Hornos de fusión de crisol por inducción. Horno de inducción para fundir metal. Hornos de crisol de inducción

Una estufa de inducción doméstica puede calentar fácilmente su hogar. En la industria, estos dispositivos se utilizan en la fundición. varios metales. Además, pueden participar en el tratamiento térmico de piezas, así como en su endurecimiento. La principal ventaja de un horno de inducción es su facilidad de uso. Además, son fáciles de mantener y no requieren inspecciones periódicas, lo cual es muy importante.

No es necesario asignar una habitación separada para instalar este dispositivo. El rendimiento de estos dispositivos es muy bueno. Esto se debe en gran parte al hecho de que el diseño no contiene piezas sujetas a desgaste mecánico. En general, los hornos de inducción son seguros para la salud humana y no suponen ningún peligro durante su funcionamiento.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento de un horno de inducción comienza con el suministro de corriente alterna al generador. Al mismo tiempo, pasa a través de un inductor especial, que se encuentra dentro de la estructura. A continuación, el dispositivo utiliza un condensador. Su tarea principal es la formación de un circuito oscilatorio. En este caso, todo el sistema está sintonizado a la frecuencia de funcionamiento. El inductor del horno crea un campo magnético alterno. En este momento, el voltaje en el dispositivo aumenta a 200 V.

Para cerrar el circuito, el sistema dispone de un núcleo ferromagnético, pero no está instalado en todos los modelos. Posteriormente, el campo magnético interactúa con la pieza de trabajo y crea un potente flujo. A continuación se induce el elemento conductor de electricidad y se genera una tensión secundaria. En este caso, se forma una corriente parásita en el condensador. Según la ley de Joule-Lenz, cede su energía al inductor. Como resultado, la pieza de trabajo en el horno se calienta.

Hornos de inducción caseros

Un horno de inducción con sus propias manos se fabrica estrictamente de acuerdo con los dibujos de conformidad con las reglas de seguridad. La carcasa del dispositivo debe seleccionarse entre aleación de aluminio. Se debe proporcionar una plataforma grande en la parte superior de la estructura. Su espesor debe ser de al menos 10 mm. La mayoría de las veces se utiliza una plantilla de acero para llenar el crisol. Para drenar el metal fundido, necesitará una cavidad de revestimiento en forma de pico. En este caso, la estructura debe contar con una zona de acolchado.

Para las secciones, se instala un soporte aislante encima de la plantilla. Directamente debajo habrá un soporte con bisagras. Para enfriar el inductor, el horno debe tener un accesorio. El voltaje se suministra al dispositivo a través del puente, que se encuentra en la parte inferior del dispositivo. Para inclinar el contenedor, un horno de inducción de fabricación propia debe tener una caja de cambios separada. En este caso, lo mejor es hacer un mango para poder escurrir el metal manualmente.

Hornos de la empresa Termolit.

Hornos de inducción para fundir metales de este tipo. marca comercial tener una potencia de convertidor aceptable. Sin embargo, la capacidad de las cámaras de los modelos puede variar mucho. La velocidad media de fusión del metal es de 0,4 t/h. En este caso, la tensión nominal de la red de suministro oscila alrededor de 0,3 V. El consumo de agua en un horno de inducción depende del sistema de refrigeración. Normalmente este parámetro es de 10 metros cúbicos/hora. Donde consumo específico la electricidad es bastante alta.

Características del horno Termolit TM1

Este horno de fusión (inducción) tiene una capacidad total de 0,03 toneladas. Al mismo tiempo, la potencia del convertidor es de sólo 50 kW y la velocidad media de fusión es de 0,04 toneladas por hora. La tensión de alimentación debe ser de al menos 0,38 V. El consumo de agua para refrigeración en este modelo es insignificante. Esto se debe en gran medida a baja potencia dispositivos.

Una de las desventajas es el alto consumo de energía. En promedio, el horno consume aproximadamente 650 kW por hora de funcionamiento. El convertidor de frecuencia de este modelo es de clase TFC-50. En general, Termolit TM1 es un equipo económico, pero con pobres prestaciones.

Horno de inducción "TG-2"

Los hornos de fusión por inducción de la serie "TG" se fabrican con una capacidad de cámara de 0,6 toneladas. La potencia nominal del dispositivo es de 100 kW. Además, en una hora de funcionamiento continuo es posible fundir 0,16 toneladas de metales no ferrosos. Este modelo se alimenta de una red con un voltaje de 0,3 V.

El consumo de agua del horno de inducción "TG-2" es bastante significativo y, en promedio, se consumen hasta 10 metros cúbicos de líquido por hora de funcionamiento. Todo esto se debe a la necesidad de una refrigeración intensiva de la caja de cambios. En el lado positivo es un consumo de energía moderado. Normalmente, se consumen hasta 530 kW de electricidad por hora de funcionamiento. El convertidor de frecuencia del modelo TG-2 está instalado en la clase TFC-100.

Hornos "Thermo Pro"

Las principales modificaciones de los equipos de esta empresa son los hornos de fusión por inducción "SAT 05", "SAK-1" y "SOT 05". Su punto de fusión nominal promedio es de 900 grados. Al mismo tiempo, la potencia de los dispositivos oscila alrededor de 150 kW. Además, cabe destacar su buen desempeño. En una hora de trabajo se pueden fundir 80 kg de metales no ferrosos. Al mismo tiempo, muchos modelos de Thermo Pro se fabrican para un uso muy específico. Algunos están diseñados exclusivamente para trabajar con aluminio, mientras que otros están diseñados para fundir plomo o estaño.

Modificación "SAT 05"

Este horno de inducción está diseñado para fundir aluminio. La potencia de este dispositivo es exactamente de 20 kW. Al mismo tiempo, por hora de funcionamiento pueden pasar hasta 20 kg de metal. La capacidad de la cámara en el modelo "SAT 05" es de 50 kg y el convertidor de frecuencia es de clase "TFC".

