Degelinduktionsugn: funktionsprincip, diagram och recensioner

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

På grund av tillkomsten av prisvärda elektroniska och isolerande komponenter i modern produktion, blir användningsområdet för induktionsvärme allt bredare. Denna teknik används inte bara inom metallurgi, utan också i utvecklingen av hushållsapparater.

Princip för induktionsuppvärmning

Funktionen av induktionsugnen är baserad på transformatorprincipen för energiutbyte. Induktorn är gjord av ett kopparrör, som sedan vrids till en flervarvsspole. En växelström tillförs induktorns primärkrets, vilket leder till bildandet av ett växelmagnetiskt fält runt den. Under påverkan av ett magnetfält i kroppen placerad inuti induktorn uppstår ett elektriskt fält, vilket sedan leder till uppvärmningsprocessen. Effekten och följaktligen värmen som genereras av induktionsdegelsmältugnen är direkt beroende av frekvensen av det alternerande magnetfältet. Därför behöver ugnen högfrekventa strömmar för effektiv drift.

Applicering av induktionsugnar

Induktionuppvärmning kan användas för att arbeta med vilket material som helst: metall, slagg, gas etc. Den största fördelen med dess användning är beröringsfri värmeöverföring. Dessutom låter induktionsvärme dig uppnå nästan vilken uppvärmningshastighet som helst - allt beror på kraften hos generatorn som matar ugnen. Värmeförlusterna vid sådan uppvärmning är minimala. Den maximala temperaturen till vilken ett föremål kan värmas i en ugn begränsas endast av motståndet hos det eldfasta materialet. Processen med beröringsfri värmeöverföring till det uppvärmda materialet gör det möjligt att producera värme i en vakuummiljö.

Enligt recensioner från metallurger är omfattningen av induktionsugnar något begränsad på grund av de befintliga bristerna. Nackdelarna med degelugnen inkluderar:

• högt pris på elektrisk utrustning;
• kall slagg som komplicerar raffineringsprocessen;
• Minskad foderstabilitet under temperaturspikar mellan smältorna.

Schema för degelinduktionsugn

Induktionsdegelugn har följande struktur.

Huvudelementet i ugnen är degeln (7), täckt med ett lock (1). Degeln är placerad inuti värmespolen (3), gjord i form av en flervarvsspole. Spolen är ett kopparrör, inuti vilket vatten ständigt cirkulerar för kylning. Det magnetiska flödet från induktorn passerar genom magnetkretsarna (4), som är gjorda av speciellt transformatorstål. Den svängbara enheten (2) är anordnad för att luta ugnen under buteljeringsmält vätska. Ugnen är installerad på en mello-struktur (5). Kylning sker med vattenkylningsslangar (6). En extra plattform (8) används för att serva ugnen.

Degelugnens schema inkluderar också en transformator, kondensatorer, en kontrollenhet och ett gaspumpsystem. Degelns elektriska ugn drivs av strömmar med en frekvens på 50 Hz.

Funktioner hos interna strukturella element

Oftast är induktorn gjord av ett runt rör. Men det finns situationer där ett runt kopparrör inte är tillämpligt. I vissa fall används profilerade element för att designa en induktionsdegelugn, på grund av vilken det magnetiska läckflödet reduceras. Induktorrören är isolerade från varandra med glasfiber impregnerat med en speciell lack. Skyddade svängar komprimeras av block gjorda av dielektriskt material. Induktorn och degeln, placerade inuti spolen, installeras på en pall gjord av eldfast tegel eller värmebeständig betong. Under industriella förhållanden sker degeltillverkningsprocessen direkt i ugnen. I det här fallet är induktorn i monterat tillstånd installerad på en pall och isolerad med asbest. Därefter fylls pallen med eldfast pulver, som komprimeras med en pneumatisk enhet. Mellanrummet mellan mallen monterad på botten och induktorn är fylld med eldfasta pulver.

Beklädnaden av zonen ovanför induktorn tillhandahålls av eldfasta tegelstenar. Krage och avloppsrör är också fodradeeldfast tegel. Arbetet med induktionsdegelugnen sker under de svåraste förhållandena, därför ställs ökade krav på kvaliteten på de värmebeständiga materialen som används. Beklädnadens hållbarhet påverkas av sammansättningen av den eldfasta massan, driftsättet och den pålagda frekvensen av den elektriska strömmen. Som regel tål degeln upp till 100 smältor och går sedan sönder.

Design av exteriöra element

Smältdegelugnens ram är basen till vilken alla dess element är fästa. På stora industriella enheter har ramen formen av ett solidt hölje. Alla delar av ramen måste ha hög hållfasthet, på grund av påverkan av induktorns elektromagnetiska fält på dem. Skalet kan under vissa förhållanden värmas upp på samma sätt som materialet i ugnen. För att minska uppvärmningen är det rationellt att göra ramen av icke-ledande material. Men eftersom dielektriska material är dyra är rammaterialet vanligtvis stål. Stålkonstruktionen är uppdelad i flera element, som i sin tur är isolerade från varandra. Skärmar används för att minska det elektromagnetiska fältet nära ramen. En skyddsskärm är installerad mellan induktorn och ugnskroppen. Skärmen är cylindrisk och gjord av aluminium eller koppar.

Sviveln är ett viktigt designelement. Huvudkravet för vridmekanismen är att ge en lutning för fullständig dränering av metallen. Rotationsmekanismer kan användas på olika sätt. Små ugnar använder manuella eller elektriskavinsch. Industriella ugnar lutas med hjälp av en balkkran. Ugnar med stor kapacitet kan utrustas med en hydraulisk tiltdrift.

