Hornos de inducción. Tipos y trabajo. Aplicación y características. Hornos de inducción al vacío (VIM)

El principio de funcionamiento de los hornos de inducción se basa en las corrientes generadas en la masa fundida mediante dispositivos especiales: inductores. En este caso, las corrientes inducidas permiten alcanzar la temperatura de fusión en los metales y se consigue una alta uniformidad de las masas fundidas mediante la mezcla. Todos los elementos de la masa fundida están expuestos a corrientes parásitas, por lo que las capas se mueven y se logra la máxima mezcla posible de diversos aditivos y metales. Las principales ventajas de los hornos de inducción incluyen reparación sencilla, alta eficiencia, la capacidad de producir aleaciones con características específicas y realizar tratamientos térmicos en cualquier modo.

Navegación:

El inductor, además de crear una corriente eléctrica en el metal que se procesa, percibe vibraciones mecánicas y cargas de temperatura, por lo que el diseño proporciona la resistencia y refractariedad necesarias tanto de las partes conductoras como de las aislantes. Se puede utilizar un espacio de aire como aislamiento y se debe garantizar la distancia requerida entre espiras y una fijación rígida del conductor.

También se utiliza cinta aislante, que se aplica sobre la capa de barniz. La cinta debe tener buenas propiedades dieléctricas que garanticen un aislamiento fiable de las espiras.

Otra forma de garantizar el aislamiento dieléctrico necesario de las espiras del inductor es utilizar un material espaciador especial instalado entre las espiras. Las juntas se fijan con un pegamento especial. Este método se utiliza normalmente para aislar un inductor de alta potencia.

La composición también sirve para proporcionar el nivel requerido aislamiento. Este método No ha encontrado un uso generalizado, ya que el inductor en este caso es muy difícil de reparar.

La parte conductora del inductor debe tener una buena conductividad eléctrica, lo que reduce las pérdidas de energía. Además, el material utilizado en la parte eléctrica del inductor debe ser amagnético. Para proporcionar un área máxima en el lado que mira hacia el metal que se está procesando y menos peso, se utilizan varias secciones con cavidades internas.

El marco del horno debe proporcionar rigidez a toda la estructura y evitar la absorción de energía por las piezas. Los hornos industriales suelen utilizar un marco cilíndrico hecho de láminas de acero con orificios tecnológicos especiales que brindan libre acceso al inductor.

Fundir metal en un horno de inducción permite un control preciso condiciones de temperatura, mantenga la temperatura requerida durante un tiempo determinado. La eficiencia de los hornos de inducción es muy alta, ya que no hay elementos calentados adicionales, solo se calienta el metal que se está procesando. Por características ambientales Los hornos de inducción son los más seguros, ya que no contienen productos de combustión y sustancias nocivas, liberado durante otros métodos de fusión.

Los hornos de inducción se utilizan para fundir metales ferrosos y no ferrosos, endurecer, revenir, recocer y normalizar aceros. Estructuralmente, los hornos de inducción son de tipo canal y de crisol. Se producen hornos que permiten la fundición con acceso de aire, en un determinado ambiente de gas con exceso de presión o vacío.

Además de los metales no ferrosos, para fundir metales preciosos se utilizan hornos de inducción. Por lo general, esto requiere una temperatura más baja que para los metales ferrosos. Fundir paladio en un horno de inducción requiere una atmósfera oxidante, a diferencia de otros metales preciosos.

La fundición de acero en hornos de inducción permite obtener calidades de alta aleación que cumplen con los requisitos más estrictos. En algunos casos, el acero se funde en un determinado entorno gaseoso o al vacío, lo que permite obtener cualidades adicionales.

La fusión del titanio en hornos de inducción permite obtener lingotes o palanquillas con una composición uniforme en todo el volumen. La desventaja de fundir en hornos de inducción es el contenido relativamente alto de carbono en el producto final. Para reducir el impacto de los gases, el titanio se funde en un ambiente de argón o al vacío.

Tenga en cuenta que derretir metales húmedos o que contienen hielo es muy peligroso, por lo que se recomienda secarlos previamente. La presencia de humedad en la cámara de trabajo del horno cuando aparece la masa fundida provocará salpicaduras de metal caliente, lo que puede provocar lesiones y fallos del equipo.

Horno de inducción industrial

El diseño de hornos industriales se realiza en base a los requisitos de proceso tecnológico. El proyecto determina la temperatura de calefacción máxima posible, la posibilidad de crear una cierta ambiente de gas o vacío, el uso de crisoles o un dispositivo de canal para la parte de trabajo, el grado de automatización. Hornos industriales deben estar equipados con sistemas que garanticen la máxima seguridad durante el funcionamiento. Además, dado que los hornos funcionan con corriente eléctrica alterna, la potencia del horno se ve afectada por su frecuencia.

