Индукционный горн: Индукционный горн — разогреваем и плавим металл

Содержание

Индукционный горн

Недавно у Александр Полуляха появился материал, чтобы создать в домашних условиях бюджетную индуктивную печь. Для чего она нужна? При помощи такой технологии можно разыгрывать металлы до высокой температуры, производить и закалка, отпуск и нормализацию. Плавить цветные металлы. Интересное и полезное устройство для мелких работ. Для этой печи не требуются горючие ископаемые, вроде угля, газа. Всего лишь напряжение от 12 до 40. Чем выше, тем печь сильней разогревает металл.

Модуль ZVS 12-48v приходит в сыром виде, но устройство сразу готово к работе. Продается в этом китайском магазине.

Высокочастотный индукционный модуль. Катушка индуктивности. Диаметр 40, высота 50 мм. Так и называется: бюджетный модуль индукционного нагрева. Он не имеет своего питания и охлаждения. Охлаждение для эффективной работы необходимо. Чем выше напряжение подавать на него, тем больше температура будет выдаваться. Как всегда, в таких действиях возникает побочный эффект перегрева деталей. Чтобы этого не происходило, и печи работал с высокой отдачи, необходимо охлаждение для катушки и радиаторов.

Можно прикинуть, сколько бы такое устройство стоило в готовом виде. С корпусом, со своим блоком питания, потребуется расширительный бачок, охлаждающая жидкость, насос для перекачки и пара кулеров для охлаждения радиаторов. Сумма будет не слабый, поэтому модуль называется бюджетным. Если у вас есть всё, что перечислено мастерам, это устройство можно превратить в эффективную машину.

Первым делом нужно подключить катушку индуктивности. Сам модуль закрепил четырьмя шурупами к доске из дсп. Взял кусок, чтобы закрепить необходимое для обеспечения правильной работы. При помощи мебельных уголков установил основной модуль. Закручиваем шурупы. Теперь он никуда не денется. Для того, чтобы алюминиевые радиаторы хорошо отводили тепло, нужны кулеры. Приклеиваем к корпусу. Теперь тепло нужно отвести от катушки. Она сделана из тонкой медной трубочки, это будет легко. При помощи бачка с электродвигателем, который применяется в автомобиле для омывания стекол. Закрепляем строительными шинами. Шуруп не помешает, чтобы бачок окончательно установился. От двигателя трубку подключаем к индуктивности.

Продолжение с 4 минуты на видео канала «Alexander Polulyakh».

Индукционная плавильная печь

Главная › Новости

Опубликовано: 06.09.2018

Индукционная печь. Химия – просто

Индукционная плавильная печь применяется для плавления металлов и сплавов уже на протяжении последних нескольких десятилетий. Устройство получило широкое распространение в металлургической и машиностроительной областях, а также в ювелирном деле. При желании простую версию этого оборудования можно изготовить своими руками. Рассмотрим принцип работы и особенности применения индукционной печи подробнее.



Индукционная плавильная печь

Принцип индукционного нагрева

Для того чтобы металл перешел из одного агрегатного состояния в другое требуется нагреть его до достаточно высокой температуры. При этом у каждого металла и сплава своя температура плавления, которая зависит от химического состава и других моментов. Индукционная плавильная печь проводит нагрев материала изнутри при создании вихревых токов, которые проходят через кристаллическую решетку. Рассматриваемый процесс связан с явлением резонанса, который становится причиной увеличения силы вихревых токов.


Индуктивный Горн.теперь мне не нужен уголь и газ

Принцип действия устройства имеет следующие особенности:

Пространство, которое образуется внутри катушки, служит для размещения заготовки. Использовать этот метод нагрева в промышленных условиях можно только при условии создания большого устройства, в которое можно будет поместить шихту различных размеров. Устанавливаемая катушка может иметь различную форму, к примеру, восьмерки, но наибольшее распространение получила спираль. Стоит учитывать, что форма катушки выбирается в зависимости от особенностей заготовки, подвергаемой нагреву.

Индукционный нагрев

Для того чтобы создать переменное магнитное поле устройство подключается к бытовой сети электроснабжения. Для повышения качества получаемого сплава с высокой текучестью применяются высокочастотные генераторы.

Устройство и применение индукционной печи

При желании можно создать индукционную печь для плавки металла из подручных материалов. Классическая конструкция имеет три блока:

Генератор, который создает ток высокой частоты переменного типа. Именно он создает электрический ток, преобразующийся в магнитное поле, проходящее через материал и ускоряя движение частиц. За счет этого происходит переход металла или сплавов из твердого состояния в жидкое. Индуктор отвечает за создание магнитного поля, которое и нагревает металл. Тигель предназначен для плавки материала. Он помещается в индуктор, а обмотка подключается к источникам тока.

Процесс преобразования электрического тока в магнитное поле сегодня применяется в самых различных отраслях промышленности.

Устройство индукционной плавильной печи

К основным достоинствам индуктора можно отнести нижеприведенные моменты:

Современное устройство способно направлять магнитное поле, за счет чего повышается КПД. Другими словами, проходит нагрев шихты, а не устройства. За счет равномерного распространения магнитного поля заготовка нагревается равномерно. При этом с момента включения устройства до плавки шихты уходит небольшое количество времени. Однородность получаемого сплава, а также его высокое качество. При нагреве и плавлении металла не образуются испарения. Сама установка безопасна в применении, не становится причиной образования токсичных веществ.

Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения самодельных индукционных печей, каждая имеет свои определенные особенности.

Виды индукционных печей

Рассматривая классификацию устройств, отметим, что нагрев заготовок может проходить как внутри, так и снаружи катушки. Именно поэтому выделяют два типа индукционных печей:

Канальная. Подобного рода устройство имеет небольшие каналы, которые расположены вокруг индуктора. Для генерации переменного магнитного поля внутри расположен сердечник. Тигельная. Эта конструкция характеризуется наличием специальной емкости, которую называют тигель. Изготавливается она из тугоплавкого металла с высоким показателем температуры плавления.

