Induktionsöfen zum Erhitzen von Metall. Schmelzinduktionsofen für Metall, Schema, Eigenschaften der Arten. Tiegelofen: Gestaltungsmöglichkeiten, Do-it-yourself-Fertigung

Induktionsöfen sind in der metallurgischen Industrie weit verbreitet. Solche Öfen werden oft unabhängig hergestellt. Dazu müssen Sie wissen, wie sie funktionieren und Design-Merkmale. Das Funktionsprinzip solcher Öfen war vor zwei Jahrhunderten bekannt.

Induktionsöfen sind in der Lage, folgende Aufgaben zu lösen:

• Schmelzen von Metall.
• Wärmebehandlung von Metallteilen.
• Reinigung Edelmetalle.

Solche Funktionen sind in Industrieöfen verfügbar. Zum Lebensbedingungen und Raumheizung gibt es Öfen in besonderer Bauart.

Funktionsprinzip

Die Aufgabe eines Induktionsofens besteht darin, Materialien unter Nutzung der Eigenschaften von Wirbelströmen zu erhitzen. Um solche Ströme zu erzeugen, wird ein spezieller Induktor verwendet, der aus einem Induktor mit mehreren Drahtwindungen mit großem Querschnitt besteht.

Die Wechselstromversorgung ist mit der Induktivität verbunden. Wechselstrom erzeugt im Induktor ein Magnetfeld, das sich mit der Frequenz des Netzes ändert und das Innere des Induktors durchdringt. Wenn ein Material in diesen Raum eingebracht wird, entstehen darin Wirbelströme, die es erhitzen.

Das Wasser im Arbeitsinduktor erwärmt sich und kocht, und das Metall beginnt zu schmelzen, wenn die entsprechende Temperatur erreicht ist. Es ist bedingt möglich, Induktionsöfen in Typen zu unterteilen:

• Öfen mit Magnetkern.
• Ohne Magnetkreis.

Der erste Ofentyp enthält einen in Metall eingeschlossenen Induktor, der einen speziellen Effekt erzeugt, der die Dichte erhöht Magnetfeld, sodass das Aufheizen effizient und schnell erfolgt. Bei Öfen ohne Magnetkreis befindet sich der Induktor außen.

Arten und Merkmale von Öfen

Induktionsöfen können in Typen unterteilt werden, die ihre eigenen Arbeitsmerkmale und Besonderheiten aufweisen. Einige werden für die Arbeit in der Industrie verwendet, andere im Alltag, zum Kochen.

Vakuum-Induktionsöfen

Dieser Ofen ist zum Schmelzen und Gießen von Legierungen durch Induktion bestimmt. Es besteht aus einer hermetisch abgeschlossenen Kammer, in der sich ein Tiegel-Induktionsofen mit Kokille befindet.

Im Vakuum können perfekte metallurgische Prozesse sichergestellt und hochwertige Gussteile erhalten werden. Derzeit ist die Vakuumproduktion auf neu umgestellt technologische Prozesse aus kontinuierlichen Ketten in einer Vakuumumgebung, wodurch neue Produkte geschaffen und Produktionskosten gesenkt werden können.

Vorteile des Vakuumschmelzens

• Flüssiges Metall kann lange Zeit im Vakuum aufbewahrt werden.
• Erhöhte Entgasung von Metallen.
• Während des Schmelzprozesses ist es möglich, den Ofen nachzuladen und den Läuter- und Desoxidationsprozess jederzeit zu beeinflussen.
• Möglichkeit der kontinuierlichen Überwachung und Anpassung der Temperatur der Legierung und ihrer chemischen Zusammensetzung während des Betriebs.
• Hochreine Gussteile.
• Schnelle Aufheiz- und Schmelzgeschwindigkeit.
• Erhöhte Homogenität der Legierung durch hochwertige Anmischung.
• Jede Form von Rohstoff.
• Ökologische Sauberkeit und Wirtschaftlichkeit.

Das Funktionsprinzip eines Vakuumofens besteht darin, dass in einem Tiegel im Vakuum ein Hochfrequenzinduktor verwendet wird, um eine feste Charge zu schmelzen und das flüssige Metall zu reinigen. Das Vakuum wird durch das Herauspumpen von Luft mit Pumpen erzeugt. Das Vakuumschmelzen erzielt eine große Reduzierung von Wasserstoff und Stickstoff.

Kanalinduktionsöfen

Elektromagnetische Kernöfen (Kanal) sind in Gießereien für Nichteisen- und Eisenmetalle als Warmhalteöfen, Mischer weit verbreitet.

1 - Bad
2 - Kanal
3 - Magnetkern
4 - Primärspule

Ein magnetischer Wechselfluss durchläuft den Magnetkreis, die Kontur des Kanals in Form eines Rings aus flüssigem Metall. Im Ring ist aufgeregt elektrischer Strom der flüssiges Metall erhitzt. Der magnetische Fluss wird durch die mit Wechselstrom gespeiste Primärwicklung erzeugt.

Zur Verstärkung des magnetischen Flusses wird ein geschlossener Magnetkreis verwendet, der aus Transformatorstahl besteht. Der Raum des Ofens ist durch zwei Löcher mit dem Kanal verbunden, daher entsteht beim Befüllen des Ofens mit flüssigem Metall ein geschlossener Kreislauf. Ohne einen geschlossenen Kreislauf kann der Ofen nicht arbeiten. In solchen Fällen ist der Widerstand des Stromkreises groß und es fließt ein kleiner Strom, der als Leerlaufstrom bezeichnet wird.

Aufgrund der Überhitzung des Metalls und der Wirkung des Magnetfelds, das dazu neigt, das Metall aus dem Kanal zu drücken, bewegt sich das flüssige Metall im Kanal ständig. Da das Metall in der Rinne höher erhitzt wird als im Ofenbad, steigt das Metall ständig in das Bad, aus dem Metall mit einer niedrigeren Temperatur eintritt.

Wenn das Metall unter die zulässige Norm abgelassen wird, wird das flüssige Metall durch elektrodynamische Kraft aus dem Kanal ausgestoßen. Infolgedessen schaltet sich der Ofen spontan aus und der Stromkreis wird unterbrochen. Um solche Fälle zu vermeiden, belassen die Öfen eine bestimmte Menge Metall in flüssiger Form. Sie nennen es den Sumpf.

