Cuptor cu inducție cu creuzet: principiu de funcționare, diagramă și recenzii

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Datorită apariției componentelor electronice și izolante la prețuri accesibile în producția modernă, domeniul de aplicare al încălzirii prin inducție devine din ce în ce mai larg. Această tehnologie este folosită nu numai în metalurgie, ci și în dezvoltarea aparatelor electrocasnice.

Principiul încălzirii prin inducție

Funcționarea cuptorului cu inducție se bazează pe principiul transformatorului de schimb de energie. Inductorul este realizat dintr-un tub de cupru, care este apoi răsucit într-o bobină cu mai multe spire. Un curent alternativ este furnizat circuitului primar al inductorului, ceea ce duce la formarea unui câmp magnetic alternativ în jurul acestuia. Sub influența unui câmp magnetic în corpul plasat în interiorul inductorului, apare un câmp electric, care ulterior duce la procesul de încălzire. Puterea și, în consecință, căldura generată de cuptorul de topire cu creuzet cu inducție depind direct de frecvența câmpului magnetic alternativ. Prin urmare, pentru o funcționare eficientă, cuptorul are nevoie de curenți de în altă frecvență.

Aplicarea cuptoarelor cu inducție

Inducțieîncălzirea poate fi folosită pentru a lucra cu orice material: metal, zgură, gaz etc. Principalul avantaj al utilizării sale este transferul de căldură fără contact. De asemenea, încălzirea prin inducție vă permite să obțineți aproape orice viteză de încălzire - totul depinde de puterea generatorului care alimentează cuptorul. Pierderile de căldură în timpul unei astfel de încălziri sunt minime. Temperatura maximă la care un obiect poate fi încălzit într-un cuptor este limitată doar de rezistența materialului refractar. Procesul de transfer de căldură fără contact către materialul încălzit face posibilă producerea de încălzire într-un mediu cu vid.

Conform recenziilor metalurgiștilor, domeniul de aplicare al cuptoarelor cu inducție este oarecum limitat din cauza deficiențelor existente. Dezavantajele cuptorului cu creuzet includ:

• preț ridicat al echipamentelor electrice;
• zgură rece complicând procesul de rafinare;
• Stabilitate redusă a căptușelii în timpul creșterilor de temperatură dintre topituri.

Schema cuptorului cu inducție cu creuzet

Cuptorul cu creuzet cu inducție are următoarea structură.

Elementul principal al cuptorului este creuzetul (7), acoperit cu un capac (1). Crezetul este amplasat în interiorul inductorului de încălzire (3), realizat sub forma unei bobine cu mai multe spire. Bobina este un tub de cupru, în interiorul căruia, în scopul răcirii, circulă constant apa. Fluxul magnetic din inductor trece prin circuitele magnetice (4), care sunt realizate din oțel special pentru transformator. Ansamblul pivotant (2) este prevăzut pentru înclinarea cuptorului în timpul îmbutelieriilichid topit. Cuptorul este instalat pe o structură mello (5). Răcirea se face cu furtunuri de răcire cu apă (6). O platformă auxiliară (8) este utilizată pentru întreținerea cuptorului.

De asemenea, schema cuptorului cu creuzet include un transformator, condensatoare, o unitate de control și un sistem de pompare a gazului. Cuptorul electric cu creuzet este alimentat de curenți cu o frecvență de 50 Hz.

Caracteristici ale elementelor structurale interne

Cel mai adesea inductorul este realizat dintr-un tub rotund. Dar există situații în care un tub rotund de cupru nu este aplicabil. În anumite cazuri, elemente profilate sunt utilizate pentru proiectarea unui cuptor cu creuzet cu inducție, datorită căruia fluxul magnetic de scurgere este redus. Tuburile inductoare sunt izolate unele de altele cu fibră de sticlă impregnată cu un lac special. Rotirile protejate sunt comprimate de blocuri din material dielectric. Inductorul și creuzetul, amplasate în interiorul bobinei, sunt instalate pe un palet din cărămizi refractare sau beton termorezistent. În condiții industriale, procesul de fabricare a creuzetului are loc direct în cuptor. În acest caz, inductorul în stare asamblată este instalat pe un palet și izolat cu azbest. După aceea, paletul este umplut cu pulbere refractară, care este compactată folosind o unitate pneumatică. Spațiul dintre șablonul montat pe partea de jos și inductor este umplut cu pulberi refractare.