Las baterías del dispositivo son del tipo condensador. El fabricante instaló un cable especial refrigerado por agua en la parte inferior de la estructura. Este modelo tiene un panel de control. Entre otras cosas, cabe destacar el gran conjunto de estufas SAT 05. Incluye todos los accesorios de instalación, así como la documentación operativa.

Parámetros del horno SAK-1.

Este horno de inducción se utiliza con mayor frecuencia para fundir plomo y estaño. En algunos casos, se permite el uso de cobre, pero la productividad cae significativamente. El punto de fusión promedio fluctúa alrededor de 1000 grados, potencia este dispositivo tiene 250 kw. En una hora de funcionamiento continuo es posible pasar hasta 400 kg de metales no ferrosos. Al mismo tiempo, la capacidad del equipo permite cargar hasta 1000 kg de material. La tensión de alimentación es de 0,3 kV.

El consumo de agua para enfriar el modelo SAK-1 es insignificante. El horno consume aproximadamente 10 metros cúbicos de líquido por hora. El consumo eléctrico específico también es reducido y asciende a 530 kW. El convertidor de frecuencia de este diseño es de la marca TPCH-400. En general, el modelo SAK-1 resultó económico y fácil de usar.

Revisión del modelo "SAK 05"

Los hornos de inducción para fundir metales "SAK 05" se distinguen por una gran capacidad: 0,5 toneladas. Al mismo tiempo, la potencia del convertidor de suministro es de 400 kW. La velocidad de fusión operativa en este horno es bastante alta. La tensión nominal del dispositivo es de 0,3 kV. Durante una hora de funcionamiento se consumen aproximadamente 11 metros cúbicos de agua para enfriar el sistema. También cabe destacar que el consumo eléctrico es considerable y asciende a 530 kW. El convertidor de frecuencia del dispositivo es de clase TFC-400. Al mismo tiempo, es capaz de aumentar la temperatura máxima hasta los 800 grados. El horno de inducción "SAK 05" está destinado exclusivamente a fundir aluminio y bronce. El gabinete de intercambio de calor fue instalado por el fabricante de la marca "IM". Otra cosa que vale la pena destacar es el cómodo mando a distancia. Hay un sistema de alarma y una estación hidráulica en el sistema.

Entre otras cosas, el kit estándar incluye un juego de neumáticos turbo y accesorios de montaje. En general, el modelo “SAK 05” resultó estar bastante protegido y puedes utilizarlo sin riesgo para la salud. Esto se logró en gran medida mediante varillas montadas en cilindros hidráulicos. En este caso, el metal prácticamente no salpica. El ajuste directo de la frecuencia durante el funcionamiento se produce en modo automático. En este modelo de media tensión se utilizan condensadores.

El plato es el elemento clave electrodomésticos, del que es imposible prescindir en cualquier cocina.

Y si antes los asistentes de las amas de casa eran eléctricos, ahora las estufas de inducción están ganando popularidad. Y esto está justificado, porque tienen muchas ventajas innegables: seguridad contra incendios, eficiencia, alta velocidad de calentamiento y cocción.
Hornos de inducción: los electrodomésticos más modernos para la cocina.

Principio de funcionamiento del horno de inducción.

El horno de inducción apareció en el mercado de electrodomésticos en los años 80 del siglo pasado, pero el invento fue tratado con desconfianza debido a su alto coste y su principio de funcionamiento poco claro. Sólo después de que los restauradores comenzaron a utilizar placa de inducción y sintieron sus ventajas, las amas de casa que querían simplificar y acelerar la cocción aprovecharon su ejemplo.

El principio de funcionamiento de las cocinas de inducción se basa en el uso de energía de campo magnético. Una bobina de cobre vitrocerámica debajo, al pasar por cuyas espiras electricidad convertido a inducción. Cuando se coloca un recipiente de cocina con fondo magnético sobre un quemador, la corriente actúa sobre los electrones de su material ferromagnético, provocando que se muevan. Como resultado de este proceso, se libera calor, por lo que los utensilios de cocina se calientan y su contenido entra en la etapa de cocción.

Para cocinar en una placa de inducción necesitas utensilios de cocina especiales.

La inducción se diferencia fundamentalmente de la eléctrica y el gas en los siguientes aspectos:

1. Calentar el revestimiento. En las estufas tradicionales, el quemador se calienta primero y luego transfiere el calor a los utensilios de cocina que se encuentran sobre él. El calentamiento por inducción consiste en calentar directamente el fondo de una sartén o sartén. Panel vitrocerámico Al mismo tiempo, se calienta de los platos y, después de retirarlos, se enfría durante 5 minutos.
2. Eficiencia. Inducción estufas electricas Tienen una eficiencia del 90% debido a que la energía no se desperdicia en calentar el quemador, sino que actúa sobre el fondo de la olla.
3. El ahorro de energía. El ajuste de temperatura del horno de inducción se produce casi instantáneamente, lo que conduce a un consumo racional de energía.
4. Seguridad. Cuando la estufa está en funcionamiento, el panel en sí no se calienta, por lo que no tienes que preocuparte por quemarte.

Características de la cocina

Las amas de casa a menudo se niegan deliberadamente a comprar estufas de inducción eléctricas porque temen las dificultades al encenderlas y cocinar. De hecho, no hay nada difícil en encender una cocina de inducción.

Después de conectar el dispositivo a la fuente de alimentación, sonará una señal notificándole que se puede encender la placa. Cada zona dispone de un regulador de potencia y un temporizador personalizable.

Diseño inusual cocina de inducción

Cómo cocinar en una placa de inducción se describe en detalle en las instrucciones de uso. hay marcados condiciones de temperatura y parámetros de potencia necesarios para un proceso de cocción específico de un plato en particular. Por ejemplo, el agua hirviendo se produce en los niveles 7-9, la extinción, 5 o 6.

tipos de losas

El mercado de electrodomésticos ofrece hornos de diferente funcionalidad y coste. Los usuarios pueden adquirir tanto placas de inducción económicas para la cocina como sistemas multifuncionales instalados en cafeterías y restaurantes.