Rinnenöfen werden unterteilt in:

• Schmelzöfen.
• Mischer.
• Verteileröfen.

Verwenden Sie Mischer, um eine bestimmte Menge an flüssigem Metall anzusammeln und seine chemische Zusammensetzung und Exposition zu mitteln. Das Volumen des Mischers wird mindestens gleich der doppelten Stundenleistung des Ofens berechnet.

Rinnenöfen werden nach der Lage der Rinnen in Klassen eingeteilt:

• Vertikal.
• Horizontal.

Je nach Form der Arbeitskammer:

• Trommelinduktionsöfen.
• Zylindrische Induktionsöfen.

Der Trommelofen ist in Form eines stahlgeschweißten Zylinders mit zwei Wänden an den Enden ausgeführt. Antriebsrollen werden verwendet, um den Ofen zu drehen. Um den Ofen zu drehen, muss der Elektromotorantrieb mit zwei Geschwindigkeiten und einem Kettenantrieb eingeschaltet werden. Der Motor hat Scheibenbremsen.

An den Stirnwänden befindet sich ein Siphon zum Gießen von Metall. Es gibt Öffnungen zum Laden von Zusatzstoffen und zum Entfernen von Schlacken. Es gibt auch einen Kanal für die Ausgabe von Metall. Der Kanalblock besteht aus einem Ofeninduktor mit V-förmigen Kanälen, die mithilfe von Schablonen in die Auskleidung eingebracht wurden. Beim ersten Aufheizen werden diese Schablonen geschmolzen. Die Wicklung und der Kern werden durch Luft gekühlt, der Körper der Einheit wird durch Wasser gekühlt.

Hat der Rinnenofen eine andere Form, erfolgt die Metallabgabe durch Kippen des Bades mit Hydraulikzylindern. Manchmal wird das Metall durch überschüssigen Gasdruck herausgedrückt.

Vorteile von Rinnenöfen

• Geringer Stromverbrauch durch geringen Wärmeverlust des Bades.
• Erhöhter elektrischer Wirkungsgrad des Induktors.
• Kostengünstig.

Nachteile von Rinnenöfen

• Die Komplexität der Einstellung der chemischen Zusammensetzung des Metalls, da das Vorhandensein des verbleibenden flüssigen Metalls im Ofen Schwierigkeiten beim Übergang von einer Zusammensetzung zur anderen verursacht.
• Die geringe Bewegungsgeschwindigkeit des Metalls im Ofen reduziert die Möglichkeit der Schmelztechnologie.

Design-Merkmale

Der Rahmen des Ofens besteht aus kohlenstoffarmem Stahlblech mit einer Dicke von 30 bis 70 mm. An der Unterseite des Rahmens befinden sich Fenster mit angebrachten Induktoren. Der Induktor besteht aus einem Stahlgehäuse, einer Primärspule, einem Magnetkreis und einer Auskleidung. Sein Körper ist abnehmbar und die Teile sind mit Dichtungen isoliert, so dass die Teile des Körpers keine geschlossene Schleife bilden. Andernfalls wird Wirbelstrom erzeugt.

Der Magnetkreis besteht aus Platten aus Spezial-Elektroband 0,5 mm. Die Platten sind voneinander isoliert, um Verluste durch Wirbelströme zu reduzieren.

Die Spule besteht aus einem Kupferleiter mit einem vom Laststrom und der Kühlmethode abhängigen Querschnitt. Bei Luftkühlung beträgt der zulässige Strom 4 Ampere pro mm 2, bei Wasserkühlung beträgt der zulässige Strom 20 Ampere pro mm 2. Zwischen der Auskleidung und der Spule, die mit Wasser gekühlt wird, ist ein Sieb angebracht. Der Schirm besteht aus magnetischem Stahl oder Kupfer. Um Wärme von der Spule abzuführen, ist ein Lüfter montiert. Um die genauen Abmessungen des Kanals zu erhalten, wird eine Schablone verwendet. Es ist in Form eines hohlen Stahlgusses hergestellt. Die Schablone wird in den Induktor gelegt, bis sie mit einer feuerfesten Masse gefüllt ist. Es befindet sich im Induktor während des Erhitzens und Trocknens der Auskleidung.

Zur Auskleidung werden nasse und trockene feuerfeste Massen verwendet. Feuchtmassen werden in Form von Füll- oder Füllmaterialien verwendet. Gießbeton wird für komplexe Induktorformen verwendet, wenn es nicht möglich ist, die Masse über das gesamte Volumen des Induktors zu verdichten.

Der Induktor wird mit einer solchen Masse gefüllt und mit Vibratoren verdichtet. Trockenmassen werden mit Hochfrequenzrüttlern, Stampfmassen mit pneumatischen Stampfern verdichtet. Wenn im Ofen Gusseisen geschmolzen wird, besteht die Auskleidung aus Magnesiumoxid. Die Qualität der Auskleidung wird durch die Temperatur des Kühlwassers bestimmt. Die meisten effektive Methode Die Auskleidungsprüfung ist eine Überprüfung des Wertes des induktiven und aktiven Widerstands. Diese Messungen werden mit Steuergeräten durchgeführt.

Die elektrische Ausrüstung des Ofens umfasst:

• Transformator.
• Kondensatorbank zum Ausgleich elektrischer Energieverluste.
• Drossel zum Anschluss einer 1-Phasen-Induktivität an ein 3-Phasen-Netz.
• Steuertafeln.
• Stromkabel.

Damit der Ofen normal funktioniert, wird er an eine 10-Kilovolt-Stromversorgung angeschlossen, die 10 Spannungsstufen an der Sekundärwicklung hat, um die Leistung des Ofens einzustellen.

Futterfüllmaterialien enthalten:

• 48 % trockener Quarz.
• 1,8 % Borsäure, durch ein feines Sieb mit 0,5 mm Zellen gesiebt.

Die Masse zum Auskleiden wird in trockener Form mit einem Mixer hergestellt und dann durch ein Sieb gesiebt. Die fertige Mischung sollte nicht länger als 15 Stunden nach der Zubereitung gelagert werden.