Căptușeala zonei de deasupra inductorului este asigurată de cărămizi refractare. Gulerul și jgheabul de scurgere sunt, de asemenea, căptușitecaramida refractara. Lucrarea cuptorului cu creuzet cu inducție se desfășoară în cele mai dificile condiții, prin urmare, se impun cerințe sporite asupra calității materialelor rezistente la căldură utilizate. Durabilitatea căptușelii este afectată de compoziția masei refractare, de modul de funcționare și de frecvența aplicată a curentului electric. De regulă, creuzetul rezistă până la 100 de topituri și apoi eșuează.

Design de elemente exterioare

Cadrul cuptorului cu creuzet de topire este baza de care sunt atașate toate elementele sale. Pe dispozitivele industriale mari, cadrul are forma unei carcase solide. Toate părțile cadrului trebuie să aibă o rezistență ridicată, datorită influenței câmpului electromagnetic al inductorului asupra lor. Carcasa în anumite condiții poate fi încălzită în același mod ca materialul din cuptor. Pentru a reduce încălzirea, este rațional să faceți cadrul din materiale neconductoare. Cu toate acestea, deoarece materialele dielectrice sunt scumpe, materialul cadrului este de obicei oțel. Structura de oțel este împărțită în mai multe elemente, care, la rândul lor, sunt izolate unele de altele. Ecranele sunt folosite pentru a reduce câmpul electromagnetic din apropierea cadrului. Între inductor și corpul cuptorului este instalat un ecran de protecție. Ecranul este cilindric și din aluminiu sau cupru.

Rotul este un element important de design. Principala cerință pentru mecanismul de rotire este să asigure o înclinare pentru scurgerea completă a metalului. Mecanismele de rotație pot fi utilizate diferite. Cuptoarele mici folosesc manuale sau electricevinci. Cuptoarele industriale sunt înclinate cu ajutorul unei macarale cu grinzi. Cuptoarele de mare capacitate pot fi echipate cu un sistem hidraulic de înclinare.

Capacul, care acoperă cuptorul de topire a creuzetului, servește la menținerea temperaturii din interiorul unității la un nivel superior. Totuși, având în vedere că este posibilă acoperirea cuptorului numai după topirea completă a încărcăturii, utilizarea unui capac nu este obligatorie.

Fabricarea cuptoarelor de tip bricolaj

Cuptoarele cu inducție sunt utilizate pe scară largă nu numai în industrie, ci și în viața de zi cu zi. Puteți găsi scheme pentru un număr mare de dispozitive de casă, dar unele dintre ele, în cel mai bun caz, pur și simplu nu vor funcționa și, în cel mai rău caz, vor dăuna sănătății creatorului lor. Mulți fani avertizează asupra unor astfel de consecințe. În viața de zi cu zi, metoda de încălzire prin inducție este utilizată în astfel de dispozitive:

• Cuptor de topire a metalelor cu canal;
• Cuptorul cu inducție cu creuzeteste cel mai simplu de proiectat și, prin urmare, cel mai popular printre entuziaști, judecând după recenzii;
• cazan de încălzire a apei bazat pe metoda de inducție;
• plite cu inducție care concurează cu sobele populare pe gaz.

Cuptor cu conducte

Acest tip de cuptor este utilizat pentru producerea fontei de în altă calitate, precum și pentru topirea duraluminului și a aliajelor speciale neferoase. Un cuptor cu conducte cu o putere de până la 3 kW este realizat independent de un transformator de sudură, a cărui frecvență corespunde cu cea industrială. Acest cuptor se topeșteun semifabricat de bronz sau cupru cântărind până la jumătate de kilogram. Cuptorul cu canal permite si retopirea duraluminului, dar trebuie avut in vedere ca procesul de “imbatranire” trebuie sa urmeze topirea. Durata acestui proces poate fi de până la 2 săptămâni și depinde de compoziția aliajului.