Los principales tipos de este equipo incluyen:

• cocinas de inducción compactas de mesa con uno o más quemadores;
• electrodomésticos integrados o placas de cocción independientes;
• Estufas combinadas: combinan elementos que funcionan según el principio de inducción magnética y quemadores de calefacción eléctrica.

Estufa combinada de inducción y gas.

Al elegir una estufa basada en la energía del campo magnético, se debe prestar atención a las capacidades de potencia y la cantidad de modos. La función de calentamiento intensivo le permite cocinar los alimentos más rápido .

Los sensores infrarrojos controlan el calentamiento máximo del fondo de la sartén y evitan que los alimentos se quemen: en mi opinión, esta función es necesaria en el dispositivo.

También vale la pena pensar en la forma del quemador: puede ser plano o empotrado. De esto dependerá la posibilidad de utilizar platos con diferentes fondos. Los dispositivos multifuncionales, como las cocinas de inducción con horno y una gran cantidad de quemadores, permiten cocinar varios platos al mismo tiempo.

Especificaciones

Según el tipo y coste, los hornos de inducción eléctricos tienen las siguientes características técnicas:

• la temperatura máxima de calentamiento es de 60 grados centígrados;
• la potencia oscila entre 50 y 3500 W;
• el número de modos de ajuste varía de 12 a 20 según el tipo de dispositivo;
• los dispositivos están equipados con un panel táctil;
• el elemento calefactor funciona por inducción;
• El dispositivo está equipado con un temporizador.

Como cualquier equipo, éste no está inmune a averías, pero encontrar repuestos para cocinas de inducción no es difícil. Además, las personas que entienden las leyes de la física pueden hacer fácilmente una cocina de inducción con sus propias manos. Sin embargo, recuerde que debe emprender este negocio sólo si tiene los conocimientos y la experiencia necesarios.

Seleccionar utensilios de cocina para una cocina de inducción

Muchas amas de casa están seguras de que tendrán que volver a comprar todos los utensilios de cocina para la placa de inducción, ya que los existentes no caben. Esto no es enteramente verdad.

Para poner en funcionamiento una placa de inducción es necesario utilizar utensilios de cocina que tengan propiedades ferromagnéticas. Comprobar esto es bastante sencillo: es necesario colocar un imán en la parte inferior. Si se pega, la sartén es apta para usar en la estufa.

Las cacerolas de hierro, esmaltadas y de hierro fundido tienen propiedades ferromagnéticas. Los recipientes de vidrio, cerámica, porcelana y cobre no son adecuados para hornos que utilizan energía de campo magnético.

Si no dispones de ollas y sartenes adecuadas, elegir utensilios de cocina para cocinas de inducción no será difícil si sigues algunos consejos:

• abajo utensilios de cocina de inducción debe tener un diámetro de al menos 12 cm para garantizar área óptima contacto con la superficie de la estufa;
• el espesor del fondo de una parrilla para una cocina de inducción u otro recipiente debe ser de al menos 2 y no más de 6 mm;
• la superficie inferior debe ser lisa, sin curvas;
• El símbolo en los recipientes para cocinas de inducción, que parece una espiral horizontal e indica el uso de material ferromagnético, puede ayudar a elegir el recipiente adecuado.

Hay muchas empresas que producen ollas, sartenes, cacerolas, freidoras e incluso turcos para cocinas de inducción. Por tanto, comprarlos no será difícil.

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Si no es posible comprar un juego completo de utensilios de cocina especiales, puede utilizar un adaptador para cocina de inducción. Es un disco de 2-3 mm de espesor con diferentes diámetros dependiendo del tamaño de las ollas y sartenes. El principio de funcionamiento es el siguiente: la bobina transfiere calor al adaptador para la placa de inducción, que, a su vez, calienta los utensilios de cocina que se encuentran sobre ella. Cuando se utiliza un dispositivo de este tipo, no es necesario comprar un hervidor especial para una cocina de inducción, puede usar fácilmente su cerámica favorita.

Cocción de alfareros antiguos productos ceramicos en las fraguas se encontraban en su parte inferior, a veces, piezas duras y brillantes con propiedades inusuales. Desde el momento en que empezaron a pensar en qué eran estas maravillosas sustancias, cómo aparecían allí y también dónde podrían usarse de manera útil, nació la metalurgia, el oficio y el arte del procesamiento de metales.

Y la herramienta principal para extraer mineral nuevo del mineral es extremadamente materiales útiles Forjas de acero termofundible. Sus diseños han recorrido un largo camino en desarrollo: desde primitivas cúpulas de arcilla desechables calentadas con madera hasta modernos hornos eléctricos con control automático del proceso de fusión.

Las unidades de fundición de metales no sólo las necesitan los gigantes de la industria metalúrgica ferrosa, que utilizan hornos de cubilote, altos hornos, hornos de hogar abierto y convertidores regenerativos con una producción de varios cientos de toneladas por ciclo.
Estos valores son típicos de la fundición de hierro y acero, que representan hasta el 90% de la producción industrial de todos los metales.
En la metalurgia de metales no ferrosos y el reciclaje, los volúmenes son mucho menores. Y el volumen de negocios global de la producción de metales de tierras raras se calcula generalmente en varios kilogramos por año.

Pero la necesidad de fundir productos metálicos surge no sólo cuando producción en masa. Un sector importante del mercado metalúrgico está ocupado por la producción de fundiciones, que requieren unidades de fundición de metales de producción relativamente pequeña, desde varias toneladas hasta decenas de kilogramos. Y para la artesanía de piezas, la producción de artesanías y la fabricación de joyas se utilizan máquinas fundidoras con una capacidad de producción de varios kilogramos.

Todos los tipos de dispositivos para fundir metales se pueden dividir según el tipo de fuente de energía para ellos:

1. Térmico. El refrigerante son gases de combustión o aire muy caliente.
2. Eléctrico. Se utilizan varios efectos térmicos de la corriente eléctrica:
   • Amortiguar. Calentamiento de materiales colocados en una carcasa aislada térmicamente con un elemento calefactor en espiral.
   • Resistencia. Calentar una muestra haciendo pasar una gran corriente a través de ella.
   • Arco. Usar alta temperatura arco eléctrico.
   • Inducción. Fusión de materias primas metálicas por calor interno por acción de corrientes parásitas.
3. Transmisión. Dispositivos exóticos de plasma y haz de electrones.

