Индукционные печи – специализированное термическое оборудование, которое используют в металлургической промышленности. С его помощью осуществляют плавку металлов.

Плавильные печи для плавки металлов

Индукционная печь и ее преимущества

Агрегаты характеризуются отличными эксплуатационными характеристиками. В их рабочем пространстве передача электрической энергии осуществляется без контакта с электроустановкой. Они способны нагревать сырье до нужного температурного режима за короткое время. Выделение тепла происходит в месте нагрева. Это позволяет максимально использовать энергию.

Нагревание происходит непосредственно в самом металле. Такое свойство оборудования дает возможность получать чистые сплавы различных марок. В них отсутствуют неметаллические примеси. Их структура однородная без дефектов (воздушных пузырьков). Основной особенностью индукционной печи является применение в ее оснащении не металла, который имеет значительную массу, а футеровочных материалов. За счет этого снижается вес оборудования, а также сокращается время на разогрев рабочего пространства.

Классификация индукционных печей:

  • Пламенные. К этой категории относят доменные, шахтные, тигельные, мартеновские печные установки.
  • С электрическим нагревом.

Первый вид оборудования наиболее востребован в металлургии. С его помощью получают чистые металлические сплавы различного состава. Оно позволяет выполнять дегазацию, что положительно сказывается на плотности структуры будущего металла, а также на его эксплуатационных характеристиках.

Изображение индукционной печи

Индукционные плавильные печи устройство

На практике установки с индукционным нагревом были применены в 1890 году физиком М. Фарадеем. На тот момент они не имели достаточных источников энергии, которые бы покрыли затраты оборудования для нормальной работы. С того времени конструкция печи совершенствовалась, появились альтернативные источники электрической энергии. Это повлияло на востребованность оборудования в промышленности.

Конструкция печи представляет собой индуктор. Он состоит из многовитковой катушки, которая имеет форму цилиндра. Через эту катушку проходит ток. В результате этого образуются магнитные поля, которые отвечают за создание вихревых токов. Под их воздействием повышается сопротивление. После этого происходит плавление металла.

Схема устройства выглядит так. Во внутреннее пространство индуктора помещают сосуд. В нем находится шихта или металл для плавки. Мощность оборудования основана на величине подаваемого напряжения. Соответственно, во время процесса плавления можно регулировать температурный режим в рабочем пространстве.

Индукционная тигельная печь

Конструкция этого оборудования состоит из индуктора, каркаса, камеры, в которой происходит процесс плавления. К агрегату могут быть подключены вакуумные компрессоры. Они создают в рабочем пространстве нужный уровень технического вакуума. Благодаря этому термическая обработка сплавов выполняется более качественно.

Рабочим пространство индукционной тигельной печи является тигель. Это емкость, которую изготавливают из специальных материалов. Они должны хорошо проводить электрическое поле, быть огнеупорными. Также они должны сохранять изоляционные свойства, чтобы препятствовать потере электромагнитных вихрей.

Высокочастотные индукционные печи

Основным элементом оборудования является индуктор. Он служит для создания электромагнитного поля. Охлаждение устройства происходит за счет качественного отведения тепла. Для этого индуктор изолируют от основной установки посредством специальных материалов.

Преимущества печей, работающих на основе процесса индукции:

  • минимальные потери электрической энергии;
  • электроизоляция витков индуктора;
  • концентрация электромагнитного поля в небольшом объеме;
  • прочность, практичность и надежность.

Аналогичными характеристиками наделены индукционные муфельные печи. Их рабочим пространством является муфель. По функциональным особенностям он является аналогом тигля. В нем проводят плавку металла.