Die Auskleidung des Tiegels wird durch Versiegeln mit Rüttlern hergestellt. Elektrorüttler werden zum Auskleiden großer Öfen eingesetzt. Die Vibratoren werden in den Schablonenraum eingetaucht und die Masse wird durch die Wände verdichtet. Während der Verdichtung wird der Vibrator von einem Kran bewegt und vertikal gedreht.

Tiegel-Induktionsöfen

Die Hauptkomponenten eines Tiegelofens sind ein Induktor und ein Generator. Zur Herstellung des Induktors wird ein Kupferrohr in Form von gewickelten 8-10 Windungen verwendet. Formen von Induktoren können von verschiedener Art sein.

Dieser Ofentyp ist am gebräuchlichsten. Es gibt keinen Kern in der Konstruktion des Ofens. Eine übliche Form des Ofens ist ein Zylinder aus feuerfestem Material. Der Tiegel befindet sich im Hohlraum des Induktors. Es wird Wechselstrom zugeführt.

Vorteile von Tiegelöfen

• Energie wird freigesetzt, wenn das Material in den Ofen geladen wird, also das Hilfsmittel Heizelemente Nicht benötigt.
• Es wird eine hohe Homogenität von Mehrkomponentenlegierungen erreicht.
• Im Ofen ist es möglich, unabhängig vom Druck eine Reduktions- und Oxidationsreaktion zu erzeugen.
• Hochleistungsöfen durch erhöhte Leistungsdichte bei jeder Frequenz.
• Unterbrechungen beim Schmelzen des Metalls beeinträchtigen die Arbeitseffizienz nicht, da zum Heizen nicht viel Strom benötigt wird.
• Die Möglichkeit beliebiger Einstellungen und einfacher Bedienung mit der Möglichkeit der Automatisierung.
• Es gibt keine lokale Überhitzung, die Temperatur wird im gesamten Badvolumen ausgeglichen.
• Schnelles Schmelzen zur Herstellung hochwertiger Legierungen mit guter Gleichmäßigkeit.
• Umweltsicherheit. Die äußere Umgebung ist keinen schädlichen Einflüssen des Ofens ausgesetzt. Auch das Schmelzen schadet der Natur nicht.

Nachteile von Tiegelöfen

• Niedrige Temperatur der Schlacke, die zur Verarbeitung des Schmelzspiegels verwendet wird.
• Geringer Widerstand der Auskleidung bei plötzlichen Temperaturänderungen.

Trotz der bestehenden Mängel haben Tiegel-Induktionsöfen in der Fertigung und anderen Bereichen große Popularität erlangt.

Induktionsöfen für die Raumheizung

Meistens wird ein solcher Ofen in der Küche installiert. In seiner Konstruktion ist der Hauptteil ein Schweißinverter. Das Design des Ofens wird normalerweise mit einem Wasserheizkessel kombiniert, der es ermöglicht, alle Räume im Gebäude zu beheizen. Es ist auch möglich, die Versorgung anzuschließen heißes Wasser in das Gebäude.

Der Wirkungsgrad eines solchen Geräts ist gering, jedoch werden solche Geräte häufig immer noch zum Heizen eines Hauses verwendet.

Der Aufbau des Heizteils eines Induktionskessels ähnelt einem Transformator. Der äußere Stromkreis sind die Wicklungen einer Art Transformator, die mit dem Netz verbunden sind. Der zweite interne Kreislauf ist eine Wärmetauschervorrichtung. Es wälzt das Kühlmittel um. Wenn die Stromversorgung angeschlossen ist, erzeugt die Spule eine Variable. Dadurch werden innerhalb des Wärmetauschers Ströme induziert, die dessen Erwärmung bewirken. Das Metall erhitzt das Kühlmittel, das normalerweise aus Wasser besteht.

Der Betrieb von Haushalts-Induktionsherden basiert auf dem gleichen Prinzip, bei dem Geschirr aus einem speziellen Material als Sekundärkreislauf fungiert. Ein solcher Ofen ist viel sparsamer als herkömmliche Öfen, da keine Wärme verloren geht.

Der Warmwasserbereiter des Kessels ist mit Steuergeräten ausgestattet, die es ermöglichen, die Temperatur des Wärmeträgers auf einem bestimmten Niveau zu halten.

Heizung mit Strom ist ein teures Vergnügen. Es kann nicht mithalten fester Brennstoff und Benzin, Diesel u Flüssiggas. Eine der Methoden zur Kostensenkung besteht darin, einen Wärmespeicher zu installieren und den Kessel nachts anzuschließen, da nachts meistens eine Vorzugsgebühr für Strom gilt.

Um sich für die Installation eines Induktionskessels für zu Hause zu entscheiden, ist es notwendig, sich von professionellen Spezialisten für Wärmetechnik beraten zu lassen. Ein Induktionskessel hat praktisch keine Vorteile gegenüber einem konventionellen Kessel. Der Nachteil sind die hohen Kosten für die Ausrüstung. Gewöhnliche Kessel mit Heizelementen werden einbaufertig verkauft und erfordern eine Induktionsheizung zusätzliche Ausrüstung und Einstellungen. Daher ist vor der Anschaffung eines solchen Induktionskessels eine sorgfältige Wirtschaftlichkeitsberechnung und -planung erforderlich.

Beschichtung Induktionsöfen

Der Auskleidungsprozess ist notwendig, um sicherzustellen, dass der Ofenkörper vor erhöhten Temperaturen geschützt ist. Es ermöglicht, den Wärmeverlust deutlich zu reduzieren, die Effizienz des Metallschmelzens oder der Materialerwärmung zu steigern.

Für die Auskleidung wird Quarzit verwendet, eine Modifikation von Kieselsäure. Es gibt einige Anforderungen an Futtermaterialien.

Ein solches Material sollte 3 Zonen von Materialzuständen bieten:

• Monolithisch.
• Puffer.
• Dazwischenliegend.

Nur das Vorhandensein von drei Schichten in der Beschichtung kann das Ofengehäuse schützen. Die Auskleidung wird durch unsachgemäße Materialplatzierung, schlechte Materialqualität und raue Betriebsbedingungen des Ofens beeinträchtigt.

