Принцип печі для індукції для плавки різних металів. Індукційна піч для плавки металу
На сьогоднішній день сучасне виробництвометалевих виробів вимагає підвищеної якості матеріалів, що виготовляються без істотного підвищення ціни продукту. Ми пропонуємо Вам купити промислові індукційні тигельні плавильні печідля плавки металу за цінами від виробника, за допомогою яких можна досягти таких вимог.
На відміну від полум'яних та дугових індукційні плавильні установки зберігають точність та однорідність. хімічного складута мають меншу вартість.
Компанія Проміндуктор займається виробництвом та продажем промислових індукційних тигельних плавильних печей, які підходять для плавки будь-яких видів металу: чавуну, сталі, алюмінію, міді, золота, платини та їх сплавів.
При покупці у нас Ви отримуєте низку переваг:
Наше виробництво та найкращі інженери знаходяться в Китаї, обладнання завжди є в наявності на складі, безкоштовна доставкаРосією, можлива доставка до країн СНД. Зателефонуйте нам і ми дамо професійні консультації у підборі.
Принцип роботи індукційних печей для плавки металу
За принципом роботи всі індукційні плавильні установки нагадують трансформатор, у якому є первинна та вторинна обмотка. Індуктор з мідної трубивиконує роль первинної обмотки, що має своє власне Водяне охолодження. Роль вторинної обмотки виконує метал (сталь, чавун, мідь, алюміній) під час нагрівання, закладений у тигель. Під дією струмів високої частоти котушка утворює електромагнітне поле в тиглі, під впливом якого відбувається нагрівання металу до максимальних температур протягом короткого періоду часу.
Промислові індукційні печі печі нашого виробництва мають можливість задати необхідну потужністьнагріву для плавки металу в залежності від його типу. Ця функція є незаперечною перевагою цього обладнання.
Влаштування індукційної плавильної печі
Умовно індукційні печі тиглів можна розділити на 2 складові:
Плавильна установка являє собою опорний каркас із двох зварених стійок із гідравлічними плунжерами та вузлову складову індуктора. Настановний механізм виконаний з прокатних листів нержавіючої сталі. Котушка індуктора виготовлена з мідної труби, через яку також відбувається охолодження за допомогою холодної води. Електрика та вода підключені до котушки за допомогою гнучких кабелів, які послідовно з'єднані. За допомогою гідравлічних плунжерів забезпечується нахил установки до 95 °.
Все обладнання індукційної печі для плавки металу живиться від частотного тиристорного перетворювача типу, який перетворює трифазний струм в однофазний. Фронтова панель має датчики захисту та обладнання, що контролює роботу перетворювача.
Регулювання частоти відбувається в автоматичному режимі за заданою програмою. На вирві зливу встановлені системи оповіщення та контролю охолодження процесів, а також рівня конденсації робочої зони.
Промислові індукційні тигельні плавильні печі для плавки металу від компанії ПРОМІНДУКТОР виготовлені за всіма світовими стандартами та з використанням останніх технологій.
В даний час в побуті стали використовуватися печі, що працюють за індукційним принципом, які зазвичай використовуються в промисловості. Щоб індукційні печі можна було використовувати в побутових умовах, їх конструкцію суттєво змінили, без зміни залишився лише принцип перетворення енергії. Такий прилад можна зробити своїми руками з доступних матеріалів. Головне – це розібратися у конструкції та зрозуміти, як працює ця піч.
Принцип роботи індукційної печі
Робота такої печі ґрунтується на принципі індукційного нагрівання. Іншими словами, теплова енергіявиходить від електричного струму, що виробляється електромагнітним полем Завдяки такій особливості цей прилад відрізняється від звичайних електрообігрівачів.
Конструкція індуктора є досить простою. Його центром є графітова чи металеваелектропровідна заготовка, навколо якої слід намотати провід. За допомогою потужності генератора індуктор починають запускати струми різної частоти, створюючи навколо індуктора потужне електромагнітне поле. Завдяки впливу такого поля на заготівлю та створення в ній вихрових струмів, графіт або метал починає дуже сильно розігріватися та віддавати тепло навколишньому повітрю.
У побуті індуктори почали використовувати порівняно недавно.
Види індукційних пристроїв
За своїм призначенням такі прилади бувають побутовими та промисловими. Проте така класифікація вважається неповною. Існує ще кілька різновидів печей:
- Тигельні. Найпоширеніший вид агрегатів, які у металургії. Така конструкція не містить осердя. Ці пристрої в основному використовуються для обробки та плавлення будь-яких металів. Чудово зарекомендували себе вони та інших областях.