Dependiendo de las condiciones de temperatura que se requieran, qué tipos de metales o aleaciones se planea fundir, diferentes tipos revestimientos. El revestimiento de los hornos de inducción puede estar hecho de material refractario que contenga más del 90% de óxido de silicio con una pequeña cantidad de otros óxidos. Este revestimiento se llama ácido y puede soportar hasta 100 calores.

El revestimiento básico o alcalino está hecho de magnesita con la adición de otros óxidos y vidrio liquido. Un revestimiento de este tipo puede soportar hasta 50 calentamientos; en hornos de gran volumen, el desgaste se produce mucho más rápido.

El revestimiento neutro se utiliza con más frecuencia que otros tipos y puede soportar más de 100 calores. Se utiliza con mayor frecuencia en hornos de crisol. Debe tenerse en cuenta que, como resultado de la fusión, se produce un desgaste desigual del revestimiento. Esto cambia el volumen de trabajo y el espesor de la pared del revestimiento. Se produce más desgaste en las zonas más calientes, normalmente en la parte inferior del horno.

Dado que los hornos de inducción industriales funcionan con cargas pesadas, el devanado del inductor puede calentarse considerablemente durante el funcionamiento. Para prevenir consecuencias negativas sobrecalentamiento, generalmente proporcionado sistema de agua enfriamiento, eliminando el exceso de calor de las vueltas del inductor. Al diseñar, la cuestión de enfriar el inductor es una de las más importantes, ya que la confiabilidad y la vida útil de todo el horno dependen de la eficiencia del sistema.

La máxima automatización posible de los procesos de tratamiento térmico es una condición necesaria para el funcionamiento normal de hornos de inducción industriales. La automatización seleccionada correctamente proporcionará varios modos que le permitirán cumplir con mayor precisión los requisitos de los procesos tecnológicos.

La producción de hornos industriales se lleva a cabo en estricta conformidad con los requisitos del cliente y la documentación técnica reglamentaria. Los hornos industriales se pueden fabricar según diseños estándar o bajo pedido individual. Condición requerida es la certificación de equipos, que debe realizarse al menos una vez al año.

Horno de inducción de laboratorio

Las investigaciones realizadas con diversos metales y aleaciones requieren la creación de determinadas condiciones durante el proceso de fusión o tratamiento térmico. Un horno de inducción de laboratorio sirve para proporcionar condiciones específicas, por lo que el grado de automatización de dicho dispositivo es muy alto. Dependiendo de los materiales que se planeen estudiar, los hornos de laboratorio están equipados con equipos adicionales. Algunos modelos brindan la posibilidad de fundir bajo exceso de presión o vacío.

En los hornos de laboratorio para revestimiento, además de los materiales anteriores, se pueden utilizar materiales aislantes del calor más modernos, como:

corindón, que soporta hasta 300 calores;

diversos materiales de fibra resistentes al calor;

Placas cerámicas termoaislantes.

Los hornos de laboratorio también incluyen hornos para joyería, utilizados para procesar metales preciosos, y hornos dentales, destinados a la fabricación de dentaduras postizas. Los hornos de este tipo no suelen estar diseñados para obtener altas temperaturas y procesar grandes volúmenes de metal, por lo que su potencia no es elevada.

La estructura de los hornos de laboratorio suele tener forma de cubo o paralelepípedo. Para la fabricación de aletas se utilizan diversos materiales no magnéticos (duraluminio, acero especial, cobre). Los elementos del marco están cubiertos con láminas de fibrocemento, lo que proporciona un aislamiento térmico adicional. Para reducir el calentamiento de los elementos del marco, se utilizan juntas aislantes especiales. También sirven para prevenir la aparición de corrientes parásitas. En este caso, el inductor está unido a las placas superior e inferior.

Los hornos de inducción de laboratorio, al igual que los industriales, requieren una refrigeración eficaz del devanado. En algunos modelos, la refrigeración por aire es suficiente; en los inductores que funcionan a altas temperaturas, se utiliza refrigeración por agua.

La presencia del nivel requerido de protección contra corrientes de inducción en los hornos de laboratorio es una condición necesaria para garantizar la seguridad del personal. Para garantizar el nivel de seguridad requerido, se utilizan pantallas electromagnéticas especiales. Suelen estar fabricados en chapa de aluminio o cobre.

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Producción y suministro de hornos de inducción al vacío en Rusia y los países de la CEI

Actualmente, la demanda de acero y aleaciones proposito especial para las industrias aeroespacial, de aviación, nuclear y energética está creciendo rápidamente. En estos sectores de la industria a menudo se requieren valores cada vez más altos de resistencia, pureza y otras propiedades del metal.

Para resolver el problema de mejorar las propiedades cualitativas de los metales fundidos, la empresa MetaCube está dispuesta a ofrecer tecnologías basadas en métodos de fundición innovadores para producir acero y aleaciones con propiedades tecnológicas especiales. Estos métodos incluyen la fusión por inducción al vacío.

