Der Induktionsofen wird häufig im Bereich der Metallurgie eingesetzt dieses Konzept Menschen bekannt, die in gewisser Weise am Schmelzprozess beteiligt sind verschiedene Metalle. Mit dem Gerät können Sie durch ein Magnetfeld erzeugte Elektrizität in Wärme umwandeln.

Ähnliche Geräte werden im Handel schon seit längerem verkauft hoher Preis, aber wenn Sie über minimale Kenntnisse im Umgang mit einem Lötkolben verfügen und elektronische Schaltkreise lesen können, können Sie versuchen, mit Ihren eigenen Händen einen Induktionsofen zu bauen.

Ein selbstgebautes Gerät dürfte für die Umsetzung kaum geeignet sein komplexe Aufgaben, kommt aber mit Grundfunktionen ganz gut zurecht. Das Gerät kann auf Basis eines funktionierenden Schweißinverters aus Transistoren oder unter Verwendung von Lampen aufgebaut werden. Das produktivste Gerät ist aufgrund seiner hohen Effizienz dasjenige, das auf Lampen basiert.

Funktionsprinzip des Induktionsofens

Die Erwärmung des im Gerät befindlichen Metalls erfolgt durch die Umwandlung elektromagnetischer Impulse in Wärmeenergie. Elektromagnetische Impulse werden durch eine Spule aus Kupferdraht oder -rohr erzeugt.

Schema eines Induktionsofens und Heizkreisen

Wenn das Gerät angeschlossen ist, beginnt ein elektrischer Strom durch die Spule zu fließen und a elektrisches Feldändert im Laufe der Zeit seine Richtung. Die Funktionsweise einer solchen Installation wurde erstmals von James Maxwell beschrieben.

Der zu erhitzende Gegenstand muss innerhalb oder in der Nähe der Spule platziert werden. Das Zielobjekt wird von einem magnetischen Induktionsfluss durchdrungen und im Inneren entsteht ein wirbelartiges Magnetfeld. Somit wird induktive Energie in thermische Energie umgewandelt.

Sorten

Induktionsspulenöfen werden je nach Bauart üblicherweise in zwei Typen unterteilt:

• Leitung;
• Tiegel.

Bei den ersten Geräten befindet sich das zu schmelzende Metall vor der Induktionsspule, beim zweiten Ofentyp wird es darin platziert.

Sie können den Ofen wie folgt zusammenbauen:

1. Wir biegen das Kupferrohr spiralförmig. Insgesamt müssen Sie etwa 15 Windungen machen, deren Abstand mindestens 5 mm betragen sollte. Der Tiegel sollte sich frei innerhalb der Spirale befinden, wo der Schmelzprozess stattfinden wird;
2. Wir fertigen Zuverlässiger Fall für ein Gerät, das keinen elektrischen Strom leiten darf und hohen Lufttemperaturen standhalten muss;
3. Drosseln und Kondensatoren werden gemäß obigem Schema zusammengebaut;
4. An den Stromkreis ist eine Neonlampe angeschlossen, die signalisiert, dass das Gerät betriebsbereit ist;
5. Zur Anpassung der Kapazität ist zusätzlich ein Kondensator eingelötet.

Zum Heizen verwenden

Induktionsöfen dieser Art können auch zur Beheizung eines Raumes eingesetzt werden. Am häufigsten werden sie in Verbindung mit einem Heizkessel verwendet, der zusätzlich Wärme erzeugt kaltes Wasser. Tatsächlich werden die Konstruktionen aufgrund elektromagnetischer Verluste äußerst selten verwendet Energieeffizienz Gerät ist minimal.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Gerät im Betrieb große Mengen Strom verbraucht, weshalb das Gerät in die Kategorie „wirtschaftlich unrentabel“ fällt.

Systemkühlung

Ein unabhängig zusammengebautes Gerät muss mit einem Kühlsystem ausgestattet sein, da während des Betriebs alle Komponenten hohen Temperaturen ausgesetzt sind und die Struktur überhitzen und brechen kann. Bei im Laden gekauften Backöfen erfolgt die Kühlung mit Wasser oder Frostschutzmittel.

Bei der Auswahl eines Kühlers für Ihr Zuhause werden die Optionen bevorzugt, deren Umsetzung aus wirtschaftlicher Sicht am rentabelsten ist.

Für Heimöfen können Sie versuchen, einen normalen Flügelventilator zu verwenden. Bitte beachten Sie, dass das Gerät nicht zu nahe am Ofen platziert werden sollte Metallteile Lüfter wirken sich negativ auf die Leistung des Geräts aus und können auch Wirbelströme unterbrechen und die Leistung des gesamten Systems verringern.

Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung des Geräts

Beim Arbeiten mit dem Gerät sollten Sie folgende Regeln beachten:

• Einige Teile der Anlage sowie das schmelzende Metall sind starker Hitze ausgesetzt, wodurch Verbrennungsgefahr besteht;
• Wenn Sie einen Lampenofen verwenden, stellen Sie ihn unbedingt in einem geschlossenen Gehäuse auf, da sonst ein hohes Risiko eines Stromschlags besteht.
• Bevor Sie mit dem Gerät arbeiten, entfernen Sie alle Metallteile und komplexen elektronischen Geräte aus dem Betriebsbereich des Geräts. Das Gerät sollte nicht von Personen verwendet werden, die einen Herzschrittmacher tragen.

Ein Metallschmelzofen vom Induktionstyp kann zum Verzinnen und Formen von Metallteilen verwendet werden.

Eine selbstgebaute Installation kann leicht an spezifische Bedingungen angepasst werden, indem einige Einstellungen geändert werden. Wenn Sie sich beim Aufbau der Struktur an die angegebenen Diagramme halten und außerdem grundlegende Sicherheitsregeln befolgen, selbstgemachtes Gerät wird im Laden gekauften Haushaltsgeräten praktisch nicht nachstehen.

Heutzutage werden Induktionsöfen häufig im Metallschmelzprozess eingesetzt. Der im Bereich des Induktors erzeugte Strom trägt zur Erwärmung der Substanz bei, und diese Eigenschaft solcher Geräte ist nicht nur grundlegend, sondern auch die wichtigste. Durch die Verarbeitung erfährt der Stoff mehrere Umwandlungen. Die erste Transformationsstufe ist die elektromagnetische Stufe, gefolgt von der elektrischen Stufe und schließlich der thermischen Stufe. Die vom Ofen erzeugte Temperatur wird praktisch rückstandsfrei genutzt, daher ist diese Lösung die beste unter allen anderen. Viele könnten an einem Fertigofen interessiert sein. Als nächstes werden wir über die Möglichkeiten der Implementierung einer solchen Lösung sprechen.

Arten von Öfen zum Schmelzen von Metallen

Diese Art von Ausrüstung kann in Hauptkategorien unterteilt werden. Der erste hat einen Herzkanal als Basis, und das Metall wird in solchen Öfen ringförmig um den Induktor herum platziert. Die zweite Kategorie verfügt nicht über ein solches Element. Dieser Typ wird Tiegel genannt und das Metall wird im Induktor selbst platziert. In diesem Fall ist es technisch nicht möglich, einen geschlossenen Kern zu verwenden.

Grundprinzipien

Der Schmelzofen arbeitet in diesem Fall auf der Grundlage des Phänomens der magnetischen Induktion. Und es gibt mehrere Komponenten. Der Induktor ist der wichtigste Bestandteil dieses Geräts. Es handelt sich um eine Spule, deren Leiter keine gewöhnlichen Drähte, sondern Kupferrohre sind. Diese Anforderung ergibt sich aus der Konstruktion der Schmelzöfen selbst. Der durch den Induktor fließende Strom erzeugt ein Magnetfeld, das auf den Tiegel einwirkt, in dem sich das Metall befindet. In diesem Fall übernimmt das Material die Rolle einer sekundären Transformatorwicklung, das heißt, es fließt ein Strom durch es und erwärmt ihn. So kommt es zum Schmelzen, auch wenn Sie selbst einen Induktionsofen bauen. Wie kann man diesen Ofentyp bauen und seine Effizienz steigern? Das wichtige Frage, worauf es eine Antwort gibt. Durch den Einsatz hochfrequenter Ströme kann die Effizienz von Geräten deutlich gesteigert werden. Hierzu empfiehlt sich der Einsatz spezieller Netzteile.

