今ではオーブンが付いています 誘導システム金属製錬プロセスで広く使用されています。 インダクタの領域で生成される電流は物質の加熱に寄与し、このようなデバイスのこの機能は基本的なだけでなく、最も重要でもあります。 処理により、物質はいくつかの変換を受けます。 変換の最初の段階は電磁段階であり、次に電気段階、そして熱段階が続きます。 ストーブから発生する温度をほとんど余すことなく利用できるため、このソリューションは他のソリューションの中で最も優れています。 多くの人が人工ストーブに興味を持っているかもしれません。 次に、そのようなソリューションを実装する可能性について説明します。
金属を溶解する炉の種類
このタイプの機器は主なカテゴリに分類できます。 1つ目は、そのベースとして心臓のチャネルを備えており、金属はそのような炉内にインダクターの周りにリング状に配置されます。 2 番目のカテゴリにはそのような要素はありません。 このタイプはるつぼと呼ばれ、金属はインダクタ自体の内側に配置されます。 この場合、クローズドコアを使用することは技術的に不可能です。
基本原則
この場合の溶解炉は磁気誘導現象に基づいて動作します。 そして、いくつかのコンポーネントがあります。 インダクタはこのデバイスの最も重要なコンポーネントです。 これはコイルであり、その導体は通常のワイヤーではなく、銅管です。 この要件は、溶解炉自体の設計によって課されます。 インダクタを通過する電流は磁場を生成し、その磁場が内部に金属が入っているるつぼに影響を与えます。 この場合、材料は変圧器の二次巻線の役割を果たします。つまり、電流が流れて加熱されます。 誘導炉を自作してもこのように溶けてしまうのです。 このタイプの炉を構築し、効率を高めるにはどうすればよいでしょうか? これ 重要な質問、それには答えがあります。 高周波電流を使用すると、機器の効率が大幅に向上します。 このためには、特別な電源を使用することが適切です。
誘導炉の特徴
このタイプの機器には、次のような特徴があります。 特性, これはメリットでもありデメリットでもあります。
金属の分布は均一である必要があるため、得られる材料は均質な質量を特徴とします。 このタイプの炉は、ゾーンを介してエネルギーを輸送すると同時に、エネルギーを集中させる機能も導入します。 静電容量、動作周波数、ライニング方法などのパラメーターを使用できるほか、金属が溶ける温度も調整できるため、作業が大幅に容易になります。 炉の既存の技術的可能性により、高い溶解速度が得られます。この装置は環境に優しく、人間にとって完全に安全であり、いつでも使用できます。
このような装置の最も顕著な欠点は、掃除が難しいことです。 スラグは金属が発生する熱のみによって加熱されるため、この温度ではスラグを完全に使用するには十分ではありません。 金属とスラグの間の温度差が大きいため、廃棄物の除去プロセスを可能な限り単純にすることができません。 別の欠点として、ギャップを強調するのが通例であり、そのため常にライニングの厚さを減らす必要があります。 このような行為により、しばらくすると故障する可能性があります。
工業規模での誘導炉の使用
業界では、るつぼとチャンネル型が最もよく見られます。 誘導炉。 前者では、あらゆる金属が任意の量で溶解されます。 このようなバリエーションの金属用コンテナは、最大数トンの金属を収容できます。 もちろん、この場合、誘導溶解炉を自分の手で作ることは不可能です。 チャンネル炉は非鉄金属の製錬用に設計されています 他の種類、鋳鉄と同様に。
このトピックは、ラジオ設計とラジオ技術のファンにとって興味深いものです。 現在、自分の手で誘導炉を作成することがかなり可能であることが明らかになり、多くの人がこれを行うことができました。 ただし、このような装置を作成するには、炉自体の所定の動作を含む電気回路の動作を実装する必要があります。 同様のソリューション波の振動を引き起こす能力のある者の関与が必要です。 この回路によると、4 つの電子ランプと 1 つのネオン ランプを組み合わせて、システムの動作準備が完了したことを知らせる簡単な自作誘導炉を構築できます。
