Индукционная плавильная печь своими руками: схема изготовления
Индукционная плавильная печь применяется для плавления металлов и сплавов уже на протяжении последних нескольких десятилетий. Устройство получило широкое распространение в металлургической и машиностроительной областях, а также в ювелирном деле. При желании простую версию этого оборудования можно изготовить своими руками. Рассмотрим принцип работы и особенности применения индукционной печи подробнее.
Индукционная плавильная печьПринцип индукционного нагрева
Для того чтобы металл перешел из одного агрегатного состояния в другое требуется нагреть его до достаточно высокой температуры. При этом у каждого металла и сплава своя температура плавления, которая зависит от химического состава и других моментов. Индукционная плавильная печь проводит нагрев материала изнутри при создании вихревых токов, которые проходят через кристаллическую решетку. Рассматриваемый процесс связан с явлением резонанса, который становится причиной увеличения силы вихревых токов.
Принцип действия устройства имеет следующие особенности:
- Пространство, которое образуется внутри катушки, служит для размещения заготовки. Использовать этот метод нагрева в промышленных условиях можно только при условии создания большого устройства, в которое можно будет поместить шихту различных размеров.
- Устанавливаемая катушка может иметь различную форму, к примеру, восьмерки, но наибольшее распространение получила спираль. Стоит учитывать, что форма катушки выбирается в зависимости от особенностей заготовки, подвергаемой нагреву.
Индукционный нагрев
Для того чтобы создать переменное магнитное поле устройство подключается к бытовой сети электроснабжения. Для повышения качества получаемого сплава с высокой текучестью применяются высокочастотные генераторы.
Устройство и применение индукционной печи
При желании можно создать индукционную печь для плавки металла из подручных материалов. Классическая конструкция имеет три блока:
- Генератор, который создает ток высокой частоты переменного типа. Именно он создает электрический ток, преобразующийся в магнитное поле, проходящее через материал и ускоряя движение частиц. За счет этого происходит переход металла или сплавов из твердого состояния в жидкое.
- Индуктор отвечает за создание магнитного поля, которое и нагревает металл.
- Тигель предназначен для плавки материала. Он помещается в индуктор, а обмотка подключается к источникам тока.
Процесс преобразования электрического тока в магнитное поле сегодня применяется в самых различных отраслях промышленности.
Устройство индукционной плавильной печи
К основным достоинствам индуктора можно отнести нижеприведенные моменты:
- Современное устройство способно направлять магнитное поле, за счет чего повышается КПД. Другими словами, проходит нагрев шихты, а не устройства.
- За счет равномерного распространения магнитного поля заготовка нагревается равномерно. При этом с момента включения устройства до плавки шихты уходит небольшое количество времени.
- Однородность получаемого сплава, а также его высокое качество.
- При нагреве и плавлении металла не образуются испарения.
- Сама установка безопасна в применении, не становится причиной образования токсичных веществ.
Существует просто огромное количество различных вариантов исполнения самодельных индукционных печей, каждая имеет свои определенные особенности.
Виды индукционных печей
Рассматривая классификацию устройств, отметим, что нагрев заготовок может проходить как внутри, так и снаружи катушки. Именно поэтому выделяют два типа индукционных печей:
- Канальная. Подобного рода устройство имеет небольшие каналы, которые расположены вокруг индуктора. Для генерации переменного магнитного поля внутри расположен сердечник.
- Тигельная. Эта конструкция характеризуется наличием специальной емкости, которую называют тигель. Изготавливается она из тугоплавкого металла с высоким показателем температуры плавления.
Важно, что канальные индукционные печи обладают большими габаритными размерами и предназначаются для промышленного плавления металла. За счет непрерывного процесса плавки можно получать большой объем расплавленного металла. Канальные индукционные печи применяются для плавки алюминия и чугуна, а также других цветных сплавов.
Тигельные индукционные печи характеризуются относительно небольшими размерами. В большинстве случаев подобного рода устройство применяется в ювелирном деле, а также при плавке металла в домашних условиях.
- Устройство индукционной тигельной печи
- Индукционная тигельная печь в разрезе
Установки на транзисторах получили довольно большое распространение, так как их можно изготовить своими руками при минимальных временных и денежных затратах.
Изготовление своими руками
При желании рассматриваемое устройство можно собрать в домашних условиях. Простая схема состоит из нижеприведенных элементов:
- полевые транзисторы;
- резисторы на 470 Ом;
- два диода;
- конденсаторы пленочного типа;
- обмоточный провод из меди;
- два кольца от дросселя, которые снимаются с компьютерного блока питания.
Приведенный выше список элементов определяет то, что создать индукционную печь можно при минимальных затратах. Процесс сборки устройства можно охарактеризовать следующим образом:
- Для начала проводится установка полевых транзисторов на радиаторы. Стоит учитывать, что подобная печь при работе сильно греется. Поэтому следует использовать радиаторы большого размера. Есть возможность провести установку транзисторов и на один радиатор, но придется выполнить их изоляцию.
- Далее потребуются два дросселя, которые также изготавливаются своими руками. Для этого проводится наматывание медной проволоки на кольца блока питания персонального компьютера. Почему именно эти кольца? Причина довольно проста – при их изготовлении применяется ферромагнитное железо. Следует намотать около 10 витков, а также выдерживать одинаковое расстояние между ними.
- Важным элементом конструкции можно назвать конденсаторную батарею. При соединении отдельных конденсаторов можно получить батарею емкостью 4,7 мкФ. Соединение отдельных элементов проводится параллельно.
- Для образования магнитного поля нужно создать обмотку, которая изготавливается из медной проволоки толщиной 2 миллиметра. Достаточно создать около 7-8 витков. Образующееся пространство внутри должно быть таким, чтобы поместилась заготовка, которая будет плавиться. Обмотка должна иметь два длинных конца, которые будут подключаться к источнику тока.
- В рассматриваемом случае источником питания может стать обычный аккумулятор на 12 В. Ток, который подается на катушку, имеет силу около 10А. Емкости подобного источника тока хватает примерно на 40 минут, после чего приходится проводить зарядку устройства.
Самодельная индукционная печь
Создавая печь своими руками можно провести регулировку мощности, для чего изменяется количество витков. Стоит учитывать, что при повышении мощности устройства требуется более емкая батарея, так как повышается показатель энергопотребления. Для того чтобы снизить температуру основных элементов конструкции устанавливается вентилятор. При длительной эксплуатации печи ее основные элементы могут существенно нагреваться, что стоит учитывать.
Еще большое распространение получили индукционные печи на лампах. Подобную конструкцию можно изготовить самостоятельно. Процесс сборки имеет следующие особенности:
- Медная трубка применяется для создания индуктора, для чего ее сгибают по спирали. Концы также должны быть большими, что требуется для подключения устройства к источнику тока.
- Индуктор следует поместить в корпусе. Изготавливается он из термостойкого материала, который может отражать тепло.
- Проводится соединение каскадов ламп по схеме с конденсаторами и дросселями.
- Выполняется подключение неоновой лампы-индикатора. Она включается в схему для обозначения того, что устройство готово к работе.
- В систему подключают подстроечный конденсатор переменной емкости.
Важным моментом является то, как можно провести охлаждение системы. При работе практически всех индукционных печей основные элементы конструкции могут нагреваться до высокой температуры. Промышленное оборудование имеет систему принудительного охлаждения, которое работает на воде или антифризе. Для того чтобы создать конструкцию водяного охлаждения своими руками требуется довольно много средств.
В домашних условиях устанавливается система воздушного охлаждения. Для этого устанавливаются вентиляторы. Следует располагать их так, чтобы обеспечивать беспрерывный поток холодного воздуха к основным элементам конструкции печи.
Печи для плавки алюминия: классификация – aluminium-guide.com
Ниже представлена классификация печей для плавки алюминия с точки зрения их конструкции. На рисунке – обзор плавильных печей, которые применяют в алюминиевой промышленности.
Классификация плавильных печей для алюминия
Рисунок – Классификация плавильных печей для алюминия
- 1.00 – отражательная печь, стационарная
- 1.11 – печь с загрузкой шихты сверху
- 1.12 – круглая печь
- 1.13 – печь с загрузочным колодцем
- 1.14 – двухкамерная печь
- 1.15 – печь с сухим подом
- 1.16 – печь скоростного плавления
- 1.17 – шахтная печь
- 1.21 – отражательная печь, наклоняемая
- 1.22 – наклоняемая цилиндрическая печь
- 1.23 – наклоняемая овальная печь
- 2.00 – тигельная печь
- 2.11 – газовая тигельная печь
- 2.12 – электрическая тигельная печь сопротивления
- 2.21 – тигельная индукционная печь
- 2.22 – канальная индукционная печь
- 3.00 – роторная печь
- 3.10 – наклоняемая роторная печь
Три класса плавильных печей для алюминия
Популярными являются тигельные печи (2.00), особенно, на малых производствах.
Производители вторичного алюминия широко применяют в качестве плавильных печей роторные печи (3.00), особенно для переработки лома с высокой удельной поверхностью, например, алюминиевую стружку, а также сильно загрязненный алюминиевый лом.
Семейное древо плавильных печей, которое показано на рисунке, относится именно к производству вторичного алюминия. Некоторые технологии плавления алюминия имеют очень ограниченное и специальное применение.
Кроме того, производители вторичного оборудования применяют различное оборудование в зависимости от назначения своей продукции и типа алюминиевого лома, который они применяют.
Печи для литейного вторичного алюминия
Производителей вторичного алюминия обычно подразделяют на две категории. К первой категории относят производства, которые выпускают в основном литейные сплавы для производителей алюминиевых отливок, а также алюминий для раскисления стали. Сырьем для этих производителей является «старый» лом и производственные отходы литейных производств. По-английски их называют «refiners». Эти производства кроме введения легирующих элементов для доводки заданного сплава применяют оборудование для очистки алюминиевого расплава и удаления нежелательных химических элементов и примесей.