Важно, что канальные индукционные печи обладают большими габаритными размерами и предназначаются для промышленного плавления металла. За счет непрерывного процесса плавки можно получать большой объем расплавленного металла. Канальные индукционные печи применяются для плавки алюминия и чугуна, а также других цветных сплавов.

Тигельные индукционные печи характеризуются относительно небольшими размерами. В большинстве случаев подобного рода устройство применяется в ювелирном деле, а также при плавке металла в домашних условиях.

Установки на транзисторах получили довольно большое распространение, так как их можно изготовить своими руками при минимальных временных и денежных затратах.

Изготовление своими руками

При желании рассматриваемое устройство можно собрать в домашних условиях. Простая схема состоит из нижеприведенных элементов:

полевые транзисторы; резисторы на 470 Ом; два диода; конденсаторы пленочного типа; обмоточный провод из меди; два кольца от дросселя, которые снимаются с компьютерного блока питания.

Приведенный выше список элементов определяет то, что создать индукционную печь можно при минимальных затратах. Процесс сборки устройства можно охарактеризовать следующим образом:

Для начала проводится установка полевых транзисторов на радиаторы. Стоит учитывать, что подобная печь при работе сильно греется. Поэтому следует использовать радиаторы большого размера. Есть возможность провести установку транзисторов и на один радиатор, но придется выполнить их изоляцию. Далее потребуются два дросселя, которые также изготавливаются своими руками. Для этого проводится наматывание медной проволоки на кольца блока питания персонального компьютера. Почему именно эти кольца? Причина довольно проста – при их изготовлении применяется ферромагнитное железо. Следует намотать около 10 витков, а также выдерживать одинаковое расстояние между ними. Важным элементом конструкции можно назвать конденсаторную батарею. При соединении отдельных конденсаторов можно получить батарею емкостью 4,7 мкФ. Соединение отдельных элементов проводится параллельно. Для образования магнитного поля нужно создать обмотку, которая изготавливается из медной проволоки толщиной 2 миллиметра. Достаточно создать около 7-8 витков. Образующееся пространство внутри должно быть таким, чтобы поместилась заготовка, которая будет плавиться. Обмотка должна иметь два длинных конца, которые будут подключаться к источнику тока. В рассматриваемом случае источником питания может стать обычный аккумулятор на 12 В. Ток, который подается на катушку, имеет силу около 10А. Емкости подобного источника тока хватает примерно на 40 минут, после чего приходится проводить зарядку устройства.

Самодельная индукционная печь

Создавая печь своими руками можно провести регулировку мощности, для чего изменяется количество витков. Стоит учитывать, что при повышении мощности устройства требуется более емкая батарея, так как повышается показатель энергопотребления. Для того чтобы снизить температуру основных элементов конструкции устанавливается вентилятор. При длительной эксплуатации печи ее основные элементы могут существенно нагреваться, что стоит учитывать.

Еще большое распространение получили индукционные печи на лампах. Подобную конструкцию можно изготовить самостоятельно. Процесс сборки имеет следующие особенности:

Медная трубка применяется для создания индуктора, для чего ее сгибают по спирали. Концы также должны быть большими, что требуется для подключения устройства к источнику тока. Индуктор следует поместить в корпусе. Изготавливается он из термостойкого материала, который может отражать тепло. Проводится соединение каскадов ламп по схеме с конденсаторами и дросселями. Выполняется подключение неоновой лампы-индикатора. Она включается в схему для обозначения того, что устройство готово к работе. В систему подключают подстроечный конденсатор переменной емкости.

Важным моментом является то, как можно провести охлаждение системы. При работе практически всех индукционных печей основные элементы конструкции могут нагреваться до высокой температуры. Промышленное оборудование имеет систему принудительного охлаждения, которое работает на воде или антифризе. Для того чтобы создать конструкцию водяного охлаждения своими руками требуется довольно много средств.

В домашних условиях устанавливается система воздушного охлаждения. Для этого устанавливаются вентиляторы. Следует располагать их так, чтобы обеспечивать беспрерывный поток холодного воздуха к основным элементам конструкции печи.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 

%d0%b8%d0%bd%d0%b4%d1%83%d0%ba%d1%82%d0%be%d1%80+%d0%bd%d0%b0%d0%b3%d1%80%d0%b5%d0%b2%d0%b0%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d1%8b%d0%b9 — с русского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АлтайскийАрабскийАрмянскийБаскскийБашкирскийБелорусскийВенгерскийВепсскийВодскийГреческийДатскийИвритИдишИжорскийИнгушскийИндонезийскийИсландскийИтальянскийКазахскийКарачаевскийКитайскийКорейскийКрымскотатарскийКумыкскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПерсидскийПольскийПортугальскийСловацкийСловенскийСуахилиТаджикскийТайскийТатарскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрумскийФинскийФранцузскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеченскийЧешскийЧувашскийШведскийШорскийЭвенкийскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЯкутскийЯпонский

Электроиндукционная печь

, производитель наклонных индукционных печей

Существует много типов металлов, но этот вопрос все еще остается важным. Тем не менее, разные металлы имеют уникальные способы сделать их чистыми. Поэтому мы рассмотрим их по порядку. Но для начала у нас есть дистилляция, ликвация, полинг, электролиз, зонная очистка и т. Д.

Золото

При обнаружении в природе золотая руда сочетается с камнями и многими другими металлами, такими как свинец и серебро.Из-за этого естественного состояния золото обычно не обладает теми эстетическими достоинствами, которых оно заслуживает, если только оно не очищено.

Удаление примесей золота путем плавления существует уже много лет. В наши дни этот процесс можно осуществить намного быстрее с помощью индукционной электрической печи SuperbMelt. Но давайте внимательнее посмотрим, как этот процесс может быть завершен.