Merkmale von Induktionsöfen

Diese Art von Ausrüstung hat bestimmte charakteristische Merkmale, was sowohl Vor- als auch Nachteile sind.

Da die Verteilung des Metalls gleichmäßig sein muss, zeichnet sich das resultierende Material durch eine gute homogene Masse aus. Diese Art von Ofen funktioniert, indem er Energie durch Zonen transportiert und gleichzeitig die Funktion der Energiebündelung einführt. Zu den verfügbaren Parametern gehören Kapazität, Betriebsfrequenz und die Auskleidungsmethode sowie die Regulierung der Temperatur, bei der das Metall schmilzt, was den Arbeitsprozess erheblich erleichtert. Das vorhandene technologische Potenzial des Ofens sorgt für eine hohe Schmelzleistung; die Geräte sind umweltfreundlich, für den Menschen völlig unbedenklich und jederzeit einsatzbereit.

Der auffälligste Nachteil solcher Geräte ist die schwierige Reinigung. Da die Schlacke ausschließlich durch die vom Metall erzeugte Wärme erhitzt wird, reicht diese Temperatur nicht aus, um ihre volle Nutzung zu gewährleisten. Der hohe Temperaturunterschied zwischen Metall und Schlacke ermöglicht es nicht, den Abfallbeseitigungsprozess so einfach wie möglich zu gestalten. Als weiterer Nachteil ist es üblich, den Spalt hervorzuheben, weshalb es immer notwendig ist, die Dicke der Auskleidung zu reduzieren. Aufgrund solcher Maßnahmen kann es nach einiger Zeit zu Störungen kommen.

Einsatz von Induktionsöfen im industriellen Maßstab

In der Industrie findet man am häufigsten Tiegel- und Rinneninduktionsöfen. Im ersten Schritt werden beliebige Metalle in beliebigen Mengen geschmolzen. Metallbehälter in solchen Varianten können bis zu mehreren Tonnen Metall fassen. Natürlich Induktion Schmelzöfen In diesem Fall ist es unmöglich, es selbst zu tun. Rinnenöfen sind zum Schmelzen verschiedener Arten von Nichteisenmetallen sowie Gusseisen bestimmt.

Dieses Thema ist für Fans von Radiodesign und Radiotechnik oft von Interesse. Jetzt wird klar, dass es durchaus möglich ist, Induktionsöfen mit eigenen Händen zu bauen, und dies ist vielen Menschen gelungen. Um eine solche Ausrüstung zu erstellen, ist es jedoch erforderlich, den Betrieb eines Stromkreises zu implementieren, der die vorgeschriebenen Aktionen des Ofens selbst enthält. Solche Lösungen erfordern die Einbeziehung derjenigen, die in der Lage sind, Wellenschwingungen zu erzeugen. Mit vier elektronischen Lampen in Kombination mit einer Neonlampe, die signalisiert, dass die Anlage betriebsbereit ist, lässt sich ein einfacher DIY-Induktionsofen nach der Schaltung bauen.

In diesem Fall der Kondensatorgriff Wechselstrom befindet sich nicht im Gerät. Dadurch können Sie mit Ihren eigenen Händen einen Induktionsofen bauen. Das Gerätediagramm beschreibt detailliert den jeweiligen Standort einzelnes Element. Sie können sicherstellen, dass das Gerät ausreichend leistungsfähig ist, indem Sie einen Schraubenzieher verwenden, der innerhalb weniger Sekunden einen glühenden Zustand erreichen sollte.

Besonderheiten

Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen einen Induktionsofen bauen, dessen Funktionsprinzip und Montage nach dem entsprechenden Schema untersucht und durchgeführt werden, sollten Sie wissen, dass die Schmelzrate in diesem Fall von einem oder mehreren der unten aufgeführten Faktoren beeinflusst werden kann :

Pulsfrequenz;

Hystereseverluste;

Strom erzeugen;

Der Zeitraum der Wärmefreisetzung;

Verluste, die mit dem Auftreten von Wirbelströmen verbunden sind.

Wenn Sie vorhaben, mit Ihren eigenen Händen einen Induktionsherd zu bauen, müssen Sie bei der Verwendung von Lampen bedenken, dass deren Leistung so verteilt werden sollte, dass vier Stück ausreichen. Bei Verwendung eines Gleichrichters erhalten Sie ein Netz von ca. 220 V.

Nutzung von Öfen im Haushalt

Im Alltag werden solche Geräte eher selten verwendet, obwohl ähnliche Technologien in zu finden sind Heizsysteme. Sie sind in Form von Mikrowellenöfen zu sehen und im Umfeld neuer Technologien hat diese Entwicklung breite Anwendung gefunden. Zum Beispiel die Verwendung von Wirbelinduktionsströmen in Induktionsherde ah ermöglicht es Ihnen, eine große Auswahl an Gerichten zuzubereiten. Da das Aufheizen nur sehr kurze Zeit in Anspruch nimmt, kann der Brenner nicht eingeschaltet werden, wenn nichts darauf steht. Um jedoch solche speziellen und zu verwenden nützliche Platten Es sind spezielle Utensilien erforderlich.

Build-Prozess

Die Do-it-yourself-Induktion besteht aus einem Induktor, einem wassergekühlten Magnetventil Kupferrohr und ein Tiegel, aus dem hergestellt werden kann keramische Materialien, und manchmal aus Stahl, Graphit und anderen. In einem solchen Gerät können Sie Gusseisen, Stahl, Edelmetalle, Aluminium, Kupfer, Magnesium schmelzen. Do-it-yourself-Induktionsöfen werden mit einer Tiegelkapazität von einigen Kilogramm bis zu mehreren Tonnen hergestellt. Sie können Vakuum, gasgefüllt, offen und kompressor sein. Die Öfen werden mit Hoch-, Mittel- und Niederfrequenzströmen betrieben.

Wenn Sie also daran interessiert sind, Ihren eigenen Induktionsofen zu bauen, sieht das Schema die Verwendung der folgenden Hauptkomponenten vor: ein Schmelzbad und eine Induktionseinheit, die einen Herdstein, einen Induktor und einen Magnetkern umfasst. Ein Rinnenofen unterscheidet sich von einem Tiegelofen dadurch, dass im Wärmeabgabekanal, in dem sich immer ein elektrisch leitender Körper befinden muss, elektromagnetische Energie in thermische Energie umgewandelt wird. Zur Erstinbetriebnahme eines Rinnenofens wird geschmolzenes Metall hineingegossen oder eine Schablone aus einem im Ofen richtbaren Material eingesetzt. Wenn das Schmelzen abgeschlossen ist, ist das Metall nicht vollständig entleert, sondern es bleibt ein „Sumpf“ zurück, der den Wärmeabgabekanal für eine spätere Inbetriebnahme füllen soll. Wenn Sie einen Induktionsofen mit Ihren eigenen Händen bauen möchten, wird dieser abnehmbar gemacht, um den Austausch des Herdsteins für die Ausrüstung zu erleichtern.

Ofenkomponenten

Wenn Sie also daran interessiert sind, einen Mini-Induktionsofen mit Ihren eigenen Händen herzustellen, ist es wichtig zu wissen, dass sein Hauptelement die Heizspirale ist. Bei einer selbstgebauten Version reicht es aus, einen Induktor aus einem blanken Kupferrohr mit einem Durchmesser von 10 mm zu verwenden. Für Induktor verwendet Innendurchmesser 80-150 mm und die Anzahl der Windungen beträgt 8-10. Es ist wichtig, dass sich die Windungen nicht berühren und der Abstand zwischen ihnen 5-7 mm beträgt. Teile des Induktors dürfen nicht mit der Abschirmung in Berührung kommen; der Mindestabstand sollte 50 mm betragen.

