电磁加热在感应炉加热金属中的应用

感应炉是一种通过感应加热金属来加热热量的电炉。感应炉容量从小于1千克到100吨不等,用于熔化铁、钢、铜、铝和贵金属。

感应炉

与大多数其他金属熔化方法相比,感应炉的优点是清洁,节能且可良好控制熔化过程。

大多数现代铸造厂使用这种类型的熔炉,现在更多的铸铁厂正在用感应炉取代圆顶,以熔化铸铁,因为前者会排放大量灰尘和其他污染物。

由于不使用电弧或燃烧,材料的温度不高于熔化所需的温度,这可以防止有价值的合金元素的损失。

铸造厂中感应炉使用的一个主要缺点是缺乏炼油能力,装料必须清洁氧化物和已知的组成,并且一些合金元素可能由于氧化而损失(并且必须重新加入到熔体中)。

感应炉类型

在无芯型中,金属放置在由水冷交流电磁线圈包围的坩埚中。通道型感应炉具有熔融金属环,其通过铁芯形成单匝次级绕组。

感应炉操作

感应炉由非导电坩埚组成,该坩埚保持熔化的金属电荷,由铜线圈包围。强大的交流电流通过电线。线圈产生快速反转的磁场,穿透金属。磁场通过电磁感应在金属内部感应出涡电流,圆形电流,流过大块金属电阻的涡流通过焦耳加热加热。在铁磁类似材料的铁,该材料也可以通过加热磁滞,金属中分子磁偶极子的逆转。一旦熔化,涡流就会引起熔体的剧烈搅拌,确保良好的混合。

感应加热的一个优点是在炉子的炉料内产生热量,而不是由燃烧的燃料或其他外部热源施加,这在污染是一个问题的应用中非常重要。

工作频率范围从公用频率(50或60hz)到400KHz或更高,通常取决于熔化的材料,熔炉的熔炉(体积)和所需的熔化速度。通常,熔体的体积越小,所用熔炉的频率越高,这是由于集肤效应,它是交流电流可以穿透导体表面下方的距离的量度。对于相同的导电率,较高的频率具有较浅的集肤效应,较少渗透到熔体中,较低的频率可以在金属中产生搅拌或湍流。

一台预热一吨的熔铁炉可在一小时内将冷料熔化至攻丝准备就绪。电力供应从10千瓦到42兆瓦不等,熔体大小分别为20公斤到65吨金属。

运行中的感应炉通常会发出嗡嗡声或呜呜声(由于磁力和磁致伸缩的波动),操作人员可以使用感应炉的螺距来判断炉子是否正常运行,或处于何种功率水平。

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