Индукционные плавильные машины

Вопрос: Что такое электромагнитная индукция?

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1831 году, и Джеймс Клерк Максвелл математически описал ее как закон индукции Фарадея. Электромагнитная индукция — это ток, возникающий в результате производства напряжения (электродвижущей силы) из-за изменения магнитного поля. Это происходит либо тогда, когда проводник находится в движущемся магнитном поле (при использовании источника переменного тока) или при постоянном движении проводника в стационарном магнитном поле. Согласно схеме, приведенной ниже, Майкл Фарадей подключил проводящий провод к устройству для измерения напряжения в цепи. Когда стержневой магнит перемещается через катушку, детектор напряжения измеряет напряжение в цепи. В ходе своего эксперимента он обнаружил, что существуют определенные факторы, которые влияют на выработку напряжения. Они есть:
Количество витков: индуцированное напряжение прямо пропорционально количеству витков/витушек провода. Чем больше количество витков, тем больше вырабатывается напряжение.

Изменение магнитного поля: Изменение магнитного поля влияет на индуцированное напряжение. Это можно сделать, перемещая магнитное поле вокруг проводника или перемещая проводник в магнитном поле.
Вы также можете ознакомиться с этими концепциями, связанными с индукцией:
Индукция – Самоиндукция и взаимная индукция
Электромагнетизм
Формула магнитной индукции.

Вопрос: Что такое индукционный нагрев?

Основы Индукция начинается с катушки из проводящего материала (например, меди). Когда ток протекает через катушку, внутри и вокруг катушки создается магнитное поле. Способность магнитного поля совершать работу зависит от конструкции катушки, а также от величины тока, протекающего через катушку.
Направление магнитного поля зависит от направления тока, поэтому переменный ток через катушку

приведет к изменению направления магнитного поля с той же скоростью, что и частота переменного тока. Переменный ток частотой 60 Гц заставит магнитное поле менять направление 60 раз в секунду. Переменный ток частотой 400 кГц вызывает переключение магнитного поля 400 000 раз в секунду. Когда проводящий материал, заготовка, помещается в изменяющееся магнитное поле (например, поле, создаваемое переменным током), в заготовке будет индуцироваться напряжение. (Закон Фарадея). Индуцированное напряжение приведет к потоку электронов: ток! Ток, протекающий через заготовку, будет идти в направлении, противоположном току в катушке. Это означает, что мы можем контролировать частоту тока в заготовке, управляя частотой тока в заготовке.

катушка. Поскольку ток течет через среду, движению электронов будет оказываться некоторое сопротивление. Это сопротивление проявляется в виде тепла (эффект джоулевого нагрева). Материалы, более устойчивые к потоку электронов, будут выделять больше тепла при протекании через них тока, но, безусловно, можно нагревать материалы с высокой проводимостью (например, медь), используя индуцированный ток. Это явление имеет решающее значение для индукционного нагрева. Что нам нужно для индукционного нагрева? Все это говорит нам о том, что для индукционного нагрева нам нужны две основные вещи:
Меняющееся магнитное поле

Электропроводящий материал, помещенный в магнитное поле.
Чем индукционный нагрев отличается от других методов нагрева?
Существует несколько способов нагреть предмет без индукции. Некоторые из наиболее распространенных промышленных практик включают газовые печи, электрические печи и соляные ванны. Все эти методы основаны на передаче тепла продукту от источника тепла (горелка, нагревательный элемент, жидкая соль) посредством конвекции и излучения. Когда поверхность продукта нагревается, тепло передается через продукт посредством теплопроводности.
Продукты с индукционным нагревом не полагаются на конвекцию и излучение для доставки тепла к поверхности продукта. Вместо этого тепло генерируется на поверхности продукта за счет потока тока. Затем тепло от поверхности продукта передается через продукт посредством теплопроводности.