Wenn Sie vorhaben, einen Induktionsherd mit Ihren eigenen Händen zu benutzen, sollten Sie das wissen Industrieller Maßstab Die Induktoren werden mit Wasser oder Frostschutzmittel gekühlt. Bei geringer Leistung und kurze Arbeit Die Erstellung des Geräts kann ohne Kühlung erfolgen. Während des Betriebs wird der Induktor jedoch sehr heiß und Ablagerungen auf Kupfer können nicht nur die Effizienz des Geräts stark beeinträchtigen, sondern auch zu einem vollständigen Leistungsverlust führen. Es ist unmöglich, einen gekühlten Induktor selbst herzustellen, daher muss er regelmäßig ausgetauscht werden. Sie können nicht erzwungen verwenden Luftkühlung, da das in der Nähe der Spule platzierte Lüftergehäuse EMF „anzieht“, was zu einer Überhitzung und einer Verringerung der Effizienz des Ofens führt.

Generator

Beim Zusammenbau eines Induktionsofens mit eigenen Händen sieht das Diagramm die Verwendung eines solchen vor wichtiges Element, wie eine Lichtmaschine. Sie sollten nicht versuchen, einen Herd zu bauen, wenn Sie die Grundlagen der Funkelektronik nicht mindestens auf dem Niveau eines angelernten Funkamateurs kennen. Die Wahl der Generatorschaltung sollte so erfolgen, dass sie kein hartes Stromspektrum erzeugt.

Verwendung von Induktionsöfen

Diese Art von Ausrüstung wird häufig in Bereichen wie Gießereien eingesetzt, in denen das Metall bereits gereinigt wurde und in eine bestimmte Form gebracht werden muss. Sie können auch einige Legierungen erhalten. Auch in der Schmuckherstellung haben sie weite Verbreitung gefunden. Das einfache Funktionsprinzip und die Möglichkeit, einen Induktionsofen mit eigenen Händen zusammenzubauen, ermöglichen es Ihnen, die Rentabilität seiner Nutzung zu steigern. Für diesen Bereich können Geräte mit einem Tiegelinhalt von bis zu 5 Kilogramm eingesetzt werden. Für kleine Industrien Diese Option ist optimal.

Induktionsöfen werden zum Schmelzen von Metallen verwendet und zeichnen sich dadurch aus, dass die Erwärmung in ihnen durch elektrischen Strom erfolgt. Der Strom wird im Induktor, genauer gesagt in einem Gleichfeld, angeregt.

In solchen Strukturen wird Energie mehrmals umgewandelt (in dieser Reihenfolge):

• in elektromagnetische;
• elektrisch;
• Thermal-

Mit solchen Öfen können Sie die Wärme mit maximaler Effizienz nutzen, was nicht verwunderlich ist, da sie die fortschrittlichsten von allen sind. bestehende Modelle angetrieben durch strom.

Passt auf! Induktionsdesigns gibt es in zwei Ausführungen – mit oder ohne Kern. Im ersten Fall wird das Metall in eine rohrförmige Wanne gelegt, die sich um den Induktor herum befindet. Der Kern befindet sich im Induktor selbst. Die zweite Option heißt Tiegel, da sich darin das Metall und der Tiegel bereits im Indikator befinden. Von einem Kern kann in diesem Fall natürlich keine Rede sein.

Im heutigen Artikel werden wir darüber sprechen, wie man es machtDIY Induktionsofen.

Unter zahlreiche Vorteile Hervorzuheben ist Folgendes:

• Umweltsauberkeit und Sicherheit;
• erhöhte Homogenität der Schmelze durch aktive Metallbewegung;
• Geschwindigkeit – der Ofen kann fast sofort nach dem Einschalten verwendet werden;
• zonale und fokussierte Energieorientierung;
• hohe Schmelzrate;
• keine Dämpfe von Legierungsstoffen;
• Möglichkeit der Temperatureinstellung;
• zahlreiche technische Möglichkeiten.

Es gibt aber auch Nachteile.

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

Video – Induktionsofen

Industrielle Anwendung

Beide Bauformen werden beim Schmelzen von Gusseisen, Aluminium, Stahl, Magnesium, Kupfer und Edelmetallen eingesetzt. Das Nutzvolumen solcher Bauwerke kann zwischen mehreren Kilogramm und mehreren Hundert Tonnen liegen.

Öfen Industrielle Nutzung sind in mehrere Typen unterteilt.

1. Mittelfrequenzausführungen werden häufig im Maschinenbau und in der Metallurgie eingesetzt. Mit ihrer Hilfe wird Stahl geschmolzen, bei Verwendung von Graphittiegeln werden Nichteisenmetalle geschmolzen.
2. Bei der Eisenverhüttung kommen industrielle Frequenzdesigns zum Einsatz.
3. Widerstandsstrukturen sind zum Schmelzen von Aluminium, Aluminiumlegierungen und Zink bestimmt.

Passt auf! Es war die Induktionstechnologie, die die Grundlage für beliebtere Geräte bildete – Mikrowellenherde.

Haushaltsgebrauch

Im Hinblick auf offensichtliche Gründe Ein Induktionsofen zum Schmelzen wird im Alltag selten verwendet. Aber die im Artikel beschriebene Technologie findet sich in fast allen moderne Häuser und Wohnungen. Dazu gehören die oben genannten Mikrowellenherde, Induktionsherde und Elektroöfen.

Denken Sie zum Beispiel an Platten. Sie erhitzen das Geschirr durch Induktionswirbelströme, wodurch die Erwärmung fast augenblicklich erfolgt. Es ist typisch, dass es unmöglich ist, einen Brenner einzuschalten, auf dem sich kein Kochgeschirr befindet.

Der Wirkungsgrad von Induktionsherden erreicht 90 %. Zum Vergleich: Bei Elektroherden sind es ca. 55-65 %, bei Gasherden sind es maximal 30-50 %. Der Fairness halber ist jedoch anzumerken, dass für den Betrieb der beschriebenen Öfen spezielle Utensilien erforderlich sind.

Selbstgebauter Induktionsofen

Vor nicht allzu langer Zeit haben heimische Funkamateure deutlich gezeigt, dass man einen Induktionsofen selbst bauen kann. Heute gibt es viele verschiedene Schemata und Fertigungstechnologien haben wir nur die beliebtesten aufgelistet, die am effektivsten und am einfachsten umzusetzen sind.

Induktionsofen aus Hochfrequenzgenerator

Unten ist Elektrischer Schaltplan für die Produktion selbstgemachtes Gerät von einem Hochfrequenzgenerator (27,22 Megahertz).

Zusätzlich zum Generator werden für den Zusammenbau vier Hochleistungsglühbirnen und eine schwere Lampe für die Bereitschaftsanzeige benötigt.

Passt auf! Der Hauptunterschied zwischen einem nach diesem Schema hergestellten Ofen ist der Kondensatorgriff – in diesem Fall befindet er sich außerhalb.

Darüber hinaus schmilzt das in der Spule (Induktor) befindliche Metall in einem Gerät mit der kleinsten Leistung.

Bei der Herstellung müssen einige wichtige Punkte beachtet werden, die sich auf die Geschwindigkeit des Metallschneidens auswirken. Das:

• Leistung;
• Frequenz;
• Wirbelverluste;
• Wärmeübertragungsintensität;
• Hystereseverluste.

Das Gerät wird über ein Standard-220-V-Netz mit Strom versorgt, jedoch mit einem vorinstallierten Gleichrichter. Wenn der Ofen zum Heizen eines Raums bestimmt ist, empfiehlt sich die Verwendung einer Nichromspirale und zum Schmelzen Graphitbürsten. Schauen wir uns die einzelnen Designs genauer an.