La necesidad de crear hornos de inducción al vacío surgió en relación con la necesidad de introducir producción industrial metales altamente reactivos y refractarios, como circonio, titanio, niobio, berilio y molibdeno, así como tantalio, tungsteno, uranio y muchos otros. Una peculiaridad de estos metales es que se oxidan intensamente cuando se calientan al aire y, por lo tanto, la fusión debe realizarse al vacío.

Características de los hornos de inducción al vacío.

La tecnología de fusión por inducción al vacío permite obtener metales altamente purificados en una atmósfera libre de oxígeno. Cuando se utilizan hornos de inducción al vacío, es posible producir aceros resistentes al calor y de alta aleación, así como aleaciones de precisión. Además, en los hornos de inducción al vacío es posible realizar tratamientos térmicos y fundir metales preciosos y de tierras raras, así como fundir vidrios especiales de alta calidad y utilizarlos para obtener monocristales. En todos los casos, el material obtenido en hornos de vacío se caracteriza por una mayor pureza y un desperdicio mínimo.

Un papel importante durante el refinado en un horno de inducción al vacío lo desempeña el proceso de evaporación de impurezas de bajo punto de fusión: plomo, arsénico, estaño y bismuto. Las altas cualidades del metal al vacío están garantizadas en parte por la purificación de la aleación de estas impurezas, que están contenidas en cantidades muy pequeñas, lo que hace imposible determinarlas incluso con métodos analíticos avanzados. Esto es necesario cuando los requisitos del material son bastante elevados y la aleación especial resultante debe cumplir determinadas propiedades.

Otra ventaja de los hornos de vacío es la capacidad de obtener estructuras metálicas monocristalinas y de grano fino. En este caso, se pueden predecir las propiedades del material resultante.

Modelo	Volumen del horno, kg	potencia, kWt	Frecuencia, kHz	Vacío en frío definitivo, Pa	Consumo de agua para refrigeración, m 3 /hora	Tensión de alimentación, V
VPI-10	10	50	2,5	6,67×10-3	5	380
VPI-25	25	100	2,5	6,67×10-3	5	380
VPI-50	50	100	2,5	6,67×10-3	7	380
VPI-150	150	100	2,5	6,67×10-3	13	380

La temperatura de funcionamiento de los hornos es de hasta 2200 grados.

• Posibilidad de exposición prolongada de metal líquido en un vacío profundo;
• Alto grado de desgasificación de metales;
• Posibilidad de recargar el horno durante el proceso de fusión;
• La capacidad de influir activamente en la intensificación de los procesos de desoxidación y refinación en cualquier momento durante la fundición;
• La capacidad de controlar y regular eficazmente el estado de la masa fundida en función de su temperatura y composición química durante todo el proceso;
• Particular pureza de las piezas fundidas resultantes debido a la ausencia de inclusiones no metálicas;
• La capacidad de producir un calentamiento rápido (calentamiento directo debido al calor generado en la masa fundida), aumentando así la productividad;
• Alta homogeneidad de la masa fundida debido a la mezcla activa del metal;
• Cualquier forma de materia prima (materiales granulados, briquetas, polvo, etc.)
• Alta eficiencia y respeto al medio ambiente.

Diseño de hornos de vacío.

Es un horno de alta frecuencia formado por un crisol refractario, colocado dentro de un inductor, que a su vez se encuentra dentro de una carcasa sellada, de la que bombas de vacío se bombean gases. El crisol de los hornos de vacío se fabrica a partir de materiales en polvo altamente refractarios empacándolos en un inductor según una plantilla. Los hornos de inducción al vacío son unidades mecanizadas. El vertido de metal puede ocurrir girando el horno dentro de la cámara o girando la cámara en su conjunto. Un horno de fusión por inducción al vacío le permite realizar de forma independiente las siguientes operaciones: ajustar la temperatura de la masa fundida, cambiar la presión dentro de la cámara, mezclar la masa fundida y también agregar otros elementos a la masa fundida.

El principio modular de construcción de hornos de vacío permite lograr una mayor compacidad del horno, así como la posibilidad de conectar módulos adicionales: una cámara para descargar, verter y también retirar los productos resultantes.

El diseño de los modernos hornos de inducción al vacío permite instalar moldes y descargar lingotes sin romper el vacío en el horno. Los hornos de inducción al vacío suelen ser dispositivos automatizados. La carga de la carga, la introducción de aditivos y aditivos y la fundición del metal se realizan mediante un accionamiento eléctrico o hidráulico.

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Un horno de inducción se utiliza para fundir metales ferrosos y no ferrosos. Las unidades que siguen este principio de funcionamiento se utilizan en las siguientes áreas: desde la fabricación de joyas más finas hasta la fundición industrial de metales a gran escala. Este artículo discutirá las características de varios hornos de inducción.

Hornos de inducción para fundición de metales.