Das eigentliche Funktionsprinzip eines Induktionsofens besteht darin, dass die Wärme zum Schmelzen aus Strom gewonnen wird, der durch ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird. In solchen Öfen wird Energie von elektromagnetischer Energie in elektrische Energie und schließlich in Wärme umgewandelt. Wie wird ein Induktionsofen von Hand gefertigt?

Solche Öfen werden in zwei Typen unterteilt:

1. Tiegel. In solchen Öfen befinden sich der Induktor und der Kern innerhalb des Metalls. Dieser Ofentyp wird in industriellen Gießereien zum Schmelzen von Kupfer, Aluminium, Gusseisen, Stahl sowie in Schmuckfabriken zum Schmelzen von Edelmetallen verwendet.
2. Kanal. Bei diesem Ofentyp befinden sich Induktor und Kern um das Metall herum.

Im Vergleich zu Boilern oder anderen Herden haben Induktionsherde mehrere Vorteile:

• gleich aufwärmen.
• Energie in einem bestimmten Bereich fokussieren;
• umweltfreundliches Gerät und relative Sicherheit;
• es gibt keine Dämpfe;
• riesige Einstellmöglichkeiten für Temperatur und Kapazität;
• Homogenität des zu schmelzenden Metalls.

Induktionsöfen werden auch zum Erhitzen verwendet. Dies ist eine bequeme und gleichzeitig geräuschlose Heizmethode.

Benötigt keinen speziellen Raum für den Kessel. Kalk sammelt sich nicht auf dem Heizelement und für die Zirkulation entlang Heizsystem Sie können jede Flüssigkeit verwenden, sei es Öl, Wasser und andere. Außerdem ist der Ofen langlebig, da er sich nur minimal abnutzt. Wie bereits erwähnt, ist es sehr umweltfreundlich, da keine schädlichen Emissionen in die Luft gelangen, und es erfüllt auch alle Anforderungen Brandschutz.

Sammlung von Informationen

Für eine Person, die versteht, wie man einen elektrischen Stromkreis liest und versteht, wird es nicht schwierig sein, herauszufinden, wie man einen solchen Induktionsofen herstellt. Im Internet finden Sie Dutzende, wenn nicht Hunderte von Möglichkeiten, verschiedene Induktionsöfen aus Haushaltsmüll herzustellen, beispielsweise aus einem alten Mikrowellenherd oder einem Schweißinverter.

Denken Sie daran, dass elektrischer Strom gefährlich ist. Und für die Herstellung eines Induktionsofens müssen Sie eine Vorstellung davon haben, was eine Erwärmung durch Induktion ist. Es ist ratsam, dass Sie eine Person dabei haben, die zumindest die Grundlagen der Elektrotechnik gut versteht oder Erfahrung im Umgang mit elektrischen Betriebsmitteln hat.

Arbeitsprinzip

Die Grundlage für den Betrieb eines solchen Ofens ist die Entnahme von Wärme aus einem elektrischen Strom, der mit einem Induktor ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Es stellt sich heraus, dass wir Wärme zuerst aus elektromagnetischer Energie und dann aus elektrischer Energie erhalten. Die geschlossene Natur der Ströme, die durch die Windungen des Induktors (Induktors) fließen, erzeugt Wärme und erwärmt das Metall von innen.

Ein solcher Ofen kann funktionieren, eine vereinfachte Version haben und über ein 220-V-Heimnetzwerk betrieben werden. Dies erfordert jedoch einen Gleichrichter, dh einen Adapter.

Ofengerät

Der Aufbau eines Induktionsgerätes ähnelt einem Transformator. Darin wird die Primärwicklung mit Wechselstrom betrieben und die Sekundärwicklung dient als beheizter Körper.

Der einfachste Induktor wird als isolierter Leiter (in Form einer Spirale oder eines Kerns) angesehen, der sich auf der Oberfläche eines Metallrohrs oder darin befindet.

Hier sind einige Knoten, die per Induktion funktionieren:

• Induktor;
• Fach für Schmelzofen;
• Heizelement für Heizöfen;
• Generator;
• rahmen.

Induktionsöfen werden zum Schmelzen von Metallen eingesetzt und zeichnen sich dadurch aus, dass sie mittels elektrischem Strom beheizt werden. Die Anregung des Stroms erfolgt in der Induktivität bzw. in einem nicht veränderlichen Feld.

In solchen Konstruktionen wird Energie mehrfach (in dieser Reihenfolge) umgewandelt:

• ins Elektromagnetische
• elektrisch;
• Thermal.

Solche Backöfen ermöglichen die Nutzung von Wärme aus maximale Effizienz, was nicht verwundert, denn sie sind die fortschrittlichsten aller existierenden Modelle, die mit Strom betrieben werden.

Beachten Sie! Es gibt zwei Arten von Induktionsdesigns - mit oder ohne Kern. Im ersten Fall wird das Metall in eine röhrenförmige Rutsche gegeben, die sich um den Induktor herum befindet. Der Kern befindet sich im Induktor selbst. Die zweite Option wird als Tiegel bezeichnet, da sich das Metall mit dem Tiegel bereits im Indikator befindet. Von einem Kern kann in diesem Fall natürlich keine Rede sein.

Im heutigen Artikel werden wir darüber sprechen, wie man machtInduktionsherd selber bauen.

Unter den vielen Vorteilen sind die folgenden:

• Umweltsauberkeit und -sicherheit;
• erhöhte Homogenität der Schmelze durch aktive Bewegung des Metalls;
• Geschwindigkeit - der Ofen kann fast sofort nach dem Einschalten verwendet werden;
• Zone und fokussierte Ausrichtung der Energie;
• hohe Schmelzrate;
• Mangel an Abfällen aus Legierungsmitteln;
• die Fähigkeit, die Temperatur einzustellen;
• zahlreiche technische Möglichkeiten.

Aber es gibt auch Nachteile.

1. Die Schlacke wird durch das Metall erhitzt, wodurch sie eine niedrige Temperatur hat.
2. Wenn die Schlacke kalt ist, ist es sehr schwierig, Phosphor und Schwefel aus dem Metall zu entfernen.
3. Zwischen der Spule und dem schmelzenden Metall zerfällt das Magnetfeld, sodass eine Verringerung der Auskleidungsdicke erforderlich ist. Dies wird bald dazu führen, dass die Auskleidung selbst versagt.