Video - Aufbau eines Schweißinverters

Die Essenz des Designs ist wie folgt: Ein Paar Graphitbürsten wird installiert und Granitpulver wird dazwischen gegossen, wonach die Verbindung zum Abwärtstransformator hergestellt wird. Charakteristisch ist, dass beim Schmelzen kein Stromschlag zu befürchten ist, da keine 220 V verwendet werden müssen.

Montagetechnik

Schritt 1. Zusammenbau der Basis – Boxen aus Schamottesteine Maße 10x10x18 cm, verlegt auf feuerbeständigen Fliesen.

Schritt 2. Der Karton wird mit Asbestkarton veredelt. Nach der Benetzung mit Wasser erweicht das Material und lässt sich dadurch beliebig formen. Auf Wunsch kann die Struktur mit Stahldraht umwickelt werden.

Passt auf! Die Abmessungen der Box können je nach Leistung des Transformators variieren.

Schritt 3. Die beste Option für einen Graphitofen ist ein Transformator einer Schweißmaschine mit einer Leistung von 0,63 kW. Wenn der Transformator für 380 V ausgelegt ist, kann er umgespult werden, obwohl viele erfahrene Elektriker behaupten, dass man alles so lassen kann, wie es ist

Schritt 4. Der Transformator ist mit dünnem Aluminium umwickelt – so wird die Struktur im Betrieb nicht zu heiß.

Schritt 5. Graphitbürsten werden installiert, ein Tonsubstrat wird auf den Boden des Kastens gelegt – so breitet sich das geschmolzene Metall nicht aus.

Der Hauptvorteil eines solchen Ofens ist hohe Temperatur, das sogar zum Schmelzen von Platin oder Palladium geeignet ist. Zu den Nachteilen zählen jedoch die schnelle Erwärmung des Transformators und sein geringes Volumen (es können nicht mehr als 10 g auf einmal geschmolzen werden). Aus diesem Grund ist für Schmelzen mit größerem Volumen eine andere Auslegung erforderlich.

Um große Metallmengen zu schmelzen, benötigen Sie also einen Ofen Nichromdraht. Das Funktionsprinzip der Konstruktion ist recht einfach: Einer Nichromspirale wird elektrischer Strom zugeführt, der das Metall erhitzt und schmilzt. Im Internet gibt es viele verschiedene Formeln zur Berechnung der Länge eines Kabels, aber im Prinzip sind sie alle gleich.

Schritt 1. Für die Spirale wird Nichrom ø0,3 mm mit einer Länge von ca. 11 m verwendet.

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

Schritt 3. Verwenden Sie einen kleinen Tiegel als Tiegel. Keramikrohrø1,6 cm und 15 cm lang. Ein Ende des Rohrs ist mit Asbestfaden verschlossen – so kann das geschmolzene Metall nicht austreten.

Schritt 4. Nach Prüfung der Funktionsfähigkeit wird die Spirale um das Rohr gelegt. In diesem Fall wird derselbe Asbestfaden zwischen die Windungen gelegt – er verhindert Kurzschlüsse und begrenzt den Sauerstoffzutritt.

Schritt 5. Die fertige Spule wird in eine Hochleistungslampenfassung gesteckt. Solche Kartuschen bestehen meist aus Keramik und haben die erforderliche Größe.

Vorteile dieses Designs:

• hohe Produktivität (bis zu 30 g pro Durchgang);
• schnelles Erhitzen (ca. fünf Minuten) und langes Abkühlen;
• Benutzerfreundlichkeit – es ist bequem, Metall in Formen zu gießen;
• sofortiger Austausch der Spirale im Falle eines Burnouts.

Aber es gibt natürlich auch Nachteile:

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

Passt auf! Sie können kein Metall in den Ofen geben, wenn die vorherige Portion dort bereits geschmolzen ist. Andernfalls verteilt sich das gesamte Material im Raum und kann außerdem Ihre Augen verletzen.

Als Fazit

Wie Sie sehen, können Sie einen Induktionsofen immer noch selbst bauen. Aber um ehrlich zu sein, handelt es sich bei dem beschriebenen Design (wie allen im Internet verfügbaren) nicht gerade um einen Ofen, sondern um einen Kukhtetsky-Laborwechselrichter. Es ist einfach unmöglich, zu Hause eine vollwertige Induktionsstruktur zusammenzubauen.

Der Induktionsofen ist kein neues Produkt mehr – diese Erfindung gibt es schon seit dem 19. Jahrhundert, doch erst in unserer Zeit, mit der Entwicklung der Technik und der Elementarbasis, beginnt sie endlich überall Einzug in den Alltag zu halten. Bisher gab es viele Fragen zu den Feinheiten von Induktionsöfen, aber nicht alle physikalische Prozesse waren völlig verständlich, aber die Geräte selbst hatten viele Mängel und wurden nur in der Industrie, hauptsächlich zum Schmelzen von Metallen, eingesetzt.

Mit dem Aufkommen leistungsstarker Hochfrequenztransistoren und billiger Mikrocontroller, die in allen Bereichen der Wissenschaft und Technologie Durchbrüche erzielt haben, sind nun wirklich wirksame Induktionsherde aufgetaucht, die frei für den Haushaltsbedarf (Kochen, Wassererhitzen, Heizen) und sogar andere Zwecke verwendet werden können mit eigenen Händen zusammengebaut.

Physikalische Grundlagen und Funktionsprinzip des Ofens

Abb.1. Diagramm eines Induktionsofens

Bevor Sie ein Induktionsheizgerät auswählen oder herstellen, sollten Sie verstehen, was es ist. IN in letzter Zeit Das Interesse an diesem Thema nimmt zu, aber nur wenige Menschen haben ein umfassendes Verständnis der Physik magnetischer Wellen. Dies hat zu vielen Missverständnissen, Mythen und vielen unwirksamen oder unsicheren hausgemachten Produkten geführt. Sie können einen Induktionsofen mit Ihren eigenen Händen bauen, aber vorher sollten Sie sich zumindest Grundkenntnisse aneignen.

Das Funktionsprinzip eines Induktionsherds basiert auf dem Phänomen der elektromagnetischen Induktion. Das Schlüsselelement hierbei ist der Induktor, bei dem es sich um einen hochwertigen Induktor handelt. Induktionsöfen werden häufig zum Erhitzen oder Schmelzen elektrisch leitender Materialien, meist Metalle, verwendet, da in ihnen ein elektrischer Wirbelstrom induziert wird. Das oben dargestellte Diagramm veranschaulicht den Aufbau dieses Ofens (Abb. 1).

Generator G erzeugt eine Spannung variabler Frequenz. Unter dem Einfluss seiner elektromotorischen Kraft fließt in der Induktorspule L ein Wechselstrom I 1. Der Induktor L stellt zusammen mit dem Kondensator C einen auf Resonanz mit der Frequenz der Quelle G abgestimmten Schwingkreis dar, wodurch der Wirkungsgrad des Ofens deutlich steigt.

Gemäß den physikalischen Gesetzen entsteht im Raum um den Induktor L ein magnetisches Wechselfeld H. Dieses Feld kann in existieren Luftumgebung, aber um die Eigenschaften zu verbessern, werden manchmal spezielle ferromagnetische Kerne verwendet, die im Vergleich zu Luft eine bessere magnetische Leitfähigkeit haben.

Stromleitungen Magnetfeld Durchqueren Sie einen im Induktor platzierten Gegenstand W und induzieren Sie darin einen magnetischen Fluss F. Wenn das Material, aus dem das Werkstück W besteht, elektrisch leitend ist, entsteht darin ein induzierter Strom I 2, der sich im Inneren schließt und Wirbelinduktionsflüsse bildet. Gemäß dem Gesetz der thermischen Wirkung von Elektrizität erhitzen Wirbelströme den Gegenstand W.

Herstellung einer Induktionsheizung

Ein Induktionsofen besteht aus zwei Hauptfunktionsblöcken: einem Induktor (Heizinduktionsspule) und einem Generator (Wechselspannungsquelle). Der Induktor ist ein blankes Kupferrohr, das zu einer Spirale gerollt ist (Abb. 2).