Principio de funcionamiento

El calentamiento por inducción es la base del funcionamiento del horno. En otras palabras, electricidad crea un campo electromagnético y se obtiene calor, que se aprovecha a escala industrial. Esta ley de la física se estudia en los últimos grados de la escuela secundaria. Pero no debe confundirse el concepto de unidad eléctrica y calderas de inducción electromagnética. Aunque la base del trabajo aquí y allá es la electricidad.

Como sucedió esto

El generador está conectado a una fuente de corriente alterna, que ingresa a través de un inductor ubicado en su interior. El condensador se utiliza para crear un circuito de oscilación, que se basa en una frecuencia de funcionamiento constante a la que está sintonizado el sistema. Cuando el voltaje en el generador aumenta hasta un límite de 200 V, el inductor crea un campo magnético alterno.

El circuito se cierra con mayor frecuencia a través de un núcleo de aleación ferromagnética. El campo magnético alterno comienza a interactuar con el material de la pieza y crea un potente flujo de electrones. Después de que el elemento conductor de electricidad entra en acción inductiva, el sistema experimenta aparición de estrés residual, que en el condensador contribuye a la aparición de corrientes parásitas. La energía de las corrientes parásitas se convierte en energía térmica inductor y el metal deseado se calienta a altas temperaturas de fusión.

El calor producido por el inductor se utiliza:

• para fundir metales blandos y duros;
• para endurecer la superficie de piezas metálicas (por ejemplo, herramientas);
• para el tratamiento térmico de piezas ya fabricadas;
• necesidades del hogar (calefacción y cocina).

Breves características de varios hornos.

Tipos de dispositivos

Hornos de crisol de inducción

Es el tipo de estufa más común. calentamiento por inducción. Rasgo distintivo, a diferencia de otros tipos es que en él aparece un campo magnético alterno en ausencia de un núcleo estándar. Crisol en forma de cilindro colocado dentro de la cavidad del inductor. El horno, o crisol, está fabricado con un material que resiste perfectamente al fuego y está conectado a corriente eléctrica alterna.

Aspectos positivos

Las unidades de crisol incluyen a fuentes de calor respetuosas con el medio ambiente, ambiente no contaminado por la fusión del metal.

Existen desventajas en el funcionamiento de los hornos de crisol:

• durante el procesamiento tecnológico se utilizan escorias a bajas temperaturas;
• El revestimiento producido de los hornos de crisol tiene una baja resistencia a la destrucción, esto se nota más durante los cambios bruscos de temperatura.

Las desventajas existentes no plantean dificultades especiales; las ventajas de una unidad de inducción de crisol para fundir metal son obvias y han hecho que este tipo de dispositivo sea popular y tenga demanda entre una amplia gama de consumidores.

Hornos de fusión por inducción de canal

Este tipo se utiliza mucho en la fundición de metales no ferrosos. Utilizado eficazmente para cobre y Aleaciones de cobre a base de latón, cuproníquel, bronce. En las unidades de canal se funden activamente aluminio, zinc y aleaciones que contienen estos metales. El uso generalizado de hornos de este tipo está limitado debido a la imposibilidad de proporcionar un revestimiento resistente a las fracturas en las paredes internas de la cámara.

El metal fundido en hornos de inducción de canal sufre movimiento térmico y electrodinámico, lo que garantiza una homogeneidad constante de la mezcla de los componentes de la aleación en el baño del horno. Usando hornos de conducto principio inductivo justificado en los casos en que el metal fundido y los lingotes fabricados estén sujetos a requisitos especiales. Las aleaciones son de alta calidad en términos de coeficiente de saturación de gas y presencia de impurezas orgánicas y sintéticas en el metal.

Los hornos de inducción de canal funcionan como un mezclador y están diseñados para nivelar la composición, mantener una temperatura de proceso constante y seleccionar la velocidad de vertido en cristalizadores o moldes. Para cada aleación y composición de fundición, existen parámetros para una carga especial.

Ventajas

• la aleación se calienta en la parte inferior, a la que no hay acceso de aire, lo que reduce la evaporación desde la superficie superior, calentada a una temperatura mínima;
• los hornos de canal se clasifican como hornos de inducción económicos, ya que la fusión que se produce está asegurada por un bajo consumo de energía eléctrica;
• el horno tiene una alta eficiencia debido al uso de un cable magnético de circuito cerrado;
• La circulación constante de metal fundido en el horno acelera el proceso de fusión y promueve una mezcla uniforme de los componentes de la aleación.

Defectos

• la durabilidad del revestimiento interno de piedra disminuye cuando se utilizan altas temperaturas;
• el revestimiento se destruye al fundir aleaciones químicamente agresivas de bronce, estaño y plomo.
• cuando se funde una carga de baja calidad contaminada, los canales se obstruyen;
• la escoria superficial en el baño no se calienta a una temperatura elevada, lo que no permite realizar operaciones en el espacio entre el metal y el refugio y fundir astillas y chatarra;
• Las unidades de canal no toleran interrupciones en el funcionamiento, lo que las obliga a almacenar constantemente una cantidad significativa de aleación líquida en la boca del horno.