Роторные плавильные печи применяют именно эти переработчики алюминиевого лома.
Литейные предприятия, которые изготавливают алюминиевые отливки из вторичного литейного алюминия, широко применяют тигельные печи – газовые и электрические, индукционные и сопротивления, как для плавки и выдержки алюминия, так и для разливки алюминиевого расплава в литейные формы.
Печи для деформируемого вторичного алюминия
Вторая категория производителей вторичного алюминия включает производства для получения деформируемых алюминиевых сплавов. Они применяют в качестве шихты чистый и отсортированный лом деформируемых алюминиевых сплавов. Продукция этих производителей вторичного алюминия – слябы и слитки для прокатки и экструзии (прессования). Их по-английски называют «remelters». К ним относятся и производства, которые являются подразделениями заводов по прокатке и прессованию алюминиевой продукции и которые перерабатывают в основном собственные технологические отходы.
Эти плавильщики-литейщики алюминиевого лома применяют в основном отражательные (подовые) печи – стационарные и наклоняемые. Различные конструкции этих печей отвечают требованиям конкретных производств: по энергетической эффективности, по чистоте металла, по производительности и т. д.
Таблица – Применение печей (плавильных, для выдержки, раздаточных) в алюминиевой промышленности
Обозначения: 0 – не применяется, 1 – применяется в отдельных случаях, 2 – часто применяется, 3 – стандартная технология, 4 – ключевая технология
Источник: Ch. Schmitz, Handbook of Aluminium Recycling, Vulkan-Verlag GmbH, 2006.
Подпишитесь на новые публикации!
Преобразование индукционной энергии для плавки алюминиевых сплавов
Стандартные печи для плавки алюминия, в том числе печи с электрическим сопротивлением (ER), индукционные печи и печи, работающие на ископаемом топливе, по-прежнему являются вариантами плавления алюминия.
Система Acutrak® с технологией прямого электрического нагрева (DEH) хорошо подходит для литейных цехов, литья в постоянные формы (кокильное литье) и литья под давлением. В печной системе Acutrak® DEH тигель проводит электрический ток, становясь резистивной нагрузкой для системы. Технология Direct Electric Heat обеспечивает более быстрое, чистое и эффективное плавление алюминия и других цветных металлов. Эти системы обеспечивают более эффективную подачу энергии непосредственно в тигель и металл, что делает его менее затратным в эксплуатации, чем любая печь на рынке сегодня. Уникальная печь для плавки и выдержки алюминия использует систему прямого электрического нагрева с воздушным охлаждением, которая более эффективна и экологична, чем газовые печи.
Acutrak® — революционная индукционная плавильная печь, первая в отрасли, которая использует змеевик с воздушным охлаждением. Общая энергоэффективность печи очень высока — 92-94%, чего, по мнению компании, никогда не было достигнуто ни одной другой электрической или газовой печью. Система может передавать 94 кВт в тигель для плавки металла на каждые 100 кВт, извлеченных из линии подачи.
Из-за того, что 95% энергии сосредоточено в тигле, электромагнитные силы, образующиеся в жидком металле, очень малы; следовательно, эффект перемешивания также сводится к минимуму. Это уменьшает разрушение защитного оксидного слоя на поверхности ванны расплава и предотвращает контакт высокотемпературного алюминия с кислородом. Таким образом, образование включений и образование окалины в результате окисления значительно снижается вместе с потерей металла.
Acutrak® DEH Systems также обеспечивает более точный контроль температуры расплавленного металла при исключении водяного охлаждения. Потери энергии настолько малы, что даже системы водяного охлаждения стали ненужными, а все компоненты охлаждаются воздухом. Воздуходувка устанавливается на заводе-изготовителе или может поставляться отдельно для удаленного монтажа заказчиком.
В настоящее время система Acutrak® DEH доступна в стационарном и наклонном вариантах, с тремя моделями, различающимися по вместимости тигля: — 300 кг, с источником питания 100 кВт; моделью 500 кг, с источником питания 125 кВт и 1000 кг с источником питания 150 кВт. Благодаря встроенному источнику питания печь компактна и требует минимального времени, усилий и затрат на установку. Его прочная конструкция обеспечивает высокую надежность. Благодаря продолжающемуся росту производства алюминия система Acutrak
Справка
Inductotherm Corp. разрабатывает и производит самые современные системы индукционной плавки, нагрева, выдержки и разливки практически для всех видов обработки металлов и материалов. К ним относятся оборудование для серого и ковкого чугуна, стали, меди и сплавов на основе меди, алюминия, цинка, химически активных металлов, драгоценных металлов, кремния и графита, а также множество других специальных применений. Как ведущий мировой производитель систем индукционной плавки металлов, на сегодняшний день Inductotherm построила более 36500 систем плавки и нагрева для производителей металла и металлообработки по всему миру.
Источник: www.foundrymag.com
Tags:
ПечестроениеИндукционные плавильные печи 5-200 кг
Индукционные тигельные печи с транзисторным преобразователем предназначены для плавки от 5 до 200 кг цветных металлов и плавки от 5 до 100 кг черных металлов. Они мобильны, при необходимости легко переставляются с места на место. Индукционные печи комплектуются универсальным среднечастотным транзисторным высоковольтным преобразователем марки СЧВ. Если у вас имеются ограничения по подключаемой мощности, можно легко подобрать именно ту мощность преобразователя, которая вам необходима, с соответствующей коррекцией веса плавки.
Транзисторные индукционные нагреватели марки СЧВ могут использоваться самостоятельно для нагрева массивных деталей перед кузнечной обработкой. В том числе и в составе индукционного кузнечного нагревателя ИКН. А так же для глубокой закалки деталей в сочетании со среднечастотным закалочным трансформатором. Покупая индукционную плавильную тигельную печь вы можете быть уверены в самом разнообразном применении ее комплектующих.
Индукционные печи для плавки 5-200 кг могут быть укомплектованы как керамическими, так и графитовыми тиглями. Причем керамические тигли применяются для плавки металлов с ферромагнитными свойствами, такими как сталь и чугун.
Графитовые тигли косвенного нагрева применяются в основном для плавки цветных металлов, таких как медь, латунь, бронза, золото, серебро. Однако графитовые тигли могут применяться для плавки стекла и кремния. Для плавки алюминия могут использоваться стальные и чугунные тигли.
Индукционные плавильные печи с транзисторным преобразователем имеют ряд существенных преимуществ:
- Высокий КПД транзисторного преобразователя, доходящий до 98%. Однако небольшая толщина тигля и засыпной футеровки способствует потерям тепла. И поэтому необходимо стараться производить плавку как можно быстрее. Следующую плавку желательно производить на горячем тигле.
- Высокая производительность индукционных плавильных печей достигается за счет высокой удельной мощности на единицу веса расплава.
- Только в индукционных плавильных печах возможно получение сплавов с самыми лучшими свойствами. При плавлении, расплав интенсивно перемешивается за счет электродинамической циркуляции, чем достигается его высокая гомогенность (однородность). Стали выплавленные в индукционных плавильных печах выдерживают до образования закалочных трещин до 30 циклов закалка — отпуск. А стали, выплавленные в любых других печах не более 20 циклов.
- Индукционные печи с весом плавки 5-200 кг просты в обслуживании, их легко очищать от шлаков и налипшего металла. Применение редуктора и ручного штурвала позволяет легко производить разливку расплава. Они очень компактны, что позволяет размещать их на ограниченных площадях.
- Замена тигля на данных печах, так же достаточно простая операция. Мы даем рекомендации нашим клиентам по подбору и замене китайских тиглей на тигли российских производителей.
- Сервисная служба компании «Мосиндуктор» производит любой ремонт индукционных плавильных печей с весом плавки от 5 до 200 кг. В том числе ремонт блока конденсаторов, ремонт транзисторного преобразователя, ремонт плавильного узла, с полной разборкой и заменой футерованной индукционной катушки.
- Несмотря на то, что индукционные плавильные печи с транзисторным преобразователем работают в звуковом диапазоне частот 1-8 кГц, звуковой фон и шум от их работы совсем незначительный. Воздействующее на человека индукционное поле, так же невелико, что обусловлено небольшой мощностью транзисторного преобразователя и его низкой рабочей частотой.
Внимание: По водоохлаждаемому тоководу от конденсаторной батареи к плавильному узлу текут резонансные токи большой величины. Во избежание перегорания тоководов, необходимо исключить их прилегание к любым металлическим элементам: пола, станины печи, корпуса преобразователя и т.п.
Индукционные плавильные печи с весом плавки 5-200 кг с транзисторным преобразователем:
| Название | Мощность, кВт | Загрузка по стали/чугуну, кг | Загрузка по меди и драг металлам, кг | Масса, кг |
| ИПП-15 | 15 | 4 | 10 | 90 |
| ИПП-25 | 25 | 8 | 20 | 120 |
| ИПП-35 | 35 | 12 | 40 | 140 |
| ИПП-45 | 45 | 18 | 70 | 215 |
| ИПП-70 | 70 | 28 | 100 | 245 |
| ИПП-90 | 90 | 45 | 120 | 285 |
| ИПП-110 | 110 | 60 | 150 | 295 |
| ИПП-160 | 160 | 100 | 200 | 335 |
Комплектность поставки индукционной плавильной печи:
— Среднечастотный высоковольтный индукционный нагреватель СЧВ — 1 шт.
— Блок водоохлаждаемой конденсаторной батареи — 1 шт.
— Плавильный узел в сборе, с устройством наклона печи — 1 шт.
— Межблочные соединительные кабели — 1 к-т.