Um mit eigenen Händen einen Ofen mit einer Leistung von nicht mehr als 3 kW herzustellen, muss der Induktor mit den folgenden Parametern hergestellt werden:

• Rohrdurchmesser – 10 mm;
• Spiraldurchmesser – 8-15 cm;
• Anzahl der Spulenwindungen – 8-10;
• der Abstand zwischen den Windungen beträgt 5-7 mm;
• Der Mindestabstand im Bildschirm beträgt 5 cm.

Achten Sie darauf, dass benachbarte Spulenwindungen nicht in Kontakt kommen. Halten Sie den vorgeschriebenen Abstand ein. Der Induktor darf in keiner Weise mit dem Schutzgitter des Ofens in Berührung kommen; der Abstand zwischen ihnen darf nicht kleiner sein als angegeben.

Herstellung von Generatoren

Abb.3. Lampenschaltung

Es ist zu beachten, dass für die Herstellung eines Induktionsofens mindestens durchschnittliche Fähigkeiten und Fertigkeiten im Bereich Funktechnik erforderlich sind. Es ist besonders wichtig, sie zu haben, um eine zweite zu schaffen Schlüsselelement– Hochfrequenzstromgenerator. Ohne dieses Wissen können Sie keinen selbstgebauten Ofen zusammenbauen oder verwenden. Darüber hinaus kann es lebensbedrohlich sein.

Für diejenigen, die sich dieser Angelegenheit mit Wissen und Verständnis für den Prozess widmen, gibt es welche verschiedene Möglichkeiten und Diagramme, nach denen ein Induktionsofen zusammengebaut werden kann. Wählen passendes Schema Generator wird empfohlen, auf Optionen mit einem harten Strahlungsspektrum zu verzichten. Dazu gehört eine weit verbreitete Schaltung mit einem Thyristorschalter. Die hochfrequente Strahlung eines solchen Generators kann starke Störungen für alle umliegenden Funkgeräte verursachen.

Seit Mitte des 20. Jahrhunderts erfreut sich ein mit 4 Lampen bestückter Induktionsofen großer Beliebtheit bei Funkamateuren. Seine Qualität und Effizienz sind bei weitem nicht die besten, und Radioröhren sind heutzutage schwer zu bekommen. Viele bauen jedoch weiterhin Generatoren nach diesem speziellen Schema zusammen, seitdem dies der Fall ist großer Vorteil: weiches, schmalbandiges Spektrum des erzeugten Stroms, wodurch ein solcher Ofen ein Minimum an Störungen aussendet und so sicher wie möglich ist (Abb. 3).

Die Betriebsart dieses Generators wird über einen variablen Kondensator C eingestellt. Der Kondensator muss über ein Luftdielektrikum verfügen, der Spalt zwischen seinen Platten muss mindestens 3 mm betragen. Das Diagramm enthält auch eine Neonlampe L, die als Anzeige dient.

Universelle Generatorschaltung

Moderne Induktionsöfen arbeiten mit fortschrittlicheren Elementen – Mikroschaltungen und Transistoren. Die universelle Schaltung eines Gegentaktgenerators mit einer Leistung von bis zu 1 kW hat sich als großer Erfolg erwiesen. Das Funktionsprinzip basiert auf einem unabhängigen Erregergenerator, wobei der Induktor im Brückenmodus eingeschaltet ist (Abb. 4).

Vorteile eines nach diesem Schema aufgebauten Gegentaktgenerators:

1. Möglichkeit, zusätzlich zum Hauptmodus am 2. und 3. Modus zu arbeiten.
2. Es gibt einen Flächenheizmodus.
3. Regelbereich 10-10000 kHz.
4. Weiches Emissionsspektrum im gesamten Bereich.
5. Erfordert keinen zusätzlichen Schutz.

Die Frequenzeinstellung erfolgt über einen variablen Widerstand R2. Der Betriebsfrequenzbereich wird durch die Kondensatoren C 1 und C 2 eingestellt. Der Zwischenstufen-Anpasstransformator muss einen Ringferritkern mit einem Querschnitt von mindestens 2 cm² haben. Die Wicklung des Transformators besteht aus emaillierter Draht Querschnitt 0,8-1,2 mm. Transistoren müssen aufgesetzt werden gemeinsamer Kühler Fläche ab 400 qm.

Fazit zum Thema

Das von einem Induktionsofen ausgestrahlte elektromagnetische Feld (EMF) wirkt sich auf alle ihn umgebenden Leiter aus. Hierzu zählen auch Auswirkungen auf den menschlichen Körper. Unter dem Einfluss von EMF werden die inneren Organe gleichmäßig erwärmt und verstärken sich allgemeine Temperatur Körper in seiner Gesamtheit.

Daher ist es wichtig, bei der Arbeit mit dem Ofen bestimmte Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um negative Folgen zu vermeiden.

Zunächst muss das Generatorgehäuse mit einem Gehäuse aus verzinkten Eisenblechen oder einem Netz mit kleinen Zellen abgeschirmt werden. Dadurch wird die Strahlungsintensität um das 30- bis 50-fache reduziert.

Es sollte auch beachtet werden, dass in unmittelbare Nähe Vom Induktor aus ist die Energieflussdichte höher, insbesondere entlang der Wicklungsachse. Daher sollte die Induktionsspule vertikal positioniert werden und die Erwärmung besser aus der Ferne beobachtet werden.

In diesem Artikel empfehle ich Ihnen, sich mit den Induktionsöfen, die in der Industrie zum Schmelzen von Metallen eingesetzt werden, sowie deren Typen und Designs vertraut zu machen.

Wenn Sie Nichteisen- oder Edelmetalle schmelzen müssen, ist es besser, einen Induktionsofen zu verwenden. Er bietet viele Vorteile im Vergleich zu anderen Gerätetypen. Außerdem erfahren Sie, wie Sie einen Induktionsofen mit Ihren eigenen Händen herstellen und welche Materialien dafür verwendet werden.

Induktionsöfen werden zum Schmelzen von Metallen verwendet und zeichnen sich dadurch aus, dass die Erwärmung in ihnen durch elektrischen Strom erfolgt. Der Strom wird im Induktor, genauer gesagt in einem Gleichfeld, angeregt.

Das Schmelzen von Metallen in Induktionsschmelzöfen ist heute aufgrund ihrer Energieeffizienz, Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit, Vielseitigkeit, der Fähigkeit zur Herstellung hochwertiger Gussteile und relativ niedrigen Kosten weit verbreitet.

Die Stahlindustrie verwendet Eisenerz und Metalle zum Erhitzen und Schmelzen verschiedene ArtenÖfen für die Metallverarbeitung.

Abhängig von der Art des verwendeten Brennstoffs werden Induktionsöfen in Flammenöfen eingeteilt. Dazu gehören Herdöfen, Hochöfen, Grubenöfen, Gastiegelöfen und Öfen zum Schmelzen von Metall mit elektrischer Beheizung.

Elektroöfen haben eine Klassifizierung, die von der Umwandlungsmethode abhängt elektrische Energie zu thermisch.

Eine dieser Methoden ist das Schmelzen von Metallen in einer induktiven Magnetfeldumgebung.

Zu den Hauptmerkmalen Induktionsöfen enthalten:

• Name des zu schmelzenden Metalls;
• Kapazität in Tonnen;
• Leistung in Kilowatt;
• Versorgungsspannung und -frequenz, Nennwert Strom und Anzahl der Phasen.

Vorteile von Induktionsöfen

Hohe Reinheit der resultierenden Schmelze.

Bei anderen Arten von thermischen Metallschmelzöfen kommt es in der Regel zu einem direkten Kontakt des Kühlmittels mit dem Material und dadurch zu einer Kontamination des letzteren.

