इंडक्शन हीटिंग, हार्डनिंग आणि इंडक्शन वितळणे धातू

हीटिंगचा सर्वात परिपूर्ण प्रकार म्हणजे ज्यामध्ये थेट गरम झालेल्या शरीरात उष्णता निर्माण होते. शरीरातून विद्युत प्रवाह पार करून गरम करण्याची ही पद्धत खूप चांगली आहे. तथापि, थेट - इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये गरम शरीराचा समावेश करणे तांत्रिक आणि व्यावहारिक कारणांमुळे नेहमीच शक्य नसते.

या प्रकरणांमध्ये, इंडक्शन हीटिंगचा वापर करून एक परिपूर्ण प्रकारचा हीटिंग केला जाऊ शकतो, जेथे उष्णता तापलेल्या शरीरात देखील तयार केली जाते, ज्यामुळे भट्टीच्या भिंती किंवा इतर गरम घटकांमध्ये अनावश्यक, सामान्यतः मोठ्या, ऊर्जेचा वापर दूर होतो. त्यामुळे, वाढीव आणि उच्च वारंवारतेचे प्रवाह निर्माण करण्याची तुलनेने कमी कार्यक्षमता असूनही, इंडक्शन हीटिंगची एकूण कार्यक्षमता अनेकदा पेक्षा जास्त असते. इतर हीटिंग पद्धतींसह.

इंडक्शन पद्धत नॉन-मेटलिक बॉडीजला त्यांच्या संपूर्ण जाडीमध्ये समान रीतीने जलद गरम करण्याची परवानगी देते.अशा शरीराची खराब थर्मल चालकता त्यांच्या आतील थरांना नेहमीच्या पद्धतीने, म्हणजे बाहेरून उष्णता पुरवून जलद गरम होण्याची शक्यता वगळते. इंडक्शन पद्धतीत, उष्णता बाहेरील आणि आतील दोन्ही थरांमध्ये सारखीच निर्माण होते आणि जर बाहेरील थरांचे आवश्यक थर्मल इन्सुलेशन केले नाही तर नंतरचे जास्त गरम होण्याचा धोका देखील असू शकतो.

इंडक्शन हीटिंगची विशेषत: मौल्यवान गुणधर्म म्हणजे गरम झालेल्या शरीरात ऊर्जेच्या उच्च एकाग्रतेची शक्यता, अचूक डोसिंगसाठी सहजतेने सक्षम. फक्त विद्युत चाप ऊर्जा घनतेचा समान क्रम मिळू शकतो, परंतु ही गरम पद्धत नियंत्रित करणे कठीण आहे.

इंडक्शन हीटिंगची वैशिष्ट्ये आणि सुप्रसिद्ध फायद्यांमुळे अनेक उद्योगांमध्ये त्याच्या वापरासाठी विस्तृत संधी निर्माण झाल्या आहेत. याव्यतिरिक्त, हे आपल्याला नवीन प्रकारच्या संरचना तयार करण्यास अनुमती देते जे पारंपारिक उष्णता उपचार पद्धतींसाठी अजिबात व्यवहार्य नाहीत.

एक शारीरिक प्रक्रिया

इंडक्शन फर्नेसेस आणि उपकरणांमध्ये, विद्युतीय प्रवाहकीय गरम शरीरातील उष्णता एका वैकल्पिक इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डद्वारे प्रेरित करंट्सद्वारे सोडली जाते. अशा प्रकारे, येथे थेट गरम होते.