Horno de fusión por haz de electrones de flujo Horno térmico de solera abierta Horno de arco eléctrico

Para pequeños volúmenes de producción, lo más conveniente y económico es el uso de eléctricos, especialmente hornos de fusión por inducción(IPP).

Construcción de hornos eléctricos de inducción.

En resumen, su acción se basa en el fenómeno de las corrientes de Foucault: corrientes de inducción parásitas en un conductor. En la mayoría de los casos, los ingenieros eléctricos los tratan como un fenómeno nocivo.
Por ejemplo, es por ellos que los núcleos de los transformadores están hechos de placas o cintas de acero: en una pieza sólida de metal, estas corrientes pueden alcanzar valores importantes, provocando pérdidas de energía inútiles para calentarla.

En un horno eléctrico de fusión por inducción, este fenómeno se aprovecha con ventaja. En esencia, se trata de un tipo de transformador en el que el papel de devanado secundario en cortocircuito y, en algunos casos, de núcleo, lo desempeña una muestra de metal fundido. Es metálico: en él solo se pueden calentar materiales que conducen electricidad, mientras que los dieléctricos permanecerán fríos. La función del inductor: el devanado primario del transformador se realiza mediante varias vueltas de una bobina gruesa enrollada en una bobina. tubo de cobre, por donde circula el refrigerante.

Por cierto, los electrodomésticos de cocina que se han vuelto muy populares funcionan según el mismo principio. placas Con calentamiento por inducción de alta frecuencia. Un trozo de hielo colocado sobre ellos ni siquiera se derretirá, pero los utensilios de metal colocados se calentarán casi instantáneamente.

Características de diseño de los hornos térmicos de inducción.

Hay dos tipos principales de PPI:

Para ambos tipos de unidades de fundición de metales no existen diferencias fundamentales en el tipo de materias primas de trabajo: funden con éxito metales ferrosos y no ferrosos. Sólo es necesario seleccionar el modo de funcionamiento y el tipo de crisol adecuados.

Opciones de selección

Así, los principales criterios para elegir uno u otro tipo de horno térmico son los volúmenes y la continuidad de la producción. Para una pequeña fundición, por ejemplo, en la mayoría de los casos, un horno eléctrico de crisol es adecuado y para una planta de reciclaje, un horno de canal.

Además, uno de los principales parámetros de un horno de crisol caliente es el volumen de una masa fundida, en función del cual se debe seleccionar un modelo específico. Las características importantes son también la potencia máxima de funcionamiento y el tipo de corriente: monofásica o trifásica.

Elegir una ubicación para la instalación

La ubicación del horno de inducción en un taller o taller debe permitir el libre acceso al mismo para la ejecución segura de todas operaciones tecnológicas durante el proceso de fusión:

• carga de materias primas;
• manipulaciones durante el ciclo de trabajo;
• descargar la masa fundida terminada.

El sitio de instalación debe contar con las redes eléctricas necesarias con el voltaje de funcionamiento requerido y el número de fases, conexión a tierra de protección con posibilidad de apagado rápido de emergencia de la unidad. La instalación también debe estar dotada de suministro de agua para refrigeración.

No obstante, las estructuras de mesa de pequeñas dimensiones deben instalarse sobre bases individuales resistentes y fiables que no estén destinadas a otras operaciones. Las unidades de suelo también deben contar con una base sólida y reforzada.

Está prohibido colocar materiales incendiarios y explosivos en la zona de descarga de material fundido. Cerca de la ubicación de la estufa se debe colgar un escudo contra incendios con agentes extintores.

Instrucciones de instalación

Las unidades de termofusión industriales son dispositivos con un alto consumo energético. Su instalación e instalación eléctrica debe ser realizada por especialistas cualificados. Un electricista calificado puede conectar unidades pequeñas con una carga de hasta 150 kg, siguiendo las reglas normales de instalación eléctrica.

Por ejemplo, un horno IPP-35 con una potencia de 35 kW con un volumen de producción de 12 kg de metales ferrosos y hasta 40 metales no ferrosos tiene una masa de 140 kg. Así pues, su instalación constará de los siguientes pasos:

1. Seleccionar una ubicación adecuada con base sólida para la unidad de termofusión y unidad de inducción de alto voltaje enfriada por agua con batería de capacitores. La ubicación de la unidad debe cumplir con todos los requisitos operativos y las normas eléctricas y de seguridad contra incendios.
2. Dotar a la instalación de una línea de refrigeración por agua. El horno de fusión eléctrico descrito no se suministra con equipo de refrigeración, que deberá adquirirse adicionalmente. La mejor solucion contará con una torre de enfriamiento de ciclo cerrado de doble circuito.
3. Conexión de puesta a tierra de protección.
   

   Está estrictamente prohibido el funcionamiento de cualquier horno eléctrico de fusión sin conexión a tierra.

4. Alimentar una línea eléctrica independiente con un cable cuya sección transversal proporcione la carga adecuada. El escudo de energía también debe proporcionar la carga requerida con una reserva de energía.

Para pequeños talleres y uso doméstico Se fabrican minihornos, por ejemplo, UPI-60-2, con una potencia de 2 kW y un crisol de 60 cm³ para fundir metales no ferrosos: cobre, latón, bronce ~ 0,6 kg, plata ~ 0,9 kg, oro. ~ 1,2 kilos . El peso de la instalación en sí es de 11 kg, las dimensiones son 40x25x25 cm, su instalación consiste en colocarla sobre banco de trabajo metálico, conectando el flujo de refrigeración por agua y enchufándolo a una toma de corriente.

Tecnología de uso

Antes de comenzar a trabajar con un horno eléctrico de crisol, es imperativo verificar el estado de los crisoles y el revestimiento: el aislamiento térmico protector interno. Si está diseñado para utilizar dos tipos de crisoles: cerámico y grafito, se debe seleccionar el material adecuado al material cargado según las instrucciones.

