjev ter srednje- in visokofrekvenčnih pretvornikov.

Najenostavnejši induktor nizkofrekvenčnih posrednih indukcijskih grelnih naprav je izoliran prevodnik (raztegnjen ali zvit), nameščen v kovinsko cev ali na njeno površino. Ko tok teče skozi prevodnik-induktor, se v cevi inducirajo ogrevalne cevi. Toplota iz cevi (lahko je tudi lonček, posoda) se prenaša na segreti medij (voda, ki teče po cevi, zrak itd.).

Indukcijsko segrevanje in kaljenje kovin

Najpogosteje uporabljeno neposredno indukcijsko segrevanje kovin pri srednjih in visokih frekvencah. Za to se uporabljajo posebni induktorji. Induktor oddaja , ki pade na segreto telo in v njem razpade. Energija vsrkanega valovanja se v telesu pretvori v toploto. Učinkovitost segrevanja je tem višja, čim bližje je oblika oddajanega elektromagnetnega valovanja (ploščato, valjasto itd.) obliki telesa. Zato se ploščati induktorji uporabljajo za ogrevanje ravnih teles, cilindričnih gredic - cilindričnih (solenoidnih) induktorjev. V splošnem primeru imajo lahko zapleteno obliko zaradi potrebe po koncentraciji elektromagnetne energije v pravo smer.

Značilnost indukcijskega vnosa energije je možnost nadzora prostorske razporeditve pretočnega območja.

Najprej vrtinčni tokovi tečejo znotraj območja, ki ga pokriva induktor. Segreje se samo tisti del telesa, ki je v magnetni povezavi z induktorjem, ne glede na gabarite telesa.

Drugič, globina območja kroženja vrtinčnega toka in posledično območja sproščanja energije sta med drugim odvisna od frekvence induktorskega toka (narašča pri nizkih frekvencah in pada z naraščajočo frekvenco).

Učinkovitost prenosa energije od induktorja do segretega toka je odvisna od velikosti reže med njima in se povečuje z njenim zmanjšanjem.

Indukcijsko ogrevanje se uporablja za površinsko kaljenje jeklenih izdelkov, s segrevanjem za plastično deformacijo (kovanje, vtiskovanje, stiskanje itd.), taljenje kovin, toplotno obdelavo (žarenje, popuščanje, normalizacija, kaljenje), varjenje, navarjanje, spajkanje kovin. .

Indirektno indukcijsko ogrevanje se uporablja za ogrevanje procesne opreme (cevovodov, rezervoarjev itd.), Ogrevanje tekočih medijev, sušenje premazov, materialov (na primer lesa). Najpomembnejši parameter naprav za indukcijsko ogrevanje je frekvenca. Za vsak proces (površinsko utrjevanje, s segrevanjem) obstaja optimalno frekvenčno območje, ki zagotavlja najboljšo tehnološko in ekonomsko učinkovitost. Za indukcijsko ogrevanje se uporabljajo frekvence od 50 Hz do 5 MHz.

Prednosti indukcijskega ogrevanja

1) Prenos električne energije neposredno v segreto telo omogoča neposredno segrevanje materialov prevodnika. S tem se poveča stopnja segrevanja v primerjavi s posrednimi instalacijami, pri katerih se izdelek segreje samo s površine.

2) Prenos električne energije neposredno v segreto telo ne zahteva kontaktnih naprav. To je priročno v pogojih avtomatizirane in-line proizvodnje, pri uporabi vakuuma in zaščitne opreme.

3) Zaradi pojava površinskega učinka se največja moč sprosti v površinski plasti segretega izdelka. Zato indukcijsko segrevanje med kaljenjem zagotavlja hitro segrevanje površinske plasti izdelka. To omogoča pridobitev visoke površinske trdote dela z relativno viskozno sredino. Postopek površinskega indukcijskega kaljenja je hitrejši in bolj ekonomičen od drugih načinov površinskega utrjevanja izdelka.

4) Indukcijsko ogrevanje lahko v večini primerov poveča produktivnost in izboljša delovne pogoje.

Indukcijske talilne peči

Na indukcijsko peč ali napravo lahko gledamo kot na nekakšen transformator, v katerem je primarno navitje (induktor) priključeno na vir izmeničnega toka, samo segreto telo pa služi kot sekundarno navitje.

