کوره القایی بوته: اصل کار، نمودار و بررسی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

با توجه به ظهور قطعات الکترونیکی و عایق مقرون به صرفه در تولید مدرن، حوزه کاربرد گرمایش القایی روز به روز گسترده تر می شود. این فناوری نه تنها در متالورژی، بلکه در توسعه لوازم خانگی نیز کاربرد دارد.

اصل گرمایش القایی

عملکرد کوره القایی بر اساس اصل مبادله انرژی ترانسفورماتور است. سلف از یک لوله مسی ساخته شده است، که سپس به یک سیم پیچ چند چرخشی تبدیل می شود. یک جریان متناوب به مدار اولیه سلف وارد می شود که منجر به تشکیل یک میدان مغناطیسی متناوب در اطراف آن می شود. تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی در بدن قرار داده شده در داخل سلف، یک میدان الکتریکی ایجاد می شود که متعاقباً منجر به فرآیند گرمایش می شود. توان و بر این اساس، گرمای تولید شده توسط کوره ذوب بوته القایی به طور مستقیم به فرکانس میدان مغناطیسی متناوب وابسته است. بنابراین، برای عملکرد کارآمد، فر به جریان های فرکانس بالا نیاز دارد.

کاربرد کوره های القایی

القاءگرمایش را می توان برای کار با هر ماده ای استفاده کرد: فلز، سرباره، گاز و غیره. مزیت اصلی استفاده از آن انتقال حرارت بدون تماس است. همچنین، گرمایش القایی به شما امکان می دهد تقریباً هر میزان گرمایشی را بدست آورید - همه اینها به قدرت ژنراتوری که کوره را تغذیه می کند بستگی دارد. تلفات حرارتی در طول چنین گرمایی حداقل است. حداکثر دمایی که یک جسم را می توان در یک کوره گرم کرد فقط با مقاومت ماده نسوز محدود می شود. فرآیند انتقال حرارت بدون تماس به مواد گرم شده، تولید گرمایش در محیط خلاء را ممکن می‌سازد.

طبق بررسی های متالوژیست ها، دامنه کوره های القایی به دلیل کاستی های موجود تا حدودی محدود است. معایب کوره بوته شامل:

• قیمت بالای تجهیزات الکتریکی؛
• سرباره سرد فرآیند پالایش را پیچیده می کند؛
• کاهش پایداری پوشش در طول افزایش دما بین ذوب‌ها.

طرح کوره القایی بوته

کوره بوته القایی دارای ساختار زیر است.

عنصر اصلی کوره بوته (7) است که با یک درب (1) پوشیده شده است. بوته در داخل سلف گرمایش (3) قرار دارد که به شکل یک سیم پیچ چند چرخشی ساخته شده است. کویل یک لوله مسی است که به منظور خنک کردن، آب دائما در داخل آن در گردش است. شار مغناطیسی از سلف از مدارهای مغناطیسی (4) عبور می کند که از فولاد ترانسفورماتور مخصوص ساخته شده اند. مجموعه چرخشی (2) برای کج کردن اجاق در حین بطری سازی ارائه شده استمایع مذاب کوره بر روی سازه mello (5) نصب می شود. خنک سازی با شلنگ های خنک کننده آب (6) انجام می شود. برای سرویس فر از یک سکوی کمکی (8) استفاده می شود.

همچنین طرح کوره بوته شامل ترانسفورماتور، خازن، واحد کنترل و سیستم پمپاژ گاز است. کوره الکتریکی بوته با جریان هایی با فرکانس 50 هرتز تغذیه می شود.

ویژگی های عناصر ساختاری داخلی

بیشتر اوقات سلف از یک لوله گرد ساخته می شود. اما شرایطی وجود دارد که در آن لوله مسی گرد قابل اجرا نیست. در موارد خاص، از عناصر پروفیلی برای طراحی کوره بوته القایی استفاده می شود که به دلیل آن شار مغناطیسی نشتی کاهش می یابد. لوله های سلف با فایبرگلاس آغشته به لاک مخصوص از یکدیگر جدا می شوند. پیچ های محافظت شده توسط بلوک های ساخته شده از مواد دی الکتریک فشرده می شوند. سلف و بوته که در داخل کویل قرار می گیرند، روی یک پالت ساخته شده از آجر نسوز یا بتن مقاوم در برابر حرارت نصب می شوند. در شرایط صنعتی، فرآیند تولید بوته مستقیماً در کوره انجام می شود. در این حالت سلف در حالت مونتاژ شده بر روی یک پالت نصب شده و با آزبست عایق بندی می شود. پس از آن، پالت با پودر نسوز پر می شود که با استفاده از یک واحد پنوماتیک فشرده می شود. شکاف بین قالب نصب شده در پایین و سلف با پودرهای نسوز پر شده است.

