فرن الحث الكهربائي
الوصف
فرن الحث الكهربائي
فرن الحث الكهربائي هو نوع من أفران الصهر التي تستخدم التيارات الكهربائية لصهر المعدن. تعتبر أفران الحث مثالية لصهر وسبائك مجموعة متنوعة من المعادن بأقل قدر من خسائر الذوبان ، ومع ذلك ، يمكن تكرير القليل من المعدن.
مبدأ الفرن التعريفي
مبدأ فرن الحث هو التسخين التعريفي.
تسخين التعريفي: التسخين التعريفي هو شكل من أشكال التسخين غير المتصل للمواد الموصلة.
يعتمد مبدأ التسخين التعريفي بشكل أساسي على ظاهرتين فيزيائيتين معروفتين:
1. الحث الكهرومغناطيسي
2. تأثير الجول
1) الحث الكهرومغناطيسي
يتم نقل الطاقة إلى الجسم المراد تسخينه عن طريق الحث الكهرومغناطيسي.
أي مادة موصلة للكهرباء موضوعة في مجال مغناطيسي متغير هي موقع التيارات الكهربائية المستحثة ، والتي تسمى التيارات الدوامة ، والتي ستؤدي في النهاية إلى تسخين الجول.
2) تسخين جول
تسخين الجول ، المعروف أيضًا باسم التسخين الأومي والتسخين المقاوم ، هو العملية التي يؤدي بها مرور التيار الكهربائي عبر الموصل إلى إطلاق الحرارة.
الحرارة الناتجة تتناسب طرديًا مع مربع التيار مضروبًا في المقاومة الكهربائية للسلك.
يعتمد التسخين التعريفي على الخصائص الفريدة لطاقة التردد اللاسلكي - ذلك الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي تحت طاقة الأشعة تحت الحمراء والميكروويف.
نظرًا لأن الحرارة تنتقل إلى المنتج عبر الموجات الكهرومغناطيسية ، فلن يتلامس الجزء أبدًا مع أي لهب ، ولا يسخن المحث نفسه ولا يوجد تلوث للمنتج.
- التسخين بالحث هو تدفئة سريعة ونظيفة وغير ملوثة.
- ملف الحث بارد عند لمسه ؛ يتم تبريد الحرارة التي تتراكم في الملف باستمرار بالمياه المتداولة.
ميزات فرن الحث الكهربائي
- يحتاج فرن الحث الكهربائي إلى ملف كهربائي لإنتاج الشحنة. يتم استبدال ملف التسخين هذا في النهاية.
- البوتقة التي يوضع فيها المعدن مصنوعة من مواد أقوى يمكنها مقاومة الحرارة المطلوبة ، ويتم تبريد الملف الكهربائي نفسه بواسطة نظام مائي بحيث لا يسخن أو يذوب.
- فرن الحث يمكن أن يتراوح في الحجم ، من فرن صغير يستخدم لسبائك دقيقة للغاية وزنها حوالي كيلوغرام فقط إلى أفران أكبر بكثير مصنوعة لإنتاج كميات كبيرة من المعدن النظيف للعديد من التطبيقات المختلفة.
- تتمثل ميزة فرن الحث في عملية صهر نظيفة وموفرة للطاقة ويمكن التحكم فيها جيدًا مقارنة بمعظم وسائل صهر المعادن الأخرى.
- تستخدم المسابك هذا النوع من الأفران والآن المزيد من مسابك الحديد تستبدل القباب بأفران الحث لصهر الحديد الزهر ، حيث ينبعث منها الكثير من الغبار والملوثات الأخرى.
- تتراوح سعات أفران الحث الكهربائي من أقل من كيلو جرام إلى مائة طن وتستخدم لصهر الحديد والصلب والنحاس والألمنيوم والمعادن النفيسة.
- يتمثل العائق الرئيسي لاستخدام فرن الحث في المسبك في نقص قدرة التكرير ؛ يجب أن تكون مواد الشحن نظيفة من منتجات الأكسدة ومن تركيبة معروفة ، وقد تُفقد بعض عناصر صناعة السبائك بسبب الأكسدة (ويجب إعادة إضافتها إلى المصهور).
مزايا فرن الحث الكهربائي:
تقدم أفران الحث الكهربائي مزايا معينة مقارنة بأنظمة الأفران الأخرى. يشملوا:
ارتفاع العائد. يقلل غياب مصادر الاحتراق من خسائر الأكسدة التي يمكن أن تكون مهمة في اقتصاديات الإنتاج.
بدء تشغيل أسرع. تتوفر الطاقة الكاملة من مصدر الطاقة ، على الفور ، وبالتالي تقليل الوقت للوصول إلى درجة حرارة العمل. تعد أوقات الشحن البارد التي تتراوح من ساعة إلى ساعتين أمرًا شائعًا.
المرونة. لا يلزم وجود معدن مصهور لبدء معدات الصهر بالحث عديم النوى ذات التردد المتوسط. هذا يسهل البدء البارد المتكرر وتغييرات السبائك المتكررة.
تقليب طبيعي. يمكن أن تعطي وحدات التردد المتوسط تأثير تقليب قوي ينتج عنه ذوبان متجانس.
ذوبان أنظف. عدم وجود منتجات ثانوية للاحتراق يعني بيئة انصهار أنظف وعدم وجود منتجات مرتبطة بأنظمة التحكم في تلوث الاحتراق.
تركيب مضغوط. يمكن الحصول على معدلات انصهار عالية من الأفران الصغيرة.
انخفاض درجة الحرارة. الحجم الصغير فيما يتعلق بمعدل الانصهار يعني أن أفران الحث تتطلب مقاومة أقل بكثير من الوحدات التي تعمل بالوقود. بيئة عمل أفضل. تعتبر أفران الحث أكثر هدوءًا من أفران الغاز أو أفران القوس أو القباب. لا يوجد غاز احتراق ويتم تقليل الحرارة المهدرة.
الحفاظ على الطاقة. تتراوح كفاءة الطاقة الإجمالية في الصهر بالحث من 55 إلى 75 في المائة ، وهي أفضل بكثير من عمليات الاحتراق.