— Водоохлаждаемые тоководы — 1 к-т.
— Инструкция по эксплуатации — 1 шт.
— Инструкция по технике безопасности — 1 шт.
Время плавки для всех индукционных печей около 1 часа. Учтите, что в комплект печи не входит система водяного охлаждения, насос и бак для воды. Самым лучшим решением для системы охлаждения является двухконтурная градирня, которую вы можете заказать и купить в компании «Мосиндуктор». Так же вы можете приобрести у нас чиллер для охлаждения транзисторного преобразователя, а печь охлаждать проточной или оборотной водой.
Компания «Мосиндуктор» уже поставила клиентам и обслуживает десятки индукционных плавильных печей данного типа по всей России. Приобретение индукционных плавильных печей с весом плавки от 5 до 200 кг являются одним из лучших вариантов начала собственного металлургического дела и расширения уже действующего.
Видео товара:
Сопутствующие товары
Автор статьи директор компании «Мосиндуктор»
© 2013 Кучеров Вячеслав Васильевич
Авторские права защищены.
Гарантируется судебное преследование
за размещение статьи или ее части
на любом сайте кроме www.mosinductor.ru
Плавка алюминия в электропечах – особенности процесса
Так как алюминий относится к легкоплавким металлам, то оборудование для его переработки можно изготовить и в домашних условиях. Конечно, для получения оптимального результата стоит выбрать печь для плавки алюминия у надежного поставщика. Однако делать это или нет, решать только Вам.
Какие бывают электропечи для плавления алюминияКлассификация оборудования в первую очередь опирается на вид используемой теплоэнергии. Согласно ей, плавка алюминия в печах может происходить от электричества, газа или тепла, получаемого от сжигания твердого топлива.
Твердотопливные системы используются в быту или небольших мастерских, поскольку поддержание определенной температуры требует немалого количества топлива. Электрические модели выносят в отдельную категорию, поскольку они могут быть любого размера, а количество получаемой энергии не ограничено.
Небольшая самодельная печь для нерегулярного использования в домашних условиях
Рассмотрим подробнее способы изготовления электропечей.
Устройства плавления алюминия для использования в бытуТемпература расплавленного алюминия составляет 660ºС, поэтому для сооружения печи необходимо применять термостойкие материалы.
Устройства для плавления металлов лучше всего размещать на отрытом пространстве, в гаражах или цехах. В жилых помещениях такие работы проводить нельзя
Перечислим основные конструктивные элементы самодельной печки и материалы, не обходимые для ее создания:
- Огнеупорные кирпичи. Следует выбирать мягкие стройматериалы, поскольку в дальнейшем в них будут сверлиться канавки. Кирпичи с низким процентом влажности просто разломаются на куски.
- Металлические части. Уголок предназначается для создания рамы печи. Для дверцы подойдет листовой метал квадратной формы. Чтобы понять, как правильно работать с металлом, не сложно найти видео «как расплавить алюминий в самодельной печи», и действовать по инструкции.
- Греющий элемент. Нагрев происходит путем прохождения электротока через спираль, которая разогревается. Нагреватель можно купить в готовом виде, а можно изготовить самостоятельно – из нихромовой проволоки.
- Дополнительные материалы. Гайки, болты (в том числе жаропрочные), кабель для подключения к электросети.
Плюсы самодельной электропечи – доступность стройматериалов
Как плавить алюминий в таком устройстве? Нужно собрать печку из кирпичей с проделанной канавкой. Уложить в нее нагревательную спираль, заключить всю конструкцию в металлический уголок и навесить дверцу, защитив ее огнеупорной плитой. После этого уже можно подключать печь к электросети, а потом уже закладывать в нее тигель с алюминием.
Оригинальная мини-печь для плавления алюминияУчитывая, что потребление электричества будет значительным, убедитесь, что ваша проводка находится в исправном состоянии, и способна выдерживать подобные нагрузки
Хочется рассказать еще об одном интересном устройстве, которое можно собрать собственноручно.
Плавильная печь из бутылкиЭто довольно оригинальный способ создания мини-печки. Бутылка из стекла с подходящим диаметром смазывается маслом, после чего обматывается бинтом. Следующий слой – глина, смешанная с жидким стеклом. После просушки поверхность обматывается проволокой из нихрома и опять покрывается глиняной смесью. После окончательного высушивания стекло извлекается, а края проволоки подключаются к электросети.
Промышленные печи для плавления алюминияНесмотря на кажущуюся простоту, вышеописанные способы не являются полностью безопасными для использования
Мы рассмотрели вопрос, можно ли расплавить алюминий в домашних условиях. Несомненно, выход из ситуации найдется всегда. Но если Вы хотите быть полностью уверенными в качестве полученного металла и в сохранении своего здоровья, рекомендуем использовать профессиональные установки для выплавки (например, SNOL 100/1100 MT).
В промышленности применяют множество разновидностей печей для расплавления алюминия. Наибольшей популярностью пользуются тигельные индукционные печи, создающие электромагнитные поля. Различают такие их разновидности:
- Компрессорные.
- Вакуумные.
- Открытые.
В промышленных печах можно быстро обрабатывать большие объемы металла
Плавильное оборудование также классифицируется по типу используемого нагревательного элемента, который бывает:
- Керамическим. Не соприкасается с обрабатываемым алюминием. В эту категорию входят многие лабораторные печи.
- Графитовым. Отличается долговечностью, может применяться и для работы с драгоценными металлами.
- Металлическим. Бывает проводящим и водоохлаждаемым.
Все эти типы печей применяют при изготовлении вторичного алюминиевого сырья. Для шихты используется чистый, заранее отсортированный лом. Результатом выплавки является изготовление слитков и слябов, которые применяются для дальнейшей прокатки или прессования.
Преимущества индукционных электропечейТигельные индукционные установки чаще всего используются для плавки алюминия, поскольку они обладают рядом достоинств. Перечислим их подробнее:
- Достаточная производительность.
- Простота обслуживания и управления.
- Практически полная автоматизация.
- Высокая скорость работы.
- Возможность опорожнения тигля до последней капли.
Благодаря удобной конструкции индукционных печей работать с металлом можно в чистоте
В качестве сырья для электрических печей используются отходы литейной промышленности, а также старый лом с высокой удельной поверхностью
В данном производстве применяют легирующие элементы для доведения сплавов до желаемого уровня. При этом используется специальное оборудование для глубокого очищения расплавов и удаления из них примесей и ненужных химических элементов.
Мы описали, как расплавить алюминий в домашних и промышленных условиях. За более детальной консультацией обращайтесь в компанию «Лабор». Наши специалисты всегда к Вашим услугам!
Плавильные печи емкостью до 20 тонн на гидравлике
Индукционная печь для плавки металла GW широко используется в литейных цехах с большим объемом производимой продукции и высоким требованиям к стабильности, надежности и мощности оборудования. Печь позволяет работать со сталью и чугуном. При необходимости есть возможность переплавлять в печи сплавы и цветные металлы.
| Модель | Емкость, тонн | Мощность, кВт | Частота, кГц | Напряжение, В | Скорость плавки, тонн/час | |
| стали 1650ºС | чугуна 1450ºС | |||||
| GW 0.5-350-1 | 0.5 | 350 | 1 | 380 | 0.54 | 0.60 |
| GW 0.5-500-1 | 500 | 0.84 | 0.89 | |||
| GW 1-500-0.5 | 1 | 500 | 0.5 | 0.76 | 0.79 | |
| GW 1-600-0.5 | 600 | 0.92 | 0.96 | |||
| GW 1-750-0.5 | 750 | 1.27 | 1.31 | |||
| GW 1.5-750-0.5 | 1.5 | 750 | 380/660 | 1.15 | 1.27 | |
| GW1.5-1000-0.5 | 1000 | 1.58 | 1.65 | |||
| GW 2-1000-0.5 | 2 | 1000 | 1.56 | 1.62 | ||
| GW 2-1500-0.5 | 1500 | 660 | 2.58 | 2.85 | ||
| GW 3-1500-0.5 | 3 | 1500 | 2.43 | 2.75 | ||
| GW 3-2000-0.5 | 2000 | 3.36 | 3.79 | |||
| GWJ 3-2500-0.5 | 2500 | 4.35 | 4.90 | |||
| GW 5-2500-0.5 | 5 | 2500 | 4.20 | 4.74 | ||
| GW 5-3000-0.5 | 3000 | 5.13 | 5.82 | |||
| GW 8-3000-0.3 | 8 | 3000 | 0.3 | 5.04 | 5.71 | |
| GW 8-4000-0.3 | 4000 | 750 | 7.04 | 7.90 | ||
| GW 10-4000-0.3 | 10 | 4000 | 6.83 | 7.76 | ||
| GW 10-5000-0.3 | 5000 | 8.80 | 10.00 | |||
| GW 10-6000-0.2 | 6000 | 0.2 | 10.70 | 12.20 | ||
| GW 12-5000-0.2 | 12 | 5000 | 8.58 | 9.76 | ||
| GW 12-6000-0.2 | 6000 | 10.45 | 11.90 | |||
| GW 15-5000-0.2 | 15 | 5000 | 8.40 | 9.53 | ||
| GW 15-6000-0.2 | 6000 | 10.20 | 11.60 | |||
| GW 15-8000-0.2 | 8000 | 950 | 13.65 | 15.51 | ||
| GW 20-6000-0.2 | 20 | 6000 | 9.90 | 11.25 | ||
| GW 20-8000-0.2 | 8000 | 13.45 | 15.30 | |||
| GW 20-10000-0.2 | 10000 | 17.80 | 19.30 | |||
| GW 20-12000-0.2 | 12000 | 1150 | 22.00 | 25.00 | ||
| № | Наименование оборудования и производимых работ | Плавильный комплекс серии GW |
| 1 | Тиристорный преобразователь частоты KGPS | 1 |
| 2 | Индукционный плавильный узел | 2 |
| 3 | Конденсаторная батарея | 1 |
| 4 | Водоохлаждаемые кабеля | 2 комплекта |
| 5 | Распределитель воды | 1 |
| 6 | Гидравлическая система наклона печи в комплекте с маслостанцией | 1 |
| 7 | Пульт управления наклоном печи | 1 |
| 8 | Сигнальный блок состояния футеровки (от 500 кг.) | 1 |
| 9 | Шаблон для футеровки | 2 |
| 10 | Комплект ЗИП к ТПЧ | 1 комплект |
| 11 | Техническая и эксплуатационная документация | 1 комплект |
| 12 | Документация, разрешающая эксплуатацию (сертификат соответствия ГОСТ-Р, Разрешение на применение) | 1 комплект |
- Оптимальное соотношение «цена-качество» и ценовая доступность;
- Простота и надежность конструкции механической и электротехнической части;
- Высокая производительность и низкие эксплуатационные затраты;
- Возможность плавки широкой номенклатуры сплавов, низкий угар шихты и легирующих элементов;
- Возможность выплавки прецизионных сплавов с жестко контролируемым составом;
- Спокойный электрический режим плавки, отсутствие «фликкер-эффекта»;
- Низкие шумовые характеристики и малый объем отходящих газов;
- Высокий уровень электробезопасности;
- Компактность основного технологического оборудования и возможность размещения в небольших помещениях;
- Низкие капитальные затраты на строительную часть для подготовки места размещения комплексов;
- Индукционная печь позволяет управлять плавкой: контролировать и регулировать мощность, используемую на нагрев тигля.