In Induktionsöfen wird die Erwärmung durch die Aufnahme leitfähiger Materialien durch die innere Struktur erzeugt elektromagnetisches Feld Induktor. Daher sind solche Öfen ideal für die Schmuckherstellung.

• Bei thermischen Öfen besteht das Hauptproblem darin, den Gehalt an Phosphor und Schwefel in Eisenmetallschmelzen zu verringern, was deren Qualität verschlechtert.
• Hoher Wirkungsgrad von Induktionsschmelzgeräten, der bis zu 98 % erreicht.
• Hohe Schmelzgeschwindigkeit durch Erwärmung der Probe von innen und dadurch hohe Produktivität des IPP, insbesondere bei kleinen Arbeitsvolumina bis 200 kg.
• Das Aufheizen eines elektrischen Muffelofens mit einer Beladung von 5 kg dauert mehrere Stunden, während ein Induktionsofen nicht länger als eine Stunde dauert.
• Geräte mit einer Tragfähigkeit von bis zu 200 kg lassen sich einfach aufstellen, installieren und bedienen.

Arten von Induktionsöfen

In der Gruppe der metallurgischen Produktionsanlagen lassen sich mehrere Arten von Öfen unterscheiden:

Design Induktionserwärmung Kalb ist eine zylindrische Spule mit mehreren Windungen, die als Induktor bezeichnet wird elektrische Spannung Wechselstrom, wodurch Magnetfelder entstehen, die Wirbelströme anregen.

In Innenraum Der Induktor wird in ein Gefäß oder einen Behälter mit Metall oder Erz gegeben. Unter dem Einfluss eines Magnetfeldes und Wirbelströmen erhöht sich der Widerstand im Metall, was nach allen Gesetzen der Physik zu einer Erwärmung und damit zum Schmelzvorgang führt.

Die Leistung von Induktionsschmelzöfen hängt von der Größe der angelegten Spannung und der Frequenz des elektrischen Stroms ab. Diese Beziehung wird bei Arten von Induktionsöfen - Heizanlagen verwendet Wärmebehandlung und Schmelzöfen.

Industrieöfen werden in verschiedene Typen unterteilt.

• Mittelfrequenzausführungen werden häufig im Maschinenbau und in der Metallurgie eingesetzt. Mit ihrer Hilfe wird Stahl geschmolzen, bei Verwendung von Graphittiegeln werden Nichteisenmetalle geschmolzen.
• Bei der Eisenverhüttung kommen industrielle Frequenzdesigns zum Einsatz.
• Widerstandsstrukturen sind zum Schmelzen von Aluminium, Aluminiumlegierungen und Zink bestimmt.

Der Induktionsofen wird in großen und kleinen Unternehmen häufig zum Schmelzen von Metallen (Nichteisen- und Eisenmetalle) eingesetzt. In Induktionsgießöfen wird ein Metall oder eine Legierung erhitzt, bis sich ihr Aggregatzustand ändert.

Gleichzeitig werden Rinnenöfen trotz ihrer höheren Effizienz deutlich seltener eingesetzt – hauptsächlich zur Herstellung von Gusseisen hohe Qualität und Legierungen, deren Schmelzpunkt relativ niedrig ist, sowie zum Schmelzen von Nichteisenmetallen.

Solche Öfen werden nicht für Stahl verwendet, da dessen Schmelztemperatur die Haltbarkeit der Auskleidung (Schutzlackierung) stark verringert. Außerdem können Sie kein minderwertiges Gestein, Späne und kleines Gestein schmelzen.

Tiegelöfen werden unter anderem aufgrund der einfachen Bedienung viel häufiger eingesetzt große Möglichkeiten Prozesskontrolle, einschließlich der Möglichkeit eines unregelmäßigen und intermittierenden Betriebs. Sie eignen sich gut für die Produktion große Menge Abgüsse von mehreren zehn Tonnen und für kleine Portionen in Dutzenden von Gramm.

Tiegelöfen werden zum Schmelzen von legierten Stählen und anderen Legierungen verwendet, die eine besondere Reinheit der chemischen Zusammensetzung und Homogenität erfordern.

Merkmale der Verwendung von Induktionsöfen

Ein Induktionsofen ist ein Teil einer Induktionsanlage, einschließlich eines Induktors, eines Rahmens, einer Heiz- oder Schmelzkammer, eines Vakuumsystems, Mechanismen zum Kippen des Ofens oder zum Bewegen erhitzter Produkte im Raum usw.

Der Induktionstiegelofen (kernloser Induktionsofen) ist ein zylindrischer Schmelztiegel aus feuerfestes Material und in den Hohlraum eines Induktors gelegt, der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist.

Die Auskleidung eines Induktionsschmelzofens muss folgende Eigenschaften aufweisen:

• hohe Feuerbeständigkeit und Schlackenbeständigkeit;
• hohe Temperaturbeständigkeit;
• hohe mechanische Festigkeit;
• Mindestdicke.

Die Konstruktion von Induktionsöfen weist eigene Merkmale auf, die bei anderen Ofenkonstruktionen nicht zu finden sind.

Die Übertragung elektrischer Energie auf das erhitzte Objekt erfolgt ohne Kontakt zur Elektroinstallation.

Die Wärmeabgabe erfolgt direkt am Heizort, wodurch die Energie der erzeugten Wärme optimal genutzt werden kann.

Hohe Erwärmungsrate eines in einem Induktor platzierten Objekts.

Induktionsöfen zum Schmelzen von Metallen verbrauchen deutlich weniger Strom.

Da diese Erhitzungsmethode direkt in der Metallumgebung erfolgt, ist es möglich, Legierungen verschiedener Qualitäten und Eigenschaften zu erhalten, die praktisch frei von Verunreinigungen sind, und Gussteile mit einheitlicher chemischer Zusammensetzung zu erhalten.

In Induktionsöfen können Sie verschiedene Arten von Metallen schmelzen, das sind verschiedene Stahlsorten, hochwertiges Gusseisen und Nichteisenmetalle.

Das Konstruktionsmerkmal der Heizgeräte ist das geringe Gewicht der Induktionsofenauskleidung im Vergleich zum Gewicht des Metalls und damit eine Reduzierung Wärmeenergie Der Ofen ermöglicht ein periodisches Schmelzen, was bei Öfen anderer Bauart ausgeschlossen ist.

Zu den Nachteilen von Induktionsöfen zählen folgende Faktoren:

• teure und schwer herzustellende elektrische Geräte;
• das Vorhandensein von „kalten“ Schlacken, die den Prozess der Metallveredelung erschweren; diese Wärmebehandlungsmethode wird bei der Herstellung hochwertiger Stähle verwendet;
• durch plötzliche Temperaturschwankungen, geringe Haltbarkeit der Auskleidung.

Der Einsatz von Induktionsheizöfen ermöglicht die Automatisierung von Schmelzprozessen, die Herstellung hochlegierter Metalle und die Bereitstellung gute Bedingungen Arbeit für Servicepersonal. Zudem wird die Umweltbelastung minimiert.

In Induktionsöfen werden Stahl und Legierungen aus Legierungsabfällen durch Umschmelzen oder aus reinem Einsatzeisen und Schrott unter Zusatz von Ferrolegierungen durch Schmelzen erschmolzen.

Nach dem Schmelzen der Charge wird eine Schlackenmischung auf die Metalloberfläche aufgetragen, um den Wärmeverlust des Metalls und den Verlust von Legierungselementen zu reduzieren und es vor einer Sättigung mit Gasen zu schützen.

Beim Schmelzen in Säureöfen wird nach dem Schmelzen und Entfernen der Schmelzschlacke Schlacke aus Glasscherben (SiO2) hinzugefügt. Zur abschließenden Desoxidation werden Ferrosilicium, Ferromangan und Aluminium in die Pfanne gegeben, bevor das Metall freigesetzt wird.

In den Hauptöfen erfolgt die Desoxidation mit einer Mischung aus Kalkpulver, Koks, Ferrosilicium, Ferromangan und Aluminium.