Video - Induktionsofen

Industrielle Anwendung

Beide Ausführungsvarianten werden beim Schmelzen von Eisen, Aluminium, Stahl, Magnesium, Kupfer und Edelmetallen eingesetzt. Das nutzbare Volumen solcher Strukturen kann von mehreren Kilogramm bis zu mehreren hundert Tonnen reichen.

Öfen für den industriellen Einsatz werden in mehrere Typen unterteilt.

1. Mittelfrequenzausführungen werden häufig im Maschinenbau und in der Metallurgie verwendet. Mit ihrer Hilfe wird Stahl geschmolzen und bei Verwendung von Graphittiegeln werden auch Nichteisenmetalle geschmolzen.
2. Industrielle Frequenzdesigns werden in der Eisenschmelze verwendet.
3. Widerstandsstrukturen sind zum Schmelzen von Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink bestimmt.

Beachten Sie! Es war die Induktionstechnologie, die die Grundlage für populärere Geräte bildete - Mikrowellenöfen.

Hausgebrauch

Aus verständlichen Gründen wird der Induktionsschmelzofen nur selten im Haushalt verwendet. Aber die im Artikel beschriebene Technologie findet sich in fast allen modernen Häusern und Wohnungen. Dies sind die oben erwähnten Mikrowellen und Induktionsherde und elektrische Öfen.

Denken Sie zum Beispiel an Platten. Sie erhitzen das Geschirr durch induktive Wirbelströme, wodurch die Erwärmung fast augenblicklich erfolgt. Es ist charakteristisch, dass es unmöglich ist, den Brenner einzuschalten, auf dem sich kein Geschirr befindet.

Der Wirkungsgrad von Induktionsherden erreicht 90%. Zum Vergleich: Bei Elektroherden sind es etwa 55-65% und bei Gasherden nicht mehr als 30-50%. Fairerweise ist jedoch anzumerken, dass der Betrieb der beschriebenen Öfen spezielle Gerichte erfordert.

Selbstgebauter Induktionsherd

Vor nicht allzu langer Zeit haben heimische Funkamateure deutlich gezeigt, dass Sie selbst einen Induktionsofen bauen können. Heutzutage gibt es viele verschiedene Schemata und Herstellungstechnologien, aber wir haben nur die beliebtesten davon genannt, was bedeutet, dass sie am effektivsten und am einfachsten zu implementieren sind.

Induktionsofen aus Hochfrequenzgenerator

Drunter ist Schaltplan für die Herstellung eines selbstgebauten Geräts aus einem Hochfrequenzgenerator (27,22 Megahertz).

Neben dem Generator werden für die Montage vier Hochleistungsglühlampen und eine schwere Lampe für die Betriebsbereitschaftsanzeige benötigt.

Beachten Sie! Der Hauptunterschied zwischen dem nach diesem Schema hergestellten Ofen ist der Kondensatorgriff - in diesem Fall befindet er sich außerhalb.

Außerdem schmilzt das Metall in der Spule (Induktor) im Gerät mit der kleinsten Leistung.

Bei der Herstellung gibt es einiges zu beachten wichtige Punkte, beeinflussen die Geschwindigkeit des Brettes des Metalls. Das:

• Energie;
• Frequenz;
• Wirbelverluste;
• Wärmeübertragungsintensität;
• Hystereseverlust.

Das Gerät wird über ein normales 220-V-Netz mit Strom versorgt, jedoch mit einem vorinstallierten Gleichrichter. Wenn der Ofen zum Heizen eines Raums bestimmt ist, wird empfohlen, eine Nichromspirale und zum Schmelzen Graphitbürsten zu verwenden. Machen wir uns mit den einzelnen Strukturen genauer vertraut.

Video - Schweißinverter-Design

Das Wesentliche des Designs ist wie folgt: Ein Paar Graphitbürsten wird installiert und Granitpulver wird dazwischen gegossen, wonach ein Abwärtstransformator angeschlossen wird. Es ist charakteristisch, dass man beim Schmelzen keine Angst vor Stromschlägen haben muss, da keine 220 V verwendet werden müssen.

Montagetechnik

Schritt 1. Die Basis wird zusammengebaut - eine Kiste mit Schamottesteinen mit den Maßen 10 x 10 x 18 cm, die auf eine feuerfeste Fliese gelegt wird.

Schritt 2. Das Verpacken wird mit Asbestkarton abgeschlossen. Nach dem Benetzen mit Wasser wird das Material weicher, sodass Sie ihm jede Form geben können. Falls gewünscht, kann die Struktur mit Stahldraht umwickelt werden.

Beachten Sie! Die Abmessungen der Box können je nach Leistung des Transformators variieren.

Schritt 3 Die beste Option für Graphitofen - Trafo ab Schweißgerät mit einer Leistung von 0,63 kW. Wenn der Transformator für 380 V ausgelegt ist, kann er zurückgespult werden, obwohl viele erfahrene Elektriker sagen, dass Sie alles so lassen können, wie es ist.

Schritt 4. Der Transformator ist mit dünnem Aluminium umwickelt - damit die Struktur während des Betriebs nicht sehr heiß wird.

Schritt 5. Graphitbürsten werden installiert, ein Tonsubstrat wird auf dem Boden der Box installiert - damit sich das geschmolzene Metall nicht ausbreitet.

Der Hauptvorteil eines solchen Ofens ist die hohe Temperatur, die sogar zum Schmelzen von Platin oder Palladium geeignet ist. Zu den Minuspunkten gehört jedoch die schnelle Erwärmung des Transformators, ein kleines Volumen (es können nicht mehr als 10 g gleichzeitig geschmolzen werden). Aus diesem Grund wird für das Schmelzen großer Volumina eine andere Konstruktion erforderlich sein.

Also, für das Schmelzen großer Mengen Metall, ein Ofen mit Nichrom-Draht. Das Funktionsprinzip des Designs ist ganz einfach: Ein elektrischer Strom wird an eine Nichromspirale angelegt, die sich erhitzt und das Metall schmilzt. Im Web gibt es viele verschiedene Formeln zur Berechnung der Drahtlänge, aber im Prinzip sind sie alle gleich.

Schritt 1. Für die Spirale wird Nichrom ø0,3 mm verwendet, etwa 11 m lang.