- Канальні. Їх конструкція має схожість із трансформатором.
- Вакуумні. Застосовуються тоді, коли потрібно видалити домішки з металу.
Побутові печі діляться на дві групи:
- Агрегати, що використовують для опалення. Є індукційними котельними установками. невеликого розміру, що монтуються у системах автономного опалення.
- Індукційні плитина яких готують їжу. Основна відмінність від звичайної електроплити - економне витрачання електроенергії.
Чи можна виготовити індукційну піч, призначену для плавки металів своїми руками? Хоча вона і є, з одного боку, складним обладнанням, а з іншого – завдяки відносній простоті та зрозумілості принципу роботи з'являється можливість зробити індукційний нагрівальний прилад своїми руками. Крім того, багато фахівців, які мають необхідними знаннямиі навичками, здатні створити якісні агрегати з звичайних матеріалів. Щоб зробити індукційну піч своїми руками, буде потрібна схема та добре знання фізики.
Індукційні печі своїми руками переважно використовуються для обігріву приміщень. Тигельні конструкції невеликого розміру найкраще підійдуть для плавки металів у невеликих обсягах, наприклад, при виготовленні біжутерії або ювелірних прикрас. Індукційні плити вважаються чудовим рішенням для дачних будиночків. А в міській квартирі їх використовують як додатковий обігрівач, якщо стався якийсь збій у центральній системіопалення.
Схема такого простого індукційного нагрівача буде необхідна для виконання робіт. Можна працювати і без неї, але небажано, тому що такий нагрівач є складним електрообладнанням. Його конструкція та внутрішній вміст розробляється заздалегідь. Схема поєднує всі задуми майстра в єдине ціле. Якщо потрібно спроектувати плиту, а не звичайний нагрівач, без схеми взагалі не вийде обійтися.
Конструкція індукційної печі своїми руками є досить простою: нагрівальний елемент, загальний корпус, індуктор. Якщо агрегат потрібний для обробки матеріалів, слід додатково спроектувати плавильну камеру. Серцем індукційної печі є заготівля, яка проводить струм, здатна розігріватись до високих температур. З таким завданням чудово справляються ніхромова спіраль або графітові щітки. Вибираючи з-поміж них, слід орієнтуватися ті завдання, що стоять перед нагрівачем. Для плавильної печі найкращим варіантомбуде використання графітових щіток, для нагрівального приладу – ніхромової спіралі. Використання ніхрому дає можливість підключити агрегат до звичайної електромережі.
Як зробити індукційну піч своїми руками
Для створення ефективного агрегату необхідно враховувати такі параметри:
- частота та потужність генератора;
- швидкість, з якою втрачається тепло;
- кількість втрат у вихрових струмах.
Спочатку необхідно правильно підібрати всі необхідні деталі схеми для отримання достатніх умов плавки в майстерні. Якщо агрегат збирають своїми руками, то частота генератора має становити 27,12 МГц. Котушку слід робити з дроту або тонкою мідної трубкипри цьому не повинно бути більше 10 витків.
Потужність електронних ламп має бути більшою. Схема передбачає встановлення неонової лампи, яка використовуватиметься як індикатор готовності пристрою. У схемі також передбачено застосування дроселів та керамічних конденсаторів. До домашньої розетки підключення здійснюється через випрямляч.
Індукційна піч, виготовлена своїми руками, має такий вигляд: невелика підставка на ніжках, до якої кріпиться генератор з усіма. необхідними деталямисхеми. А вже до генератора підключається індуктор.
Переваги та недоліки індукційних печей
Індукційні агрегати можуть мати різну потужність і це залежить від особливостей конструкції. Своїми руками зібрати пристрій промислової частоти дуже непросто, та й у цьому не потрібно. Найкраще варто їх купити.
Індукційні печі можуть мати як плюси, так і мінуси:
Безпека
Працюючи з піччю, слід побоюватися отримання термічних опіків. Крім того, такий пристрій має високу пожежну небезпеку. Під час роботи ці агрегати в жодному разі не можна переміщати. Потрібно бути дуже уважним, коли такі печі встановлюють у квартирі.