La eliminación completa del metal fundido del horno provoca su rápido agrietamiento. Por la misma razón, es imposible realizar una rápida conversión de una aleación a otra Para ello es necesario realizar varias fundiciones intermedias, denominadas lastre.

Hornos de inducción al vacío

Este tipo se usa ampliamente para fundir aceros de alta calidad y aleaciones de níquel, cobalto y hierro resistentes al calor. La unidad hace frente con éxito a la fusión de metales no ferrosos. El vidrio se hierve en unidades de vacío, las piezas se tratan a altas temperaturas, producir monocristales.

El horno está clasificado como un generador de alta frecuencia ubicado en un lugar aislado. ambiente externo corriente de paso del inductor alta frecuencia. Para crear un vacío, se bombean masas de aire con bombas. Todas las operaciones de introducción de aditivos, carga de carga y dosificación de metal se realizan mediante mecanismos automáticos con control eléctrico o hidráulico. Las aleaciones con pequeñas mezclas de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y compuestos orgánicos se obtienen en hornos de vacío. El resultado es muy superior al de los hornos de inducción abiertos.

Acero resistente al calor procedente de hornos de vacío. utilizado en la producción de herramientas y armas. Algunas aleaciones de níquel que contienen níquel y titanio son químicamente activas y es problemático obtenerlas en otros tipos de hornos. Los hornos de vacío realizan el vertido del metal girando el crisol en el espacio interno de la carcasa o girando la cámara con un horno fijo. Algunos modelos tienen un orificio de apertura en la parte inferior para drenar el metal a un recipiente instalado.

Hornos de crisol con convertidor de transistores.

Se utiliza para metales no ferrosos de peso limitado. Son móviles, tienen peso ligero y se puede mover fácilmente de un lugar a otro. El paquete del horno incluye un transistor de alto voltaje. convertidor universal. Le permite seleccionar la potencia recomendada para conectarse a la red y, en consecuencia, el tipo de convertidor que se necesita en este caso al cambiar los parámetros de peso de la aleación.

Horno de inducción de transistores Ampliamente utilizado para procesamiento metalúrgico. Con su ayuda, en la herrería se calientan piezas y se endurecen objetos metálicos. Los crisoles de los hornos de transistores están hechos de cerámica o grafito; los primeros están diseñados para fundir metales ferromagnéticos como el hierro fundido o el acero. El grafito se instala para fundir latón, cobre, plata, bronce y oro. Funden vidrio y silicio. El aluminio se funde bien con crisoles de hierro fundido o acero.

¿Cuál es el revestimiento de los hornos de inducción?

Su finalidad es proteger la carcasa del horno de los efectos destructivos de las altas temperaturas. Efectos secundarios es la conservación del calor, por lo tanto aumenta la eficiencia del proceso.

El crisol en el diseño de un horno de inducción se fabrica de una de las siguientes maneras:

• por el método de excavación en hornos de pequeño volumen;
• por el método impreso a partir de material refractario en forma de mampostería;
• combinado, combinando cerámica y una capa amortiguadora entre la mampostería y el indicador.

El revestimiento está hecho de cuarcita, corindón, grafito, grafito refractario y magnesita. A todos estos materiales se añaden aditivos para mejorar las características del revestimiento, reducir los cambios de volumen, mejorar la sinterización y aumentar la resistencia de la capa a materiales agresivos.

Para seleccionar un material particular para el revestimiento. tener en cuenta una serie de condiciones acompañantes, a saber, el tipo de metal, el precio y las propiedades refractarias del crisol, la vida útil de la composición. Una composición de revestimiento correctamente seleccionada debe proporcionar requerimientos técnicos para realizar el proceso:

• obtención de lingotes de alta calidad;
• la mayor cantidad de fusión total sin trabajos de reparación;
• trabajo seguro de especialistas;
• estabilidad y continuidad del proceso de fundición;
• recepción materiales de calidad cuando se utiliza una cantidad económica de recursos;
• uso de materiales comunes para el revestimiento a bajo precio;
• Mínimo impacto en el espacio circundante.

El uso de hornos de inducción permite obtener aleaciones y metales de excelente calidad con un contenido mínimo de diversas impurezas y oxígeno, lo que aumenta su uso en áreas complejas de producción.

Ya hemos hablado de tecnología de inducción. Establecimientos Abastecimiento Cada vez más personas equipan sus cocinas con placas y hornos de inducción. A pesar del alto costo de dicho equipo, las ventajas de su uso son bastante obvias.

Esta tecnología también ha encontrado aplicación en áreas completamente ajenas a la cocina: metalurgia. Los hornos de inducción se utilizan con éxito no solo en la fundición industrial de metales (donde están reemplazando gradualmente a los hornos tradicionales), sino que también se utilizan activamente en pequeñas empresas metalúrgicas.