Чтобы удалить примеси из золота, поместите его в тигель, а затем поместите его в электрическую индукционную печь.Затем нагрейте материал до 1100 градусов Цельсия. При этом окалина выйдет на поверхность. Для достижения наилучших результатов вам необходимо периодически вынимать тигель из печи, а затем удалять загрязнения с поверхности расплавленного золота.

Перед тем, как вернуть его на дальнейшее нагревание, обязательно перемешайте золото. Повторяйте этот процесс до тех пор, пока на поверхность не перестанут попадать загрязнения. Для достижения наилучших результатов важно каждый раз пробовать меньшие количества. Хотя процесс будет медленнее, результат будет более чем потрясающим.Также вам нужно погрузить нечистое золото в смесь соляной и азотной кислот. Этот метод хорош тем, что растворяет руду, а затем отделяет неочищенное золото от примесей.

При этом у вас останется только золото и вода. Это должно дать вам что-то с чистотой более 95%. Однако этот метод может быть не на 100% эффективным, если в смеси присутствует большое количество серебра.

Серебро

Серебро встречается в руде естественным образом, но оно никогда не бывает чистым.Следовательно, необходимо применить метод очистки, чтобы усовершенствовать его и подготовить к использованию. К счастью, его примеси довольно легко удалить, если использовать правильный метод и такой материал, как электрическая индукционная печь. Также необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы избежать возможных несчастных случаев на рабочем месте.

Перед тем, как начать, вам нужно взвесить серебро, которое вы собираетесь обработать. Поместите нечистое серебро в тигель и нагрейте до температуры не ниже 1000 градусов по Цельсию.Как только вы это сделаете, вы увидите, что шлак выходит на поверхность расплавленного серебра. Все, что вам нужно сделать, это вынуть тигель из печи и удалить загрязнения.

Перемешайте расплавленное серебро и положите его обратно, чтобы оно снова нагрелось. Повторяйте процесс до тех пор, пока не убедитесь, что все загрязнения удалены. Если вы хотите очистить большое количество серебра, SuperbMelt рекомендует использовать их сверхмощную индукционную электрическую печь для завершения процесса. Если вы будете следовать правильным процедурам, у вас останется серебро с чистотой более 95%.Обратите внимание, что он может никогда не достичь 100% чистоты, но что-то более близкое к этому того стоит.

Медь

В SuperbMelt мы гордимся тем, что вы получите все свои решения для плавки и плавки под одной крышей. Таким образом, с помощью нашей индукционной электропечи вы можете удалить из меди все примеси. Однако перед началом работы настоятельно рекомендуется взвесить и выяснить, какое количество меди вы пытаетесь переработать и очистить.

Как только вы это сделаете, возьмите медь и поместите ее в тигель, а затем вытащите его в печь.Включите машину и нагрейте ее минимум до 1100 градусов Цельсия. Продолжайте помешивать во время нагрева, чтобы на поверхности расплавленной меди образовались загрязнения. Вынуть тигель из индукционной печи и измельчить примеси.

Верните медь и повторяйте процедуру до тех пор, пока на поверхность меди не перестанут появляться загрязнения. Обратите внимание, что в итоге вы получите медь с чистотой не менее 95%. Хотя 100% чистоты может быть почти невозможно достичь, просто продолжайте повторять процедуру, чтобы получить максимально возможный уровень чистоты.Это важный фактор, на который следует обратить внимание, поскольку цена и качество материала, изготовленного из этой меди, зависит от ее чистоты.

У нас есть широкий ассортимент индукционных печей, которые можно использовать для плавки любых типов черных и цветных металлов. Таким образом, вы всегда можете рассчитывать на нас независимо от планируемых вами масштабов производства. У нас есть от небольших, компактных электрических индукционных печей до действительно огромных для коммерческого использования. Не стесняйтесь обращаться к нашей команде в любое удобное для вас время.

Несмотря на то, что мы делаем акцент на качественном производстве и удобстве использования, мы также хотим, чтобы вы не тратили целое состояние на приобретение нашей продукции. Независимо от того, являетесь ли вы новичком или опытным пользователем, у нас есть что-то для ваших производственных нужд.

IHL25K Низкочастотная индукционная плавильная печь мощностью 25 кВт, 1–20 кГц

Примечание. Эта модель доступна только с трехфазным напряжением 460–480 Вольт.

Низкочастотные индукционные нагреватели серии Across International от 1 кГц до 20 кГц подходят для широкого спектра применений, включая глубокое проникновение тепла для процессов полной закалки, ковку стальных стержней, отпуск штамповок, предварительный нагрев для сварки и плавление. металлических партий более 4 фунтов.Они не ограничиваются ферромагнитными материалами, поэтому цветные металлы также могут быть эффективно использованы.

Система состоит из трех основных компонентов: источника питания, компенсирующего конденсатора / трансформатора и индукционной катушки / плавильного тигля. Наши нагреватели автоматически настраиваются на оптимальную резонансную частоту, чтобы достичь наиболее эффективных общих результатов нагрева в соответствии с требованиями наших клиентов, которые включают проникновение тепла, эффективность нагрева, рабочий шум и электромагнитную однородность.Две из наших самых популярных низкочастотных машин — это плавильные печи с плиточным плавильным аппаратом и печи с автоматической подачей стержня для ковки.

Индукционный нагрев заключается не во внешнем приложении тепла, а во внутреннем выделении тепла в самой заготовке. Этот процесс не требует длительных периодов нагрева и позволяет ограниченное подведение тепла локально и точно по времени, таким образом достигая высокой степени эффективности и максимального использования энергии.По сравнению с традиционными методами нагрева индукционный нагрев обеспечивает максимальный уровень качества и эффективности в практически неограниченном диапазоне применений.