Schritt 2. Der Draht muss gewickelt werden. Dazu benötigen Sie ein gerades Kupferrohr ø5 mm - darauf wird eine Spirale gewickelt.

Schritt 3. Als Tiegel wird ein kleines Keramikrohr mit einem Durchmesser von 1,6 cm und einer Länge von 15 cm verwendet, dessen eines Ende mit einem Asbestfaden verschlossen ist, damit das geschmolzene Metall nicht herausfließt.

Schritt 4. Nach Überprüfung der Leistung wird die Spirale um das Rohr gelegt. Gleichzeitig wird derselbe Asbestfaden zwischen die Windungen gelegt - er verhindert einen Kurzschluss und begrenzt den Zugang von Sauerstoff.

Schritt 5. Die fertige Spule wird in eine Patrone einer Hochleistungslampe gelegt. Solche Kartuschen sind normalerweise aus Keramik und haben die erforderliche Größe.

Die Vorteile eines solchen Designs:

• hohe Produktivität (bis zu 30 g pro Lauf);
• schnelles Aufheizen (etwa fünf Minuten) und langes Abkühlen;
• Benutzerfreundlichkeit - es ist bequem, Metall in Formen zu gießen;
• schneller Austausch der Spirale bei Burnout.

Aber es gibt natürlich auch Nachteile:

• Nichrom brennt aus, besonders wenn die Spirale schlecht isoliert ist;
• Unsicherheit - das Gerät ist an das 220-V-Netz angeschlossen.

Beachten Sie! Sie können dem Ofen kein Metall hinzufügen, wenn die vorherige Portion dort bereits geschmolzen ist. Andernfalls wird das gesamte Material im Raum verstreut, außerdem können die Augen verletzt werden.

Als Schlussfolgerung

Wie Sie sehen, können Sie einen Induktionsofen immer noch selbst herstellen. Aber um ehrlich zu sein, das beschriebene Design (wie alles im Internet verfügbare) ist kein Ofen, sondern ein Kukhtetsky-Laborwechselrichter. Es ist einfach unmöglich, eine vollwertige Induktionsstruktur zu Hause zusammenzubauen.

Seit vielen Jahren schmelzen Menschen Metall. Jedes Material hat seinen eigenen Schmelzpunkt, der nur mit speziellen Geräten erreicht werden kann. Die ersten Öfen zum Schmelzen von Metall waren ziemlich groß und wurden ausschließlich in den Werkstätten großer Organisationen installiert. Heute kann in kleinen Werkstätten beim Aufbau einer Schmuckproduktion ein moderner Induktionsofen installiert werden. Es ist klein, handlich und hocheffizient.

Funktionsprinzip

Die Schmelzeinheit des Induktionsofens dient zum Erhitzen verschiedenster Metalle und Legierungen. Das klassische Design besteht aus folgenden Elementen:

1. Ablaufpumpe.
2. Wassergekühlter Induktor.
3. Gestell aus Edelstahl oder Aluminium.
4. Kontaktbereich.
5. Herd aus hitzebeständigem Beton.
6. Abstützung mit Hydraulikzylinder und Lagereinheit.

Das Funktionsprinzip basiert auf der Erzeugung von wirbelinduzierten Foucault-Strömen. In der Regel bei der Arbeit Haushaltsgeräte Solche Ströme verursachen Fehler, aber in diesem Fall werden sie verwendet, um die Ladung auf die erforderliche Temperatur zu erwärmen. Nahezu jede Elektronik erwärmt sich während des Betriebs. Dieser Negativfaktor beim Stromverbrauch wird optimal genutzt.

Gerätevorteile

Der Induktionsschmelzofen wurde vor relativ kurzer Zeit verwendet. An den Produktionsstandorten sind berühmte Herdöfen, Hochöfen und andere Arten von Ausrüstung installiert. Ein solcher Metallschmelzofen hat folgende Vorteile:

Letzterer Vorteil bestimmt die Verbreitung des Induktionsofens im Schmuckbereich, da bereits eine geringe Fremdstoffkonzentration das Ergebnis negativ beeinflussen kann.

Je nach Konstruktionsmerkmalen werden Boden- und Tisch-Induktionsöfen unterschieden. Unabhängig davon, welche Option gewählt wurde, gibt es einige Grundregeln für die Installation:

Das Gerät kann während des Betriebs sehr heiß werden. Deshalb sollten sich keine brennbaren oder explosiven Stoffe in der Nähe befinden. Darüber hinaus sollte laut Brandschutzverordnung in der Nähe sein Feuerschutz installiert werden.

Nur zwei Arten von Öfen sind weit verbreitet: Tiegel und Rinne. Sie haben ähnliche Vor- und Nachteile, die Unterschiede liegen nur in der verwendeten Arbeitsweise:

Beliebt ist die Tiegelvariante der Induktionsöfen. Dies liegt an ihrer hohen Leistung und einfachen Bedienung. Darüber hinaus kann bei Bedarf ein ähnliches Design unabhängig erstellt werden.

Hausgemachte Versionen sind weit verbreitet.. Um sie zu erstellen, benötigen Sie:

1. Generator.
2. Tiegel.
3. Induktor.

Ein erfahrener Elektriker kann bei Bedarf einen Induktor mit seinen eigenen Händen herstellen. Dieses Strukturelement wird durch eine Wicklung aus Kupferdraht dargestellt. Der Tiegel kann im Laden gekauft werden, aber als Generator wird eine Lampenschaltung, eine Do-it-yourself-Batterie ihrer Transistoren oder ein Schweißinverter verwendet.

Verwendung eines Schweißinverters

Mit einem Schweißinverter als Generator kann ein Do-it-yourself-Induktionsofen zum Schmelzen von Metall erstellt werden. Diese Variante ist die am weitesten verbreitete da die unternommenen Anstrengungen nur die Herstellung des Induktors betreffen:

1. Als Hauptmaterial wird dünnwandiges Kupferrohr verwendet. Der empfohlene Durchmesser beträgt 8-10 cm.
2. Das Rohr wird nach dem gewünschten Muster gebogen, das von den Eigenschaften des verwendeten Körpers abhängt.
3. Zwischen den Windungen sollte ein Abstand von nicht mehr als 8 mm sein.
4. Der Induktor befindet sich in einem Textolit- oder Graphitgehäuse.