この場合、AC コンデンサのハンドルはアプライアンスの内部にありません。 このおかげで、自分の手で誘導炉を作成することができます。 デバイス図では、各デバイスの位置が詳しく説明されています。 個々の要素。 ドライバーを使用すると、デバイスが十分に強力であることを確認できます。ドライバーはわずか数秒で赤熱状態に達します。
特徴
誘導炉を自分の手で作成し、その動作原理と組み立てが適切なスキームに従って研究され、実行されている場合、この場合の溶解速度は、以下にリストされている1つ以上の要因によって影響を受ける可能性があることを知っておく必要があります。 :
パルス周波数;
ヒステリシス損失。
発電;
熱放出の期間。
渦電流の発生に伴う損失。
自分の手で誘導ストーブを作ることを計画している場合、ランプを使用するときは、4個で十分になるように電力を分散する必要があることを覚えておく必要があります。 整流器を使用すると、約 220 V のネットワークが得られます。
家庭用ストーブの使用
日常生活では、このようなデバイスが使用されることはほとんどありませんが、同様のテクノロジーはさまざまな分野で使用されています。 暖房システム。 それらは電子レンジの形で見られ、新しい技術の環境において、この開発は幅広い用途に見出されています。 たとえば、電磁調理器で渦電流を使用すると、多種多様な料理を調理できます。 加熱に時間がかかるため、バーナーの上に何も乗っていないと点火できません。 しかし、このような特別で便利な調理器を使用するには、特別な道具が必要です。
ビルドプロセス
DIY 誘導は、水冷銅管で作られたソレノイドであるインダクターと、から作ることができるるつぼで構成されています。 セラミック材料、スチール、グラファイトなどで作られることもあります。 このような装置では、鋳鉄、鋼、貴金属、アルミニウム、銅、マグネシウムを製錬できます。 DIY の誘導炉は、数キログラムから数トンまでのるつぼの容量で作られています。 それらは、真空、ガス充填、オープン、コンプレッサーのいずれかになります。 炉には高、中、低周波電流が供給されます。
したがって、独自の誘導炉の作成に興味がある場合、このスキームには次の主要コンポーネントの使用が含まれます: 溶解槽と、炉床石、誘導子、磁気コアを含む誘導ユニットです。 チャンネル炉は、電磁エネルギーが放熱チャンネル内で熱エネルギーに変換される点でるつぼ炉とは異なり、放熱チャンネル内には必ず導電性の物体が存在する必要があります。 チャンネル炉の初期立ち上げを行うには、溶融金属をチャンネル炉に流し込むか、炉内でまっすぐにできる材料で作られたテンプレートを挿入します。 溶解が完了すると、金属は完全には排出されず、将来の起動に備えて放熱チャネルを埋めるための「沼」が残ります。 誘導炉を自分の手で組み立てる場合、装置の炉床石を交換しやすくするために、取り外し可能になっています。
炉のコンポーネント
したがって、ミニ誘導オーブンを自分の手で作ることに興味がある場合は、その主な要素が加熱コイルであることを知ることが重要です。 いつ 自家製バージョン直径10 mmの裸の銅管で作られたインダクタを使用するだけで十分です。 使用するインダクタについて 内径 80～150mm、巻き数は8～10回です。 ターンが接触せず、ターン間の距離が5〜7 mmであることが重要です。 インダクタの部品はスクリーンに接触しないようにし、最小ギャップは 50 mm にする必要があります。
自分の手で誘導炉を作ることを計画している場合は、工業規模では、インダクターを冷却するために水または不凍液が使用されることを知っておく必要があります。 作成中のデバイスが低電力で短期間動作する場合は、冷却なしで行うことができます。 しかし、動作中、インダクタは非常に高温になり、銅上のスケールはデバイスの効率を大幅に低下させるだけでなく、その性能の完全な損失につながる可能性があります。 冷却インダクタを自作することは不可能なので、定期的に交換する必要があります。 コイルの近くに配置されたファンハウジングが EMF を「引き寄せ」、過熱や炉の効率の低下につながるため、強制空冷は使用できません。
発生器
自分の手で誘導炉を組み立てる場合、図にはそのようなものの使用が含まれます 重要な要素、オルタネーターのようなものです。 少なくとも半熟練したアマチュア無線レベルの無線電子機器の基本を理解していない場合は、ストーブを作ろうとしないでください。 発生器回路は、ハード電流スペクトルを生成しないように選択する必要があります。