Змінне електромагнітне полепочинає розігрівати навколишнє приміщення, і така особливість знаходиться в прямій залежності від потужності та частоти випромінювання пристрою. Потужні промислові печі можуть впливати на предмети, що знаходяться в кишенях одягу, на довколишні деталі з металу, на тканини людей.
Висновок
Індукційну піч можна зробити самостійно, але це не завжди доцільно. Краще не братися за таку роботу, якщо немає жодних знань у галузі електрообладнання та фізики. Перед тим як розпочати конструювання навіть самого простого пристрою, його слід розробити, спроектувати та скласти схему. Якщо немає досвіду у виготовленні електроприладів, найкраще придбати такий агрегат заводського виготовлення.
Сам принцип роботи індукційної печі полягає в тому, що тепло для плавки одержують з електрики, що виробляється змінним магнітним полем. У таких печах відбувається перетворення енергії від електромагнітної, далі в електричну та зрештою в тепло. Як робиться індукційна піч своїми руками?
Такі печі ділять на два типи:
- Тигельні. У таких печах індуктор і осердя знаходяться всередині металу. Такий тип печей використовують у промислових плавильнях, для плавки міді, алюмінію, чавуну, сталі, а також на ювелірних заводах для плавки дорогоцінних металів.
- Канальні. У такому вигляді печей індуктор і осердя знаходяться навколо металу.
Порівняно з котлами або іншими пічками, індукційні печі мають ряд переваг:
- миттєво розігріваються;
- фокусують енергію в заданому діапазоні;
- екологічно чистий пристрій та відносна безпека;
- відсутня чад;
- великі можливості регулювання температури та ємності;
- однорідність металу, що плавиться.
Індукційні печі застосовують також для опалення. Це зручний і водночас безшумний методопалення.
Не потребує спеціального приміщення для казана. На елементі, що гріє, накип не накопичується, а для циркуляції по опалювальної системиможна використовувати будь-яку рідину, будь то масло, вода та інші. Також піч довговічна, тому що мінімально зношується. Як і говорилося раніше, вона дуже екологічна, адже немає жодних шкідливих викидів у повітря, а також відповідає всім вимогам пожежної безпеки.
Збір інформації
Людині, яка розуміє, як прочитати та зрозуміти електричну схему, буде не складно розібратися, як зробити таку індукційну піч. У мережі Інтернет ви побачите десятки, а то й сотні варіантів виготовлення різних індукційних печей з використанням домашнього мотлоху, наприклад, зі старої мікрохвильової печі або зварювального інвертора.
Обов'язково пам'ятайте, що електричний струм – небезпечна річ. І для виготовлення індукційної печі потрібно мати уявлення про те, що таке нагрівання за допомогою індукції. Бажано, щоб з вами була людина, яка добре розуміє хоча б основи електротехніки або має досвід роботи з електрообладнанням.
Принцип роботи
Основа роботи такої печі – це вилучення тепла з електричного струму, що виробляє змінне магнітне поле за допомогою котушки індуктивності. Виходить, ми отримуємо тепло спочатку з електромагнітної енергії, а потім із електричної. Замкненість струмів, що течуть по витках індуктора (котушці індуктивності), виділяє тепло та прогріває метал зсередини.
Така піч може мати спрощений варіант і від домашньої мережі 220В. Але для цього потрібний випрямляч, тобто адаптер.
Пристрій печі
Конструкція індукційного приладусхоже на трансформатор. У ньому первинна обмотка живиться змінним струмом, а вторинна служить тілом, що нагрівається.
Найпростішим індуктором вважається ізольований провідник (має вигляд спіралі або сердечника), який розташований на поверхні металевої трубичи всередині неї.
Ось деякі вузли, які працюють на індукції:
- індуктор;
- відсік для плавильної печі;
- нагрівальний елемент для обігрівальної печі;
- генератор;
- корпус.
Індукційна піч - це пічний апарат, який застосовується для плавлення кольорових (бронзи, алюмінію, міді, золота та інших) та чорних (чавуну, сталі та інших) металів за рахунок роботи індуктора. У полі індуктора виробляється струм, він нагріває метал і доводить його до розплавленого стану.
Згорнути
Спочатку на нього діятиме електромагнітне поле, потім електричний струм, а потім уже пройде теплову стадію. Просту конструкціютакого пічного пристрою можна зібрати самостійно із різних підручних засобів.