In solchen Öfen werden hochwertige legierte Stähle mit einem hohen Gehalt an Mangan, Titan, Nickel und Aluminium erschmolzen, in säureausgekleideten Öfen werden mit anderen Elementen legierte Baustähle erschmolzen.

In Öfen ist es möglich, kohlenstoffarme Stähle und kohlenstofffreie Legierungen herzustellen, da kein Aufkohlungsmedium vorhanden ist.

Beim Vakuuminduktionsschmelzen werden Induktor, Tiegel, Chargenspender und Formen in Vakuumkammern platziert. Es werden hochwertige Legierungen mit geringem Gehalt an Gasen, nichtmetallischen Einschlüssen und mit beliebigen Elementen legierten Legierungen erhalten.

Vorteile gegenüber anderen Schmelzofentypen

Induktionsöfen sind nicht die einzige Erfindung, die zum Schmelzen von Metallen verwendet wird.

Es gibt auch berühmte Herdöfen, Hochöfen und andere Typen. Allerdings hat der Ofen, den wir in Betracht ziehen, gegenüber allen anderen eine Reihe unbestreitbarer Vorteile.

Öfen, die nach dem Induktionsprinzip arbeiten, können recht kompakt sein und ihre Platzierung bereitet keine Schwierigkeiten.

Hohe Schmelzgeschwindigkeit. Während andere Öfen zum Schmelzen von Metall allein zum Aufheizen mehrere Stunden benötigen, schafft ein Induktionsofen dies um ein Vielfaches schneller.

Koeffizient nützliche Aktion nur knapp unter der 100%-Marke.

Bei der Reinheit der Schmelze liegt der Induktionsofen souverän an erster Stelle. Bei anderen Geräten steht das für die Schmelze vorbereitete Werkstück in direktem Kontakt mit Heizkörper, was oft zu einer Kontamination führt. Foucault-Ströme erhitzen das Werkstück von innen, beeinflussen die molekulare Struktur des Metalls und es gelangen keine Nebenprodukte in das Werkstück.

Letzterer Vorteil ist bei Schmuck von entscheidender Bedeutung, da die Häufigkeit des Materials seinen Wert und seine Einzigartigkeit erhöht.

Induktionsöfen verwenden beim Schmelzen von Metallen eine grundlegend andere Heizmethode. Dadurch hat sich auch die Schmelztechnologie verbessert und die Möglichkeiten zum Umschmelzen von Metallen aus Schrott erweitert.

Der Betrieb von Induktionsöfen basiert auf dem Prinzip der Wärmeabgabe eines Metalls beim Durchgang von elektrischem Strom. Die Erwärmung erfolgt also nicht dadurch, dass Hitzewellen das Metall erreichen, sondern durch die Umwandlung der Metallmasse in eine unabhängige Wärmefreisetzungsquelle.

Mithilfe eines Induktors wird im Ofen ein elektromagnetisches Feld erzeugt. In diesem Zusammenhang wird das verwendete Schmelzprinzip als Induktionserwärmung bezeichnet. Der Induktor ist im Design der Schmelzeinheit enthalten.

Erforderlicher Zustand effiziente ArbeitÖfen - ein durchdachtes Kühlsystem. Es ist notwendig, den Ofen gleichzeitig mit Strom zum Erhitzen der Metalle und Wasser zum Kühlen des Induktors selbst zu versorgen.

Durch den Einsatz von Induktionsöfen erhöht sich der Komfort und die Qualität des Metallschmelzens deutlich. Unter dem Einfluss einer elektromagnetischen Strömung nimmt die Zirkulation in der Metallschmelze zu.

Dies trägt dazu bei, die Homogenität des beim Schmelzen erhaltenen Metalls zu erhöhen.

Darüber hinaus erzeugen Schmelzöfen nach dem Prinzip der Induktionserwärmung mehr Metall hohe Leistung sowohl in Reinheit als auch in Gleichmäßigkeit.

Die Verbesserung der Metallqualität wird durch eine Reduzierung der Kosten des gesamten Schmelzprozesses ergänzt. Dies wird durch die Einsparung von Energie erreicht, die für den gesamten Prozess des Umschmelzens von Metallen aufgewendet wird.

Ein weiterer Vorteil ist der hohe Wirkungsgrad derartiger Öfen zusätzliche Bedingung, was zu geringeren Produktionskosten führt.

IN gegenwärtiger Moment In der Industrie werden häufiger Hochfrequenz-Induktionsöfen eingesetzt.

Allerdings haben Mittelfrequenzöfen auch ihre Vorteile. Sie können die Energiekosten um fast die Hälfte senken.

Induktionsöfen mittlerer Hitze haben einen kurzen Schmelzzyklus (40 bis 45 Minuten). Dies wird dadurch erreicht, dass die zulässige Leistungsgrenze in solchen Öfen deutlich erhöht wird.

Durch den Einsatz solcher Öfen erweitern sich auch die Möglichkeiten zur Verbesserung der Metallschmelztechnologie. Beispielsweise können Abfälle aus anderen Industrien (Schmieden, Drehen und Fräsen, Walzen) zur Herstellung von Gusseisen verwendet werden.

Die resultierende Gusseisenzusammensetzung ist nahezu ideal. Dies wird dadurch erreicht, dass Mittelfrequenzöfen eine aktivere Steuerung ermöglichen chemische Zusammensetzung geschmolzenes Metall.

Im Allgemeinen werden die Vorteile des Metallinduktionsschmelzens durch die Verwendung von verstärkt verschiedene Typen Einheiten.

Mittelfrequenz-Induktionsöfen erzeugen zusätzliche Vorteile diese Schmelzmethode zu verwenden.

Derzeit werden etwa 23 % der Induktionsöfen in russischen Unternehmen eingesetzt. Weitere 76 % stammen aus Gaskupolöfen.

Der groß angelegte Einsatz von Induktionsschmelzanlagen in der Produktion wird die Effizienz des gesamten Prozesses und seine Produktivität erheblich steigern, was sich auf die Qualität des resultierenden Metalls auswirken wird.

DIY Induktionsofen

IN AlltagÖfen, die nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion arbeiten, kamen aus der Industrie.

In der metallurgischen Industrie werden sie zum Schmelzen von Nichteisen- und Eisenmetallen eingesetzt.

Natürlich, um die Einführung zu ermöglichen Heizgeräte Stähle sind für den Einsatz geeignet Lebensbedingungen Ihr Design hat eine Reihe grundlegender Änderungen erfahren. Lediglich das Prinzip der Energieumwandlung blieb unverändert.

Schauen wir uns an, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen einfachen Induktionsofen herstellen können.

Bei der Herstellung müssen einige wichtige Punkte beachtet werden, die sich auf die Geschwindigkeit des Metallschneidens auswirken.

• Leistung;
• Frequenz;
• Wirbelverluste;
• Wärmeübertragungsintensität;
• Hystereseverluste.

Der Aufbau des Induktors ist sehr einfach.

Sein Zentrum ist ein elektrisch leitendes Werkstück, meist Graphit oder Metall.

Um das Werkstück wird ein Draht gewickelt. Die Stromversorgung erfolgt über einen leistungsstarken Generator, der Ströme unterschiedlicher Frequenz erzeugen kann.

Dadurch entsteht um den Induktor herum ein elektromagnetisches Feld. Dadurch entstehen Wirbelströme im Werkstück. Graphit und Metall werden unter dem Einfluss von Strömungen sehr heiß und geben ihre Wärme an die umgebende Raumluft ab.

Beim Betrieb der Induktionsheizung entsteht eine hohe Temperatur. Genau aus diesem Grund werden solche Öfen in der Industrie eingesetzt.

Die entstehenden Temperaturen reichen zum Schmelzen und Oberflächenhärten von Metallen sowie zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken aus.

Induktoren werden erst seit relativ kurzer Zeit im Alltag eingesetzt.

Es ist notwendig, alle notwendigen Teile des Kreislaufs richtig auszuwählen, um ausreichende Bedingungen zum Schmelzen in der Werkstatt zu schaffen.