принцип работы, устройство, изготовление своими руками
Вначале на него будет действовать электромагнитное поле, потом электрический ток, а затем уже он пройдет тепловую стадию. Простую конструкцию такого печного устройства можно собрать самостоятельно из различных подручных средств.
Принцип работы
Такое печное устройство является электрическим трансформатором со вторичной короткозамкнутой обмоткой. Принцип действия индукционной печи состоит в следующем:
- при помощи генератора в индукторе создается переменный ток;
- индуктор с конденсатором создает колебательный контур, он настроен на рабочую частоту;
- в случае использования автоколебательного генератора, конденсатор исключается из схемы устройства и в этом случае используется собственный запас емкости индуктора;
- создаваемое индуктором магнитное поле может существовать в свободном пространстве или же замыкаться с использованием индивидуального ферромагнитного сердечника;
- магнитное поле воздействует на находящуюся в индукторе металлическую заготовку или шихту и образует магнитный поток;
- по уравнениям Максвелла он индуцирует в заготовке вторичный ток;
- при цельном и массивном магнитном потоке создаваемый ток замыкается в заготовке и происходит создание тока Фуко или вихревого тока;
- после образования такого тока вступает в действие закон Джоуля-Ленца, и полученная с помощью индуктора и магнитного поля энергия нагревает заготовку металла или шихту.
Несмотря на многоступенчатую работу, устройство индукционной печи может давать в вакууме или воздухе до 100% КПД. Если среда с магнитной проницаемостью, то этот показатель будет расти, в случае со средой из неидеального диэлектрика, он будет падать.
к содержанию ↑Устройство
Рассматриваемая печь – своеобразный трансформатор, но только в нем нет вторичной обмотки, ее заменяет помещенный в индуктор металлический образец. Он будет проводить ток, а вот диэлектрики в этом процессе не нагреваются, они остаются холодными.
Конструкция индукционных тигельных печей включает в себя индуктор, который состоит из нескольких витков медной трубки, свернутой в виде катушки, внутри нее постоянно передвигается охлаждающая жидкость. Также индуктор вмещает в себе тигель, который может быть из графита, стали и других материалов.
Кроме индуктора в печи установлен магнитный сердечник и подовый камень, все это заключено в корпус печи. В него входят:
- кожух индукционной единицы;
- кожух ванной;
- каркас.
В моделях печей большой мощности кожух ванны обычно выполняется достаточно жестким, поэтому каркас в таком устройстве отсутствует. Крепление корпуса должно выдерживать сильные нагрузки при наклоне всей печи. Каркас чаще всего изготавливается из фасонных балок, выполненных из стали.
Тигельная индукционная печь для плавки металла устанавливается на фундамент, в который вмонтированы опоры, на их подшипники опираются цапфы механизма наклона устройства.
Кожух ванны выполняется из металлических листов, на которые для прочности наваривают ребра жесткости.
Кожух для индукционной единицы используется в качестве соединительного звена между печным трансформатором и подовым камнем. Его для уменьшения потерь тока делают из двух половинок, между которыми предусмотрена изолирующая прокладка.
Стяжка половинок происходит за счет болтов, шайб и втулок. Такой кожух делается литым или сварным, при выборе материала для него отдают предпочтение немагнитным сплавам. Двухкамерная индукционная сталеплавильная печь идет с общим кожухом для ванны и для индукционной единицы.
В небольших печах, в которых не предусмотрено водяного охлаждения имеется вентиляционная установка, она помогает отводить из агрегата излишки тепла. Даже вы случае установки водоохлаждаемого индуктора необходимо вентилировать проем, возле подового камня, чтобы он не перегревался.
В современных печных установках имеется не только водоохлаждаемый индуктор, но и предусмотрено водяное охлаждение кожухов. На каркасе печи могут быть установлены вентиляторы, работающие от приводного двигателя. При значительной массе такого устройства, вентиляционный прибор устанавливают возле печи. Если индукционная печь для производства стали идет со съемным вариантом индукционных единиц, то для каждой из них предусматривается свой вентилятор.
Отдельно стоит отметить механизм наклона, который для малых печей идет с ручным приводом, а для крупных он оснащен гидравлическим приводом, расположенным у сливного носика. Какой бы ни был установлен механизм наклона, он обязан обеспечивать слив полностью всего содержимого ванной.
к содержанию ↑Расчет мощности
Так как индукционный способ плавки стали менее затратный, чем аналогичных методик, основанных на использовании мазута, угля и других энергоносителей, то расчет индукционной печи начинается с вычисления мощности агрегата.
Мощность индукционной печи подразделяется на активную и полезную, для каждой из них есть своя формула.
В качестве исходных данных нужно знать:
- емкость печи, в рассматриваемом для примера случае она равна 8 тоннам;
- мощность агрегата (берется максимальное ее значение) – 1300 кВт;
- частота тока – 50 Гц;
- производительность печной установки – 6 тонн в час.
Требуется также учитывать расплавляемый металл или сплав: по условию он цинковый. Это важный момент, тепловой баланс плавки чугуна в индукционной печи, также как и других сплавов свой.
Полезная мощность, которая передается жидкому металлу:
- Рпол = Wтеор×t×П,
- Wтеор – удельный расход энергии, он теоретический, и показывает перегрев металла на 10С;
- П – производительность печной установки, т/ч;
- t – температура перегрева сплава или металлической заготовки в ванной печи, 0С
- Рпол = 0,298×800×5,5 = 1430,4 кВт.
Активная мощность:
- Р = Рпол/Ютерм,
- Рпол – берется с предыдущей формулы, кВт;
- Ютерм – КПД литейной печи, его пределы от 0,7 до 0,85, в среднем принимают 0,76.
- Р =1311,2/0,76=1892,1кВт, проводится округление значения до 1900 кВт.
На заключительном этапе рассчитывается мощность индуктора:
- Ринд = Р/N,
- Р – активная мощность печной установки, кВт;
- N – количество индукторов, предусмотренных на печи.
- Ринд =1900/2= 950 кВт.
Потребление мощности индукционной печью при плавке стали зависит от ее производительности и вида индуктора.
к содержанию ↑Виды и подвиды
Индукционные печи делятся на два основных вида:
- Канальный. В нем вторичным витком служит кольцевой короткозамкнутый канал, в который помещается металл. В качестве источника энергии для процесса плавки используется генератор либо переменный ток промышленной частоты. Высокое КПД таких печей обусловлено передачей высокочастотного поля через ферритовый или стальной сердечник. Плавка стали в индукционных печах такого типа отличается непрерывной подачей металлических заготовок и получением расплавленного металла. Единственным недостатком канального агрегата является сложность запуска его работы, так как предварительно необходимо заполнить канал расплавом.
- Тигельный. В таких печах источником энергии является генератор, который может работать в диапазоне от нескольких десятков до сотен кГц. Металлические заготовки в этом виде печи помещаются в ее термостойкий тигель, который располагается в обмотке индуктора. Как только расплав достигнет нужной температуры, тигель освобождают и заправляют следующей партией сырья. Такое печное устройство отличается высокой скоростью нагрева металла, так как в тигле очень малы потери тепла.
Кроме такого разделения, индукционные печи бывают компрессорными, вакуумными, открытыми и газонаполненными.
к содержанию ↑Индукционные печи своими руками
Среди имеющихся распространенных методик создания таких агрегатов можно найти пошаговое руководство, как сделать индукционную печь из сварочного инвертора, с нихромовой спиралью или графитовыми щетками, приведем их особенности.
к содержанию ↑Агрегат из высокочастотного генератора
Она выполняется с учетом расчетной мощности агрегата, вихревых потерь и утечек на гистерезисе. Питание конструкции будет идти от обычной сети в 220 В, но с использованием выпрямителя. Такой вид печи может идти с графитовыми щетками или нихромовой спиралью.
Для создания печи потребуется:
- два диода UF4007;
- пленочные конденсаторы;
- полевые транзисторы в количестве двух штук;
- резистор в 470 Ом;
- два дроссельных кольца, их можно снять со старого компьютерного системщика;
- медный провод Ø сечения 2 мм.