धातूंचे इंडक्शन हीटिंग दोन भौतिक नियमांवर आधारित आहे: इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनचा फॅराडे-मॅक्सवेल कायदा आणि जौल-लेन्झ कायदा. मेटल बॉडी (रिक्त, भाग इ.) ठेवल्या जातात पर्यायी चुंबकीय क्षेत्र, जे त्यांच्यात वावटळ आणते विद्युत क्षेत्र… इंडक्शनचा EMF चुंबकीय प्रवाहाच्या बदलाच्या दराने निर्धारित केला जातो. इंडक्शन ईएमएफच्या कृती अंतर्गत, एडी प्रवाह (शरीराच्या आत बंद) शरीरात वाहतात, उष्णता सोडतात जौल-लेन्झ कायद्यानुसार… हा EMF धातूमध्ये तयार होतो पर्यायी प्रवाह, या प्रवाहांद्वारे सोडल्या जाणार्‍या थर्मल उर्जेमुळे धातू गरम होते. इंडक्शन हीटिंग थेट आणि गैर-संपर्क आहे. हे आपल्याला सर्वात रेफ्रेक्ट्री धातू आणि मिश्र धातु वितळण्यासाठी पुरेसे तापमान गाठण्याची परवानगी देते.

तीव्र प्रेरण हीटिंग केवळ उच्च तीव्रता आणि वारंवारतेच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डमध्ये शक्य आहे, जे विशेष उपकरणांद्वारे तयार केले जातात - इंडक्टर्स. इंडक्टर्स 50 Hz नेटवर्कद्वारे (औद्योगिक फ्रिक्वेन्सी इंस्टॉलेशन्स) किंवा वेगळ्या ऊर्जा स्त्रोतांद्वारे समर्थित आहेत - मध्यम आणि उच्च वारंवारता जनरेटर आणि कन्व्हर्टर.

कमी-फ्रिक्वेंसी अप्रत्यक्ष इंडक्शन हीटिंग डिव्हाइसेसचा सर्वात सोपा इंडक्टर म्हणजे इन्सुलेटेड वायर (विस्तारित किंवा गुंडाळलेली) मेटल ट्यूबमध्ये ठेवली जाते किंवा त्याच्या पृष्ठभागावर लावलेली असते. ट्यूबमधील इंडक्टर वायरमधून विद्युतप्रवाह वाहत असल्याने ते तापते एडी प्रवाह… ट्यूबमधून उष्णता (क्रूसिबल, कंटेनर देखील असू शकते) गरम केलेल्या माध्यमात हस्तांतरित केली जाते (नळीतून वाहणारे पाणी, हवा इ.).

प्रेरण गरम करणे आणि धातू कडक करणे

मध्यम आणि उच्च फ्रिक्वेन्सीवर धातूंचे सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे थेट इंडक्शन हीटिंग. यासाठी, विशेष डिझाइनसह इंडक्टर वापरले जातात. प्रेरक उत्सर्जित करतो इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहर, जी तापलेल्या शरीरावर पडते आणि त्यात मरते. शोषलेल्या लहरीची ऊर्जा शरीरात उष्णतेमध्ये रूपांतरित होते. उत्सर्जित इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वेव्ह (सपाट, दंडगोलाकार, इ.) च्या आकाराच्या शरीराच्या आकाराच्या जवळ जितका जास्त असेल तितका गरम गुणांक जास्त असतो. म्हणून, फ्लॅट इंडक्टर्स फ्लॅट बॉडी गरम करण्यासाठी वापरले जातात, बेलनाकार (सोलेनॉइड) इंडक्टर बेलनाकार वर्कपीससाठी वापरले जातात.सामान्य स्थितीत, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उर्जा इच्छित दिशेने केंद्रित करण्याच्या आवश्यकतेमुळे त्यांचा एक जटिल आकार असू शकतो.

इंडक्शन एनर्जी इनपुटचे वैशिष्ट्य म्हणजे प्रवाह क्षेत्राच्या अवकाशीय व्यवस्थेचे नियमन करण्याची क्षमता एडी प्रवाह.

प्रथम, इंडक्टरने व्यापलेल्या भागात एडी प्रवाह वाहतात. शरीराच्या एकूण आकाराची पर्वा न करता इंडक्टरच्या चुंबकीय संपर्कात असलेला शरीराचा फक्त तो भाग गरम केला जातो.

दुसरे, एडी करंट सर्कुलेशन झोनची खोली आणि त्यामुळे एनर्जी रिलीझ झोन इतर घटकांसह, इंडक्टर करंटच्या वारंवारतेवर अवलंबून असते (कमी फ्रिक्वेन्सीवर वाढते आणि वाढत्या वारंवारतेसह कमी होते).