Основные принципы индукционного нагрева применяются в производстве с 1920-х годов. Во время Второй мировой войны технология быстро развивалась, чтобы удовлетворить насущные потребности военного времени в быстром и надежном процессе упрочнения металлических деталей двигателя. В последнее время упор на бережливое производство и упор на улучшенный контроль качества привели к новому открытию индукционной технологии, наряду с разработкой точно контролируемых твердотельных индукционных источников питания.Что делает этот метод нагрева таким уникальным? В наиболее распространенных методах нагрева к металлической части непосредственно прикладывают горелку или открытое пламя. Но при индукционном нагреве тепло фактически «индуцируется» внутри самой детали за счет циркулирующих электрических токов. Поскольку тепло передается продукту с помощью электромагнитных волн, деталь никогда не вступает в прямой контакт с пламенем, сам змеевик не нагревается, и продукт не загрязняется. При правильной настройке процесс становится очень повторяемым и управляемым.

КАК РАБОТАЕТ ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВ

Как именно работает индукционный нагрев? Это помогает получить базовое представление о принципах электричества. Когда переменный электрический ток подается на первичную обмотку трансформатора, создается переменное магнитное поле. Согласно закону Фарадея, если вторичная обмотка трансформатора находится в магнитном поле, индуцируется электрический ток.

В базовой установке индукционного нагрева твердотельный высокочастотный источник питания передает переменный ток через медную катушку, а нагреваемая часть помещается внутри катушки.Катушка служит первичной обмоткой трансформатора, а нагреваемая часть становится вторичной обмоткой короткого замыкания. Когда металлическая деталь помещается в индукционную катушку и попадает в магнитное поле, внутри детали индуцируются циркулирующие вихревые токи. Эти вихревые токи текут против удельного электрического сопротивления металла, генерируя точное и локализованное тепло без какого-либо прямого контакта между деталью и катушкой.

ВАЖНЫЕ ФАКТОРЫ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ УЧИТАТЬ
Эффективность системы индукционного нагрева для конкретного применения зависит от нескольких факторов: характеристик самой детали, конструкции индукционной катушки, мощности источника питания и степени нагрева. изменение температуры, необходимое для применения.

МЕТАЛЛ ИЛИ ПЛАСТИК
Во-первых, индукционный нагрев работает напрямую только с проводящими материалами, обычно с металлами. Пластмассы и другие непроводящие материалы часто можно нагревать косвенно, сначала нагревая проводящий металлический приемник, который передает тепло непроводящему материалу.

МАГНИТНЫЙ ИЛИ НЕМАГНИТНЫЙ
Магнитные материалы легче нагревать. Помимо тепла, вызванного вихревыми токами, магнитные материалы также выделяют тепло за счет так называемого эффекта гистерезиса.Во время процесса индукционного нагрева магнитные элементы, естественно, оказывают сопротивление быстро меняющимся электрическим полям, и это вызывает достаточное трение, чтобы обеспечить вторичный источник тепла. Этот эффект перестает проявляться при температурах выше «точки Кюри» — температуры, при которой магнитный материал теряет свои магнитные свойства. Относительное сопротивление магнитных материалов оценивается по шкале проницаемости от 100 до 500; в то время как немагнитные материалы имеют проницаемость 1, магнитные материалы могут иметь проницаемость до 500.

ТОЛЩАЯ ИЛИ ТОЛЩАЯ
В случае проводящих материалов около 80% эффекта нагрева происходит на поверхности или «коже» детали; интенсивность нагрева уменьшается по мере удаления от поверхности. Таким образом, маленькие или тонкие детали обычно нагреваются быстрее, чем большие толстые, особенно если большие детали необходимо нагреть полностью. Исследования показали взаимосвязь между глубиной проникновения нагрева и частотой переменного тока. Частоты от 100 до 400 кГц производят относительно высокоэнергетическое тепло, идеально подходящее для быстрого нагрева небольших деталей или поверхности / кожи больших деталей.Было показано, что для глубокого проникающего тепла наиболее эффективными являются более длительные циклы нагрева с частотой от 5 до 30 кГц.

СОПРОТИВЛЕНИЕ
Если вы используете один и тот же индукционный процесс для нагрева двух кусков стали и меди одинакового размера, результаты будут совершенно разными. Почему? Сталь наряду с углеродом, оловом и вольфрамом имеет высокое удельное электрическое сопротивление. Поскольку эти металлы сильно сопротивляются току, быстро накапливается тепло. Металлы с низким удельным сопротивлением, такие как медь, латунь и алюминий, нагреваются дольше.Удельное сопротивление увеличивается с повышением температуры, поэтому очень горячая сталь будет более восприимчива к индукционному нагреву, чем холодная.

КОНСТРУКЦИЯ ИНДУКЦИОННОЙ КАТУШКИ
Именно внутри индукционной катушки создается переменное магнитное поле, необходимое для индукционного нагрева, за счет протекания переменного тока. Таким образом, конструкция змеевика — один из наиболее важных аспектов всей системы. Хорошо спроектированная катушка обеспечивает правильный режим нагрева для вашей детали и максимизирует эффективность источника питания индукционного нагрева, при этом позволяя легко вставлять и извлекать деталь.

Индукционные змеевики обычно изготавливаются из медных трубок — очень хороших проводников тепла и электричества — диаметром от 1/8 дюйма до 3/16 дюйма; медные змеевики большего размера предназначены для таких применений, как нагрев полосы металла и нагрев труб. Индукционные змеевики обычно охлаждаются циркулирующей водой и чаще всего изготавливаются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать форме и размеру нагреваемой детали. Таким образом, катушки могут иметь один или несколько витков; иметь винтообразную, круглую или квадратную форму; или быть спроектированным как внутреннее (часть внутри катушки) или внешнее (часть рядом с катушкой).Существует пропорциональная зависимость между величиной протекающего тока и расстоянием между катушкой и деталью. Размещение детали близко к катушке увеличивает ток и количество тепла, индуцируемого в детали. Это соотношение называется эффективностью связи катушки.

Индукционная печь

— Экология с открытым исходным кодом

Main > Digital Fabrication > RepLab Tools > Индукционная печь


Индукционная печь — это электрическая печь, в которой тепло подается за счет индукционного нагрева металла.