В качестве инструмента используется паяльник и плоскогубцы.
Приведем схему для индукционной печи:
Индукционные портативные плавильные печи такого плана создаются в следующей последовательности:
- Транзисторы располагаются на радиаторах. Из-за того, что в процессе плавки металла схема устройства быстро греется, радиатор для нее нужно подбирать с большими параметрами. Допустимо устанавливать несколько транзисторов на один генератор, но в этом случае их нужно изолировать от металла при помощи прокладок, сделанных из пластика и резины.
- Изготавливаются два дросселя. Для них берутся два заранее снятые с компьютера кольца, вокруг них обматывают медную проволоку, количество витков ограничено от 7 до 15.
- Конденсаторы объединяются между собой в батарею, чтобы на выходе получилась емкость в 4,7 мкФ, их соединение проводится параллельно.
- Вокруг индуктора обвивается медная проволока, ее диаметр должен быть 2 мм. Внутренний диаметр обмотки должен совпадать с размером используемого для печи тигля. Всего делают 7-8 витков и оставляют длинные концы, чтобы их можно было подключить к схеме.
- В качестве источника к собранной схеме подсоединяется аккумулятор мощностью 12 В, его хватает примерно на 40 минут работы печи.
Если необходимо, то делается корпус из материала с высокой термоустойчивостью . Если же выполняется индукционная плавильная печь из сварочного инвертора, то защитный корпус должен быть обязательно, но его нужно заземлить.
к содержанию ↑Конструкция с графитовыми щетками
Такая печь используется для выплавки любого металла и сплавов.
Для создания устройства необходимо заготовить:
- графитовые щетки;
- порошковый гранит;
- трансформатор;
- шамотный кирпич;
- стальная проволока;
- тонкий алюминий.
Технология сборки конструкции заключается в следующем:
- Выполняется основа – в виде бокса, который изготавливается из шамотного кирпича, его кладут на огнеупорную плитку.
- Сверху бокса укладывается лист асбестокартона, если ему нужно придать определенную форму, его поверхность нужно смочить водой. Чтобы конструкцию сделать жесткой, нужно обмотать ее проволокой. Размеры бокса зависят от мощности трансформатора. Лучше всего использовать его из сварочного аппарата. Если он большой мощности, то его следует перемотать.
- Во избежание перегрева трансформатора его обматывают тонким алюминием.
- На дне кирпичного бокса располагается глиняная подложка, чтобы расплавленный металл не растекался.
- Устанавливаются графитовые щетки.
Прибор с нихромовой спиралью
Такой прибор используется для выплавки больших объемов металла.
В качестве расходных материалов для обустройства самодельной печи используется:
- нихром;
- асбестовая нить;
- кусок керамической трубы.
После подключения всех составляющих печи по схеме, ее работа состоит в следующем: после подачи электрического тока на нихромовую спираль, она передает тепло металлу и плавит его.
Создание такой печи проводится в следующей последовательности:
- Навивание спирали, для нее используется проволока диаметром 0,3 мм, длина заготовки должна быть около 11 метров.
- Проволока наматывается вокруг длинной трубки, ее диаметр – 5 мм.
- Кусок трубы из керамики выступает в качестве тигля, его подрезают до нужного размера, примерно на 15 см. В один его конец вставляется асбестовая нить, чтобы расплавленный металл не растекался.
- Укладка спирали вокруг трубы. Между ее витками укладывается асбестовая нить, она ограничит доступ кислорода и тем самым не допустит замыкания в печи.
- В таком виде катушка помещается в лампу высокой мощности, в ней имеется патрон нужного диаметра, который чаще всего изготовлен из керамики.
Такая конструкция отличается высокой производительностью, она долго остывает и быстро нагревается. Но необходимо учесть, что если спираль будет плохо изолирована, то она быстро перегорит.
к содержанию ↑Цены на готовые индукционные печи
Самодельные конструкции печей будут стоить гораздо дешевле покупных, но их нельзя создать большими объемами, поэтому без готовых вариантов для массового производства расплава не обойтись.
Цены на индукционные печи для плавки металла зависят от их вместимости и комплектации.
| Модель | Характеристики и особенности | Цена, рубли |
| INDUTHERM MU-200 | Печь поддерживает 16 температурных программ, максимальная температура нагрева – 1400 0С, контроль за режимом осуществляется с термопарой типа S. Агрегат производит мощность 3,5 кВт. | 820 тыс. |
| INDUTHERM MU-900 | Печь работает от электропитания в 380 В, температурный контроль происходит с помощью термопары типа S и может доходить до 1500 0С. Мощность – 15 кВт. | 1,7 млн. |
| УПИ-60-2 | Эта индукционная плавильная мини-печь может использоваться для плавки цветных и драгоценных металлов. Заготовки загружаются в графитовый тигель, их нагрев ведется по принципу трансформатора. | 125 тыс. |
| ИСТ-1/0,8 М5 | Индуктор печи представляет собой корзину, в которую встроен магнитопровод совместно с катушкой. Агрегат 1 тонну. | 1,7 млн. |
| УИ-25П | Печное устройство рассчитано на загрузку в 20 кг, он оснащен редукторным наклоном плавильного узла. В комплекте к печи идет блок конденсаторных батарей. Мощность установки – 25 кВт. Максимальная t нагрева – 1600 0С. | 470 тыс. |
| УИ-0,50Т-400 | Агрегат рассчитан на загрузку в 500 кг, самая большая мощность установки – 525 кВт, напряжение для него должно быть не ниже 380В, максимальная рабочая t – 1850 0С. | 900 тыс. |
| ST 10 | Печь итальянской компании оснащена цифровым термостатом, в панель управления встроена технология SMD, которая отличается быстродействием. Универсальный агрегат может работать с разной вместительностью от 1 до 3 кг, для этого ее не нужно переналаживать. Она предназначена для драгоценных металлов, ее max температура – 1250 0С. | 1 млн. |
| ST 12 | Статическая индукционная печь с цифровым термостатом. Она может быть дополнена вакуумной литьевой камерой, что дает возможность производить литье прямо рядом с установкой. Управление происходит с помощью сенсорной панели. Максимальная температура – 1250 0С. | 1050 тыс. |
| ИЧТ-10ТН | Печь рассчитана на загрузку в 10 тонн, довольно объемный агрегат, для его установки нужно выделить закрытое цеховое помещение. | 8,9 млн. |
Вывод
Самостоятельно сделать индукционную печь увлекательно, но это сопряжено с некоторыми ограничениями и неизвестными последствиями, так как нужно опираться на законы физики и химии, а кто в этом не силен, тот не сможет провести процесс безопасно. Для частого использования такой установки лучше подобрать подходящий вариант из представленных выше.
Преимущества плавки алюминия с использованием индукционных печей без сердечника
17 октября 2013 г., Чарли Парсана,
Индукционная плавильная печь для алюминия разработана специально для плавки металла с низкой плотностью, используя точно правильные температуры и равномерно распределяя тепло. Это жизненно важно при плавлении таких металлов, как алюминий, если вы хотите сохранить ожидаемый срок службы алюминия и его качество. Идеальная плавильная печь для алюминия будет обеспечивать точный контроль температуры для достижения этой цели.
Индукционная печь впервые появилась в Италии в 1877 году, и она была впервые использована для плавки британцами в 1927 году. Когда разразилась Вторая мировая война, и литье алюминия стало приобретать все большее значение, индукционная печь, наконец, приобрела известность. Индукционная плавильная печь для алюминия в настоящее время используется во всем мире для обработки алюминиевых изделий.
В индукционной плавильной печи используется переменный ток для плавления алюминия. Чистый алюминий, будучи тяжелым, утонет, а любые примеси поднимутся вверх, позволяя им извлекать их сверху с помощью механизма наклона и оставляя вас с чистым алюминием.Системы водяного охлаждения обеспечивают охлаждение змеевиков. Этот тип современного процесса позволяет гораздо более точно контролировать температуру и быстрее плавить алюминий. Циркуляция воды также помогает предотвратить перегрев металлов.
Индукционные плавильные печи для алюминия обеспечивают КПД от 60 до 75%, снижение потерь из-за окисления, низкие выбросы и обеспечивают гораздо большую степень чистоты и однородности конечного продукта. Основное преимущество использования индукционной плавильной печи для приготовления заключается в том, что источник тепла не вступает в прямой контакт с алюминием.Этот процесс также позволяет смешивать, когда должны производиться алюминиевые сплавы, потому что электрическое поле, которое проходит через расплавленный алюминий, фактически постоянно перемешивает металл по мере его плавления.
Легко понять, почему индукционная плавильная печь для алюминия является лучшим вариантом для переработки алюминия с целью извлечения чистого алюминиевого элемента или создания литых алюминиевых сплавов. Хотя они выполняют оба этих процесса, индукционная плавильная печь потребляет гораздо меньше энергии, чем другие традиционные типы печей.Печи для плавки алюминия могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с точной производительностью, необходимой для конкретной отрасли. Существует также множество дополнительных опций, которые можно выбрать для включения в печь, чтобы упростить работу и сделать ее более удобной для операторов печи.
Индукционная печь без сердечника для плавления алюминия
1. Характеристики среднечастотной индукционной печи без сердечника для плавки алюминия.
1.1. Степень окисления алюминиевого состава мала, потери при горении невелики.
Алюминий — это активный металл. Когда его нагревают для литья, температура достигает около 700 градусов по Цельсию (температура плавления чистого алюминия составляет 660 ℃). Кислородная реакция алюминия на воздухе в настоящий момент легко дает образование Al₂O₃. Это жгучий феномен. Порошок Al₂O₃ удаляется как шлак, это потеря алюминия. Под действием электромагнитного перемешивания алюминиевая жидкость вздувается. Степень потерь при горении жидкого алюминия, которая представляет собой степень окисления, связана со степенью вздутия жидкого алюминия.Более сильное вздутие алюминиевой жидкости приведет к большей площади контакта с воздухом, чем к более серьезному окислению. Напротив, потери меньше.