Tecnología

Como ya sabemos, en las instalaciones de inducción (y los hornos de fusión no son una excepción), el calentamiento del objeto(s) se produce debido a la acción campo electromagnetico. Sin embargo, la fundición de metales es proceso de alta tecnología, por lo que sus instalaciones tienen características de diseño y tecnológicas propias.

Un horno de inducción consta de un inductor, un marco, una cámara (crisol) para calentar (fundir), un sistema de vacío (opcional) y mecanismos para inclinar el horno o mover productos calentados en el espacio. El crisol de fusión suele tener una cómoda forma cilíndrica y está hecho de material refractario. Está ubicado en la cavidad del inductor conectado a una fuente de corriente alterna. Una carga de metal colocada en un crisol se funde debido a la absorción de energía electromagnética.

Ventajas y desventajas

La principal ventaja, por supuesto, es la ausencia de calentamiento durante el proceso. etapas intermedias. El calor se transfiere inmediatamente al objeto. Esto ahorra tiempo y energía.

Hornear se derrite rápidamente pequeño lote. En este caso, la temperatura en la cámara se distribuye uniformemente sin sobrecalentamiento local. Esto asegura la homogeneidad de la composición química en aleaciones multicomponente.

Uno de características distintivas horno de inducción: la capacidad de crear cualquier atmósfera en la instalación (oxidante, reductora, neutra). Y esto es cuando cualquier presión.

Finalmente, forma óptima crisol y su buena proteccion de daños térmicos y mecánicos, permiten drenar completamente el metal fundido de la instalación.

Los hornos de inducción se distinguen por simplicidad y conveniencia en gestión, regulación, mantenimiento. Y la capacidad de automatizar procesos básicos hace que estas instalaciones sean muy productivas.

Entre las deficiencias, los expertos destacan sólo dos puntos. En primer lugar, baja temperatura escoria, transferido a la masa fundida para su procesamiento tecnológico. El caso es que la escoria de la instalación es calentada por el metal y, por tanto, su temperatura es siempre menor. En segundo lugar, para instalaciones pequeñas (compactas) punto débil es el revestimiento (resistencia al calor y protección contra daños mecánicos). A altas temperaturas de fusión, durante el drenaje completo del metal, fluctuación brusca temperatura del revestimiento.

tipos de hornos

De hecho, hay muchos de ellos, porque estas instalaciones encuentran su aplicación en la mayoría Varias áreas. Por ejemplo, en odontología y producción de joyas. Por tanto, hablaremos sólo de los tipos más populares.

Los hornos de inducción modernos son capaces de fundir metal desde 5 kg hasta varias decenas de toneladas. No tiene sentido hablar de opciones industriales. Complejos tan poderosos son el tema de un artículo aparte. Pero hablemos con más detalle de las instalaciones compactas al alcance de las pequeñas empresas.

Hornos de crisol de inducción hasta 200 kg de capacidad de fusión

Estas instalaciones con convertidor de transistores Se utiliza para fundir de 5 a 200 kg de metales no ferrosos y de 5 a 100 kg de metales ferrosos. Su principal ventaja es la movilidad. Si es necesario, se pueden reorganizar fácilmente de un lugar a otro.

Los hornos están equipados con un convertidor universal de alto voltaje con transistores de frecuencia media. Por lo tanto, si existen restricciones en la potencia conectada, se puede ajustar fácilmente.

Las instalaciones se utilizan para calentar piezas masivas. antes de forjar o su endurecimiento profundo. Y, por supuesto, para fundir metales. Los crisoles de grafito se utilizan para fundir vidrio, silicio, así como acero y hierro fundido, que tienen propiedades ferromagnéticas. Crisoles de cerámica: para fundir cobre, latón, bronce, oro y plata. Para fundir aluminio se utilizan crisoles de acero y hierro fundido.

En general, la eficiencia de un horno de este tipo alcanza el 98%. Tiempo de fusión: no más de 1 hora. Acero fundido en instalación de inducción(e incluso compacto), un 30% más resistente que el fundido en un horno convencional debido a la mayor homogeneidad de la aleación.

Sin embargo, no podemos dejar de mencionar algunas deficiencias. Debido al pequeño espesor del crisol y, como se mencionó anteriormente, surgen problemas con el revestimiento. perdida rapida calor. Los profesionales aconsejan que en instalaciones pequeñas la fusión se realice lo más rápido posible, y la posterior fusión se realice preferentemente en un crisol caliente. Otro inconveniente es la falta de un sistema de refrigeración por agua incluido en el paquete. Desafortunadamente, tendrás que comprarlo por separado.

Sin embargo, según los expertos, comprar IP con un peso térmico de hasta 200 kg es uno de mejores opciones iniciar su propio negocio metalúrgico o ampliar uno existente.