誘導炉の使用
このタイプの機器が入荷しました 幅広い用途鋳造工場など、金属がすでに精製されており、特定の形状に成形する必要がある領域。 合金も入手できます。 それらは宝飾品の製造にも広く普及しています。 シンプルな動作原理と自分の手で誘導炉を組み立てることができるため、その使用の収益性を高めることができます。 この領域では、るつぼ容量が最大 5 kg の装置を使用できます。 小規模なプロダクションの場合、このオプションが最適です。
多くの人は、金属を製錬するプロセスには巨大な構造物、ほとんどが設備の整った工場が必要であると信じています。 多額の人事。 しかし、宝石商のような職業もあり、透かし彫りや金、銀、プラチナなどの金属を使用します。 絶妙なジュエリー、そのうちのいくつかは正当に真の芸術作品と見なされます。 ジュエリー工房は過度の規模を許容しない企業です。 そして、溶融プロセスは単に必要です。 したがって、ここでは金属を溶解するための誘導炉が必要です。 大きくなく、非常に効果的で使いやすいです。
誘導炉の動作原理は次のとおりです。 素晴らしい例、望ましくない現象として、効率が向上して使用されます。 いわゆる渦巻き 誘導電流フーコーは通常、あらゆる種類の電気工学を妨害しますが、ここでは肯定的な結果のみを目的としています。
金属構造が加熱され始め、その後溶けるためには、まさにフーコー電流の下に置かれなければなりません。 誘導コイル、概して、これがストーブです。
簡単に言えば、電気機器は動作中に発熱し始めることは誰もが知っています。 金属を溶解するための誘導炉は、この望ましくない効果を最大限に活用します。
他の溶解炉と比べたメリット
金属を溶解するために使用される発明は誘導炉だけではありません。 平炉や高炉なども有名です。 しかし、私たちが検討しているストーブには、他のストーブよりも多くの否定できない利点があります。
- 誘導原理で動作する炉は非常にコンパクトであり、その配置に問題はありません。
- 溶解速度が速い。 他の金属溶解炉では加熱するだけで数時間かかる場合でも、誘導炉では数倍の速さで対応できます。
- 効率は 100% をわずかに下回る程度です。
- 溶融純度の点では、誘導炉が自信を持って第一位です。 他の装置では、溶融の準備が整ったワークピースが発熱体と直接接触するため、汚染が生じることがよくあります。 フーコー電流はワークピースを内部から加熱し、影響を与えます。 分子構造金属や副生成物が入りません。
この最後の利点は、素材の周波数がその価値と独自性を高めるジュエリーにとって不可欠です。
炉の配置
コンパクトな誘導炉は、サイズに応じて床置きまたは卓上にできます。 どのオプションを選択する場合でも、それを配置する場所を選択するための基本的なルールがいくつかあります。
- ストーブの取り扱いは簡単ですが、それでも安全対策への準拠が必要な電気機器です。 そして、設置中に最初に考慮する必要があるのは、デバイスのモデルに一致する正しい電源の存在です。
- 高品質なアースの可能性。
- 設置場所に給水を提供します。
- 卓上オーブンには安定した台が必要です。
- しかし最も重要なことは、作業中に何も邪魔をしないことです。 たとえ溶融物の体積や質量がそれほど大きくなくても、その温度は 1000 度を超えるため、誤って金型から飛び散ると、自分自身または近くにいる人に非常に重傷を負わせることになります。
稼働中の誘導炉の近くに可燃性物質、特に爆発性物質を置いてはいけないという事実については何も言うことはありません。 ただし、徒歩圏内に防火シールドが絶対に必要です。
誘導炉の種類
チャンネル型とるつぼ型の 2 種類の誘導炉が広く使用されています。 それらは操作方法が異なるだけです。 利点を含む他のすべての点では、このような溶解炉は非常に似ています。 各オプションを個別に検討してみましょう。
- チャンネル炉。 このタイプの主な利点は、継続的なサイクルです。 加熱中に原料の新しい部分をロードしたり、すでに溶融した金属を直接アンロードしたりできます。 唯一の問題は起動時に発生する可能性があります。 液体金属が炉から排出されるチャネルは充填する必要があります。
