An 誘導溶解炉誘導加熱効果を利用して材料を加熱・溶解する電気炉です。誘導炉の主なコンポーネントには、センサー、炉本体、電源、コンデンサ、制御システムが含まれます。
誘導炉の主なコンポーネントには、センサー、炉本体、電源、コンデンサ、制御システムが含まれます。
誘導炉内の交流電磁場の作用により、材料の内部に渦電流が生成され、加熱または溶解効果が得られます。この交番磁場の撹拌効果により、炉内の材料の組成と温度は比較的均一になります。鍛造加熱温度は1250℃に達し、溶解温度は1650℃に達することができます。
誘導炉は、大気中で加熱または溶融できることに加えて、特別な品質要件を満たすために、真空およびアルゴンやネオンなどの保護雰囲気でも加熱または溶融することができます。誘導炉は、軟磁性合金、高抵抗合金、白金族合金、耐熱・耐食・耐摩耗合金、純金属の浸透・溶解に優れた利点を持っています。誘導炉は通常、誘導加熱炉と溶解炉に分けられます。
誘導コイルから発生する誘導電流を利用して材料を加熱する電気炉です。金属材料を加熱する場合は、耐火物製のるつぼに金属材料を入れてください。非金属材料を加熱する場合は、材料を黒鉛るつぼに入れます。交流電流の周波数が高くなると、それに応じて誘導電流の周波数も高くなり、発熱量が増加する。誘導炉は加熱が速く、高温であり、操作と制御が簡単で、加熱プロセス中の材料の汚染が少ないため、製品の品質が保証されます。主に特殊な高温材料の溶解に使用されますが、融液から単結晶を育成するための加熱および制御装置としても使用できます。
製錬炉は、コア付き誘導炉とコアレス誘導炉の 2 つのカテゴリに分類されます。
コア付き誘導炉には、インダクターを通過する鉄心があり、周波数電源によって電力が供給されます。主に鋳鉄、真鍮、青銅、亜鉛などのさまざまな金属の溶解および絶縁に使用され、電気効率は90％以上です。廃炉材を利用でき、溶解コストが低く、最大炉容量は270トンです。
コアレス誘導炉は、インダクターを貫通する鉄心を持たず、電力周波誘導炉、三周波誘導炉、発電機セット中周波誘導炉、サイリスタ中周波誘導炉、高周波誘導炉に分かれます。
補助装置
中間周波誘導炉の完全な設備には、電源および電気制御部分、炉本体部分、伝送装置、および水冷システムが含まれます。
動作原理
交流電流が誘導コイルを通過すると、コイルの周囲に交流磁場が生成され、炉内の導電性材料が交流磁場の作用により誘導電位を生成します。炉材表面の一定深さに電流（渦電流）が形成され、渦電流により炉材が加熱されて溶解します。
(1) 加熱速度が速く、生産効率が高く、酸化と脱炭素が少なく、材料費と鍛造金型費を節約できます。
中周波誘導加熱の原理は電磁誘導であるため、ワーク自体が発熱します。プロの炉作業員が事前に炉焼きや封孔作業を行う必要がなく、中周波電気炉を使用すれば一般の作業者でも10分程度で鍛造作業を続けることができます。停電や設備の故障によって石炭炉内で加熱されたビレットが廃棄される心配はありません。
この加熱方法は加熱速度が速いため、酸化がほとんどありません。石炭バーナーと比較して、鍛造品 1 トンあたり少なくとも 20 ～ 50 キログラムの鉄鋼原料を節約でき、その材料利用率は 95% に達します。
この加熱方法は均一な加熱と中心部と表面の温度差が最小限に抑えられるため、鍛造時の鍛造金型の寿命が大幅に延長され、鍛造品の表面粗さも50μm未満になります。
(2) 優れた作業環境、従業員の労働環境と企業イメージの向上、無公害、低エネルギー消費
石炭ストーブと比較して、誘導加熱炉は作業者を灼熱の太陽の下で石炭ストーブの焼きや煙にさらすことがなくなり、環境保護部門のさまざまな要件を満たします。同時に、企業の外部イメージと鍛造業界の将来の発展傾向を確立します。
(3) 均一な加熱、内部と表面の温度差が少なく、高い温度制御精度
誘導加熱はワーク自体の内部で熱を発生させるため、均一に加熱され、中心部と表面の温度差が最小限に抑えられます。温度制御システムの適用により、正確な温度制御が実現し、製品の品質と合格率が向上します。
電力周波数