Za delovni proces indukcijskih talilnih peči je značilno elektrodinamično in toplotno gibanje tekoče kovine v kopeli ali lončku, kar prispeva k proizvodnji kovine, ki je homogena po sestavi in ​​njeni enakomerni temperaturi po vsej prostornini, ter nizki kovinski odpadki (več krat manj kot v obločnih pečeh).

Indukcijske talilne peči se uporabljajo pri izdelavi ulitkov, vključno z oblikovanimi, iz jekla, litega železa, neželeznih kovin in zlitin.

Indukcijske talilne peči lahko razdelimo na industrijske frekvenčne kanalske peči ter industrijske, srednje in visokofrekvenčne peči s lončkom.

Indukcijska kanalska peč je transformator, običajno industrijske frekvence (50 Hz). Sekundarno navitje transformatorja je tuljava staljene kovine. Kovina je zaprta v obročastem ognjevarnem kanalu.

Glavni magnetni tok inducira EMF v kanalski kovini, EMF ustvarja tok, tok segreva kovino, zato je indukcijska kanalska peč podobna transformatorju, ki deluje v načinu kratkega stika.

Induktorji kanalskih peči so izdelani iz vzdolžne bakrene cevi, vodno hlajeni, kanalski del kurišča pa se hladi z ventilatorjem ali iz centralnega zračnega sistema.

Indukcijske kanalske peči so zasnovane za neprekinjeno delovanje z redkimi prehodi iz ene vrste kovine v drugo. Indukcijske kanalske peči se uporabljajo predvsem za taljenje aluminija in njegovih zlitin ter bakra in nekaterih njegovih zlitin. Druge serije peči so specializirane kot mešalniki za zadrževanje in pregrevanje tekočega železa, neželeznih kovin in zlitin pred vlivanjem v kalupe.

Delovanje indukcijske peči na lončku temelji na absorpciji elektromagnetne energije iz prevodnega naboja. Kletka je nameščena znotraj cilindrične tuljave - induktorja. Z električnega vidika je indukcijska peč v lončku kratkostični zračni transformator, katerega sekundarno navitje je prevodni naboj.

Indukcijske lončene peči se uporabljajo predvsem za taljenje kovin za oblikovane ulitke med periodičnim obratovanjem, pa tudi, ne glede na način delovanja, za taljenje nekaterih zlitin, kot je bron, ki negativno vplivajo na oblogo kanalskih peči.

Mnogi verjamejo, da postopek taljenja kovine zahteva ogromne zmogljivosti, tako rekoč tovarne z velikim številom zaposlenih. Še vedno pa obstaja takšen poklic kot draguljar in kovine, kot so zlato, srebro, platina in druge, ki se uporabljajo za izdelavo nežnega in izvrstnega nakita, od katerih nekateri upravičeno veljajo za prave umetnine. Zlatarska delavnica je podjetje, ki ne dopušča pretiranega obsega. In proces taljenja v njih je preprosto potreben. Zato je tukaj potrebna indukcijska peč za taljenje kovine. Ni velik, zelo učinkovit in enostaven za uporabo.

Načelo delovanja indukcijske peči je čudovit primer, kako se nezaželen pojav uporablja s povečano učinkovitostjo. Tako imenovani Foucaultovi vrtinčni tokovi, ki običajno motijo ​​kakršno koli elektrotehniko, so tukaj namenjeni le pozitivnemu rezultatu.

Da se struktura kovine začne segrevati in nato taliti, jo je treba postaviti pod te iste Foucaultove tokove, ki se oblikujejo v indukcijski tuljavi, ki je na splošno peč.

Preprosto povedano, vsi vedo, da se med delovanjem katera koli električna naprava začne segrevati. Indukcijska peč za taljenje kovin v celoti izkorišča ta sicer nezaželen učinek.

Prednosti pred drugimi vrstami talilnih peči


Indukcijske peči niso edini izum za taljenje kovin. Obstajajo tudi znane odprte peči, plavži in druge vrste. Vendar pa ima peč, ki jo obravnavamo, številne nesporne prednosti pred vsemi drugimi.