- るつぼ炉。 最初のオプションとは異なり、金属の各部分を個別にロードする必要があります。 それがポイントです。 原料は耐熱るつぼに入れられ、インダクター内に配置されます。 金属が溶けた後、るつぼから金属が排出され、その後、次の部分が装填されます。 この炉は、大量の溶融原料を必要としない小規模な作業場に最適です。
どちらのオプションの主な利点は、生産速度です。 しかし、ここでもるつぼ炉が勝利します。 さらに、ほぼ家庭的な条件で自分の手で作ることもかなり可能です。
自家製の誘導炉は何の困難も伴わないため、電気工学の知識が少しでもある普通の人であれば組み立てることができます。 主要なブロックは 3 つだけです。
- 発生器。
- インダクタ。
- 坩堝。
インダクタ – 銅巻線、自分で作ることができます。 るつぼは適切な店舗で探すか、他の方法で入手する必要があります。 以下はジェネレーターとして使用できます。 溶接インバータ、自己組み立てされたトランジスタまたは真空管回路。
溶接インバータ上の誘導炉
最もシンプルで最も普及しているオプション。 インダクタの構築にのみ労力を費やす必要があります。 直径 8 ～ 10 cm の薄肉の銅管を用意し、希望のパターンに従って曲げます。 ターンは5〜8 mmの距離で配置する必要があり、その数はインバータの特性と直径によって異なります。 インダクタはテキソライトまたはグラファイトケースに固定されており、るつぼが装置内に配置されます。
トランジスタ誘導炉
この場合、手だけでなく頭も使う必要があります。 そして必要なスペアパーツを探して店を走り回ります。 結局のところ、異なる容量のトランジスタ、いくつかのダイオード、抵抗器、フィルムコンデンサ、厚さの異なる2つが必要になります。 銅線そしていくつかのスロットルリング。
- 組み立てる前に、結果として得られる回路が動作中に非常に高温になることを考慮する必要があります。 したがって、かなり大きなラジエーターを使用する必要があります。
- コンデンサは並列に組み立てられてバッテリーになります。
- スロットルリングには直径1.2mmの銅線が巻かれています。 パワーに応じて、ターンは 7 ～ 15 にする必要があります。
- るつぼのサイズに適した直径の円筒形の物体に、直径 2 mm の銅線を 7 ～ 8 回巻き付けます。 ワイヤーの端は接続のために十分な長さとして残されます。
- 特別なスキームに従って、すべてがボード上に実装されます。
- 電源には 12 ボルトのバッテリーを使用できます。
- 必要に応じて、テキストライトまたはグラファイトケースを作成できます。
- デバイスの電力は、インダクタ巻線の巻数を増減することによって調整されます。
このようなデバイスを自分で組み立てるのは簡単ではありません。 そして、自分の行動の正しさに自信がある場合にのみ、この仕事に取り組むことができます。
ランプ付き誘導炉
トランジスタオーブンとは異なり、ランプオーブンははるかに強力であるため、ランプオーブンと回路をより慎重に扱う必要があります。
- 並列接続された4つのビームランプは高周波電流を生成します。
- 銅線を螺旋状に曲げます。 巻き間の距離は5ミリメートル以上です。 コイル自体の直径は 8 ～ 16 cm で、インダクターはるつぼが簡単に収まるようなサイズにする必要があります。
- インダクタは、非導電性材料 (テクストライト、グラファイト) で作られたハウジング内に配置されます。
- ボディにはネオンインジケーターランプを装着可能です。
- 回路に同調コンデンサを含めることもできます。
両方の回路を作成するには、ある程度の知識が必要であり、それを得ることができますが、本物の専門家が行う方が良いでしょう。
冷却
この質問は、おそらく、以下の基準に基づいて溶解装置を独自に組み立てようと決めた人に投げかけられる質問の中で最も難しいものです。 帰納原理。 実際のところ、ストーブの隣に扇風機を直接置くことはお勧めできません。 冷却装置の金属部品や電気部品はストーブの動作に悪影響を与える可能性があります。 ファンが遠くにあると必要な冷却が提供できず、過熱が発生する可能性があります。