Принцип роботи
Таке пічний пристрійє електричним трансформатором із вторинною короткозамкнутою обмоткою. Принцип дії індукційної печі полягає в наступному:
- за допомогою генератора в індукторі створюється змінний струм;
- індуктор із конденсатором створює коливальний контур, він налаштований на робочу частоту;
- у разі використання автоколивального генератора, конденсатор виключається із схеми пристрою і в цьому випадку використовується власний запас ємності індуктора;
- створюване індуктором магнітне поле може існувати у вільному просторі або замикатися з використанням індивідуального феромагнітного сердечника;
- магнітне поле впливає на металеву заготовку або шихту, що знаходиться в індукторі, і утворює магнітний потік;
- за рівняннями Максвелла він індукує у заготівлі вторинний струм;
- при цільному і масивному магнітному потоці струм, що створюється, замикається в заготівлі і відбувається створення струму Фуко або вихрового струму;
- після утворення такого струму набирає чинності закон Джоуля-Ленца, і отримана за допомогою індуктора та магнітного поля енергія нагріває заготівлю металу або шихту.
Незважаючи на багатоступінчасту роботу, пристрій індукційної печі може давати у вакуумі чи повітрі до 100% ККД. Якщо середовище з магнітною проникністю, то цей показник зростатиме, у випадку із середовищем з неідеального діелектрика, він падатиме.
Пристрій
Піч, що розглядається, - своєрідний трансформатор, але тільки в ньому немає вторинної обмотки, її замінює поміщений в індуктор металевий зразок. Він проводитиме струм, а от діелектрики в цьому процесі не нагріваються, вони залишаються холодними.
Конструкція індукційних печей тигельних включає в себе індуктор, який складається з декількох витків мідної трубки, згорнутої у вигляді котушки, всередині неї постійно пересувається охолодна рідина. Також індуктор містить у собі тигель, який може бути з графіту, сталі та інших матеріалів.
Окрім індуктора в печі встановлений магнітний сердечник і подовий камінь, все це укладено у корпус печі. До нього входять:
У моделях печей великої потужності кожух ванни зазвичай виконується досить жорстким, тому каркас такого пристрою відсутній. Кріплення корпусу повинно витримувати сильні навантаження при нахилі печі. Каркас найчастіше виготовляється із фасонних балок, виконаних із сталі.
Тигельна індукційна піч для плавки металу встановлюється на фундамент, який вмонтовані опори, на їх підшипники спираються цапфи механізму нахилу пристрою.
Кожух ванни виконується з металевих листівна які для міцності наварюють ребра жорсткості.
Кожух для індукційної одиниці використовується як сполучна ланка між пічним трансформатором і подовим каменем. Його зменшення втрат струму роблять із двох половинок, між якими передбачена ізолююча прокладка.
Стяжка половинок відбувається за рахунок болтів, шайб та втулок. Такий кожух робиться литим або звареним, при виборі матеріалу для нього віддають перевагу немагнітним сплавам. Двокамерна індукційна сталеплавильна піч йде із загальним кожухом для ванни та для індукційної одиниці.
У невеликих печах, в яких не передбачено водяного охолодження вентиляційна установкаВона допомагає відводити з агрегату надлишки тепла. Навіть у разі установки водоохолоджуваного індуктора необхідно вентилювати отвір, біля подового каменю, щоб він не перегрівався.
У сучасних пічних установках є не тільки водоохолоджуваний індуктор, а й передбачене водяне охолодження кожухів. На каркасі печі можуть бути встановлені вентилятори, що працюють від приводного двигуна. При значній масі такого пристрою вентиляційний прилад встановлюють біля печі. Якщо індукційна піч для виробництва сталі йде зі знімним варіантом індукційних одиниць, для кожної їх передбачається свій вентилятор.
Окремо варто відзначити механізм нахилу, який для малих печей йде з ручним приводом, А для великих він оснащений гідравлічним приводом, розташованим у зливного носика. Який би не був встановлений механізм нахилу, він повинен забезпечувати злив повністю всього вмісту ванни.
Розрахунок потужності
Так як індукційний спосіб плавки стали менш витратний, ніж аналогічних методик, заснованих на використанні мазуту, вугілля та інших енергоносіїв, розрахунок індукційної печі починається з обчислення потужності агрегату.
Потужність індукційної печі поділяється на активну та корисну, для кожної з них є своя формула.
Як вихідні дані потрібно знати:
- ємність печі, у розглянутому для прикладу випадку вона дорівнює 8 тонн;
- потужність агрегату (береться максимальне значення) – 1300 кВт;
- частота струму – 50 Гц;
- продуктивність пічної установки- 6 тонн на годину.