Чтобы четко прояснить проблему, формула 1 и диаграмма 1 выглядят следующим образом:
В формуле:
ΔH представляет высоту перемешивания (также называемую высотой горба) на / см;
ρ2 представляют собой удельное сопротивление жидкого алюминия на / Ом · см;
f представляют среднюю частоту источника питания в / Гц;
P2 представляют собой потребляемую мощность на 1 кВт;
S — площадь поверхности нагрузки, которая окружена датчиком / см2;
γ представляют собой жидкий алюминий в жидкой пропорции по / кг и см-2.
Согласно формуле, в условиях постоянной мощности, чем выше частота, тем меньше высота алюминиевой струны жидкости, и волна жидкого металла будет слабее. Напротив, он сильнее. Чтобы уменьшить потери жидкого алюминия, повышение частоты — хороший способ. Индукционная печь средней частоты имеет более высокую частоту, чем печь линейной частоты, поэтому использование печи промежуточной частоты может уменьшить потери алюминиевых компонентов, снизить степень окисления алюминиевых компонентов.Однако слишком высокая частота усложняет изготовление печи (из-за утечки магнитного поля). Более того, срок службы футеровки печи будет значительно сокращен. Поэтому для достижения наилучших результатов следует выбрать подходящую частоту.
Схема 1 Индукционная печь для плавления алюминия
1.2 Индукционная печь без сердечника промежуточной частоты для плавления алюминия имеет более высокую эффективность, чем электрическая печь сопротивления
Индукционная печь средней частоты без сердечника для плавления алюминия основана на принципе электромагнитного индукционного нагрева, эффективность нагрева может достичь 0.59, и он может улучшить скорость плавления за счет повышения мощности.
Печь сопротивления с излучением тепла для передачи тепла, согласно результатам предыдущего проекта, общий КПД составляет всего 0,15 ~ 0,30.
Индукционная плавильная печь для термообработки алюминия с локальным послепродажным обслуживанием высокой мощности
Оцените широкий спектр высококачественных, эффективных и надежных изделий. Индукционная плавильная печь для алюминия на Alibaba.com для различных коммерческих и промышленных требований к плавке.Эти эффективные продукты на месте не только эффективны, но и чрезвычайно надежны и достаточно прочные, чтобы прослужить долгое время. Файл. Индукционная плавильная печь для алюминия отличается термостойкостью, импровизированными модернизированными процедурами плавки для выполнения точных и качественных работ, а также широко популярна среди торговцев золотом. Эти. Индукционная плавильная печь для алюминия предлагается на сайте ведущими поставщиками и оптовиками по конкурентоспособным ценам и предложениям.Профессиональное и оптимальное качество.Индукционная плавильная печь для алюминия на месте изготовлена из высококачественных материалов, таких как металлы, с длительным сроком службы и устойчивостью к любым видам использования. Эти продукты доступны с различными типами печей и оснащены точным контролем температуры. Файл. Индукционная плавильная печь для алюминия , установленная на этом объекте, оснащена прочным корпусом, имеет водяное охлаждение, функции распылительного охлаждения и автоматическую систему управления ПЛК. Купите это. Индукционная плавильная печь для алюминия здесь, чтобы максимизировать вашу производительность, а также с точки зрения энергоэффективности.
Alibaba.com предлагает несколько вариантов. индукционная плавильная печь для алюминия различных размеров, форм, цветов, характеристик и типов печей, таких как дуговая печь, сушильная печь, печь отжига и многие другие. Эти прибыльные и продуктивные. Индукционная плавильная печь для алюминия благодаря своей эффективности и экологичности идеально подходит для сталелитейных заводов и отдельных производственных компаний. Эти продукты просты в установке и недороги в обслуживании.Эти. Индукционная плавильная печь для алюминия оснащена мощными термостойкими двигателями, которые обеспечивают оптимальную производительность и сокращают затраты на рабочую силу.
Просмотрите отдельные категории. Индукционная плавильная печь для алюминия доступна на Alibaba.com, и покупайте эти продукты в рамках своего бюджета и требований. Эти продукты имеют сертификаты ISO, CE и доступны как OEM-заказы при оптовых закупках. При покупке этих продуктов предлагается квалифицированное послепродажное обслуживание.
Печи для плавки алюминия -CDOCAST MACHINERY
1: Характеристики алюминия Металл
Алюминий, серебристо-белый легкий металл, пластичный. Товары часто превращаются в стержни, хлопья, фольгу, порошки, ленты и волокна. Относительная плотность алюминия 2,70. Температура плавления 660 ° C. Температура кипения 2327 ° C Алюминий является самым распространенным металлическим элементом в земной коре, занимая третье место после кислорода и кремния. С развитием авиации, строительства и автомобилестроения требуется, чтобы свойства материалов обладали уникальными свойствами. алюминий или его сплавы.
Алюминий и его сплавы в настоящее время являются одними из наиболее широко используемых и экономичных материалов. Плавка металлического алюминия — важный процесс при производстве и обработке алюминиевых изделий. металлической шихты в печи с помощью различных методов нагрева для плавления алюминиевого лома с последующим отливом в соответствующие продукты. Для плавления алюминия используются в основном три типа алюминиевых печей.1 . Плавильная печь сопротивления , газовая плавильная печь и индукционная среднечастотная печь обычно используются для плавки алюминиевого лома в алюминиевом литейном производстве.
2: Как очистить расплавленный алюминий
В процессе плавления литого алюминиевого сплава жидкий алюминий вступает в реакцию с водородом, образующимся из водяного пара, и растворяется в жидком алюминии. водород в жидком алюминии слишком велик, в алюминиевых отливках легко образоваться дырка, и механические свойства отливок будут ухудшены.А если серьезно, то отливки утилизируют. Итак, водород — вредный газ в расплавленном алюминии. Определение содержания водорода в расплавленном алюминии является важной процедурой для обеспечения качества отливок. В частности, при массовом производстве больших объемов, использование жидкого алюминия для дегазации и удаления шлака станет незаменимым.
Принцип работы установки для дегазации жидкого алюминия и рафинирования с удалением шлака заключается в том, что вращающийся графитовый ротор разбивает инертный газ (аргон или азот) на большое количество диспергированных пузырьков и диспергирует их в жидком алюминии.Пузырьки в расплавленном алюминии поглощают водород в расплавленном алюминии и адсорбируют окисленный шлак по принципу разности парциальных давлений газа и поверхностной адсорбции, и выводятся с поверхности расплавленного алюминия с подъемом пузырьков.
Жидкий алюминий можно очищать; поскольку пузырьки мелкие и диспергированные, они равномерно смешиваются с вращающимся расплавом, а затем вращаются по спирали и медленно плавают. При контакте с жидким алюминием не будет непрерывного прямого восходящего потока воздуха.Таким образом, эффект очистки значительно улучшается. В качестве среды для дегазации рекомендуется использовать более 99,996% азота или аргона (с учетом стоимости рекомендуется азот). Вся система дегазации установлена на подвижной тележке, которая может удобно дегазировать жидкий алюминий в различных положениях. графитовый ротор может подниматься и опускаться вверх и вниз, он может обеспечить дегазацию практически всех типов корпуса печи.
2.1: Характеристики системы жидкой дегазации алюминия
- Она может быть выполнена в виде подвижных и стационарных моделей, которые подходят для различных рабочих сред и типов печей для плавки алюминия.
- Высокая скорость дегазации, которая может сократить время плавки и снизить производственные затраты.
- Он не подходит для очистки жидкого алюминия ни в тигельной печи, ни в разливочном ковше.
- Гидравлические или цепные подъемные устройства могут быть спроектированы так, чтобы графитовый ротор можно было позиционировать и легко заменять.
- Азот или аргон используются в качестве дегазирующей среды, усовершенствованный принцип дегазации значительно сокращает время дегазации, повышает эффективность, снижает стоимость очистки и не загрязняет окружающую среду, что значительно улучшает рабочую среду.
- С кнопкой аварийного отключения, переключатель простой и безопасный, конструкция прочная, с простым и недорогим обслуживанием 3: Процесс плавления алюминия Загрузка алюминиевого материала → плавление (добавление меди, цинка, кремния и т. Д.) → удаление очистка шлака → добавление магния, бериллия → перемешивание → отбор проб → регулировка состава → перемешивание → рафинирование → очистка шлака → модификация конвертерного рафинирования и статическое литье. В зависимости от цели использования и технологических требований на рынке существует три основных типа печей для плавки алюминия .
1: Плавильная печь с проволочным сопротивлением
2: Индукционная печь для плавления алюминия
3: Плавильная печь на природном газе
3.1 Электроплавильная машина с электрическим сопротивлением:
Недорогой и эффективный метод плавки алюминий и другие цветные металлы. Плавка алюминия с использованием нагревательной печи сопротивлением может быть недорогим вариантом, а также обеспечивает полную свободу от шума и чрезмерного тепла процессов горения.Этот метод нагрева также приводит к получению высококачественного расплава с низкими потерями на окисление. Печи сопротивления часто подходят для небольших плавильных цехов, чьи инвестиционные фонды ограничены и не требуют высокой производительности.
Для плавления низкотемпературных металлов, таких как цинк, алюминий. Свинец. Графитовый тигель используется вместо железного тигля. Графитовый тигель имеет низкую стоимость и также не имеет проблем с загрязнением, обычно тигель поддерживается снизу и нагревается снаружи,
См. Рисунок 1.