工業用高周波誘導炉は、工業用高周波電流（50 または 60 Hz）を電源として使用する誘導炉です。工業用高周波誘導炉は、広く使用される製錬装置に発展しました。主にねずみ鋳鉄、可鍛鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、合金鋳鉄を溶解する溶解炉として使用されます。また、断熱炉としても使用されます。同様に、鋳造生産の側面として、電力周波数誘導炉がキューポラに取って代わりました。
キューポラと比較して、工業用高周波誘導炉には、溶鉄の組成と温度の制御が容易、鋳物中のガスと介在物の含有量が少ない、環境汚染がない、エネルギーの節約、作業条件の改善など、多くの利点があります。このため、近年、工業用高周波誘導炉が急速に発展しています。
工業用高周波誘導炉の完全な機器セットには、4 つの主要な部品が含まれています。
1. 炉本体部
鋳鉄製錬用の工業用高周波誘導炉の本体は、2台の誘導炉（製錬用とバックアップ用）、炉カバー、炉枠、傾斜炉用オイルシリンダー、炉カバー移動開閉装置で構成されています。
2. 電気部品
電気部品は、電源変圧器、メインコンタクタ、平衡リアクトル、平衡コンデンサ、補償コンデンサ、および電気制御コンソールで構成されます。
3. 水冷システム
冷却水システムには、コンデンサ冷却、インダクタ冷却、およびフレキシブル ケーブル冷却が含まれます。冷却水システムは、ウォーターポンプ、循環水タンクまたは冷却塔、パイプラインバルブで構成されます。
4. 油圧システム
油圧システムには、オイルタンク、オイルポンプ、オイルポンプモーター、油圧システムのパイプラインとバルブ、および油圧操作プラットフォームが含まれます。
中周波
電源周波数が150～10000Hzの範囲にある誘導炉を中間周波誘導炉と呼び、主な周波数は150～2500Hzの範囲にあります。家庭用小周波誘導炉の電源には150、1000、2500Hzの3つの周波数があります。
中間周波誘導炉は、高品質の鋼および合金の製錬に適した特殊な冶金装置です。稼働率誘導炉と比較して、次のような利点があります。
(1) 溶解速度が速く、生産効率が高い。中周波誘導炉の出力密度は高く、鋼材1トン当たりの出力構成は工業用周波数誘導炉よりも約20～30%高くなります。したがって、同一条件下では、中間周波誘導炉の溶解速度が速く、生産効率が高い。
(2) 高い適応力と柔軟な使用。中周波誘導炉の各炉は溶鋼を完全に排出できるため、鋼種の変更に便利です。しかし、工業用高周波誘導炉の各炉内の鋼液を完全に排出することはできず、一部の鋼液を次の炉の起動に備えて残しておく必要があります。したがって、鋼種の変更は不便であり、単一種類の鋼の製錬にのみ適しています。
(3)電磁撹拌効果が良好です。鋼液が受ける電磁力は電源周波数の平方根に反比例するため、中間周波電源の撹拌力は商用周波電源に比べて小さくなります。鋼中の不純物の除去、化学組成の均一化、温度の均一化には、中周波電源の撹拌効果が比較的良好です。高周波電源の過剰な撹拌力により、炉内壁の鋼材の精練力が増大し、精錬効果が低下するだけでなく、るつぼの寿命も短くなります。
(4) 運転開始が簡単です。中間周波電流の表皮効果は電力周波数電流の表皮効果よりもはるかに大きいため、中間周波誘導炉の起動中に炉の材料に特別な要件はありません。ロード後、すぐに加熱して加熱できます。工業用高周波誘導炉では、加熱を開始するために特製の開口ブロック (鋳鋼や鋳鉄などのるつぼの高さの約半分) が必要で、加熱速度は非常に遅いです。したがって、定期的に運転する条件では中周波誘導炉が多く使用されます。始動が容易なため、定期運転時の電力を節約できることもメリットです。
中間周波炉加熱装置は、小型、軽量、高効率、優れた熱処理品質、良好な環境という利点を持っています。石炭焚き炉、ガス焚き炉、石油焚き炉、通常の抵抗炉を急速に廃止しつつある新世代の金属加熱装置です。
上記の利点により、中周波誘導炉は近年鋼や合金の製造に広く使用されており、鋳鉄の製造、特に定期的に操業する鋳造工場でも急速に発展しています。
投稿日時: 2024 年 3 月 13 日