Wenn das Gerät selbst zusammengebaut wird, sollte die Generatorfrequenz 27,12 MHz betragen. Die Spule sollte aus Draht oder dünnem Kupferrohr bestehen und nicht mehr als 10 Windungen haben.

Die Leistung von Vakuumröhren muss hoch sein.

Das Schema sieht die Installation einer Neonlampe vor, die als Indikator für die Bereitschaft des Geräts dient. Die Schaltung sieht auch den Einsatz von Drosseln und Keramikkondensatoren vor.

Der Anschluss an die Haussteckdose erfolgt über einen Gleichrichter.

Ein selbstgebauter Induktionsofen sieht so aus: ein kleiner Ständer auf Beinen, an dem der Generator mit allem befestigt ist notwendige Details Schemata. Und der Induktor ist mit dem Generator verbunden.

Ein selbstgebauter Induktionsofen ist mit keinerlei Schwierigkeiten verbunden, so dass er nicht zusammengebaut werden kann gewöhnlicher Mensch, zumindest ein wenig vertraut mit Elektrotechnik.

Es hat nur drei Hauptblöcke:

• Generator.
• Induktor.
• Tiegel.

Induktor – Kupferwicklung, das Sie selbst herstellen können. Sie müssen den Tiegel entweder in den entsprechenden Geschäften suchen oder auf andere Weise erhalten. Und als Generator kann Folgendes verwendet werden: ein Schweißinverter, ein selbstgebauter Transistor oder eine Lampenschaltung.

Selbstgebaute Induktionsöfen werden am häufigsten zum Heizen von Räumen verwendet.

Kleine Tiegelkonstruktionen eignen sich gut zum Schmelzen und Verarbeiten von Metallen in kleinen Mengen, beispielsweise für die Eigenproduktion Schmuck oder Schmuck.

Induktionsherd – perfekte Lösung Für Landhaus. Auch in einer Stadtwohnung haben selbstgemachte Produkte ihre Anwendung gefunden. Sie können bei Störungen als Zusatzheizung eingesetzt werden zentrales System Heizung.

Industrielle Schmelzanlagen sind mit einem Zwangskühlsystem mit Wasser oder Frostschutzmittel ausgestattet.

Die Durchführung der Wasserkühlung zu Hause erfordert zusätzliche Kosten, die preislich mit den Kosten der Metallschmelzanlage selbst vergleichbar sind.

Eine Luftkühlung mittels Lüfter ist möglich, sofern der Lüfter weit genug entfernt steht.

Andernfalls dienen die Metallwicklung und andere Elemente des Lüfters als zusätzlicher Stromkreis zum Schließen von Wirbelströmen, was die Effizienz der Anlage verringert.

Ein wichtiges Thema bei der Verwendung eines Induktionsofens ist die Sicherheit. Bei der Verwendung eines selbstgebauten Induktionsofens müssen Maßnahmen getroffen werden, um den Benutzer des Ofens vor möglicher hochfrequenter Strahlung zu schützen und die Möglichkeit von Verbrennungen durch den Induktor zu berücksichtigen .

Induktionsofen an einem Schweißinverter

Die einfachste und am weitesten verbreitete Option. Der Aufwand muss lediglich für die Konstruktion des Induktors aufgewendet werden.

Nehmen Sie ein dünnwandiges Kupferrohr mit einem Durchmesser von 8-10 cm und biegen Sie es der Länge nach die erforderliche Vorlage. Die Windungen sollten einen Abstand von 5–8 mm haben und ihre Anzahl hängt von den Eigenschaften und dem Durchmesser des Wechselrichters ab.

Der Induktor ist in einem Textolit- oder Graphitgehäuse befestigt und ein Tiegel wird in die Anlage gestellt.

Ein Induktionsofen auf Basis eines Wechselrichters verfügt über keine Installationen, die eine Installation durch den Menschen ermöglichen gewünschte Temperatur Wasser. Deshalb können wir das sagen dieses Gerät nicht völlig sicher für den regelmäßigen Gebrauch.

Daher ist es am besten, während des Prozesses der Bildung eines Induktionsofens die Installation von Automatisierungs- und Steuerungsgeräten vorzusehen. In diesem Fall können Sie nicht nur die Sicherheit des Geräts erhöhen, sondern auch seine Verwendung vereinfachen und Reparaturen werden nur sehr selten erforderlich sein.

Um eine Überhitzung während des Gebrauchs des Geräts zu verhindern, muss das Element installiert werden Notabschaltung, die über einen Thermostat gesteuert werden kann.

Es kann ein Thermostat mit Temperatursensor eingebaut werden.

Sie können ein Relais einbauen, das den Stromkreis öffnet, wenn die Kühlmitteltemperatur einen bestimmten Wert erreicht.

Transistor-Induktionsofen

In diesem Fall müssen Sie nicht nur mit den Händen, sondern auch mit dem Kopf arbeiten. Und laufen Sie durch die Geschäfte und suchen Sie nach den notwendigen Ersatzteilen. Schließlich benötigen Sie Transistoren unterschiedlicher Kapazität, ein paar Dioden, Widerstände, Folienkondensatoren und zwei unterschiedlicher Dicke Kupferdrähte und ein paar Drosselringe.

1. Vor dem Zusammenbau ist zu berücksichtigen, dass der entstehende Stromkreis im Betrieb sehr heiß wird. Daher ist es notwendig, relativ große Heizkörper zu verwenden.
2. Kondensatoren werden parallel zu einer Batterie zusammengebaut.
3. Auf die Drosselringe ist Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1,2 mm gewickelt. Je nach Leistung sollten die Windungen zwischen 7 und 15 liegen.
4. Ein zylindrischer Gegenstand, dessen Durchmesser der Größe des Tiegels entspricht, wird mit 7-8 Windungen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2 mm umwickelt. Die Enden des Drahtes bleiben lang genug für den Anschluss.
5. Nach einem speziellen Schema wird alles auf der Platine montiert.
6. Die Stromquelle kann eine 12-Volt-Batterie sein.
7. Bei Bedarf können Sie ein Textolit- oder Graphitgehäuse herstellen.
8. Die Leistung des Geräts wird durch Erhöhen oder Verringern der Windungen der Induktorwicklung angepasst.

Ein solches Gerät selbst zusammenzubauen ist nicht einfach. Und Sie können diese Arbeit nur übernehmen, wenn Sie von der Richtigkeit Ihres Handelns überzeugt sind.

Induktionsofen mit Lampen

Im Gegensatz zu einem Transistorofen ist ein Lampenofen viel leistungsstärker, was bedeutet, dass Sie sowohl mit ihm als auch mit der Schaltung vorsichtiger umgehen müssen.

1. 4 parallel geschaltete Strahllampen erzeugen hochfrequente Ströme.
2. Kupferdraht wird spiralförmig gebogen. Der Abstand zwischen den Windungen beträgt 5 oder mehr Millimeter. Die Spulen selbst haben einen Durchmesser von 8–16 cm. Der Induktor sollte so groß sein, dass der Tiegel problemlos hineinpasst.
3. Der Induktor ist in einem Gehäuse aus nichtleitendem Material (Textolith, Graphit) untergebracht.
4. Sie können eine Neon-Anzeigelampe am Gehäuse anbringen.
5. Sie können auch einen Abstimmkondensator in die Schaltung einbinden.

Sie können einen Induktionsofen selbst bauen, dies ist jedoch nicht immer ratsam. Es ist besser, solche Arbeiten nicht anzunehmen, wenn Sie keinerlei Kenntnisse auf dem Gebiet der elektrischen Ausrüstung und der Physik haben.

Bevor Sie überhaupt mit dem Design beginnen einfaches Gerät Es sollte entwickelt, entworfen und grafisch dargestellt werden. Wenn Sie keine Erfahrung in der Herstellung von Elektrogeräten haben, kaufen Sie am besten ein solches fabrikgefertigtes Gerät.