इंडक्टरपासून तापलेल्या विद्युत् प्रवाहाकडे ऊर्जा हस्तांतरणाची कार्यक्षमता त्यांच्यामधील अंतराच्या आकारावर अवलंबून असते आणि जसजसे ते कमी होते तसतसे वाढते.

इंडक्शन हीटिंगचा वापर स्टील उत्पादनांच्या पृष्ठभागाच्या कडकपणासाठी, प्लास्टिकच्या विकृतीसाठी (फोर्जिंग, स्टॅम्पिंग, दाबणे इ.), धातू वितळणे, उष्णता उपचार (अॅनिलिंग, टेम्परिंग, सामान्यीकरण, कठोर करणे), वेल्डिंग, लेयरिंग, मेटल ब्रेझिंगसाठी गरम करून केला जातो.

अप्रत्यक्ष इंडक्शन हीटिंगचा वापर हीटिंग प्रक्रियेसाठी उपकरणे (पाइपलाइन, कंटेनर इ.), द्रव माध्यम गरम करण्यासाठी, कोरडे कोटिंग्ज, साहित्य (उदाहरणार्थ, लाकूड) साठी केला जातो. इंडक्शन हीटिंग इंस्टॉलेशन्सचे सर्वात महत्वाचे पॅरामीटर म्हणजे वारंवारता. प्रत्येक प्रक्रियेसाठी (पृष्ठभाग कडक होणे, गरम करून) एक इष्टतम वारंवारता श्रेणी आहे जी सर्वोत्तम तांत्रिक आणि आर्थिक निर्देशक प्रदान करते. इंडक्शन हीटिंगसाठी 50 Hz ते 5 MHz पर्यंतची फ्रिक्वेन्सी वापरली जाते.

इंडक्शन हीटिंगचे फायदे

1) विद्युत उर्जा थेट तापलेल्या शरीरात हस्तांतरित केल्याने प्रवाहकीय सामग्री थेट गरम होऊ शकते. या प्रकरणात, अप्रत्यक्ष कृतीसह स्थापनेच्या तुलनेत हीटिंग दर वाढविला जातो, जेथे उत्पादन केवळ पृष्ठभागावरून गरम केले जाते.

2) विद्युत उर्जेचे थेट गरम शरीरात हस्तांतरण करण्यासाठी संपर्क साधने आवश्यक नाहीत. जेव्हा व्हॅक्यूम आणि संरक्षणात्मक साधनांचा वापर केला जातो तेव्हा स्वयंचलित उत्पादन उत्पादनाच्या परिस्थितीत हे सोयीस्कर आहे.

3) पृष्ठभागाच्या प्रभावाच्या घटनेमुळे, गरम झालेल्या उत्पादनाच्या पृष्ठभागाच्या थरात जास्तीत जास्त शक्ती सोडली जाते. म्हणून, कूलिंग दरम्यान इंडक्शन हीटिंग उत्पादनाच्या पृष्ठभागाच्या थराला जलद गरम करते. हे तुलनेने चिकट माध्यमासह भागाची उच्च पृष्ठभागाची कठोरता प्राप्त करणे शक्य करते. इंडक्शन सर्फेस हार्डनिंग इतर पृष्ठभाग कडक करण्याच्या पद्धतींपेक्षा जलद आणि अधिक किफायतशीर आहे.

4) इंडक्शन हीटिंग बहुतेक प्रकरणांमध्ये उत्पादकता सुधारते आणि कामाची परिस्थिती सुधारते.

प्रेरण वितळण्याची भट्टी

इंडक्शन फर्नेस किंवा डिव्हाइसला ट्रान्सफॉर्मरचा एक प्रकार मानला जाऊ शकतो ज्यामध्ये प्राथमिक कॉइल (इंडक्टर) वैकल्पिक विद्युत् स्त्रोताशी जोडलेली असते आणि गरम शरीर स्वतः दुय्यम कॉइल म्हणून काम करते.

इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेसेसची कार्यप्रक्रिया बाथ किंवा क्रूसिबलमध्ये द्रव धातूच्या इलेक्ट्रोडायनामिक आणि थर्मल हालचालीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे, ज्यामुळे समान रचना आणि संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये त्याचे एकसमान तापमान, तसेच कमी धातूचा कचरा (अनेक पट कमी) मिळण्यास हातभार लागतो. चाप भट्टी पेक्षा किंचित).

इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेसचा वापर कास्टिंगच्या उत्पादनात केला जातो, ज्यामध्ये स्टील, कास्ट लोह, नॉन-फेरस धातू आणि मिश्र धातुंचा समावेश होतो.

इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेसेस औद्योगिक फ्रिक्वेंसी चॅनेल फर्नेस आणि औद्योगिक, मध्यम आणि उच्च वारंवारता क्रूसिबल भट्टीमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात.

इंडक्शन डक्ट फर्नेस एक ट्रान्सफॉर्मर आहे, सामान्यतः पॉवर फ्रिक्वेंसी (50 Hz) वर. ट्रान्सफॉर्मरचे दुय्यम वळण हे वितळलेले धातूचे वळण आहे. धातू एका कंकणाकृती रीफ्रॅक्टरी चॅनेलमध्ये बंद आहे.

मुख्य चुंबकीय प्रवाह चॅनेलच्या धातूमध्ये EMF ला प्रेरित करतो, EMF विद्युत प्रवाह तयार करतो, विद्युत प्रवाह धातूला गरम करतो, म्हणून इंडक्शन चॅनेल भट्टी शॉर्ट-सर्किट मोडमध्ये कार्यरत ट्रान्सफॉर्मर सारखीच असते.

चॅनेल फर्नेसेसचे इंडक्टर रेखांशाच्या तांब्याच्या नळीचे बनलेले असतात, ते पाण्याने थंड केले जाते, चूलचा चॅनेलचा भाग पंख्याद्वारे किंवा केंद्रीकृत वायु प्रणालीद्वारे थंड केला जातो.

चॅनल इंडक्शन फर्नेसेस धातूच्या एका वर्गापासून दुस-या वर्गात दुर्मिळ संक्रमणासह सतत ऑपरेशनसाठी डिझाइन केलेले आहेत. चॅनल इंडक्शन फर्नेसचा वापर प्रामुख्याने अॅल्युमिनियम आणि त्याचे मिश्र धातु तसेच तांबे आणि त्याचे काही मिश्र धातु वितळण्यासाठी केला जातो. फर्नेसच्या इतर मालिका फौंड्री मोल्ड्समध्ये टाकण्यापूर्वी द्रव लोह, नॉन-फेरस धातू आणि मिश्र धातु ठेवण्यासाठी आणि गरम करण्यासाठी मिक्सर म्हणून विशेष आहेत.

इंडक्शन क्रूसिबल फर्नेसचे ऑपरेशन प्रवाहकीय चार्जद्वारे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उर्जेच्या शोषणावर आधारित आहे. सेल एका दंडगोलाकार कॉइलच्या आत ठेवला जातो - एक प्रेरक. विद्युतीय दृष्टीकोनातून, इंडक्शन क्रूसिबल फर्नेस हा शॉर्ट सर्किट केलेला एअर ट्रान्सफॉर्मर आहे ज्याचे दुय्यम वळण एक प्रवाहकीय शुल्क आहे.

इंडक्शन क्रुसिबल फर्नेसचा उपयोग मुख्यतः डाय कास्टिंग मेटल वितळण्यासाठी ऑपरेशनच्या बॅच मोडमध्ये केला जातो आणि ऑपरेशनच्या पद्धतीकडे दुर्लक्ष करून, कांस्य सारख्या विशिष्ट मिश्र धातु वितळण्यासाठी, ज्याचा चॅनेल भट्टीच्या अस्तरांवर विपरित परिणाम होतो.