Pentru fabricarea cuptorului, înfășurarea primară a transformatorului de sudură este lăsată neschimbată, iar în locul înfășurării secundare este plasat un creuzet de tip inel. Cel mai bun material pentru creuzetul unui cuptor cu canal mic este electroporțelanul. Alte opțiuni nu vor funcționa din cauza rezistenței scăzute și a pierderilor dielectrice. Potrivit metalurgiștilor amatori, problema este că nu este posibil să procesați singur electroporțelanul și este foarte puțin probabil să găsiți un element potrivit pentru vânzare. Tocmai din cauza creuzetului limitat, cuptorul cu canal nu a găsit o aplicație largă în rândul entuziaștilor, deși acest tip de cuptor are o eficiență de peste 90%.

Furnal cu inducție cu creuzet

Cuptorul cu creuzet autofabricat este folosit în principal la purificarea metalelor valoroase. De exemplu, având un conector radio fabricat în Uniunea Sovietică, puteți extrage o anumită cantitate de aur din contactele sale. Folosind încălzirea externă, acest rezultat nu poate fi atins.

Pe lângă exploatarea aurului, un astfel de cuptor este adesea folosit pentru a încălzi uniform metalul, care este necesar pentru călirea de în altă calitate. Schimbând poziția piesei în inductor și ajustând puterea acesteia, este posibilă atingerea temperaturii dorite într-o anumită zonă a metalului. Este important ca utilizarea unui astfel de cuptor să fie destul de bugetară, deoareceaproape toată energia este direcționată către procesul de încălzire a piesei.

Cazane cu inducție

Cazanele de încălzire a apei cu inducție au toate șansele de a înlocui centralele convenționale în viitor. Utilizatorii consideră că prețul ridicat este un dezavantaj al unui astfel de încălzitor de apă, dar, în același timp, sistematizând numeroase recenzii, se pot distinge câteva avantaje:

• Fiabilitate. Centrala nu are serpentină electrică, care este veriga slabă a unui cazan convențional.
• Eficiență aproape 100%.
• Siguranță. Accesul la energie electrică la corpul cazanului este imposibil din cauza caracteristicilor de proiectare.
• Dispozitivul nu are nevoie de împământare specială.
• Rezistent la supratensiuni.
• Nu se scalează.
• Durabilitate. Cazanul poate funcționa fără întreținere timp de aproximativ 30 de ani.

Cazan de apă caldă de casă

Baza unui astfel de încălzitor de apă este un transformator de putere cu o putere de până la 1,5 kW, a cărui înfășurare primară este proiectată pentru o tensiune de 220 V. Un transformator de la un televizor color cu tub este perfect. Înfășurarea secundară ar trebui îndepărtată, iar numărul de spire al primarului trebuie crescut.

Meșteri sfătuiesc și avertizează: utilizarea unui astfel de dispozitiv de casă este nesigură, așa că transformatorul trebuie împământat, iar dispozitivul în sine ar trebui conectat printr-un RCD de mare viteză.

Inductor în bucătărie

Plitele de gătit cu inducție nu mai suntprovoacă surpriză și sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi. Funcționarea dispozitivului se bazează pe aceleași principii ca și cea a unui cuptor cu inducție, cu singura diferență că înfășurarea secundară este fundul metalic al vaselor de gătit.

Utilizarea unor astfel de plăci a devenit posibilă datorită apariției în producția unui dielectric, care, pe lângă îndeplinirea sarcinii de izolare a inductorului, trebuie să aibă și caracteristici de rezistență și igienă. Un material care satisface toate cerințele a apărut relativ recent, iar costul său reprezintă o parte semnificativă din prețul total al plăcii.

Utilizatorii susțin în unanimitate: autoproducția unui aragaz cu inducție nu are sens din două motive. În primul rând, gătitul pe o astfel de plită necesită o reglare fină pentru fiecare tip de mâncare. Pentru ajustarea necesară a tuturor parametrilor electrici în timpul procesului de gătit, este necesar un microcontroler. Al doilea motiv este prețul pieselor electronice care alcătuiesc aragazul. În total, toate elementele vor costa mult mai mult decât costul unui dispozitiv deja terminat.

Aragazul cu inducție are următoarele calități pozitive:

• lipsa, spre deosebire de cuptoarele cu microunde, radiații terțe;
• abilitatea de a programa aragazul pentru a se potrivi stilului dvs. de gătit;
• pregătiți feluri de mâncare precum caramelul fără supraîncălzire sau ardere;
• economie datorită utilizării eficiente a energiei termice.