Normalmente, los crisoles de cerámica se utilizan para metales ferrosos y los de grafito para los no ferrosos.

Procedimiento de operación:

• Insertar el crisol dentro del inductor y, después de cargarlo con el material de trabajo, cubrirlo con una tapa termoaislante.
• Encienda la refrigeración por agua. Muchos modelos de unidades fusoras eléctricas no arrancan si no presión requerida agua.

• El proceso de fusión en un crisol IPP comienza con su encendido y entrada al modo de funcionamiento. Si hay regulador de potencia, póngalo en la posición mínima antes de encenderlo.
• Aumente suavemente la potencia a la potencia operativa correspondiente al material cargado.
• Después de fundir el metal, reduzca la potencia a una cuarta parte de la potencia de trabajo para mantener el material en estado fundido.
• Antes de derramar, baje el regulador al mínimo.
• Al finalizar la fusión, apagar la instalación. Apague el enfriamiento por agua después de que se haya enfriado.

La unidad debe estar bajo supervisión durante todo el proceso de fusión. Cualquier manipulación con crisoles debe realizarse con pinzas y guantes protectores. En caso de incendio, se debe desconectar inmediatamente la instalación y apagar las llamas con una lona o apagar con cualquier extintor que no sea ácido. Está estrictamente prohibido llenar con agua.

Ventajas de los hornos de inducción.

• Alta pureza de la masa fundida resultante. En otros tipos de hornos térmicos de fundición de metales suele haber contacto directo del refrigerante con el material y, como consecuencia, contaminación de este último. En IPP, el calentamiento se produce por la absorción del campo electromagnético del inductor por la estructura interna de los materiales conductores. Por lo tanto, estos hornos son ideales para la producción de joyas.
  

  Para los hornos térmicos, el principal problema es la reducción del contenido de fósforo y azufre en las fundiciones de metales ferrosos, que deterioran su calidad.

• Alta eficiencia de los dispositivos de fusión por inducción, alcanzando hasta el 98%.
• Alta velocidad de fusión debido al calentamiento de la muestra desde el interior y, como consecuencia, alto rendimiento IPP, especialmente para pequeños volúmenes de trabajo de hasta 200 kg.
  

  Calentando horno electrico de mufla con una carga de 5 kg ocurre en unas pocas horas, IPP, no más de una hora.

• Los dispositivos con una capacidad de carga de hasta 200 kg son fáciles de colocar, instalar y operar.

La principal desventaja de los dispositivos de fusión eléctricos, y los de inducción no son una excepción, es el coste relativamente elevado de la electricidad como refrigerante. Pero a pesar de esto, la alta eficiencia y el buen rendimiento de los IPP los amortizan en gran medida durante su funcionamiento.

El vídeo muestra un horno de inducción en funcionamiento.

La fundición de metales por inducción se utiliza ampliamente en diversas industrias: metalurgia, ingeniería mecánica y joyería. Puede montar un horno de inducción sencillo para fundir metal en casa con sus propias manos.

Calentamiento y fusión de metales en hornos de inducción ocurren debido al calentamiento interno y cambios red cristalina metal cuando las corrientes parásitas de alta frecuencia los atraviesan. Este proceso se basa en el fenómeno de la resonancia, en el que las corrientes parásitas tienen un valor máximo.

Para provocar el flujo de corrientes parásitas a través del metal fundido, se coloca en la zona de acción del campo electromagnético del inductor, la bobina. Puede tener forma de espiral, ocho o trébol. La forma del inductor depende del tamaño y la forma de la pieza de trabajo calentada.

La bobina inductora está conectada a la fuente. corriente alterna. En los hornos de fusión industriales se utilizan corrientes de frecuencia industrial de 50 Hz, para fundir pequeños volúmenes de metales en joyería se utilizan generadores de alta frecuencia, ya que son más eficientes.

tipos

Las corrientes parásitas se cierran a lo largo de un circuito limitado por el campo magnético del inductor. Por tanto, el calentamiento de los elementos conductores es posible tanto en el interior de la bobina como en su exterior.

Por tanto, los hornos de inducción son de dos tipos:
• canal, en el que el recipiente para fundir metales son canales ubicados alrededor del inductor, y en su interior hay un núcleo;
• crisol, utilizan un recipiente especial: un crisol hecho de material resistente al calor, generalmente extraíble.

horno de canal demasiado grande y diseñado para volúmenes industriales de fundición de metales. Se utiliza en la fundición de hierro fundido, aluminio y otros metales no ferrosos.
horno de crisol Es bastante compacto, lo utilizan joyeros y radioaficionados, una estufa de este tipo se puede montar con sus propias manos y utilizar en casa.

Dispositivo

Un horno casero para fundir metales tiene un diseño bastante simple y consta de tres bloques principales colocados en un cuerpo común:
• generador de corriente alterna de alta frecuencia;
• inductor: un devanado en espiral hecho de alambre o tubo de cobre, hecho a mano;
• crisol.

El crisol se coloca en un inductor, los extremos del devanado están conectados a una fuente de corriente. Cuando la corriente fluye a través del devanado, aparece a su alrededor un campo electromagnético con un vector variable. En un campo magnético, surgen corrientes parásitas, dirigidas perpendicularmente a su vector y que pasan a lo largo bucle cerrado dentro del devanado. Pasan a través del metal colocado en el crisol, calentándolo hasta el punto de fusión.

Ventajas de un horno de inducción:

• calentamiento rápido y uniforme del metal inmediatamente después de encender la instalación;
• dirección de calentamiento: solo se calienta el metal y no toda la instalación;
• alta velocidad de fusión y homogeneidad de la masa fundida;
• no hay evaporación de los componentes de aleación de metales;
• La instalación es respetuosa con el medio ambiente y segura.

Se puede utilizar un inversor de soldadura como generador para un horno de inducción para fundir metal. También puede ensamblar un generador usando los diagramas a continuación con sus propias manos.