3.2 Газовая плавильная печь
Газовые плавильные печи для металлов идеально подходят для плавки алюминия, цинка, свинца, олова, меди и других цветных металлов. Время плавки составляет около 2,5 часов для каждой партии, а Газоплавильная печь может быть спроектирована как корпус печи типа станции или корпус печи для гидравлического титрования, этот тип печи очень подходит для клиентов, у которых есть большой ресурс газа.
3.21 Преимущества газовой печи для плавки алюминия
- При использовании природного газа и сжиженного газа в качестве топлива цех чист, безопасен и прост в управлении.
- По сравнению с тигельной печью с электронагревателем, она имеет такие преимущества, как высокая тепловая эффективность, позволяющая плавить с большей производительностью, низкие эксплуатационные расходы и низкое потребление энергии, что полностью исключает затраты на замену электронагревательных элементов.
- Принять новые технологические горелки, которые могут полностью сжечь дизельное топливо, выбросы выхлопных газов полностью свободны от загрязнения, конструкция с несколькими каналами теплового потока, полностью использовать энергию, генерируемую горелкой, значительно повысить тепловую эффективность, эффект энергосбережения замечательный.
- Особенно подходит для областей, где отсутствует электричество.
- Использование двойной системы контроля температуры, автоматический контроль температуры, автоматическое плавление, автоматическая изоляция и определение температуры расплавленного металла на месте. Печь оборудована устройством сигнализации утечки. . Если есть утечка алюминиевой жидкости, это может немедленно вызвать тревогу, и пользователь может своевременно принять меры для уменьшения потерь до небольшого значения.
Существует два типа тиглей, используемых для плавки алюминиевого сплава: один — графитовый тигель с высокой прочностью и огнестойкостью, а другой — чугунный тигель.
Графитовый тигель:
Графитовый тигель производится профессиональным огнеупорным заводом. Существует множество спецификаций размера и емкости тигля. Графитовый тигель можно легко заменить и использовать многократно, но его общий срок службы относительно невелик. Более того, с увеличением срока службы теплопроводность тигля уменьшается, что влияет на термический КПД и эффективность производства.
Чугунный тигель:
Поскольку температура плавления алюминиевого сплава низкая, в основном от 700 до 800 ° C, широко используются металлические тигли.чугунные тигли широко используются в производстве из-за их невысокой цены, высокой прочности и хорошей теплопроводности, но их срок службы невелик, и тигли часто меняют в производстве. Чтобы увеличить срок службы чугунных тиглей, можно также использовать тигли, содержащие никель, хром или алюминий, для увеличения срока их службы. Вместимость чугунных тиглей для плавки алюминиевых сплавов обычно составляет 30-250 кг, обычно не более 300 кг, а самая большая емкость может достигать более 500 кг.
3.3: Индукционные плавильные печи для алюминия
Индукционные плавильные печи для алюминия предлагают современному литейному производству чистую, эффективную и экономичную плавильную систему со всеми преимуществами современных технологий и защиты окружающей среды. Оборудование имеет проверенную техническую конструкцию, обеспечивающую высокую производительность. Конфигурации конструкции обеспечивают универсальность в установке и удобны в эксплуатации.
Cdocast может предоставить индукционные печи для алюминия 50к, 100кг, 200кг, 500кг, 1000кг, 2000кг, 5000кг.
Преимущества плавки алюминия в среднечастотной плавильной печи заключаются в следующем.
- Время плавления быстрое, обычно в печи можно плавить 40-60 минут.
- При сильном электромагнитном перемешивании жидкий алюминий во время плавки переворачивается, и алюминиевый шлак легче выходит в алюминиевой жидкости.
- Компактность, простота установки и простота эксплуатации
- Принять графитовый тигель, заменить новый тигель удобно
- Индукционные печи для плавки алюминия предлагают современному алюминиевому литейному производству чистую, эффективную и экономичную систему плавления со всеми преимуществами государства -современные технологии и охрана окружающей среды.Оборудование имеет проверенную техническую конструкцию, обеспечивающую высокую производительность. Конфигурации конструкции обеспечивают универсальность в установке и удобны в эксплуатации.
4; машина для литья алюминиевых слитков / литейная машина / конвейер
Машина для литья алюминиевых слитков является важным оборудованием в литейном производстве алюминия.
Сначала жидкий жидкий расплав алюминия проходит через плавильную печь, проходит через желоб и поступает в распределитель литейной машины, может распределитель может равномерно направлять расплавленную жидкость в изложницу, в литейной машине установлена система охлаждения, которая может помогают быстро охладить алюминиевый слиток, поэтому мы можем непрерывно отливать алюминиевый слиток.Индукционная печь для плавления алюминия 1200 кг для плавления алюминиевого лома, банок, шлаков, индукционная плавильная печь для алюминиевого лома, индукционная плавильная печь для алюминиевых банок, индукционная печь для плавления алюминиевых ломов, печь для плавления алюминиевых банок.
Алюминий является наиболее пригодным для вторичной переработки из всех материалов. Выброшенный алюминий более ценен, чем любой другой предмет в мусорном ведре. Алюминий перерабатывается с помощью различных программ. Наиболее широко признанными потребительскими программами являются придорожные и муниципальные. В промышленности строительные и автомобильные детали собираются для вторичной переработки.Более 90 процентов алюминия в строительных и автомобильных деталях перерабатывается в конце использования. Все эти предметы служат сырьем и отправляются на переработку алюминия для переплавки в процессе вторичного производства.
A Преимущества индукционной печи для электромагнитной плавки алюминия:
1, экономия энергии и снижение температуры окружающей среды
Оригинальный цех дизельной печи на загрязнение, но и вспомогательный выхлопной трубопровод, внутри и снаружи печи тепла имеет большое количество распределения в цехе, что приводит к высокой температуре цеха.Таким образом, первоначальное состояние печи, большинство утечек в воздух, есть потери теплопроводности, производство большого энергопотребления, увеличение стоимости производства. При этом повышается температура окружающей среды. Процесс нагрева электромагнитной индукцией, нагревательный элемент осуществляется за счет нагрева магнитного поля, чтобы уменьшить потерю теплопроводности, быстрый нагрев, быстрое плавление, тем самым снижая потребление энергии. Уменьшите потребление электроэнергии. После сравнения экспериментального теста и модификации эффект энергосбережения составляет 20% -40%.
2, быстрый нагрев, точный контроль температуры в реальном времени
Метод нагрева электромагнитной индукцией через линии магнитного поля делает нагревание быстрым нагревом, быстро плавящимся алюминиевым сплавом. Контроль температуры осуществляется в режиме реального времени и является точным, что улучшает качество продукта и повышает эффективность производства!
3 и долгий срок службы, простое обслуживание
Традиционный метод нагрева электрической печи заключается в использовании нагревательной проволоки сопротивления, проволока сопротивления в высокотемпературной среде в течение длительного времени при использовании окисления приведет к сокращению срока службы, высоким затратам на техническое обслуживание.Электромагнитная нагревательная спираль изготовлена из изоляционного материала и высокотемпературного провода, поэтому срок ее службы долгий и не требует обслуживания.
4, мощность
Электромагнитный индукционный нагрев с развитием и зрелостью технологии, производственного процесса и технологии компонентов, программного обеспечения, таких как надежная защита текущей мощности, может составлять 2-200 кВт.
5, сейф
Полезная модель оснащена электромагнитным индукционным нагревом, который может снизить температуру поверхности машины, и можно безопасно прикасаться к человеческому телу, чтобы избежать ожогов и ожогов, вызванных традиционным режимом нагрева, и защитить производство. безопасность сотрудников.
Характеристики
1 энергосбережение и защита окружающей среды, силовые устройства IGBT Германии, высокая надежность, стабильная работа и низкие затраты на техническое обслуживание.
2) частота цифрового отслеживания петли фазовой автоподстройки частоты, автоматическое согласование импеданса нагрузки.
3 управление замкнутым контуром мощности, чтобы избежать изменения температуры, вызванного отключением питания.
4) перенапряжение, пониженное напряжение, отсутствие фазы, перегрузка по току, защита от перегрева, отображение параметров в реальном времени, диагностика неисправностей и сигнализация; автоматическая сигнализация утечки, отключение питания и рабочее состояние дисплея в режиме реального времени.
5) Система управления нагревом PID, равномерная температура нагрева, предотвращение дрейфа температуры расплавленного алюминия, меньше горения, однородные металлические компоненты для повышения уровня квалификации продукта.
6 (LED) цифровой контроллер температуры, измерение и контроль температуры с точностью до 3 градусов по Цельсию, качество алюминиевого супа хорошее, температура плавления быстро повышается, температуру печи легко контролировать, эффективность производства высокая;
7) цельная структура поликристаллических муллитовых волокон печи, небольшой объем, хорошие изоляционные свойства, низкое энергопотребление, высокий КПД, температура выше 1200 градусов, длительный срок службы;
8.Операция проста, и мощность можно регулировать в зависимости от работы;
9 (100%) продолжительность нагрузки, максимальная мощность, для обеспечения работы 24 часа.