Locket, som täcker smältugnen för degeln, tjänar till att hålla temperaturen inuti enheten på en högre nivå. Men med tanke på att det är möjligt att täcka ugnen först efter fullständig smältning av laddningen, är användningen av ett lock inte obligatoriskt.

Gör-det-själv ugnstillverkning

Induktionsugnar används ofta inte bara inom industrin utan också i vardagen. Du kan hitta system för ett stort antal hemgjorda enheter, men några av dem kommer i bästa fall helt enkelt inte att fungera, och i värsta fall kommer de att skada deras skapares hälsa. Många fans varnar för sådana konsekvenser. I vardagen används induktionsuppvärmningsmetoden i sådana apparater:

• kanalsmältugn för metall;
• degelinduktionsugnen är den enklaste att designa och därför den mest populära bland entusiaster, att döma av recensionerna;
• vattenpanna baserad på induktionsmetod;
• induktionshällar som konkurrerar med populära gasspisar.

Kanalugn

Denna typ av ugn används för att producera högkvalitativt gjutjärn, samt för att smälta duraluminium och icke-järnh altiga speciallegeringar. En kanalugn med en effekt på upp till 3 kW är gjord oberoende av en svetstransformator, vars frekvens motsvarar den industriella. Denna ugn smälterett ämne av brons eller koppar som väger upp till ett halvt kilo. Kanalugnen tillåter också att duraluminen smälts om, men man måste ta hänsyn till att "åldringsprocessen" måste följa efter smältningen. Tiden för denna process kan vara upp till 2 veckor och beror på legeringens sammansättning.

För tillverkningen av ugnen lämnas svetstransformatorns primärlindning oförändrad, och en degel av ringtyp placeras i stället för sekundärlindningen. Det bästa materialet för degeln i en liten kanalugn är elektroporslin. Andra alternativ kommer inte att fungera på grund av låg hållfasthet och dielektriska förluster. Enligt amatörmetallurger är problemet att det inte är möjligt att bearbeta elektroporslin på egen hand, och det är mycket osannolikt att hitta ett lämpligt element till försäljning. Det är just på grund av den knappa degeln som kanalugnen inte har fått någon bred användning bland entusiaster, även om denna typ av ugn har en verkningsgrad på mer än 90%.

Degelinduktionsugn

Den egentillverkade degelugnen används främst för rening av värdefulla metaller. Om du till exempel har en radiokontakt tillverkad i Sovjetunionen kan du extrahera en viss mängd guld från dess kontakter. Med extern uppvärmning kan detta resultat inte uppnås.

Förutom guldbrytning används en sådan ugn ofta för att jämnt värma metallen, vilket krävs för högkvalitativ härdning. Genom att ändra läget för delen i induktorn och justera dess effekt är det möjligt att uppnå önskad temperatur i ett specifikt område av metallen. Det är viktigt att användningen av en sådan ugn kommer att vara ganska budgetmässig, eftersomnästan all energi riktas till processen att värma delen.

Induktionspannor

Induktionsvattenpannor har alla möjligheter att ersätta konventionella pannor i framtiden. Användare anser att det höga priset är en nackdel med en sådan varmvattenberedare, men samtidigt, genom att systematisera många recensioner, kan flera fördelar urskiljas:

• Tillförlitlighet. Pannan har ingen elektrisk spole, vilket är den svaga länken i en konventionell panna.
• Effektivitet nästan 100%.
• Säkerhet. Eltillgång till pannkroppen är omöjlig på grund av designegenskaperna.
• Enheten behöver ingen speciell jordning.
• Beständig mot överspänningar.
• Skalas inte.
• Hållbarhet. Pannan kan fungera utan underhåll i cirka 30 år.

Hemgjord varmvattenberedare

Grunden för en sådan varmvattenberedare är en krafttransformator med en effekt på upp till 1,5 kW, vars primärlindning är designad för en spänning på 220 V. En transformator från en färg-TV är perfekt. Sekundärlindningen bör tas bort och antalet varv på primärlindningen bör ökas.

Hantverkare ger råd och varnar: användningen av en sådan hemmagjord enhet är osäker, så transformatorn bör jordas och själva enheten bör anslutas via en höghastighets-RCD.

Induktor i köket

Induktionshällar finns inte längreorsaka överraskning och används ofta i vardagen. Driften av enheten är baserad på samma principer som en induktionsugn, med den enda skillnaden att sekundärlindningen är kokkärlets metallbotten.

Användningen av sådana plattor blev möjlig på grund av utseendet i produktionen av ett dielektrikum, som förutom att uppfylla uppgiften att isolera induktorn också måste ha styrka och hygieniska egenskaper. Ett material som uppfyller alla krav har dykt upp relativt nyligen, och dess kostnad är en betydande del av det totala priset på plattan.

Användare hävdar enhälligt: egenproduktion av en induktionsspis är inte vettigt av två skäl. För det första kräver matlagning på en sådan häll finjustering för varje typ av mat. För den nödvändiga justeringen av alla elektriska parametrar under tillagningsprocessen krävs en mikrokontroller. Det andra skälet är priset på de elektroniska delarna som utgör kaminen. Tot alt kommer alla element att kosta mycket mer än kostnaden för en redan färdig enhet.

Induktionsspis har följande positiva egenskaper:

• lack, till skillnad från mikrovågsugnar, strålning från tredje part;
• möjligheten att programmera spisen så att den passar din matlagningsstil;
• laga rätter som kola utan att överhettas eller brännas;
• ekonomi tack vare effektiv användning av värmeenergi.