Horno para fundir metal mediante inversor de soldadura.

Este diseño es sencillo y seguro, ya que todos los inversores están equipados con protección interna contra sobrecargas. Todo el montaje del horno en este caso se reduce a hacer un inductor con sus propias manos.

Por lo general, se realiza en forma de espiral a partir de un tubo de cobre de paredes delgadas con un diámetro de 8 a 10 mm. Está doblado según una plantilla. diámetro requerido, colocando las espiras a una distancia de 5-8 mm. El número de vueltas es de 7 a 12, dependiendo del diámetro y características del inversor. La resistencia total del inductor debe ser tal que no cause sobrecorriente en el inversor, de lo contrario la protección interna lo apagará.

El inductor se puede fijar en una carcasa de grafito o textolita y en su interior se puede instalar un crisol. Simplemente puede colocar el inductor sobre una superficie resistente al calor. La carcasa no debe conducir corriente, de lo contrario pasarán corrientes parásitas a través de ella y la potencia de la instalación disminuirá. Por el mismo motivo, no se recomienda colocar objetos extraños en la zona de fusión.

Cuando se trabaja desde inversor de soldadura¡Su cuerpo debe estar conectado a tierra! El tomacorriente y el cableado deben estar clasificados para la corriente consumida por el inversor.

El sistema de calefacción de una vivienda particular se basa en el funcionamiento de una estufa o caldera, cuyo alto rendimiento y larga vida útil ininterrumpida depende tanto de la marca como de la propia instalación. dispositivos de calefacción, y de instalación correcta Chimenea.
Encontrará recomendaciones para elegir una caldera de combustible sólido y en la siguiente sección se familiarizará con los tipos y reglas:

Horno de inducción con transistores: diagrama.

Hay muchas maneras diferentes de recolectar calentador de inducción con tus propias manos. En la figura se muestra un diagrama bastante simple y probado de un horno para fundir metal:

Para montar la instalación usted mismo, necesitará las siguientes piezas y materiales:
• dos transistores de efecto de campo tipo IRFZ44V;
• dos diodos UF4007 (también se puede utilizar UF4001);
• resistencia de 470 ohmios, 1 W (puedes tomar dos de 0,5 W conectados en serie);
• condensadores de película para 250 V: 3 piezas con una capacidad de 1 μF; 4 piezas - 220 nF; 1 pieza - 470 nF; 1 pieza - 330 nF;
• alambre enrollado de cobre con aislamiento esmaltado de Ø1,2 mm;
• alambre enrollado de cobre con aislamiento esmaltado de Ø2 mm;
• dos anillos de inductores retirados de la fuente de alimentación de la computadora.

Secuencia de montaje de bricolaje:

• Los transistores de efecto de campo se instalan en los radiadores. Dado que el circuito se calienta mucho durante el funcionamiento, el radiador debe ser lo suficientemente grande. Puede instalarlos en un radiador, pero luego debe aislar los transistores del metal mediante juntas y arandelas de caucho y plástico. En la figura se muestra la distribución de pines de los transistores de efecto de campo.

• Es necesario hacer dos estranguladores. Para fabricarlos, se enrolla alambre de cobre con un diámetro de 1,2 mm alrededor de anillos retirados de la fuente de alimentación de cualquier computadora. Estos anillos están hechos de hierro ferromagnético en polvo. Es necesario enrollar de 7 a 15 vueltas de cable sobre ellos, tratando de mantener la distancia entre las vueltas.

• Los condensadores enumerados anteriormente se ensamblan en una batería con una capacidad total de 4,7 μF. La conexión de condensadores es en paralelo.

• El devanado del inductor está hecho de alambre de cobre con un diámetro de 2 mm. Envuelva 7-8 vueltas de bobinado alrededor de un objeto cilíndrico adecuado al diámetro del crisol, dejando los extremos lo suficientemente largos para conectarse al circuito.
• Conecte los elementos en el tablero de acuerdo con el diagrama. Como fuente de alimentación se utiliza una batería de 12 V y 7,2 A/h. El consumo de corriente en el modo de funcionamiento es de unos 10 A, la capacidad de la batería en este caso durará unos 40 minutos. Si es necesario, el cuerpo del horno está hecho de un material resistente al calor, por ejemplo textolita. La potencia del dispositivo puede cambiarse cambiando el número de vueltas del devanado del inductor y su diámetro.

¡Durante el funcionamiento prolongado, los elementos calefactores pueden sobrecalentarse! Puedes usar un ventilador para enfriarlos.

Calentador de inducción para fundir metales: video.

Horno de inducción con lámparas.

Puede montar un horno de inducción más potente para fundir metales con sus propias manos utilizando tubos electrónicos. El diagrama del dispositivo se muestra en la figura.

Para generar corriente de alta frecuencia se utilizan lámparas de 4 haces conectadas en paralelo. Como inductor se utiliza un tubo de cobre con un diámetro de 10 mm. La instalación está equipada con un condensador de sintonización para regular la potencia. La frecuencia de salida es de 27,12 MHz.

Para montar el circuito necesitas:

• 4 tubos de electrones: tetrodos, puedes usar 6L6, 6P3 o G807;
• 4 choques a 100...1000 µH;
• 4 condensadores a 0,01 µF;
• lámpara indicadora de neón;
• condensador de ajuste.

Montaje del dispositivo usted mismo:

1. Un inductor se fabrica a partir de un tubo de cobre doblándolo en forma de espiral. El diámetro de las espiras es de 8 a 15 cm, la distancia entre espiras es de al menos 5 mm. Los extremos están estañados para soldarlos al circuito. El diámetro del inductor debe ser 10 mm mayor que el diámetro del crisol colocado en su interior.
2. El inductor se coloca en la carcasa. Puede estar fabricado de un material no conductor resistente al calor o de metal, proporcionando aislamiento térmico y eléctrico de los elementos del circuito.
3. Las cascadas de lámparas se ensamblan según un circuito con condensadores y bobinas de choque. Las cascadas están conectadas en paralelo.
4. Conecte una lámpara indicadora de neón; indicará que el circuito está listo para funcionar. La lámpara se lleva al cuerpo de instalación.
5. El circuito incluye un condensador de sintonización. capacidad variable, su mango también se lleva al cuerpo.