آستر ناحیه بالای سلف توسط آجرهای نسوز تامین می شود. یقه و لوله تخلیه نیز اندود شده استآجر نسوز کار کوره بوته القایی در سخت ترین شرایط انجام می شود، بنابراین، افزایش نیاز به کیفیت مواد مقاوم در برابر حرارت مورد استفاده اعمال می شود. دوام آستر تحت تأثیر ترکیب جرم نسوز، نحوه عملکرد و فرکانس اعمال شده جریان الکتریکی است. به عنوان یک قاعده، بوته تا 100 ذوب را تحمل می کند و سپس از کار می افتد.

طراحی عناصر خارجی

قاب کوره بوته ذوب پایه ای است که تمام عناصر آن به آن متصل می شود. در دستگاه های صنعتی بزرگ، قاب به شکل یک پوشش جامد است. تمام قسمت های قاب به دلیل تأثیر میدان الکترومغناطیسی سلف بر روی آنها باید از استحکام بالایی برخوردار باشند. پوسته تحت شرایط خاصی را می توان به همان روشی که مواد موجود در کوره را گرم کرد. برای کاهش گرما، منطقی است که قاب را از مواد غیر رسانا بسازید. با این حال، از آنجایی که مواد دی الکتریک گران هستند، مواد قاب معمولاً فولادی است. سازه فولادی به چندین عنصر تقسیم می شود که به نوبه خود از یکدیگر جدا می شوند. صفحه نمایش برای کاهش میدان الکترومغناطیسی نزدیک قاب استفاده می شود. یک صفحه محافظ بین سلف و بدنه کوره نصب شده است. صفحه نمایش استوانه ای است و از آلومینیوم یا مس ساخته شده است.

چرخ گردان یک عنصر مهم طراحی است. نیاز اصلی برای مکانیزم تراش، فراهم کردن تمایل برای تخلیه کامل فلز است. مکانیسم چرخش را می توان متفاوت استفاده کرد. فرهای کوچک از اجاق های دستی یا برقی استفاده می کنندوینچ کوره های صنعتی با استفاده از جرثقیل پرتو کج می شوند. اجاق‌های با ظرفیت بزرگ را می‌توان به درایو شیب‌دار هیدرولیک مجهز کرد.

درپوش که کوره ذوب بوته را می پوشاند، برای حفظ دمای داخل واحد در سطح بالاتری عمل می کند. اما با توجه به اینکه پوشش کوره تنها پس از ذوب کامل شارژ امکان پذیر است، استفاده از روکش الزامی نیست.

ساخت فر را خودتان انجام دهید

کوره های القایی نه تنها در صنعت، بلکه در زندگی روزمره نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. شما می توانید طرح هایی را برای تعداد زیادی دستگاه خانگی پیدا کنید، اما برخی از آنها در بهترین حالت به سادگی کار نمی کنند و در بدترین حالت به سلامت سازنده خود آسیب می رسانند. بسیاری از طرفداران در مورد چنین عواقبی هشدار می دهند. در زندگی روزمره، از روش گرمایش القایی در چنین دستگاه هایی استفاده می شود:

• کوره ذوب فلزات کانالی؛
• کوره القایی بوته ساده ترین طراحی است، و بنابراین با قضاوت بر اساس بررسی ها، محبوب ترین در بین علاقه مندان است؛
• دیگ گرمایش آب بر اساس روش القایی؛
• اجاق‌های القایی که با اجاق‌های گازی محبوب رقابت می‌کنند.

فر داکت

این نوع کوره برای تولید چدن مرغوب و همچنین برای ذوب دورالومین و آلیاژهای ویژه غیرآهنی استفاده می شود. یک کوره کانالی با توان حداکثر 3 کیلو وات به طور مستقل از یک ترانسفورماتور جوشکاری ساخته می شود که فرکانس آن مطابق با صنعتی است. این فر ذوب می شودیک پارچه برنزی یا مسی با وزن تا نیم کیلوگرم. کوره کانال همچنین اجازه می دهد تا دورالومین دوباره ذوب شود، اما باید در نظر داشت که فرآیند "پیری" باید پس از ذوب انجام شود. زمان این فرآیند می تواند تا 2 هفته باشد و به ترکیب آلیاژ بستگی دارد.