  • Соответствует требованиям OSE
  • Модульный в блоках питания 5 или 10 кВт
  • Управляемый микроконтроллером — в идеале мозг Arduino с элементами питания

Преимущество индукционной печи — это чистый, энергоэффективный и хорошо контролируемый процесс плавления по сравнению с большинством других способов плавки металлов. Большинство современных литейных заводов используют этот тип печи, и теперь все больше чугунолитейных заводов заменяют вагранки индукционными печами для плавления чугуна, поскольку первые выделяют много пыли и других загрязняющих веществ.Производительность индукционных печей составляет от менее одного килограмма до ста тонн, и они используются для плавки чугуна и стали, меди, алюминия и драгоценных металлов. Поскольку не используется дуга или горение, температура материала не выше, чем требуется для его плавления; это может предотвратить потерю ценных легирующих элементов. [1] Одним из основных недостатков использования индукционных печей в литейном производстве является недостаточная мощность рафинирования; шихтовые материалы должны быть очищены от продуктов окисления и иметь известный состав, а некоторые легирующие элементы могут быть потеряны из-за окисления (и должны быть повторно добавлены в расплав).

Диапазон рабочих частот от частоты сети (50 или 60 Гц) до 400 кГц или выше, обычно в зависимости от плавящегося материала, мощности (объема) печи и требуемой скорости плавления. Как правило, чем меньше объем расплавов, тем выше частота использования печи; это происходит из-за глубины скин-слоя, которая является мерой расстояния, на которое переменный ток может проникнуть под поверхность проводника. При той же проводимости более высокие частоты имеют небольшую толщину скин-слоя, т.е. меньшее проникновение в расплав.Более низкие частоты могут вызвать перемешивание или турбулентность металла. Предварительно нагретый чугун массой 1 тонна может расплавить холодную шихту до готовности к выпуску в течение часа. Электропитание варьируется от 10 кВт до 15 МВт с размером расплава от 20 кг до 30 тонн металла соответственно.

Работающая индукционная печь обычно издает гул или вой (из-за магнитострикции), высоту которого операторы могут использовать, чтобы определить, правильно ли работает печь или на каком уровне мощности.

Прочитать коммерческое описание индукционной печи от вольтамптрансформаторов

Прочтите о трехфазной электросети на ее википедии

Прочтите в Control о стандартах трехфазной электросети в Северной Америке.com форумы

Использует

Создает

  • Сталь — GVCS (от этого зависит практически каждая машина)

См. Раздел «Экология продукта» для получения дополнительной информации.

  • Схема индукционной печи
  • Система отвода тепла
  • Катушка
  • Камера плавления
  • Питатель
  • Тигель

Индукционная печь в настоящее время находится на стадии исследований, направленных на разработку продукта.

Советы и приемы по моделированию индукционных печей

Сегодня мы рады представить нового приглашенного автора, Винсента Брюера из SIMTEC, который поделится своими взглядами на моделирование индукционных печей.

Индукционный нагрев стал важным процессом во многих областях, от приготовления еды до производства. Его ценят за точность и эффективность, а также за то, что он является бесконтактным способом нагрева. В этом гостевом посте я опишу, как построить модель индукционной печи в COMSOL Multiphysics, и продемонстрирую, как это может улучшить вашу конструкцию.

Принципы индукционного нагрева

Физические принципы, управляющие процессом индукционного нагрева, довольно просты: переменный ток течет в соленоиде (катушке), который создает переходное магнитное поле. Следуя уравнениям Максвелла, это магнитное поле индуцирует электрические токи (вихревые токи) в соседних проводящих материалах. Если приложение представляет собой печь и из-за эффекта Джоуля, выделяется тепло, и может быть достигнута точка плавления шихты (металла).Регулируя текущие параметры, можно поддерживать жидкий расплавленный металл или точно контролировать его затвердевание.


Индукционный нагрев. (В открытом доступе через Wikimedia Commons).

Моделирование с помощью COMSOL Multiphysics

При построении модели мы начинаем с описания геометрии и связанных материалов. Как это часто бывает в таких промышленных приложениях, можно рассмотреть осесимметричное допущение. Выбранная геометрия (показанная на рисунке ниже) состоит из классических компонентов индукционной печи: тигля, содержащего шихту (металл), теплового экрана, контролирующего тепловое излучение, и змеевика с водяным охлаждением, в котором электрическая подано питание.


Геометрия модели.

При использовании мультифизического интерфейса Induction Heating к компоненту автоматически добавляются два физических интерфейса — Magnetic Field и Heat Transfer in Solids . Мультифизические муфты добавляют рассеивание электромагнитной мощности в качестве источника тепла, в то время как электромагнитные свойства материала могут зависеть от температуры. Затем обеспечивается сильная связь за счет применения предварительно выбранного шага исследования, которым может быть исследование Частота-Стационар или Частота-Переходный процесс .В этих случаях закон Ампера решается для каждого временного шага для данной частоты, а затем решается тепловая задача для переходного или стационарного состояния.

Электромагнитная проблема

Принимая во внимание осесимметричное предположение, только компонента магнитного векторного потенциала, которая перпендикулярна геометрической плоскости (A \ Phi), не равна нулю. Чтобы применить граничные условия, мы можем предположить, что состояние магнитной изоляции проявляется на довольно «большом» расстоянии от печи.Важно убедиться, что это состояние изоляции находится достаточно далеко, чтобы гарантировать, что это не повлияет на раствор. Эффективным методом является использование домена Infinite Elements , доступного в элементе Definition компонента. Этот метод позволяет ограничить размер проблемы, применяя масштабирование координат к слою виртуальных доменов, окружающих интересующую физическую область.


Домен Infinite Elements .

Для применения электромагнитного источника доступны разные методы. Выбранный метод зависит от типа геометрии и от того, насколько хорошо известны электрические свойства. В нашем случае геометрия катушки действительно представлена ​​(четырьмя витками), и, таким образом, к этим медным поверхностям добавляется условие Single-Turn Coil .