Nach der Erstellung des Induktors und seiner Platzierung im Gehäuse muss nur noch der gekaufte Tiegel an seiner Stelle installiert werden.

Eine solche Schaltung ist ziemlich kompliziert in der Ausführung, sie beinhaltet die Verwendung von Widerständen, mehreren Dioden, Transistoren unterschiedliche Kapazität, Folienkondensator, Kupferdraht mit zwei verschiedenen Durchmessern und Ringe aus Drosseln. Montageempfehlungen lauten wie folgt:

Die erstellte Schaltung wird in ein Textolit- oder Graphitgehäuse gelegt, die Dielektrika sind. Planen, unter Verwendung von Transistoren, ist ziemlich schwierig umzusetzen. Daher ist es notwendig, einen solchen Ofen nur dann herzustellen, wenn bestimmte Arbeitsfähigkeiten vorhanden sind.

Ofen mit Lampen

Lampenöfen werden in letzter Zeit immer weniger hergestellt, da sie Sorgfalt bei der Handhabung erfordern. Die angewandte Schaltung ist im Vergleich zur Verwendung von Transistoren einfacher. Die Montage kann in mehreren Schritten erfolgen:

Die verwendeten Lampen müssen vor mechanischer Einwirkung geschützt werden.

Gerätekühlung

Beim Erstellen eines Induktionsofens mit eigenen Händen treten die meisten Probleme beim Abkühlen auf. Dies liegt an folgenden Punkten:

1. Während des Betriebs wird nicht nur das geschmolzene Metall erhitzt, sondern auch einige Elemente der Ausrüstung. Deshalb ist für den Dauerbetrieb eine effektive Kühlung erforderlich.
2. Das auf der Nutzung des Luftstroms basierende Verfahren zeichnet sich durch einen geringen Wirkungsgrad aus. Außerdem wird davon abgeraten, Ventilatoren in der Nähe des Ofens zu installieren. Dies liegt daran, dass metallische Elemente die erzeugten Wirbelströme beeinflussen können.

Die Kühlung erfolgt in der Regel mit Wasserzufuhr. Einen Wasserkühlkreislauf zu Hause aufzubauen ist nicht nur schwierig, sondern auch unwirtschaftlich. Industrieversionen des Ofens haben einen bereits eingebauten Kreislauf, an den es ausreicht, kaltes Wasser anzuschließen.

Sicherheitstechnik

Bei der Verwendung eines Induktionsofens müssen bestimmte Sicherheitsvorkehrungen beachtet werden. Schlüsselempfehlungen:

Bei der Installation der Ausrüstung sollte berücksichtigt werden, wie die Charge geladen und das geschmolzene Metall extrahiert wird. Es wird empfohlen, für die Installation eines Induktionsofens einen separaten vorbereiteten Raum vorzusehen.

Ein Induktionsofen zum Selbermachen ist eine hervorragende Lösung zum Beheizen verschiedener Räume.

Neben Heizung Induktionsherd kann folgende Funktionen ausführen:

• Metallschmelzen;
• Reinigung von Edelmetallen;
• Erhitzen von Metallprodukten, wonach sie einem Härtungsverfahren oder anderen Prozessen unterzogen werden.

Allerdings sind die oben beschriebenen Funktionen bereitzustellen Industrieanlagen, und wenn Sie zu Hause heizen müssen, ist normalerweise ein Herd für die Küche installiert, den Sie fertig kaufen oder selbst herstellen können. Selbstgebauter Induktionsherd Es ist ganz einfach zu erstellen, und Sie müssen nicht viel Zeit für diesen Prozess aufwenden. Es ist jedoch wichtig, nicht nur die Regeln für die Bildung dieses Designs zu kennen, sondern auch seine anderen Merkmale, damit Sie bei Bedarf alle Hauptteile selbst reparieren oder ersetzen können.

Das Funktionsprinzip des Geräts

Es ist wichtig, die Betriebsmerkmale dieses Ofentyps zu kennen, um seinen Betrieb und seine Parameter gut zu verstehen. Die Ausrüstung funktioniert aufgrund der Tatsache, dass mit Hilfe von speziellen Wirbelströme Material wird erhitzt. Solche Ströme werden aufgrund erhalten spezielle Induktivität, das ist eine Induktivität. Es hat wie viele Drahtwindungen, die eine ziemlich große Dicke haben.

Der Induktor kann sich dadurch erwärmen Schweißinverter oder andere Geräte. Das Funktionsprinzip des Induktionsofens geht davon aus, dass der Induktor von einem Wechselstromnetz gespeist wird, und dafür kann auch ein Hochfrequenzgenerator verwendet werden. Der Strom, der durch die Induktivität fließt, erzeugt variables Feld Raum durchdringen. Wenn sich Materialien darin befinden, werden Ströme in ihnen induziert, die ihre effektive Erwärmung gewährleisten.

Wenn ein Ofen zum Erstellen verwendet wird, dann ist es normalerweise das Material Wasser, was sich aufheizt. Wenn das Gerät für industrielle Zwecke bestimmt ist, kann Metall als Material verwendet werden, das unter Stromeinfluss zu schmelzen beginnt. Also das Arbeitsprinzip Induktionsherd Es gilt als einfach und verständlich, daher ist es ziemlich einfach, es selbst zu erstellen.

Das Gerät von Induktionsöfen kann unterschiedlich sein, da zwei völlig unterschiedliche Typen unterschieden werden können:

• Geräte, die mit einem Magnetkreis ausgestattet sind;
• Öfen ohne Magnetkreis.

Im ersten Fall befindet sich der Induktor im Inneren spezielles Metall , das unter dem Einfluss von Strömungen zu schmelzen beginnt. Im zweiten befindet sich die Induktivität außerhalb. Das Schema jeder Option hat seine eigenen spezifischen Unterschiede.

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Es wird angenommen, dass die Merkmale des Designs mit einem Magnetkreis effizienter sind, da dieses Element die Dichte des Erzeugten erhöht Magnetfeld, so dass die Heizung effizienter und hochwertiger ist.