2 番目のオプションは水冷を実行することです。 しかし、自宅でそれを効率的かつ正確に実行することは難しいだけでなく、経済的にも利益が得られません。 この場合、検討する価値があります。購入したほうが経済的ではないでしょうか。 工業用バージョン必要な技術をすべて満たして工場で生産された誘導炉ですか？
誘導炉で金属を溶解する際の安全上の注意事項
基本的な安全規制についてはほとんどの人が知っているので、このトピックについて詳しく説明する必要はありません。 このタイプの機器に特有の問題についてのみ説明する必要があります。
- 個人の安全から始めましょう。 誘導炉で作業する場合は、温度が非常に高く、火傷の危険があることを十分に認識する必要があります。 この装置は電気を使用しているため、特別な注意が必要です。
- 既製のストーブを購入した場合は、影響範囲に注意を払う必要があります 電磁場。 そうしないと、時計、電話、ビデオカメラ、その他の電子機器が誤動作したり、完全に故障したりする可能性があります。
- 作業服は非金属ファスナーを使用したものを選択する必要があります。 逆に、それらの存在は炉の動作に影響を与えます。
- この点において、ランプオーブンには特に注意を払う必要があります。 すべての高電圧要素はハウジング内に隠す必要があります。
もちろん、そのような機器が都市のアパートで役立つ可能性は低いですが、錫メッキや宝石メーカーに常に従事しているアマチュア無線家は、IHストーブなしではできません。 彼らにとって、これはとても便利で、かけがえのないものですが、それが仕事にどう役立つのかは、本人たちに聞いたほうがよいでしょう。
誘導炉は 1887 年に発明されました。 そしてわずか3年後、最初の産業発展が現れ、その助けを借りて製錬が行われました。 さまざまな金属。 初期の頃、これらのストーブは目新しいものであったことに注意したいと思います。 問題は、当時の科学者たちはその中でどのようなプロセスが起こっているのかを完全には理解していなかったということです。 今日、私たちはそれを理解しました。 この記事では、DIY誘導炉というトピックに興味があります。 シンプルなデザインですが、自宅でも組み立て可能でしょうか？
動作原理
装置の動作原理と構造を理解してから組み立てを開始する必要があります。 まずはこれから始めましょう。 上の図に注目してください。それに従って理解してください。
デバイスには次のものが含まれます。
- ジェネレーター G、 交流電流.
- コンデンサ C はコイル L とともに発振回路を形成し、設置場所が高温になります。
注意！ 一部の設計では、いわゆる自励発振発電機を使用します。 これにより、回路からコンデンサを削除することが可能になります。
- 周囲の空間にあるコイルは、図では文字「H」で示されている電圧がかかる磁場を形成します。 磁場自体は自由空間に存在し、強磁性コアを介して閉じることができます。
- また、電荷 (W) にも作用し、磁束 (F) を生成します。 ちなみに、料金の代わりに、ある種のブランクをインストールすることもできます。
- 磁束は 12 V の二次電圧を誘導します。ただし、これは W が導電性要素の場合にのみ発生します。
- 加熱されたワークピースが大きくて固体である場合、その内部でいわゆるフーコー電流が働き始めます。 ボルテックスタイプです。
- この場合、渦電流は磁場を介して発電機から伝達されます。 熱エネルギー、それによってワークピースを加熱します。
電磁場はかなり広いです。 そして、自家製の誘導炉に備わっている多段階のエネルギー変換さえも、 最大効率– 最大 100%。
るつぼ炉
品種
誘導炉には主に 2 つの設計があります。
- ダクト。
- 坩堝。
ここではそれらすべてを説明しません。 特徴的な機能。 チャンネルバージョンは溶接機に似たデザインであることに注意してください。 さらに、そのような炉で金属を溶かすためには、少しの溶融物を残す必要があり、それがなければプロセスは単に機能しません。 2 番目のオプションは、残留溶融物を発生させない技術を使用する改良されたスキームです。 つまり、るつぼはインダクタに直接取り付けられるだけです。
使い方
なぜ家にそのようなストーブが必要ですか？