  • Indukcijske pečice so lahko precej kompaktne in njihova namestitev ne bo povzročala težav.
  • Visoka hitrost taljenja. Če druge peči za taljenje kovin potrebujejo več ur samo za segrevanje, indukcija to opravi nekajkrat hitreje.
  • Učinkovitost je le malo manjša od 100%.
  • Glede na čistost taline je indukcijska peč samozavestno na prvem mestu. V drugih napravah je obdelovanec, pripravljen za taljenje, v neposrednem stiku z grelnim elementom, kar pogosto vodi do kontaminacije. Foucaultovi tokovi segrevajo obdelovanec od znotraj, kar vpliva na molekularno strukturo kovine, stranski elementi pa ne pridejo vanj.

Slednja prednost je bistvena pri nakitu, kjer pogostost materiala poveča njegovo vrednost in edinstvenost.

Postavitev peči

Kompaktna indukcijska peč, odvisno od velikosti, je lahko talna in namizna. Ne glede na to, katero možnost izberete, obstaja nekaj osnovnih pravil za izbiro, kam jo postaviti.

  • Kljub enostavnosti rokovanja s pečico je še vedno električna naprava, ki zahteva varnostne ukrepe. In prva stvar, ki jo je treba upoštevati med namestitvijo, je razpoložljivost pravilnega vira napajanja, ki ustreza modelu naprave.
  • Sposobnost izvedbe visokokakovostnega ozemljitve.
  • Zagotavljanje instalacije z vodovodom.
  • Namizne pečice zahtevajo stabilno podlago.
  • Najpomembneje pa je, da nič ne sme ovirati dela. Tudi če talina ni prevelika po prostornini in masi, je njena temperatura več kot 1000 stopinj in jo po nesreči pljuskne iz kalupa, pomeni zelo hudo poškodbo bodisi sebe ali tistega, kar je v bližini.

O tem, da v bližini delujoče indukcijske peči ne sme biti gorljivih in še posebej eksplozivnih snovi, ni treba reči. Toda požarni ščit v hoje je nujno potreben.

Vrste indukcijskih peči


Pogosto se uporabljata dve vrsti indukcijskih peči: kanal in lonček. Razlikujejo se le v načinu delovanja. V vseh drugih pogledih, vključno s prednostmi, so si takšne talilne peči zelo podobne. Razmislimo o vsaki možnosti posebej:

  • Kanalna pečica. Glavna prednost te vrste je neprekinjen cikel. Lahko naložite novo porcijo surovin in raztovorite že staljeno kovino neposredno med segrevanjem. Edina težava se lahko pojavi pri zagonu. Kanal, skozi katerega bo tekoča kovina odstranjena iz peči, mora biti napolnjen.
  • Lončna peč. Za razliko od prve možnosti bo treba vsak del kovine naložiti ločeno. To je bistvo. Surovino damo v toplotno odporen lonček in postavimo v induktor. Ko se kovina stopi, jo odcedimo iz lončka in šele nato naložimo naslednjo količino. Takšna peč je idealna za majhne delavnice, kjer niso potrebne velike mase staljenih surovin.

Glavna prednost obeh možnosti je hitrost izdelave. Vendar tudi tu zmaga lončna peč. Poleg tega ga je povsem mogoče narediti doma.

Domača indukcijska peč ne predstavlja nobenih težav, tako da je navaden človek, ki je vsaj malo seznanjen z elektrotehniko, ne more sestaviti. Ima samo tri glavne bloke:

  • Generator.
  • Induktor.
  • Crucible.

Induktor je bakreno navitje, ki ga lahko naredite sami. Lonček boste morali poiskati v ustreznih trgovinah ali ga dobiti na druge načine. In kot generator lahko uporabite: varilni pretvornik, osebno sestavljen tranzistor ali vezje svetilke.

Indukcijska peč na varilnem inverterju

Najenostavnejša in najbolj razširjena možnost. Prizadevanja bodo morala biti vložena le v konstrukcijo induktorja. Vzame se bakrena tankostenska cev s premerom 8-10 cm in upogne po želenem vzorcu. Zavoji morajo biti nameščeni na razdalji 5-8 mm, njihovo število pa je odvisno od značilnosti in premera pretvornika. Induktor je pritrjen v ohišju iz tekstolita ali grafita, v notranjosti namestitve pa je nameščen lonček.

tranzistorska indukcijska peč

V tem primeru boste morali delati ne le z rokami, ampak tudi z glavo. In tekajte po trgovinah v iskanju potrebnih rezervnih delov. Navsezadnje boste potrebovali tranzistorje različnih zmogljivosti, nekaj diod, uporov, filmskih kondenzatorjev, dve bakreni žici različnih debelin in nekaj obročev iz dušilk.