Потрібно також враховувати метал або сплав, що розплавляється: за умовою він цинковий. Це важливий момент, тепловий баланс плавки чавуну в індукційній печі, як і інших сплавів свій.
Корисна потужність, що передається рідкому металу:
- Рпол = Wтеор×t×П,
- Wтеор - питома витратаенергії, він теоретичний, і показує перегрів металу на 10С;
- П – продуктивність пічної установки, т/год;
- t - температура перегріву сплаву або металевої заготовки у ванній печі, 0 С
- Рпол = 0,298 800 5,5 = 1430,4 кВт.
Активна потужність:
- Р = Рпол/Ютерм,
- Рпол - береться з попередньої формули, кВт;
- Ютерм - ККД ливарної печі, його межі від 0,7 до 0,85, у середньому приймають 0,76.
- Р = 1311,2 / 0,76 = 1892,1 кВт, проводиться округлення значення до 1900 кВт.
на заключному етапірозраховується потужність індуктора:
- Ринд = Р/N,
- Р – активна потужність пічної установки, квт;
- N – кількість індукторів, передбачених печі.
- Ринд = 1900/2 = 950 кВт.
Споживання потужності індукційної піччю при плавці стали залежить від її продуктивності та виду індуктора.
Види та підвиди
Індукційні печі поділяються на два основні види:
Крім такого поділу, індукційні печі бувають компресорними, вакуумними, відкритими та газонаповненими.
Індукційні печі своїми руками
Серед наявних поширених методик створення таких агрегатів можна знайти покрокове керівництвоЯк зробити індукційну піч із зварювального інвертора, з ніхромовою спіраллю або графітовими щітками, наведемо їх особливості.
Агрегат із високочастотного генератора
Вона виконується з урахуванням розрахункової потужності агрегату, вихрових втрат та витоків на гістерезі. Живлення конструкції йтиме від звичайної мережі 220 В, але з використанням випрямляча. Такий вид печі може йти з графітовими щітками чи ніхромовою спіраллю.
Для створення печі потрібно:
- два діоди UF4007;
- плівкові конденсатори;
- польові транзистори у кількості двох штук;
- резистор 470 Ом;
- два дросельні кільця, їх можна зняти зі старого комп'ютерного системника;
- мідний провід Ø перерізу 2 мм.
Як інструмент використовується паяльник і плоскогубці.
Наведемо схему для індукційної печі:
Індукційні портативні плавильні печі такого плану створюються в наступній послідовності:
- Транзистори розташовуються на радіаторах. Через те, що в процесі плавки металу схема пристрою швидко гріється, радіатор для неї потрібно підбирати з більшими параметрами. Допустимо встановлювати кілька транзисторів на один генератор, але в цьому випадку їх потрібно ізолювати від металу за допомогою прокладок, виготовлених із пластику та гуми.
- Виготовляються два дроселі. Для них беруться два заздалегідь зняті з комп'ютера кільця, навколо них обмотують мідний дріт, кількість витків обмежена від 7 до 15.
- Конденсатори об'єднуються між собою батарею, щоб на виході вийшла ємність в 4,7 мкФ, їх з'єднання проводиться паралельно.
- Навколо індуктора обвивається мідний дріт, його діаметр має бути 2 мм. Внутрішній діаметробмотки повинен збігатися з розміром тигля, що використовується для печі. Усього роблять 7-8 витків і залишають довгі кінці, щоб їх можна було підключити до схеми.
- Як джерело до зібраної схемиприєднується акумулятор потужністю 12, його вистачає приблизно на 40 хвилин роботи печі.
Якщо необхідно, то робиться корпус із матеріалу з високою термостійкістю. Якщо ж виконується індукційна плавильна піч із зварювального інвертора, захисний корпус повинен бути обов'язково, але його потрібно заземлити.
Конструкція з графітовими щітками
Така піч використовується для виплавки будь-якого металу та сплавів.
Для створення пристрою необхідно заготовити:
- графітові щітки;
- порошковий граніт;
- трансформатор;
- шамотна цегла;
- сталевий дріт;
- тонкий алюміній.
Технологія збирання конструкції полягає в наступному:
Прилад з ніхромовою спіраллю
Такий пристрій використовується для виплавки великих обсягів металу.