Hornos de inducción al vacío de hasta 200 kg de capacidad de fusión.

Los hornos con procesamiento de metales al vacío se utilizan para formar aleaciones de composición química precisa. El acero de alta calidad que se obtiene de ellos se utiliza en productos de alto valor añadido.

Derretir al vacío le permite obtener metales más puros y aleaciones. Esto sucede, en primer lugar, debido a la eliminación intensiva de gases e impurezas que forman parte del materiales para empezar. En segundo lugar, debido a la fusión casi completa de los componentes aditivos con el material fundido. Mientras que durante la fusión del aire, algunos componentes se pierden.

Los más extendidos en la actualidad son los hornos de vacío con crisol basculante dentro de una carcasa estacionaria. Sus principales ventajas: la posibilidad de verter metal en cualquier número de moldes o moldes, facilidad de seguimiento del proceso de fundición gracias a la inmovilidad de las ventanas de visualización, etc.

Los hornos de vacío modernos tienen varios dispositivos que permiten producir diversos operaciones tecnológicas. Por ejemplo, una tolva para porciones adicionales de carga, dispensadores para introducir materiales de relleno en el crisol en un orden determinado, dispositivos para medir la temperatura del metal líquido con un termopar y tomar muestras, raspadores para limpiar el crisol después del drenaje. el metal,etc.

no tengas miedo Dificultades para dominar las instalaciones. De hecho, la tecnología en la producción de hornos de inducción ha alcanzado tal nivel que los empresarios individuales pueden trabajar sin parar las 24 horas, y las calificaciones del operador pueden ser mínimas.

Resumen

fabricantes de induccion hornos de fusión un montón de. Pero el líder, y esto no es sorprendente, es Porcelana. El Imperio Celeste ha sido durante mucho tiempo líder mundial en la producción de metales laminados. No inferior, y en algunos aspectos incluso superior equipo chino la alineación Fabricantes rusos. Nuestra Patria, por supuesto, también es fuerte con sus logros metalúrgicos, por lo que un comprador potencial tiene mucho donde elegir.

Los precios de las estufas son aproximadamente los mismos y comienzan. de 250 mil rublos. Al mismo tiempo, no hay que temer la falta de garantías para los equipos chinos. No es el caso. Todo está bien aquí. Los empresarios individuales tienen garantía e incluso centros de servicio en todo el mundo.

Los hornos de inducción al vacío (VIF) están diseñados para fundir y refinar aceros de alta aleación, resistentes al calor y aleaciones de precisión con bajo contenido en carbono, de tal manera que se mantenga una presión residual de 10-1-10-2 Pa durante la fusión. Los VIP trabajan con residuos de su propia producción metalúrgica y limpian. materiales metálicos. Los grandes VIP a veces utilizan un semiproducto líquido fundido en otras unidades (generalmente aglomerado) en lugar de un relleno sólido. En comparación con otras plantas de fusión para electrometalurgia especial, VIP presenta las siguientes ventajas:

1) el metal líquido puede ser largo tiempo mantener al vacío. Esto asegura una desgasificación profunda, desoxidación y purificación del acero de inclusiones no metálicas e impurezas de metales no ferrosos;

2) se pueden fundir todos los aceros y aleaciones con una composición química compleja; se crea una mezcla electromagnética del metal; condiciones favorables para una rápida disolución de aditivos de aleación;

3) la simplicidad del control de potencia y la dosificación de energía garantiza un rápido sobrecalentamiento del metal al nivel requerido con alta precisión.

Las desventajas del VIP incluyen: contaminación del metal con el material del crisol, escoria fría, baja durabilidad del crisol (20-50 fundidos en hornos industriales).

La eficiencia eléctrica de un horno de inducción al vacío para fundir acero es s = 0,7 h 0,8.

En hornos de crisol de inducción, que incluyen VIP, circulación natural Metal fundido debido a fuerzas electrodinámicas. La circulación del metal se produce cuando las corrientes parásitas que fluyen en el metal líquido interactúan con la corriente del inductor. La fuerza resultante dirigida desde el inductor al metal cae sobre la parte media del crisol. Esto conduce a la aparición de la llamada circulación de doble circuito en la masa fundida, cuando la masa fundida en la parte superior del baño se aprieta hacia arriba y en la parte inferior hacia abajo, formando contornos independientes de movimiento del metal (Fig. 55, a). Como resultado, la superficie del metal se eleva en el centro del crisol, formando un menisco convexo.

La mezcla intensiva del metal juega un papel positivo, acelera la disolución de los aditivos de aleación y iguala la temperatura en el volumen del baño. La presencia de un menisco es un fenómeno indeseable, ya que la escoria se desplaza hacia las paredes del crisol, favoreciendo la corrosión acelerada de su revestimiento, y en el centro el metal queda expuesto, lo que conduce a una mayor pérdida de calor y un empeoramiento de las condiciones de reacción entre los escoria y metal. El efecto de la mezcla de metales aumenta al disminuir la frecuencia y disminuye al pasar a frecuencias más altas.