  • Pred montažo je treba upoštevati, da se bo nastalo vezje med delovanjem zelo segrelo. Zato je treba uporabiti precej velike hladilnike.
  • Kondenzatorji so zbrani vzporedno v bateriji.
  • Na obročke za plin je navita bakrena žica s premerom 1,2 mm. Odvisno od moči naj bodo obrati od 7 do 15.
  • Na cilindrični predmet, ki po premeru ustreza velikosti lončka, je navitih 7-8 zavojev bakrene žice s premerom 2 mm. Konci žice so dovolj dolgi za povezavo.
  • Po posebni shemi je vse nameščeno na plošči.
  • Vir energije je lahko 12-voltna baterija.
  • Po potrebi lahko naredite ohišje iz tekstolita ali grafita.
  • Moč naprave se regulira s povečanjem ali zmanjšanjem obratov navitja induktorja.

Takšne naprave ni enostavno sestaviti sami. In to delo lahko prevzamete le, če imate zaupanje v pravilnost svojih dejanj.

Indukcijska pečica z žarnico

Za razliko od tranzistorske se bo svetilna peč izkazala za veliko močnejšo, kar pomeni, da boste morali biti previdnejši tako z njo kot z vezjem.

  • 4 vzporedno povezane sijalke bodo ustvarjale visokofrekvenčne tokove.
  • Bakrena žica je upognjena v spiralo. Razdalja med zavoji je 5 mm ali več. Sami zavoji so premera 8-16 cm, induktor mora biti takšne velikosti, da se lonček zlahka prilega v notranjost.
  • Induktor je nameščen v ohišju iz neprevodnega materiala (tekstolit, grafit).
  • Na ohišje lahko namestite neonsko indikatorsko lučko.
  • V vezje lahko vključite tudi nastavitveni kondenzator.

Izdelava obeh vezij zahteva nekaj znanja, ki ga je mogoče pridobiti, vendar je bolje, če to stori pravi strokovnjak.

Hlajenje

To vprašanje je verjetno najtežje od vseh tistih, ki se postavljajo pred osebo, ki se odloči samostojno sestaviti talilno napravo na principu indukcije. Dejstvo je, da ventilatorja ni priporočljivo postaviti neposredno v bližino pečice. Kovinski in električni deli hladilne enote lahko negativno vplivajo na delovanje peči. Ventilator, ki je nameščen daleč, morda ne bo zagotovil potrebnega hlajenja, kar bo povzročilo pregrevanje.

Druga možnost je vodno hlajenje. Vendar pa ga ni le težko kakovostno in pravilno izvajati doma, ampak tudi ni finančno donosno. V tem primeru je vredno razmisliti: ali ne bi bilo bolj ekonomično kupiti industrijsko različico indukcijske peči, proizvedeno v tovarni, v skladu z vsemi potrebnimi tehnologijami?

Varnostni ukrepi pri taljenju kovine v indukcijski peči

O tej temi ni treba razglabljati, saj skoraj vsi poznajo osnovne varnostne predpise. Ustaviti se je treba le pri tistih vprašanjih, ki so edinstvena za to vrsto opreme.

  • Začnimo z osebno varnostjo. Pri delu z indukcijsko pečjo je treba dobro razumeti, da so temperature tukaj zelo visoke, kar predstavlja nevarnost opeklin. Poleg tega je naprava električna in zahteva večjo pozornost.
  • Če ste kupili končno pečico, bodite pozorni na polmer vpliva elektromagnetnega polja. V nasprotnem primeru lahko ure, telefoni, videokamere in drugi elektronski pripomočki začnejo odpovedovati ali se celo pokvarijo.
  • Delovna oblačila je treba izbrati z nekovinskimi pritrdilnimi elementi. Nasprotno, njihova prisotnost bo vplivala na delovanje peči.
  • V zvezi s tem je treba posebno pozornost nameniti pečici s svetilko. Vsi elementi z visoko napetostjo morajo biti skriti v ohišju.

Seveda je malo verjetno, da bi taka oprema prišla prav v mestnem stanovanju, vendar radijski amaterji, ki se nenehno ukvarjajo s kositranjem in nakitom, ne morejo brez indukcijske peči. Za njih je ta stvar zelo uporabna, lahko bi rekli nenadomestljiva, kako jim pomaga pri delu, pa je bolje, da vprašate njih same.



Oddelki