Производительность индукционной плавильной печи для алюминия серии SMJD:
| Тип | Входная мощность | Мощность плавления | Макс.температура | ||
| сталь, нержавеющая сталь | медь, золото, серебро (лом, шлак) | алюминий, алюминиевый сплав, Лом алюминиевый, Шлак алюминиевый, канистра | 1800 ℃ | ||
| SMJD-463 | 60 кВт | 200 кг | 500 кг | 200 кг | |
| SMJD-480 | 60 кВт | 150 кг | 500 кг | 150 кг | |
| SMJD-580 | 80 кВт | 200 кг | 600 кг | 200 кг | |
| SMJD-600 | 60 кВт | 230 кг | 560 кг | 230 кг | |
| SMJD-900 | 120 кВт | 300 кг | 900 кг | 300 кг | |
| SMJD-905 | 80 кВт | 300 кг | 900 кг | 300 кг | |
| SMJD-1250 | 80 кВт | 400 кг | 1200 кг | 400 кг | |
| SMJD-1250 | 120 кВт | 450 кг | 1350 кг | 450 кг | |
| SMJD-1500 | 120 кВт | 500 кг | 1500 кг | 500 кг | |
| SMJD-1550 | 120 кВт | 520 кг | 1560 кг | 520 кг | |
| SMJD-1700 | 160 кВт | 600 кг | 1700 кг | 600 кг | |
| SMJD-2300 | 160 кВт | 800 кг | 2000 кг | 800 кг | |
| SMJD-3100 | 200 кВт | 1200 кг | 3000 кг | 1200 кг | |
Переработка алюминиевых отходов Процесс плавления
Индукционная плавильная печь SMJD параметр
Индукционная плавильная печь для алюминия, меди, чугуна с ручным управлением
(PDF) Анализ конструкции индукционной электропечи для плавки алюминиевого лома
AU J.T. 9 (2): 83-88 (Oct. 2005)
Печь — это устройство, в котором
тепла выделяется и передается непосредственно в твердую или
жидкую массу загрузки с целью оказания
физической массы. или химическое изменение, через цикл
, включающий температуру выше 400 ° C.
Существуют различные классификации печей
по назначению и источнику энергии.
В начале девятнадцатого века явление
индукционного нагрева было применено
для экспериментального плавления металлов.Ранняя печь
состояла из круглого пода или желоба
, в котором находился расплавленный металл кольцевого кольца
. Это сформировало короткозамкнутую одновитковую вторичную обмотку
трансформатора
, который запитывался от источника переменного тока
нормальной сетевой частоты. Эта конструкция
имеет врожденные дефекты, такие как механическое усилие
, создаваемое током, протекающим в расплавленном металле
, которое имеет тенденцию вызывать сжатие, а
может привести к прерыванию тока,
, тем самым, создавая эксплуатационные трудности.Этот эффект
был назван «пинч-эффектом» (Шретс и др.
1987), и множество попыток его решения не увенчались успехом до начала 1900-х годов, когда Ajax
Wyatt устранил сложность, поместив
вторичный канал в вертикальной плоскости. Тогда вес металла в ванне
был достаточным для преодоления сил, которые вызвали
пинч-эффект.
Позже появился новый подход
, сделанный доктором.Э. Ф. Нортруп, который заменил тигель
, содержащий металлический заряд, вместо канала
(Hammond, 1978), окруженного многооборотной катушкой
, через которую на высокой частоте проходил ток
. Разработка
этих типов печей, стержневых и
без стержневых печей, первых для латуни и
для стали, была чрезвычайно быстрой, и многие
сотни тысяч киловатт мощностью
установлены сегодня во всем мире.
Слабое развитие литейных производств в
Нигерия, о котором сегодня сообщается в (Bala 1998), расширяет
до того факта, что структура науки и инженерии
не была обеспечена в начале
ее национальной независимости. Однако сегодня
имеет хороший импульс для литейной технологии
, а тенденция применения индукционных печей
только начинается. Его применение в основном
в небольших литейных цехах для плавки чугуна.
Основные компоненты
Индукционная печь
состоит из тигля, индукционной катушки и кожуха, системы охлаждения
и механизма наклона.
Тигель изготовлен из огнеупорного материала
, которым футерованы змеевики печи.
Этот тигель содержит загружаемый материал, а затем
— расплав. Выбор огнеупорного материала
зависит от типа шихты, т.е.
кислотный, основной или нейтральный.В этой конструкции используется нейтральный огнеупор
, основанный на эффективности, доступности
и практическом применении в
Нигерийских литейных заводах, применяется оксид циркония (ZrO2)
. Долговечность тигля
зависит от размера зерен, техники набивки, анализа шихты
и скорости нагрева и охлаждения
печи.
Катушка индуктивности представляет собой трубчатую медную катушку
с определенным числом витков.Через него проходит переменный ток
(АС), и внутри проводника генерируется магнитный поток
. Генерируемый магнитный поток
индуцирует вихревые токи
, которые обеспечивают нагрев, а затем процесс плавления
в тигле. Чтобы исключить электрический пробой
, витки
изолированы обмоткой слюдяной лентой, этот
служит хорошим изолятором.
Кожух — это внешняя часть печи.
Здесь размещаются тигель и катушки индуктивности,
и имеет более высокую теплоемкость. Он изготовлен из прямоугольного параллелепипеда
с пластиной из низкоуглеродистой стали
и соединен по углам с помощью краев
держателей из угловых частей и полос не из магнитного металла
.
Система охлаждения представляет собой проточную систему с одним проходом
с трубчатыми медными змеевиками
, подключенными к источнику воды через гибкие резиновые шланги
.Вход находится сверху, а выход
— снизу. Процесс охлаждения
важен, потому что цепь печи
выглядит резистивной, а реальная мощность — это не только
, потребляемая в загружаемом материале, но также
сопротивление катушки. Эти потери в змеевике
, а также потери тепла, передаваемого от заряда
через огнеупорный тигель, требуют охлаждения змеевика
водой в качестве охлаждающей среды
для предотвращения чрезмерного повышения температуры медных змеевиков
.Наклон печи необходим для разливки
расплава в качестве последней операции перед
84
Индукционный нагреватель для плавки алюминия — AEEproject
Основная информация
Идентификатор проекта: AEE-2019-26
Студенты: Ювин Кокухеннадиге, Масум Биллах, Джони-Маркус Хиетанен, Яакко Линд
Руководитель проекта: Ювин Кокухеннадиге
Инструктор: Флоран Мартин Дата начала: 100003
.1.2019Дата завершения: 21.5.2019
Цель
Задача заключалась в разработке и внедрении нагревательного устройства, которое может достигать температуры не менее 660 ℃ за счет электромагнитной индукции для плавления алюминиевых банок для напитков. Аппаратура проекта состоит из четырех основных компонентов: выпрямителя, инвертора, индуктора и тигля. Инвертор обеспечивает катушку индуктивности сильным переменным током высокой частоты. Переменный ток создает вихревые токи в графитовом тигле из-за наведенной электродвижущей силы.Вихревые токи нагревают проводящий графитовый тигель до высокой температуры, которая способна плавить алюминиевые банки, вставленные в тигель.
Рисунок 1. Реализованное устройство индукционного нагрева. Схема драйвера затвора (слева), H-мост инвертора (в центре) и нагревательный элемент (справа).
Результаты
Данный проект состоит из двух подсистем, которые были реализованы отдельно. Тигель и индукционная катушка образуют подсистему нагревательного элемента, а силовая электроника используется для создания инвертора.Обе подсистемы были спроектированы и смоделированы отдельно, и планировалось интегрировать их для тестирования во время реализации.
Рисунок 2. Модель индукционного нагревателя, состоящего из высокочастотного инвертора и нагревательного элемента, выполненного с индуктором и графитовым тиглем.
Нагревательный элемент
Основной задачей нагревательного элемента является создание в тигле температуры, достаточной для плавления алюминиевых банок. Нагревательный элемент состоит из графитового тигля, стекловолоконной изоляции и литцовой проволоки для индуктора.Основная идея нагревательного элемента состоит в том, чтобы заставить вихревые токи от индукции протекать в глубине алюминиевых банок. Свойства материала и частота тока определяют глубину скин-слоя. В нашем проекте частота была рассчитана равной 100 кГц. Мы также должны были определить количество стекловолоконной изоляции, необходимой между тиглем и лицевым проводом, чтобы обеспечить безопасную работу лицевого провода при температуре ниже предела 120 ℃. Толщина изоляции, а также температуры в различных точках нашего нагревательного элемента были определены с помощью термического анализа.Тепловая модель была решена с использованием сценария MATLAB, и, согласно анализу, температура тигля и температура алюминиевого баллона должны достигать около 900 ℃.
Рисунок 3. Термический анализ нагревательного элемента.
Инвертор
После расчета желаемой амплитуды и частоты выходного тока были определены предварительные потребности в нашем инверторе. Было обнаружено, что инвертор должен иметь возможность выдавать 14 ампер на частоте 100 кГц, чтобы достичь заданной температуры в графитовом тигле.Инвертор состоит из H-моста MOSFET и его схемы управления, драйверов затвора. Нагрузкой H-моста является индуктор из проволоки Литца. Инвертор питается от выпрямителя, который был приобретен в коммерческой упаковке. Он питает H-мост постоянным напряжением 48 вольт и максимальным током 20 ампер.
Драйвер затвора подает прямоугольные импульсы на оптопары, которые изолируют схему драйвера затвора от H-моста. Затем оптопары обеспечивают Н-мост сигналами затвора прямоугольной формы.Прямоугольные волны не перекрываются в любой момент времени даже при самой большой ширине импульса. Перекрытие может вызвать короткое замыкание H-моста. Выходом драйвера затвора можно управлять с помощью потенциометра. Потенциометр регулирует ширину импульса прямоугольных импульсов. Таким образом, это влияет на амплитуду выходного тока инвертора.
Во время тестирования большие паразитные емкости полевых МОП-транзисторов на частоте переключения 100 кГц сделали сигналы драйвера затвора чрезвычайно зашумленными и искаженными.Эта проблема была решена с помощью схемы начальной загрузки с транзисторным тотемным полюсом. Вместе они были реализованы для решения проблем, вызванных паразитными емкостями. Несмотря на то, что сигналы были значительно лучше с схемой начальной загрузки, H-мост не работал, как ожидалось. Поэтому без работающего источника питания мы не смогли экспериментально проверить работоспособность нашего нагревательного элемента.