Что касается наших знаний о возбуждении катушки, мы рассмотрим случай, когда мощность катушки известна. Чтобы применить эту величину ко всей катушке, необходимо активировать режим Coil Group , чтобы гарантировать, что напряжение, используемое для вычисления общей мощности катушки, является суммой напряжений всех витков.При использовании такого типа возбуждения задача становится нелинейной, и COMSOL Multiphysics автоматически добавляет соответствующие уравнения для вычисления правильной мощности (см. Здесь).

Тепловая проблема

Уравнение теплопроводности решается только для твердых частей без учета влияния окружающего воздуха. Действительно, в этой задаче тепло передается за счет излучения. Поэтому граничное условие Surface-to-Surface Radiation добавляется к физическому интерфейсу Heat Transfer in Solids путем выбора внешних границ каждого компонента.


Границы излучения между поверхностью.

Циркуляция воды обычно используется в промышленных печах для охлаждения змеевика. Конструкция змеевика обеспечивает поток в этом канале за счет использования полого круглого сечения (см. {2}}

Числовые аспекты

Для каждого вычисления необходимо количественно оценить важный параметр: глубину скин-слоя, поскольку большая часть электрического тока будет проходить через эту толщину скин-слоя.Этот параметр зависит от проницаемости вакуума \ mu_0, относительной проницаемости материала \ mu_R, электропроводности \ sigma и частоты f по следующей формуле:

\ delta = \ sqrt \ frac {1} {\ pi \ cdot \ mu_R \ cdot \ mu_0 \ cdot \ sigma \ cdot f}

Чем выше частота, тем тоньше скин-фактор. Следовательно, модулируя частоту тока, можно точно контролировать местоположение источника тепла. Численно это означает, что для каждого материала проводника сетка должна быть достаточно мелкой для обеспечения точности.Конвенция требует, чтобы по крайней мере четыре элемента охватывали эту область. Этого можно легко добиться, используя тип сетки Boundary Layers , как показано здесь:


Граничные слои Тип сетки для внешних границ катушки. На рисунке также показана внутренняя труба, по которой течет охлаждающая вода.

Теперь модель можно решить, указав частоту на этапе исследования. В нашем случае используется частота 1000 Гц и стационарное решение с ноутбуком получается менее чем за минуту.

Электромагнитные и тепловые результаты

Величина (норма) результирующей плотности тока показана на следующем рисунке вместе с линиями магнитного поля. Мы видим, что максимальная плотность тока находится в областях катушки. Распределение плотности тока неоднородно по сечению катушки, и ток имеет тенденцию течь во внутренней части витков. В заряде (металле) силовые линии магнитного поля сильно деформированы, и индуцируется вихревой ток, текущий в противоположном направлении.


Глобальные и локальные графики нормы плотности тока.

Втекающий в резистивный заряд, этот ток рассеивает энергию в материале. Результирующая температура в каждой части печи указана ниже. Мы можем наблюдать, что, даже если в катушке очень сильный ток, температура близка к температуре окружающей среды благодаря системе водяного охлаждения. Напротив, температура заряда высока и близка к температуре плавления материала из-за вихревых токов и эффекта Джоуля.Остальные части печи нагреваются излучением.


Модель, иллюстрирующая распределение температуры в печи.

Геометрия печи теперь может быть изменена в соответствии с различными конструктивными ограничениями. Характеристики катушки (частота, мощность, тип геометрии, количество витков и т. Д.) И геометрия всех частей теперь могут быть оптимизированы для снижения потребления энергии и обеспечения контролируемого плавления материала.

Как электромагнитное поле влияет на поведение расплавленной лужи?

Чтобы сделать шаг вперед и понять, как расплавленный металл ведет себя в печи, в модель можно легко добавить уравнения гидродинамики.{Лоренц} = j \ times B

Оба вектора являются сложными объектами и были ранее получены для данной частоты. Необходимо использовать усредненный по времени вклад силы Лоренца, заданный в COMSOL Multiphysics параметрами «mf.FLtzavr» и «mf.FLtzavz». Пренебрегая влиянием жидкости на магнитное поле, гидравлическую проблему можно решить несвязанным образом.

На изображении ниже показано поведение расплавленного металла в стационарном состоянии. В жидкости образуются две типичные зоны рециркуляции.Перемешивание можно контролировать, изменяя частоту или мощность тока. Это может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. С одной стороны, это способ улучшить однородность ванны. С другой стороны, перемешивание может привести к быстрой эрозии огнеупорных стенок. Что касается фазы нагрева, и в зависимости от проектных ограничений, теперь можно проводить параметрические исследования для улучшения процесса.


Векторы скорости в расплавленной ванне.

Об авторе гостя

Винсент Брюйер получил докторскую степень в области машиностроения в Национальном институте прикладных наук (Лион) по теме исследования контактов со смазкой.После постдокторской должности в Комиссии по атомной энергии и альтернативным источникам энергии (CEA) Брюйер теперь работает в SIMTEC инженером по моделированию. Он разрабатывает численные модели, применяемые преимущественно в гидродинамике, а также в тепловых и электромагнитных приложениях.

Индукционная печь для термообработки с локальным послепродажным обслуживанием высокой мощности

Откройте для себя широкий спектр высококачественных, эффективных и надежных. Индукционная печь на Alibaba.com для различных коммерческих и промышленных требований к плавке.Эти эффективные продукты на месте не только эффективны, но и чрезвычайно надежны и достаточно прочные, чтобы прослужить долгое время. Файл. Индукционная печь — это термостойкая импровизированная модернизированная технология плавки для выполнения точных и качественных работ, которая также широко популярна среди торговцев золотом. Эти. Индукционная печь предлагается на сайте ведущими поставщиками и оптовиками по конкурентоспособным ценам и сделкам.