В якості витратних матеріалівдля облаштування саморобної печівикористовується:
- ніхром;
- азбестова нитка;
- шматок керамічної труби.
Після підключення всіх складових печі за схемою її робота полягає в наступному: після подачі електричного струму на ніхромову спіраль, вона передає тепло металу і плавить його.
Створення такої печі проводиться у наступній послідовності:
Така конструкція відрізняється високою продуктивністю, вона довго остигає і швидко нагрівається. Але необхідно врахувати, що якщо спіраль буде погано ізольована, вона швидко перегорить.
Ціни на готові індукційні печі
Саморобні конструкції печей коштуватимуть набагато дешевше за покупні, але їх не можна створити великими обсягами, тому без готових варіантівдля масового виробництва розплаву не обійтись.
Ціни на індукційні печі для плавки металу залежать від їхньої місткості та комплектації.
| Модель | Характеристики та особливості | Ціна, рублі |
INDUTHERM MU-200  |
Пекти підтримує 16 температурних програм, максимальна температура нагріву - 1400 0С, контроль за режимом здійснюється з термопарою типу S. Агрегат виробляє потужність 3,5 кВт. | 820 тис. |
INDUTHERM MU-900  |
Пекти працює від електроживлення в 380 В, температурний контроль відбувається за допомогою термопари типу S і може доходити до 1500 0С. Потужність – 15 кВт. | 1,7 млн. |
| УПІ-60-2
|
Ця індукційна плавильна міні-піч може використовуватися для плавки кольорових та дорогоцінних металів. Заготовки завантажуються в графітовий тигель, їхнє нагрівання ведеться за принципом трансформатора. | 125 тис. |
ІСТ-1/0,8 М5  |
Індуктор печі є кошиком, в який вбудований магнітопровід спільно з котушкою. Агрегат 1 тонну. | 1,7 млн. |
УІ-25П  |
Пічний пристрій розрахований на завантаження 20 кг, він оснащений редукторним нахилом плавильного вузла. У комплекті печі йде блок конденсаторних батарей. Потужність встановлення – 25 кВт. Максимальне t нагріву – 1600 0С. | 470 тис. |
УІ-0,50Т-400  |
Агрегат розрахований на завантаження в 500 кг, найбільша потужність установки – 525 кВт, напруга для нього має бути не нижчою за 380В, максимальна робоча t – 1850 0С. | 900 тис. |
ST 10  |
Пекти італійської компаніїоснащена цифровим термостатом, в панель управління вбудована технологія SMD, що відрізняється швидкодією. Універсальний агрегат може працювати з різною місткістю від 1 до 3 кг, для цього її не потрібно переналагоджувати. Вона варта дорогоцінних металів, її max температура – 1250 0С. | 1 млн. |
ST 12  |
Статична індукційна піч із цифровим термостатом. Вона може бути доповнена вакуумною ливарною камерою, що дає можливість проводити лиття прямо поруч із установкою. Керування відбувається за допомогою сенсорної панелі. Максимальна температура – 1250оС. | 1050 тис. |
| ІЧТ-10ТН | Пекти розрахована на завантаження в 10 тонн, досить об'ємний агрегат, для його встановлення потрібно виділити закрите цехове приміщення. | 8,9 млн. |
Висновок
Самостійно зробити індукційну піч захоплююче, але це пов'язано з деякими обмеженнями та невідомими наслідками, тому що потрібно спиратися на закони фізики та хімії, а хто в цьому не сильний, той не зможе провести процес безпечно. Для частого використаннятакий установки краще підібрати підходящий варіантз поданих вище.
←Попередня стаття Наступна стаття →Багато людей вважають, що процес плавки металу вимагає величезних споруд, практично заводів великою кількістюперсоналу. Але є ще така професія, як ювелір і такі метали як золото, срібло, платина та інші, що використовуються для виготовлення ажурних та вишуканих прикрас, деякі з яких по праву вважаються справжніми витворами мистецтва. Ювелірна майстерня – підприємство, яке не терпить зайвої масштабності. А процес плавлення у них просто необхідний. Тому індукційна піч для плавки металу тут потрібна. Вона і невелика, і дуже ефективна, і проста у користуванні.
Принцип роботи індукційної печі є чудовим прикладомяк небажане явище використовується з підвищеним ККД. Так звані вихрові індукційні струми Фуко, які зазвичай заважають у будь-якому вигляді електротехніки, тут спрямовані лише на позитивний результат.