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Refrigeración del circuito

Las plantas de fundición industriales están equipadas con un sistema de refrigeración forzada mediante agua o anticongelante. La refrigeración por agua en casa requerirá costes adicionales comparables en precio al coste de la propia instalación de fundición de metal.

Ejecutar aire acondicionado Es posible utilizar un ventilador, siempre que éste esté situado a una distancia suficiente. De lo contrario, el devanado metálico y otros elementos del ventilador servirán como un circuito adicional para cerrar las corrientes parásitas, lo que reducirá la eficiencia de la instalación.

Los elementos de los circuitos electrónicos y de lámparas también pueden calentarse activamente. Para enfriarlos, se proporcionan disipadores de calor.

Precauciones de seguridad al trabajar.

• El principal peligro durante el trabajo es el riesgo de quemaduras por elementos calentados de la instalación y metal fundido.
• El circuito de la lámpara incluye elementos de alto voltaje, por lo que se debe colocar en una carcasa cerrada para evitar el contacto accidental con los elementos.
• El campo electromagnético puede afectar a objetos situados fuera del cuerpo del dispositivo. Por eso, antes de trabajar, es mejor ponerse ropa sin elementos metalicos, retire los dispositivos complejos del área de cobertura: teléfonos, cámaras digitales.

¡No se recomienda utilizar el dispositivo en personas con marcapasos implantados!

Un horno para fundir metales en casa también se puede utilizar para calentar rápidamente elementos metálicos, por ejemplo, al estañarlos o darles forma. Las características de funcionamiento de las instalaciones presentadas se pueden ajustar a una tarea específica cambiando los parámetros del inductor y la señal de salida de los grupos electrógenos, de esta manera se puede lograr su máxima eficiencia.

La fusión por inducción es un proceso ampliamente utilizado en metalurgia ferrosa y no ferrosa. La fundición por inducción suele ser superior a la fundición en hornos de combustión en términos de eficiencia energética, calidad del producto y flexibilidad de producción. Estos pre-

tecnologías eléctricas modernas

Las propiedades están determinadas por las características físicas específicas de los hornos de inducción.

Durante la fusión por inducción, un material sólido se convierte en una fase líquida bajo la influencia de un campo electromagnético. Como en el caso del calentamiento por inducción, el calor se libera en el material fundido debido al efecto Joule de las corrientes parásitas inducidas. La corriente primaria que pasa a través del inductor crea un campo electromagnético. Independientemente de si el campo electromagnético está concentrado en núcleos magnéticos o no, el sistema acoplado inductor-carga se puede representar como un transformador con núcleo magnético o como un transformador de aire. La eficiencia eléctrica del sistema depende en gran medida de las características de los componentes ferromagnéticos que influyen en el campo.

Junto con los fenómenos electromagnéticos y térmicos, las fuerzas electrodinámicas desempeñan un papel importante en el proceso de fusión por inducción. Estas fuerzas deben tenerse en cuenta, especialmente en el caso de la fusión en potentes hornos de inducción. La interacción de las corrientes eléctricas inducidas en la masa fundida con el campo magnético resultante provoca una fuerza mecánica (fuerza de Lorentz).

Flujos de fusión a presión

Arroz. 7.21. Acción de las fuerzas electromagnéticas.

Por ejemplo, el movimiento turbulento de la masa fundida causado por fuerzas tiene un efecto muy gran importancia tanto para una buena transferencia de calor como para la mezcla y adhesión de partículas no conductoras en la masa fundida.

Hay dos tipos principales de hornos de inducción: hornos de crisol de inducción (IFC) y hornos de canal de inducción (ICF). En ITP, el material fundido generalmente se carga en pedazos en un crisol (Fig. 7.22). El inductor cubre el crisol y el material fundido. Debido a la ausencia de un campo concentrador del circuito magnético, la conexión electromagnética entre

tecnologías eléctricas modernas

El inductor y la carga dependen en gran medida del espesor de la pared del crisol cerámico. Para garantizar una alta eficiencia eléctrica, el aislamiento debe ser lo más fino posible. Por otro lado, el revestimiento debe ser lo suficientemente grueso para soportar tensiones térmicas y

movimiento metálico. Por lo tanto, se debe buscar un compromiso entre los criterios eléctricos y de resistencia.

Una característica importante de la fusión por inducción en ITP es el movimiento de la masa fundida y del menisco como resultado de la influencia de fuerzas electromagnéticas. El movimiento de la masa fundida garantiza una distribución uniforme de la temperatura y una homogeneidad. composición química. El efecto de mezcla en la superficie de la masa fundida reduce las pérdidas de material durante la carga adicional de cargas pequeñas y aditivos. A pesar del uso de material barato, la reproducción de una masa fundida de composición constante garantiza alta calidad fundición

Dependiendo del tamaño, el tipo de material a fundir y el campo de aplicación, los ITP funcionan a frecuencia industrial (50 Hz) o frecuencia media.

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en frecuencias de hasta 1000 Hz. Estos últimos están adquiriendo cada vez más importancia gracias a alta eficiencia al fundir hierro fundido y aluminio. Dado que el movimiento de la masa fundida a potencia constante se debilita al aumentar la frecuencia, a frecuencias más altas se dispone de mayores densidades de potencia y, en consecuencia, mayor productividad. Debido a la mayor potencia, el tiempo de fusión se reduce, lo que conduce a aumentando la eficiencia proceso (en comparación con hornos que funcionan a frecuencia industrial). Teniendo en cuenta otras ventajas tecnológicas, como la flexibilidad para cambiar los materiales fundidos, las ITP de frecuencia media están diseñadas como las plantas de fusión de alta potencia que actualmente dominan la industria de la fundición de hierro. Los ITS modernos y potentes de frecuencia media para la fundición de hierro fundido tienen una capacidad de hasta 12 toneladas y una potencia de hasta 10 MW. Las ITP de frecuencia industrial están desarrolladas para capacidades mayores que las de media frecuencia, hasta 150 toneladas para la fundición de hierro fundido. La mezcla intensiva del baño es de particular importancia al fundir aleaciones homogéneas, como el latón, por lo que los ITP de frecuencia industrial se utilizan ampliamente en esta área. Además del uso de hornos de crisol para fundir, actualmente también se utilizan para contener metal líquido antes de la fundición.