La energía eléctrica para los hornos de inducción al vacío la proporcionan generadores de máquinas de alta frecuencia. convertidores de frecuencia de tiristores y generadores de tubos (utilizados en hornos de laboratorio). La eficiencia de los generadores de máquinas es del 70-85%, los generadores de lámparas del 50-70% y los convertidores de tiristores del 90-95%.

Características de diseño de los hornos de fusión por inducción al vacío.

Según el principio de funcionamiento, los hornos de inducción al vacío (VIF) se fabrican en dos tipos: periódicos y semicontinuos.

Hornos acción periódica Disponen de una cámara de vacío, donde, una vez evacuado el aire, se funde el metal y luego se vierte en un molde o molde. Después de colar el metal, se despresuriza el horno para retirar el molde con el lingote, inspeccionar y reparar el crisol y cargar la carga. En este caso se aparta o se retira la tapa de la carcasa o se retira la carcasa de la cámara de vacío. Después de retirar el lingote, limpiar el crisol y cargar una nueva porción de la carga en el crisol, se instala un molde vacío en la cámara de vacío, se cierra el horno, se bombea el aire y comienza la siguiente fusión.

Los hornos semicontinuos tienen tres cámaras de vacío: fusión, carga y vertido. A veces, la cámara de fundición se reemplaza por una cámara de molde. Luego el metal se vierte en la cámara de fusión. Las cámaras de carga y vertido (o cámaras de molde) están separadas de la cámara de fusión por compuertas tipo compuerta. Esto permite realizar, en un horno sin despresurización, no sólo un calentamiento, sino una serie de calentamientos, cuyo número está determinado por la durabilidad del revestimiento del crisol (una campaña de crisol).

En hornos semicontinuos, debido a la presencia de válvulas de esclusa, simultáneamente con la fusión del metal al vacío en la cámara de fusión en cámara de carga en presión atmosférica Se instala una canasta con una nueva porción de la carga. Al mismo tiempo, en la cámara de fundición se realizan las operaciones de retirada de los moldes con el metal vertido en ellos e instalación de los moldes para la fundición. Las cámaras de carga y vertido están separadas del ambiente exterior mediante puertas tecnológicas tipo corredera. Una vez realizadas todas las operaciones necesarias, las cámaras de carga y vertido se sellan mediante trampillas y se evacua el aire de ellas. Los hornos semicontinuos se utilizan ampliamente debido a una serie de ventajas en comparación con los hornos discontinuos: mayor productividad debido a la ausencia de bombeo de aire desde la cámara de fusión antes de cada fusión, mayor durabilidad del crisol debido a la reducción del enfriamiento y calentamiento periódicos cuando la cámara de fusión está cerrada. despresurizado, eliminación del tiempo de enfriamiento de los moldes o moldes antes de sacarlos de la cámara de fusión, reduciendo la oxidación del metal y la contaminación por la introducción de aire en la cámara de fusión.

En la figura se muestra un moderno horno de vacío de inducción semicontinuo con una capacidad de 2,5 toneladas (ISV-2.5-NI) diseñado por VNIIETO. 7.

Esquema del horno eléctrico de inducción al vacío semicontinuo ISV-2.5NI con capacidad de 2,5 toneladas, diseñado por VNIIETO

El horno consta de una cámara de fusión. 1 con parte cilíndrica 8, dentro del cual hay un inductor con un crisol 2 . La inclinación del horno se realiza mediante un mecanismo de cadena. 3. Cámara de carga 7 , en cuyo interior se encuentra una cesta autodescargable 5 , separado de la cámara de fusión por un sello de vacío 4. Cesta con carga 5 se mueve mediante un mecanismo de cuerda 6. El horno está equipado con un dispensador de ocho secciones. 9 para cargar desoxidantes y aditivos de aleación en el crisol durante la fusión. Para facilitar el mantenimiento del horno, se instala una plataforma en el exterior de la parte superior de la carcasa. 10. El crisol se limpia con una palanca. 11, ubicado sobre una tapa ciega 12. Cámara de molde 13 De forma rectangular está conectado a la cámara de fusión a través de un sello de vacío. Junto a la cámara del molde se instala un soporte especial, destinado “a instalar un carro con moldes 14 antes de introducirlos en la cámara de fusión y después de sacarlos del horno. El horno está equipado con un carro autopropulsado. 15 para hacer retroceder la tapa 16 cámara de fusión 1. Los moldes entre la cámara de fusión y la cámara del molde se mueven sobre un carro mediante un mecanismo accionado por un motor eléctrico. El sistema de vacío está equipado con bombas de vacío previo y de refuerzo, que bombean aire desde la cámara de fusión, la cámara de carga, la cámara del molde y el dispensador.