Профессиональное и оптимальное качество. Индукционная печь на объекте изготовлена ​​из высококачественных материалов, таких как металлы, с длительным сроком службы и устойчивой к любым видам использования.Эти продукты доступны с различными типами печей и оснащены точным контролем температуры. Файл. Индукционная печь на этом объекте оснащена прочным корпусом, имеет водяное охлаждение, функции распылительного охлаждения и автоматическую систему управления ПЛК. Купите это. индукционная печь здесь, чтобы максимизировать вашу производительность и это тоже с точки зрения энергоэффективности.

Alibaba.com предлагает несколько вариантов. Индукционная печь различных размеров, форм, цветов, характеристик и типов печей, таких как дуговая печь, сушильная печь, печь отжига и многие другие.Эти прибыльные и продуктивные. Индукционная печь идеальна для сталелитейных заводов и отдельных производственных компаний благодаря своей эффективности и экологичности. Эти продукты просты в установке и недороги в обслуживании. Эти. Индукционная печь оснащена мощными термостойкими двигателями, которые обеспечивают оптимальную производительность и снижают затраты на рабочую силу.

Просмотрите отдельные категории. Индукционная печь доступна на Alibaba.com и покупайте эти продукты в рамках своего бюджета и требований. Эти продукты имеют сертификаты ISO, CE и доступны как OEM-заказы при оптовых закупках. При покупке этих продуктов предлагается квалифицированное послепродажное обслуживание.

Контроль температуры индукционных печей

Правильно обслуживаемая огнеупорная футеровка необходима для безопасной работы цельнометаллических плавильных печей: в индукционных печах они абсолютно необходимы. Физика электрической индукции требует, чтобы огнеупорная футеровка между индукционными катушками и ванной была как можно более тонкой.В то же время он должен быть достаточно толстым, чтобы полностью защитить катушки и предотвратить биение металла.

Обеспечение того, чтобы футеровка печи оставалась в безопасных пределах, установленных производителем, требует тщательной обработки футеровки во время всех операций печи, а также всесторонних процедур проверки и мониторинга.

Несомненно, биения металла, которые происходят при прорыве расплавленного металла через футеровку печи, относятся к числу наиболее серьезных аварий, которые могут произойти во время плавки и выдержки.

В случае повреждения охлаждающих, электрических, гидравлических или управляющих линий может возникнуть неминуемая опасность возгорания или взрыва воды / металла. Постоянный контроль целостности футеровки печи — ключ к предотвращению выбега.

Надежная защита индукционной катушки от перегрева и, что более важно, от контакта с расплавленным металлом имеет жизненно важное значение для обеспечения безопасной и надежной работы индукционных печей. С помощью LIOS PRE.VENT выявляются и выявляются трещины и эрозия, а нормальный износ огнеупора находится под тщательным контролем.

LIOS PRE.VENT: безопасное и надежное решение для индукционных печей

Благодаря нашему партнерству с Otto Junker GmbH, для использования оптоволоконной технологии измерения температуры в их плавильных установках и термообработке, была изобретена наша OCP (система защиты оптических катушек).

Система OCP обеспечивает измерение в реальном времени распределения температуры внешней поверхности футеровки с высоким разрешением, что позволяет точно и надежно контролировать температуру индукционных печей.

Контролируйте прогрессирующий износ и дефекты футеровки с помощью LIOS PRE.VENT и принимайте превентивные меры, обеспечивая при этом максимальную безопасность работы и сокращая время простоя.

LIOS PRE.VENT обеспечивает интуитивно понятную визуализацию состояния футеровки, не оставляя причин для прерывания работы из-за повреждения змеевика. Благодаря нашей настройке вы получите представление о толщине патрона с высоты птичьего полета, что станет надежным партнером в решении вопроса о том, когда производить замену.

Наш процесс установки позволяет осуществлять полностью распределенный и непрерывный мониторинг всей поверхности корпуса реактора без сверления или проделывания отверстий.В процессе установки реактор делится на зоны, поэтому вся установка может продолжать работать, несмотря на проблему в одной зоне.

Система RRTDR в LIOS PRE.VENT предоставляет данные, которые можно настроить в соответствии с конкретными требованиями и показать зоны разными цветами и даже установить с набором зональных аварийных сигналов в зависимости от конкретных потребностей оператора реактора.

Свяжитесь с нами сейчас

Объем рынка индукционных печей, доля, рост

Прогноз рынка индукционных печей

Ожидается, что рынок индукционных печей

превысит долларов США.5 миллиардов к 2025 году при среднегодовом темпе роста 5,6% .

Индукционные печи

обеспечивают экологически чистый, энергоэффективный и управляемый процесс плавления и широко используются в производстве стали, меди и алюминия. Индукционные печи используют конвекционный ток для достижения точки плавления этих металлов, тем самым используя меньше энергии, чем другие печи, которые обычно разжигаются при более высоких уровнях температуры, чем те, которые требуются для плавления металлов.

Растущая железнодорожная промышленность вместе с повышенными требованиями к горнодобывающей, плавильной и металлургической технике являются факторами, способствующими росту рынка индукционных печей.Производство стали и меди смещается с традиционных баз в Северной Америке и Европе в быстроразвивающиеся страны Азии, такие как Индия, Китай и Бангладеш. Открытие новых заводов также способствует значительному росту рынка.

Ключевые участники рынка индукционных печей



  • Electrotherm (Индия)

  • Danieli Group (Италия)

  • SMS Elotherm GmbH (Германия)

  • Meltech Ltd (Великобритания)

  • Tenova SpA (Италия)

  • Doshi Technologies Pvt.Ltd (Индия)

  • IHI Machinery and Furnace Co., Ltd (Япония)

  • JP Steel Plantech Co. (Япония)

  • ECM Technologies (Нидерланды)

  • Agni Electrical Pvt. Ltd (Индия)

  • Pees Induction Equipment’s Pvt. Ltd (Индия)

  • Магналенц (Индия)


Рынок индукционных печей USP

Энергоэффективное и контролируемое плавление.