برای ساخت کوره، سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور جوش بدون تغییر باقی می ماند و یک بوته حلقه ای به جای سیم پیچ ثانویه قرار می گیرد. بهترین ماده برای بوته کوره های کانالی کوچک الکتروپورسلین است. گزینه های دیگر به دلیل استحکام کم و تلفات دی الکتریک کار نمی کنند. به گفته متالورژیست های آماتور، مشکل این است که امکان پردازش الکتروپورسلین به تنهایی وجود ندارد و بعید است عنصر مناسبی برای فروش پیدا شود. دقیقاً به دلیل وجود بوته کمیاب است که کوره کانالی کاربرد گسترده ای در بین علاقه مندان پیدا نکرده است، اگرچه این نوع کوره دارای راندمان بیش از 90٪ است.

کوره القایی بوته

کوره بوته ای خود ساخته عمدتاً در خالص سازی فلزات با ارزش استفاده می شود. به عنوان مثال، با داشتن یک کانکتور رادیویی ساخت اتحاد جماهیر شوروی، می توانید مقدار مشخصی طلا را از کنتاکت های آن استخراج کنید. با استفاده از گرمایش خارجی، نمی توان به این نتیجه رسید.

علاوه بر استخراج طلا، از چنین کوره ای اغلب برای گرم کردن یکنواخت فلز استفاده می شود که برای سخت شدن با کیفیت بالا لازم است. با تغییر موقعیت قطعه در سلف و تنظیم توان آن می توان به دمای مطلوب در ناحیه خاصی از فلز دست یافت. مهم است که استفاده از چنین کوره ای کاملاً مقرون به صرفه باشد، زیراتقریباً تمام انرژی به فرآیند گرم کردن قطعه هدایت می شود.

دیگ های القایی

دیگ های گرمایش آب القایی همه شانس جایگزینی دیگ های معمولی را در آینده دارند. کاربران قیمت بالا را نقطه ضعف چنین آبگرمکنی می دانند، اما در عین حال، با سیستم بندی بررسی های متعدد، چندین مزیت قابل تشخیص است:

• قابلیت اطمینان. دیگ سیم پیچ برقی ندارد، که حلقه ضعیف دیگ بخار معمولی است.
• کارایی تقریباً 100%.
• ایمنی. دسترسی برق به بدنه دیگ به دلیل ویژگی های طراحی غیرممکن است.
• دستگاه به زمین خاصی نیاز ندارد.
• مقاوم در برابر نوسانات برق.
• مقیاس نمی شود.
• ماندگاری. دیگ می تواند بدون تعمیر و نگهداری حدود 30 سال کار کند.

دیگ آب گرم خانگی

اساس چنین آبگرمکنی یک ترانسفورماتور قدرت با توان حداکثر 1.5 کیلو وات است که سیم پیچ اولیه آن برای ولتاژ 220 ولت طراحی شده است. ترانسفورماتور از تلویزیون رنگی لوله عالی است. سیم پیچ ثانویه باید برداشته شود و تعداد چرخش های اولیه باید افزایش یابد.

صنعتگران توصیه و هشدار می دهند: استفاده از چنین دستگاه خانگی ایمن نیست، بنابراین ترانسفورماتور باید به زمین متصل شود و خود دستگاه باید از طریق RCD پرسرعت متصل شود.

سلف در آشپزخانه

اجاق‌های پخت القایی دیگر نیستندباعث تعجب می شوند و به طور گسترده در زندگی روزمره استفاده می شوند. عملکرد دستگاه بر اساس همان اصول کوره القایی است، تنها با این تفاوت که سیم پیچ ثانویه کف فلزی ظروف است.

استفاده از چنین صفحاتی به دلیل ظهور در تولید دی الکتریک امکان پذیر شد که علاوه بر انجام وظیفه جداسازی سلف، باید از ویژگی های استحکام و بهداشتی نیز برخوردار باشد. ماده ای که تمام الزامات را برآورده می کند نسبتاً اخیراً ظاهر شده است و هزینه آن بخش قابل توجهی از قیمت کل صفحه است.

کاربران به اتفاق آرا ادعا می کنند: تولید خود اجاق گاز القایی به دو دلیل منطقی نیست. اول، پخت و پز روی چنین اجاقی نیاز به تنظیم دقیق برای هر نوع غذا دارد. برای تنظیم لازم تمام پارامترهای الکتریکی در طول فرآیند پخت، یک میکروکنترلر مورد نیاز است. دلیل دوم قیمت قطعات الکترونیکی تشکیل دهنده اجاق گاز است. در مجموع، هزینه تمام عناصر بسیار بیشتر از هزینه یک دستگاه تمام شده است.

اجاق القایی دارای ویژگی های مثبت زیر است:

• فقدان، بر خلاف اجاق های مایکروویو، تشعشعات شخص ثالث؛
• قابلیت برنامه ریزی اجاق گاز متناسب با سبک آشپزی شما؛
• پختن غذاهایی مانند کارامل بدون داغ شدن یا سوختن؛
• اقتصاد به لطف استفاده کارآمد از انرژی گرمایشی.