De acuerdo con el balance energético de IHP (Fig. 7.23), el nivel de eficiencia eléctrica para casi todos los tipos de hornos es de aproximadamente 0,8. Aproximadamente el 20% de la energía inicial se pierde en el inductor en forma de calor Joe. La relación entre las pérdidas de calor a través de las paredes del crisol y la energía eléctrica inducida en la masa fundida alcanza el 10%, por lo que la eficiencia total del horno es de aproximadamente 0,7.

El segundo tipo de horno de inducción más utilizado es el IKP. Se utilizan para fundición, envejecimiento y, especialmente, fusión en metalurgia ferrosa y no ferrosa. El ICP generalmente consta de un baño cerámico y una o más unidades de inducción (fig. 7.24). EN

En principio, la unidad de inducción se puede representar como una transformada.

El principio de funcionamiento del IKP requiere la presencia de un circuito secundario constantemente cerrado, por lo que estos hornos funcionan con un residuo líquido de la masa fundida. El calor útil se genera principalmente en el canal, que tiene una sección transversal pequeña. La circulación de la masa fundida bajo la influencia de fuerzas electromagnéticas y térmicas garantiza una transferencia de calor suficiente a la masa fundida que se encuentra en el baño. Hasta ahora, los ICP se han diseñado para frecuencia industrial, sin embargo trabajos de investigación También se realizan para frecuencias más altas. Gracias al diseño compacto del horno y al muy buen acoplamiento electromagnético, su eficiencia eléctrica alcanza el 95% y su eficiencia general alcanza el 80% e incluso el 90%, dependiendo del material que se esté fundiendo.

Según las condiciones tecnológicas en los diferentes campos de aplicación, se requieren ICP varios diseños canales de inducción. Los hornos monocanal se utilizan principalmente para envejecimiento y fundición,

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La fusión de acero es menos común en capacidades instaladas de hasta 3 MW. Para fundir y retener metales no ferrosos, son preferibles los diseños de dos canales, que proporcionan mejor uso energía. En las plantas de fundición de aluminio, los canales se hacen rectos para facilitar la limpieza.

La producción de aluminio, cobre, latón y sus aleaciones es el principal campo de aplicación de IKP. Hoy en día, los PCI más potentes con capacidad

Para la fundición de aluminio se utilizan hasta 70 toneladas y una potencia de hasta 3 MW. Junto con la alta eficiencia eléctrica, en la producción de aluminio son muy importantes las bajas pérdidas de masa fundida, lo que predetermina la elección del ICP.

Las aplicaciones prometedoras de la tecnología de fusión por inducción incluyen la producción de metales de alta pureza como el titanio y sus aleaciones en hornos de inducción de crisol frío y la fusión de cerámicas como el silicato y el óxido de circonio.

Al fundir en hornos de inducción, las ventajas del calentamiento por inducción se manifiestan claramente, como por ejemplo alta densidad energía y productividad, homogeneización de la masa fundida mediante agitación, precisión

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control de energía y temperatura, así como facilidad de control automático de procesos, facilidad control manual y mayor flexibilidad. Las altas eficiencias eléctricas y térmicas combinadas con bajas pérdidas de masa fundida y, por tanto, ahorros en materias primas, dan como resultado un bajo consumo energético específico y competitividad medioambiental.

La superioridad de los dispositivos de fusión por inducción sobre los de combustible aumenta constantemente debido a investigación practica, apoyado en métodos numéricos para la resolución de problemas electromagnéticos e hidrodinámicos. Como ejemplo, podemos señalar el revestimiento interno de la carcasa de acero IKP con tiras de cobre para la fundición de cobre. La reducción de las pérdidas por corrientes parásitas aumentó la eficiencia del horno en un 8% y alcanzó el 92%.

Es posible mejorar aún más el rendimiento económico de la fusión por inducción mediante el uso de tecnologías modernas controles como el control de potencia dual o tándem. Dos ITP en tándem tienen una fuente de energía y, mientras en uno se funde, el metal fundido se retiene en el otro para su fundición. Cambiar la fuente de energía de un horno a otro aumenta su utilización. Un desarrollo adicional de este principio es el control de potencia dual (Fig. 7.25), que garantiza el funcionamiento simultáneo a largo plazo de los hornos sin conmutación mediante un control de proceso automático especial. También cabe señalar que una parte integral de la economía de la fundición es la compensación de la potencia reactiva total.

En conclusión, para demostrar las ventajas de la tecnología de inducción que ahorra energía y materiales, podemos comparar métodos electrotérmicos y de combustible para fundir aluminio. Arroz. 7.26 muestra una reducción significativa en el consumo de energía por tonelada de aluminio cuando se funde en

Capítulo 7. Capacidades de ahorro de energía de las tecnologías eléctricas modernas.

□ pérdida de metal; Shch derritiéndose

tecnologías eléctricas modernas

Horno de canal de inducción con una capacidad de 50 toneladas, se reduce el consumo de energía final en aproximadamente un 60% y el de energía primaria en un 20%. Al mismo tiempo, se reducen significativamente las emisiones de CO2. (Todos los cálculos se basan en la conversión de energía típica alemana y en los coeficientes de emisión de CO2 para centrales eléctricas mixtas). Los resultados obtenidos ponen de relieve la especial influencia de las pérdidas de metal durante la fusión asociadas a su oxidación. Su compensación requiere un gran gasto adicional de energía. Cabe señalar que en la producción de cobre, las pérdidas de metal durante la fundición también son grandes y deben tenerse en cuenta al elegir una tecnología de fundición en particular.