Для того щоб структура металу почала нагріватися, а потім і плавитися, його необхідно помістити під ці струми Фуко, а утворюються вони в індукційній котушці, ніж за великим рахунком і є піч.
Простіше кажучи, всі знають, що під час будь-якої роботи електричний приладпочинає нагріватись. Індукційна піч для плавки металу використовує цей небажаний в інших випадках ефект на повну потужність.
Переваги перед іншими видами плавильних печей
Індукційні печі – не єдиний винахід, який використовується для плавлення металів. Є ще знамениті мартени, домни та інші види. Проте розглянута нами піч має перед рештою ряд незаперечних переваг.
- Печі, що працюють на принципі індукції, можуть бути досить компактними, і їхнє розміщення не принесе жодних труднощів.
- Висока швидкість плавки. Якщо інші печі для плавки металу вимагають кілька годин тільки на розігрів, індукція справляється з цим у кілька разів швидше.
- Коефіцієнт корисної дії лише трохи не досягає позначки 100%.
- По чистоті розплаву індукційна піч впевнено посідає місце. В інших пристроях приготована до розплаву заготовка безпосередньо стикається з нагрівальним елементом, що найчастіше призводить до забруднення. Токи Фуко нагрівають заготівлю зсередини, впливаючи на молекулярну структуру металу, і побічних елементів у неї потрапляє.
Остання перевага просто необхідна у ювелірній справі, де частота матеріалу підвищує його цінність та унікальність.
Розміщення печі
Компактна індукційна піч, залежно від розмірів, може бути підлоговою та настільною. Який варіант ви не вибрали, є кілька основних правил для вибору місця, куди її поставити.
- При всій простоті поводження з піччю – це все-таки електричний прилад, який потребує дотримання заходів безпеки. І перше, що необхідно враховувати під час встановлення – наявність правильного джерела живлення, що відповідає моделі апарату.
- Можливість провести якісне заземлення.
- Забезпечення встановлення підведенням води.
- Для настільних печей необхідна стійка основа.
- Але найголовніше, під час роботи нічого не повинно заважати. Якщо навіть розплав за обсягом і масою не дуже великий, його температура більше 1000 градусів і випадково виплеснути його з форми, значить, завдати дуже сильної травми або собі або тому, що знаходиться поруч.
Про те, що поблизу індукційної печі, що працює, не повинно бути ніяких горючих і тим більше вибухонебезпечних матеріалів і говорити нічого. А ось пожежний щит у кроковій доступності абсолютно необхідний.
Види індукційних печей
Широко застосовуються два види індукційних печей: канальний та тигельний. Відрізняються вони лише за методом роботи з ними. У всьому іншому, включаючи переваги, такі плавильні печі дуже схожі. Розглянемо кожен варіант окремо:
- Канальна піч. Основна перевага цього виду – безперервний цикл. Завантажувати нову порцію сировини та вивантажувати вже розплавлений метал можна безпосередньо під час нагрівання. Єдина складність може виникнути під час запуску. Канал, яким рідкий метал буде виводитися з печі має бути заповнений.
- Тигельна піч. На відміну від першого варіанту, кожну порцію металу доведеться завантажувати окремо. У цьому сенс. У термостійкий тигель поміщається сировина і вставляється всередину індуктора. Після того, як метал розплавиться, його зливають з тигля і потім завантажують наступну порцію. Така піч ідеальна для невеликих майстерень, де не потрібні великі маси розплавленої сировини.
Головна перевага обох варіантів у швидкості виробництва. Однак печі виграє виграє і тут. Крім того, її цілком можна змайструвати своїми руками в практично домашніх умовах.
Саморобна індукційна піч не таїть у собі жодних складнощів, щоб її не зміг зібрати звичайна людина, хоч трохи знайомий із електротехнікою. У неї всього три основні блоки:
- Генератор.
- Індуктор.
- Тигель.
Індуктор – мідна обмотка, яку можна зробити самостійно. Тигель доведеться шукати або у відповідних магазинах, або діставати іншими способами. А як генератор можуть бути використані: зварювальний інвертор, власноручно зібрана транзисторна або лампова схема.
Індукційна піч на зварювальному інверторі
Найпростіший і найпоширеніший варіант. Зусилля доведеться витратити лише споруди індуктора. Береться мідна тонкостінна трубка 8-10 см в діаметрі, і загинається по потрібного шаблону. Витки повинні розташовуватися з відривом 5-8 мм, які кількість залежить від характеристик і діаметра інвертора. Індуктор закріплюється в текстолітовому або графітовому корпусі, а всередину установки поміщається тигель.