Драйверы рынка

  • Рост мирового спроса на сталь и медь

  • Рост аэрокосмической промышленности

  • Пониженное потребление энергии

  • Высококонтролируемый процесс


Ограничения на рынке

  • Необходимость высоких начальных вложений

  • Недостаток нефтеперерабатывающих мощностей


Сегментация рынка
По типу

  • Индукционная печь без сердечника: Самая большая в сегменте индукционная печь без сердечника используется для металлов с высокой температурой плавления, таких как чугун и сталь.Учитывая высокий спрос на сталь во всем мире, ожидается, что этот сегмент будет расти. Хотя индукционные печи без сердечника имеют жизненно важное значение для обработки стали, они имеют гораздо более длительные простои на техническое обслуживание, чем индукционные печи других типов.

  • Канальная индукционная печь: Идеально подходит для всех металлов, которые не имеют очень высокой температуры плавления, канальные индукционные печи потребляют наименьшее количество энергии и почти не имеют простоев на техническое обслуживание. Они также используются для предотвращения затвердевания уже расплавленных металлов.Они отличаются превосходной надежностью, простотой установки и долгим сроком службы. Однако их нельзя использовать для стали, спрос на которую во всем мире достаточно высок. Это приводит к небольшой доле рынка для данного сегмента.

  • Прочие: Этот сегмент включает индукционные печи с вертикальным и непрямым сердечником.


По мощности печи

  • До 1 тонны: используются для небольших операций, их легче чистить и обслуживать; они потребляют меньше энергии, но не так энергоэффективны, как их более крупные аналоги.

  • 1–100 тонн: самый быстрорастущий сегмент, индукционные печи такой мощности предпочтительны в развивающихся странах, таких как Бангладеш, Индонезия и Филиппины. Идеально подходят для малых и средних предприятий, обслуживающих бытовые нужды, они требуют значительно меньше инвестиций, чем индукционные печи большего размера. Ожидается, что рост смежных производств в этих странах будет стимулировать рост этого сегмента.

  • Более 100 тонн: Самый большой сегмент, индукционные печи такой мощности используются на крупных сталелитейных и медных заводах.Хотя они требуют значительных начальных вложений, они предлагают беспрецедентные плавильные мощности и экономичны.


По отраслям По вертикали

  • Сталь: Самый большой сегмент высокого мирового спроса на сталь, которая широко используется почти во всех отраслях обрабатывающей промышленности. Китай, Индия и Япония — одни из крупнейших производителей стали в мире.

  • Алюминий: Алюминий широко используется в транспортной, упаковочной, потребительской и строительной отраслях.Он дороже стали, но обеспечивает гораздо лучшую коррозионную стойкость и значительно легче, что делает его идеальным для применений, требующих низкой плотности и пластичности.

  • Медь: Благодаря своей отличной электропроводности медь широко используется в качестве проводника электричества. Рост спроса на медь стимулирует рост этого сегмента.

  • Прочие: сегмент охватывает такие металлы, как цинк, кремний и латунь.


По регионам

  • Северная Америка: рынок стали в Северной Америке в основном развит, что ограничивает спрос на индукционные печи для извлечения и производства металла.Однако крупная аэрокосмическая промышленность создает новые возможности для роста в регионе.



  • Европа: Европа — это растущий рынок индукционных печей, особенно для домашнего использования. Растущий рынок возобновляемых источников энергии подпитывает спрос на медь в регионе, что стимулирует рост рынка индукционных печей.



  • Азиатско-Тихоокеанский регион: крупнейший и наиболее быстрорастущий рынок индукционных печей, Азиатско-Тихоокеанский регион — крупнейший в мире производитель стали, алюминия и других металлов, для которых требуются индукционные печи.



  • Остальной мир: Большая часть мировой меди производится в Южной Америке, что способствует росту рынка индукционных печей.

Объем отчета:
Атрибут отчета / метрика Детали
Размер рынка 2025 год: 1 доллар США.5 миллиардов
CAGR 5,6% CAGR (2020-2027)
Базисный год 2019 г.
Период прогноза 2020-2027
Исторические данные 2018 г.
Единицы прогноза Стоимость (млрд долларов США)
Отчет о покрытии Прогноз доходов, конкурентная среда, факторы роста и тенденции
Покрытые сегменты Тип, мощность печи, отраслевая вертикаль
Охватываемые географии Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион и остальной мир (ПЗ)
Ключевые поставщики Electrotherm (Индия), Danieli Group (Италия), SMS Elotherm GmbH (Германия), Meltech Ltd (Великобритания), Tenova SpA (Италия), Doshi Technologies Pvt.Ltd (Индия), IHI Machinery and Furnace Co., Ltd (Япония), JP Steel Plantech Co. (Япония), ECM Technologies (Нидерланды), Agni Electrical Pvt. Ltd (Индия), Pees Induction Equipment’s Pvt. Ltd (Индия), Магналенц (Индия)
Ключевые возможности рынка Запуск новых продуктов и НИОКР среди основных ключевых игроков
Ключевые драйверы рынка
  • Растущий мировой спрос на сталь и медь
  • Рост аэрокосмической промышленности
  • Снижение энергопотребления
  • Высококонтролируемый процесс
  • Поговорите с аналитиком Запросить настройку

    Часто задаваемые вопросы (FAQ):


    К 2025 году рынок индукционных печей может стоить 5 долларов США.6% CAGR к 2025 г.

    К 2025 году рынок индукционных печей может вырасти до 1,5 млрд долларов.

    Electrotherm (Индия), Meltech Ltd (Великобритания), Danieli Group (Италия) и SMS Elotherm GmbH (Германия) — некоторые известные имена на рынке индукционных печей.

    Растущая потребность в меди и стали может стимулировать рост рынка индукционных печей.

    Уменьшение потребности в энергии может стимулировать рост рынка индукционных печей APAC.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.