Das beliebteste Beispiel für einen Ofen, der mit einem Magnetkreis ausgestattet ist, ist Kanalbau. Das Schema dieser Ausrüstung besteht aus geschlossener Magnetkreis, aus Trafostahl. Dieses Element hat eine Induktivität, die die Primärwicklung ist, und Tiegel mit ringförmiger Form. Darin befindet sich das zum Schmelzen vorgesehene Material. Der Tiegel besteht aus einem speziellen Dielektrikum mit guter Feuerbeständigkeit. Diese Konstruktionen werden verwendet, um hochwertiges Gusseisen herzustellen oder zu Schmelzen von Nichteisenmetallen.

Sorten und Eigenschaften verschiedener Induktionsöfen

Es gibt verschiedene Arten von Induktionsöfen, deren Funktionsprinzip gewisse Unterschiede aufweist. Einige sind nur für industrielle Arbeiten gedacht, während andere im Haushalt verwendet werden können, also sind sie oft für die Küche bestimmt, wo sie dienen Qualitätsheizung. Meistens haben letztere Optionen, die aus einem Schweißinverter gebildet sind einfaches Design, aufgrund dessen sie Instandhaltung und Reparatur sind einfache Berufe.

Die Haupttypen von Induktionsöfen umfassen:

• Vakuum-Induktionsofen. Darin wird im Vakuum geschmolzen, wodurch Sie schädliche und gefährliche Verunreinigungen aus verschiedenen Mischungen entfernen können. Das Ergebnis sind Produkte, die Vollkommen sicher für den Gebrauch, sind von hoher Qualität. Es ist zu beachten, dass ihre Reparatur als schwierige Aufgabe angesehen wird und der Erstellungsprozess selbst in der Regel nicht ohne spezielle Ausrüstung und ungewöhnliche Bedingungen durchgeführt werden kann.
• Kanalbau. Es wird unter Verwendung von hergestellt herkömmlicher Schweißtransformator der mit einer Frequenz von 50 Hz arbeitet. Dabei wird die Sekundärwicklung dieser Vorrichtung durch einen ringförmigen Tiegel ersetzt. Ein Video über die Erstellung eines solchen Ofens ist im Internet zu finden, und sein Schema gilt als nicht kompliziert. Gut konstruierte Anlagen können zum Schmelzen einer großen Menge Nichteisenmetalle verwendet werden, und der Energieverbrauch wird als gering angesehen. Die Reparatur gilt als spezifisch und komplex.
• Tiegelofen. Das Schema dieser Konstruktion beinhaltet die Installation eines Induktors und eines Generators, die die grundlegendsten Teile der Ausrüstung sind. Um einen Induktor zu bilden, einen Standard Kupferrohr. Es muss jedoch beachtet werden erforderliche Menge Windungen, die nicht mehr als 8, aber auch weniger als 10 betragen sollten. Die Schaltung der Induktivität selbst kann unterschiedlich sein, kann es sein Figur Acht oder andere Konfiguration. Es sollte beachtet werden, dass die Reparatur dieses Geräts als ziemlich einfache Aufgabe angesehen wird.
• Induktionsherd für Raumheizung. In der Regel ist es für die Küche bestimmt, die auf Basis eines Schweißinverters erstellt wurde. Diese Einstellung wird normalerweise in Kombination mit verwendet Warmwasserboiler, mit dem Sie jeden Raum im Gebäude beheizen können, außerdem kann die Struktur mit Warmwasser versorgt werden. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass der Induktor von einem Schweißinverter gespeist wird. Es wird angenommen, dass die Effizienz dieser Geräte gering ist, aber oft ist es die einzige Möglichkeit, Heizung im Haus zu erzeugen.

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Ofenbildungsprozess

Sie können mit Ihren eigenen Bemühungen einen Wechselrichter-basierten Induktionsofen für die Küche oder einen anderen Raum im Haus herstellen. Dazu empfiehlt es sich, nicht nur den theoretischen Teil zu studieren dieser Prozess sondern sehen Sie sich auch das Tutorial-Video an.

Formen elektromagnetisches Feld, die außerhalb des Induktors verfügbar sein wird, muss eine spezielle Spule verwendet werden, in der genügend vorhanden ist große Menge wendet sich. Außerdem müssen Sie das Rohr biegen, und diese Arbeit ist mit gewissen Schwierigkeiten verbunden, daher wäre in diesem Fall der Standort eine rationellere Lösung gerades Rohr direkt in der Spule, wodurch es als Kern funktioniert.

Typischerweise verwendet Metallrohr , wird jedoch als schwaches Kühlmittel angesehen und kann stattdessen verwendet werden Polymerrohr, in dem sich kleine Stücke Metalldraht befinden. Für einen Stromgenerator gilt die Verwendung eines Standard-Wechselrichters als optimal. Seine Wartung und Reparatur gelten als einfache und verständliche Arbeiten, so dass es möglich sein wird, sie bereitzustellen lange Lebensdauer der Geräte.

Um also eine Struktur zu erstellen, benötigen Sie:

• Polymer-Rohr;
• Stahldraht;
• Kupferkabel;
• Drahtgitter;
• das Vorhandensein des Wechselrichters selbst.

Stahlstange in kleine Stücke schneiden. Ein Ende des Polymerrohrs wird mit einem Netz verschlossen, und Metalldrahtstücke werden in das andere geladen. Das zweite Ende ist ebenfalls mit einem Netz verschlossen. Oben wird das Rohr erstellt Induktionswicklung, was wird es verwendet Kupferkabel. Die Enden dieser Wicklung sind gut isoliert und zum Ausgang des Wechselrichters geführt. Sobald das Gerät eingeschaltet wird, wird von der Spule ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das für das Auftreten von Wirbelströmen im Kern sorgt. Dadurch erwärmt es sich, also Wasser, das durch das Rohr fließt, beginnt sich zu erwärmen. Somit wird ein ideales Design für eine Küche oder einen anderen Raum erhalten, und seine Wartung und Reparatur werden als einfach betrachtet.

Am besten vor der Arbeit prüfen Lehrvideo um keine Fehler zu machen. Nachdem Sie das Gerät erstellt haben, können Sie es im gewünschten Raum installieren. Es kann nicht nur für den Ofen, sondern sogar für die Küche bestimmt sein. Es ist wichtig, einen Raum zu wählen, in dem der Ofen leicht zu pflegen und zu reparieren ist.