Глубина, на которой тепло генерируется непосредственно с помощью индуцированного тока, зависит от так называемой электрической эталонной глубины. Электрическая эталонная глубина во многом зависит от частоты переменного тока, протекающего через заготовку. Ток более высокой частоты приведет к меньшей электрической эталонной глубине, а ток более низкой частоты приведет к большей электрической эталонной глубине. Эта глубина также зависит от электрических и магнитных свойств заготовки.
Электрическая эталонная глубина высоких и низких частот. Компании группы Inductotherm используют преимущества этих физических и электрических явлений для адаптации решений нагрева для конкретных продуктов и применений. Тщательный контроль мощности, частоты и геометрии катушки позволяет компаниям группы Inductotherm разрабатывать оборудование с высоким уровнем управления процессом и надежностью независимо от области применения. Индукционная плавка
Для многих процессов плавление является первым шагом в производстве полезного продукта; индукционная плавка быстрая и эффективная. Изменяя геометрию индукционной катушки, индукционные плавильные печи могут удерживать заряды размером от кофейной кружки до сотен тонн расплавленного металла. Кроме того, регулируя частоту и мощность, компании группы Inductotherm могут обрабатывать практически все металлы и материалы, включая, помимо прочего: железо, сталь и сплавы нержавеющей стали, медь и сплавы на ее основе, алюминий и кремний. Индукционное оборудование разрабатывается индивидуально для каждого применения, чтобы обеспечить его максимальную эффективность. Основным преимуществом индукционной плавки является индукционное перемешивание. В индукционной печи металлическая шихта плавится или нагревается током, генерируемым электромагнитным полем. Когда металл плавится, это поле также приводит ванну в движение. Это называется индуктивным перемешиванием. Это постоянное движение естественным образом перемешивает ванну, создавая более однородную смесь, и способствует легированию. Интенсивность перемешивания определяется размером печи, мощностью, вкладываемой в металл, частотой электромагнитного поля и типом.

подсчет металла в печи. При необходимости интенсивностью индукционного перемешивания в любой печи можно манипулировать для специальных применений. Индукционная вакуумная плавка. Поскольку индукционный нагрев осуществляется с использованием магнитного поля, заготовку (или загрузку) можно физически изолировать от индукционной катушки огнеупорным или каким-либо другим способом. непроводящая среда. Магнитное поле будет проходить через этот материал, индуцируя напряжение в нагрузке, содержащейся внутри. Это означает, что загрузку или заготовку можно нагревать в вакууме или в тщательно контролируемой атмосфере. Это позволяет обрабатывать химически активные металлы (Ti, Al), специальные сплавы, кремний, графит и другие чувствительные проводящие материалы. Индукционный нагревВ отличие от некоторых методов сжигания, индукционный нагрев точно контролируется независимо от размера партии.

Изменение тока, напряжения и частоты с помощью индукционной катушки приводит к точно настроенному нагреву, идеальному для точных применений, таких как цементация, закалка и отпуск, отжиг и другие виды термообработки. Высокий уровень точности необходим для критически важных применений, таких как автомобильная, аэрокосмическая промышленность, оптоволокно, склеивание боеприпасов, закалка и отпуск пружинной проволоки. Индукционный нагрев хорошо подходит для обработки специальных металлов, включая титан, драгоценные металлы и современные композиты. Точный контроль нагрева, доступный при индукции, не имеет себе равных. Кроме того, используя те же принципы нагрева, что и при нагреве в вакуумном тигле, индукционный нагрев можно осуществлять в атмосфере для непрерывного применения. Например, светлый отжиг труб из нержавеющей стали.

Высокочастотная индукционная сварка
Когда индукция осуществляется с использованием тока высокой частоты (ВЧ), возможна даже сварка. В этом случае очень малая электрическая эталонная глубина может быть достигнута с помощью ВЧ-тока. В этом случае полоса металла формируется непрерывно, а затем проходит через набор точно спроектированных валков, единственная цель которых — сжать края сформированной полосы вместе и создать сварной шов. Непосредственно перед тем, как сформированная полоса достигнет набора валков, она проходит через индукционную катушку. В этом случае ток течет вниз по геометрическому «образцу», созданному краями полосы, а не только по внешней стороне сформированного канала. По мере прохождения тока по краям полосы они нагреваются до подходящей температуры сварки (ниже температуры плавления материала). Когда края прижаты друг к другу, весь мусор, оксиды и другие примеси вытесняются, образуя твердотельный ковочный сварной шов.

Будущее С наступлением эпохи высокотехнологичных материалов, альтернативных источников энергии и необходимостью расширения прав и возможностей развивающихся стран уникальные возможности индукции предлагают инженерам и дизайнерам будущего быстрый, эффективный и точный метод нагрева.