فرن الحث الكهربائي
فرن الحث الكهربائي هو نوع من أفران الصهر التي تستخدم التيارات الكهربائية لصهر المعدن. تعتبر أفران الحث مثالية لصهر وتشكيل مجموعة متنوعة من المعادن بأقل قدر من فقدان الصهر ، ولكن يمكن تكرير القليل من المعدن.
مبدأ خطاف الحث
مبدأ موقد الحث هو التسخين التعريفي.
التسخين 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 جول
1) الحث الكهرومغناطيسي
يتم نقل الطاقة إلى الجسم المراد تسخينه عن طريق الحث الكهرومغناطيسي.
أي مادة موصلة كهربيًا 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 عملية إطلاق الحرارة عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل.
الحرارة الناتجة تتناسب طرديًا مع مربع التيار مضروبًا في المقاومة الكهربائية للسلك.
يعتمد التسخين التعريفي على الخصائص الفريدة لطاقة التردد اللاسلكي (RF) ، وهي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي تحت طاقة الأشعة تحت الحمراء والميكروويف.
نظرًا لأن الحرارة تنتقل إلى المنتج عن طريق الموجات الكهرومغناطيسية ، فإن الجزء لا يتلامس مباشرة مع اللهب بأي شكل من الأشكال ، ولا يسخن المحث نفسه ولا يوجد تلوث للمنتج.
- التسخين بالحث هو تسخين سريع ونظيف وغير ملوث.
- ملف الحث بارد جدًا بحيث لا يمكن لمسه ؛ يتم تبريد الحرارة المتراكمة في السربنتين باستمرار بواسطة الماء المتداول.
ملكيات
يتطلب فرن الحث الكهربائي ملفًا كهربائيًا لتوليد الشحنة. يتم استبدال ملف التسخين هذا في النهاية.
البوتقة التي يوضع فيها المعدن مصنوعة من مواد أقوى يمكنها تحمل الحرارة المطلوبة ، ويتم تبريد الملف الكهربائي نفسه بواسطة نظام مائي بحيث لا يسخن أو يذوب.
يمكن أن تتراوح أحجام أفران الحث من فرن صغير يستخدم للسبائك الرقيقة جدًا إلى أفران أكبر بكثير تزن كيلوغرامًا واحدًا فقط ، 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 طرق صهر المعادن الأخرى.
تستخدم المسابك هذا النوع من الأفران والآن المزيد والمزيد من مسابك الحديد تستبدل القباب بأفران الحث لصهر الحديد الزهر لأن الأفران القديمة تنبعث منها الكثير من الغبار والملوثات الأخرى.
تتراوح سعات أفران الحث الكهربائي من أقل من كيلوجرام إلى مائة طن وتستخدم لصهر الحديد والصلب والنحاس والألمنيوم والمعادن الثمينة.
العيب الرئيسي لاستخدام فرن الحث في المسبك هو الافتقار إلى قدرة التكرير ؛ يجب أن تكون المواد المشحونة خالية من منتجات الأكسدة ولها تركيبة معروفة ، وقد يتم فقد بعض عناصر صناعة السبائك (وإعادة إضافتها إلى الاندماج) بسبب الأكسدة.
مزايا:
تقدم المواقد الحثية مزايا معينة مقارنة بأنظمة الأفران الأخرى:
كفاءة أعلى: يقلل غياب مصادر الاحتراق من خسائر الأكسدة ، والتي يمكن أن تكون مهمة في اقتصاد الإنتاج.
بدء تشغيل أسرع: طاقة كاملة فورية من مصدر الطاقة ، مما يقلل من الوقت للوصول إلى درجة حرارة التشغيل. يعد وقت الشحن البارد من ساعة إلى ساعتين أمرًا شائعًا.
المرونة: لا يلزم وجود معدن منصهر لبدء معدات الصهر التعريفي ذات التردد المتوسط. هذا يسهل البدء البارد المتكرر وتغييرات السبائك المتكررة.
الخلط الطبيعي: يمكن لوحدات التردد المتوسط أن تعطي عمل خلط قوي ينتج عنه ذوبان متجانس.
الصهر الأنظف: عدم وجود منتجات ثانوية للاحتراق يعني بيئة انصهار أنظف ، ولا تحتوي أنظمة التحكم في تلوث الاحتراق على منتجات مرتبطة.
التركيب المضغوط: يمكن تحقيق معدلات ذوبان عالية من الأفران الصغيرة.
مقاومة منخفضة للحرارة: الحجم الصغير بالنسبة إلى معدل الانصهار يعني أن أفران الحث تتطلب مقاومة أقل بكثير من الوحدات التي تعمل بالوقود
بيئة عمل أفضل: أفران الحث أكثر هدوءًا من أفران الغاز أو أفران القوس أو القباب. لا يوجد غاز احتراق ويتم تقليل الحرارة المهدرة إلى الحد الأدنى.
توفير الطاقة: تتراوح كفاءة الطاقة الإجمالية في الصهر بالحث من 55 إلى 75 في المائة وهي أفضل بكثير من عمليات الاحتراق.