Індукційна піч на транзисторах
У цьому випадку доведеться попрацювати не лише руками, а й головою. І побігати магазинами у пошуках потрібних запчастин. Адже знадобляться транзистори різної ємності, парочка діодів, резистори, плівкові конденсатори, два різні за товщиною. мідних дротіві пара кілець від дроселів.
- Перед складання необхідно враховувати, що отримана в результаті схема під час роботи буде сильно нагріватися. Тому необхідно використати досить великі радіатори.
- Конденсатори паралельно збираються до батареї.
- На дросельні кільця намотується мідний дріт діаметром 1,2 мм. Залежно від потужності витків має бути від 7 до 15.
- На циліндричний предмет, що підходить по діаметру до розмірів тигля, намотують 7-8 витком мідного дротудіаметром 2 мм. Кінці дроту залишають досить довгими для підключення.
- За спеціальною схемою, все монтується на плату.
- Джерелом живлення може бути 12-вольтовий акумулятор.
- Якщо необхідно, можна виготовити текстолітовий або графітовий корпус.
- Потужність пристрою регулюється шляхом збільшення чи зменшення витків обмотки індуктора.
Зібрати такий пристрій самостійно непросто. І братися за цю роботу можна лише у тому випадку, коли є впевненість у правильності своїх дій.
Індукційна піч на лампах
На відміну від транзисторної, лампова піч вийде набагато потужніше, а значить, і поводитися і з нею, і зі схемою доведеться обережніше.
- З'єднані паралельно 4 променеві лампи генеруватимуть струми високої частоти.
- Мідний дріт згинають спіраллю. Відстань між витками 5 і більше міліметрів. Самі витки діаметром 8-16 см. Індуктор повинен бути такого розміру, щоб усередині легко розміщався тигель.
- Індуктор поміщають у корпус із матеріалу, що не проводить струм (текстоліт, графіт).
- На корпус можна встановити неонову лампу-індикатор.
- Також можна включити в схему підстроювальний конденсатор.
Виготовлення обох схем вимагає володіння деякими знаннями, які можна отримати, але краще, якщо цим займеться справжній фахівець.
Охолодження
Це питання, напевно, найскладніше з усіх тих, які ставляться перед людиною, яка вирішила самостійно зібрати плавильний апарат на основі індукційного принципу. Справа в тому, що ставити вентилятор безпосередньо поблизу печі не рекомендується. Металеві та електричні частини охолоджуючого пристрою можуть негативно вплинути на роботу печі. Вентилятор, що стоїть на відстані, може не забезпечити потрібне охолодження, що призведе до перегріву.
Другий варіант – провести водяне охолодження. Проте якісно та правильно виконати його в домашніх умовах не лише складно, а й фінансово не вигідно. В цьому випадку варто замислитися: чи не економніше буде придбати промисловий варіантіндукційні печі, випущені на заводі, з дотриманням всіх необхідних технологій?
Техніка безпеки під час виплавлення металу в індукційній печі
Сильно поширюватися на цю тему не потрібно, оскільки кожен знає основні положення техніки безпеки. Слід зупинитись лише на тих питаннях, які притаманні виключно цьому виду обладнання.
- Почнемо таки з особистої безпеки. При роботі з індукційною піччю слід добре розуміти, що температури дуже сильно підвищені, а це ризик отримання опіків. Також прилад електричний і вимагає підвищеної уваги.
- Якщо ви купили готову піч, слід звернути увагу на радіус дії електромагнітного поля. В іншому випадку годинник, телефони, відеокамери та інші електронні гаджети можуть почати збоїти або зовсім зламаються.
- Робочий одяг слід підбирати з неметалевими застібками. Їхня наявність навпаки впливатиме на роботу печі.
- Особливу увагу в цьому плані слід приділити ламповій печі. Всі елементи з високою напругоюповинні бути сховані в корпус.
Звичайно, в міській квартирі навряд чи стане в нагоді така апаратура, але радіоаматорам, які постійно займаються лудінням, та ювелірних справ майстрам без індукційної грубки не обійтися ніяк. Для них ця річ дуже корисна, можна сказати незамінна, а як вона допомагає у їхній роботі, краще запитати у них самих.