一般に、この質問は非常に興味深いものです。 この状況を見てみましょう。 十分あります たくさんのソ連の電気と 電子デバイス、金または銀の接点を使用しました。 これらの金属は除去可能です 違う方法。 そのうちの1つはIHコンロです。
つまり、コンタクトを取り出して、狭くて長いるつぼに入れ、それをインダクタに取り付けます。 15〜20分後、出力を下げ、装置を冷却し、るつぼを壊すと棒が得られ、その端に金または銀の先端が見つかります。 切り取って質屋に持って行きましょう。
これに伴い注意が必要ですが、 自作ユニット金属を使って様々な加工が可能です。 たとえば、焼き入れや焼き戻しを行うことができます。
バッテリー付きコイル（発電機）
ストーブのコンポーネント
動作原理のセクションでは、誘導炉のすべての部品についてすでに説明しました。 そして、発電機に問題がなければ、インダクター（コイル）を整理する必要があります。 銅管がそれに適しています。 3 kWの電力のデバイスを組み立てる場合は、直径10 mmのチューブが必要になります。 コイル自体は直径80〜150mmで、巻き数は8〜10回です。
銅管の巻き部分が互いに接触しないように注意してください。 それらの間の最適な距離は5〜7 mmです。 コイル自体が画面に触れないようにしてください。 それらの間の距離は５０ｍｍである。
通常、工業用誘導炉には冷却ユニットが付いています。 これを自宅で行うのは不可能です。 ただし、3 kW ユニットの場合、30 分までの作業は危険ではありません。 確かに、時間が経つとチューブ上に銅のスケールが形成され、デバイスの効率が低下します。 そのため、定期的にコイルを交換する必要があります。
発生器
原則として、発電機を自分の手で作ることは問題ありません。 ただし、これは、平均的なアマチュア無線家レベルの無線電子機器に関する十分な知識がある場合にのみ可能です。 そのような知識がない場合は、IHコンロのことは忘れてください。 最も重要なことは、このデバイスを上手に操作する必要があるということです。
発電機回路の選択でジレンマに直面した場合は、1 つのアドバイスに従ってください。それは、厳しい電流スペクトルを持つべきではないということです。 私たちが何について話しているのかをより明確にするために、下の写真に誘導炉用の最も単純な発電機回路を示します。
発電回路
必要な知識
電磁場はすべての生物に影響を与えます。 その一例が電子レンジで加熱した肉です。 したがって、安全性には十分配慮する必要があります。 ストーブを組み立ててテストしているのか、それとも作業しているのかは関係ありません。 エネルギー束密度などの指標があります。 したがって、それは電磁場に依存します。 そして、放射線の周波数が高くなるほど、人体に悪影響を及ぼします。
多くの国は、エネルギー束密度を考慮した安全対策を採用しています。 開発されたものがあります 許容限界。 これは人体の1平方メートルあたり1～30mWです。 これらの指標は、暴露が 1 日あたり 1 時間以内の場合に有効です。 ちなみに、設置された亜鉛メッキスクリーンは天井の密度を50分の1に減らします。
記事を評価することを忘れないでください。
誘導炉は冶金産業で広く使用されています。 このようなストーブは独立して作られることがよくあります。 これを行うには、その動作原理と デザインの特徴。 このような炉の動作原理は 2 世紀前に知られていました。
誘導炉は次のような問題を解決できます。
- 溶ける金属。
- 金属部品の熱処理。
- 貴金属の精製。
このような機能は、 工業用オーブン。 のために 生活条件部屋の暖房には特別なデザインのストーブがあります。
動作原理
誘導炉は渦電流の性質を利用して材料を加熱します。 このような電流を生成するには、大きな断面積のワイヤを数回巻いたインダクタで構成される特別なインダクタが使用されます。
インダクタには交流電源が供給されます。 インダクタ内では、交流によって磁場が生成され、この磁場がネットワークの周波数に応じて変化し、インダクタの内部空間に浸透します。 この空間に物質を置くと渦電流が発生し、加熱されます。
動作中のインダクタ内の水が加熱されて沸騰し、適切な温度に達すると金属が溶け始めます。 誘導炉は大きく次の種類に分類できます。
- 磁性コアを備えた炉。
- 磁気コアなし。
最初のタイプの炉には、金属で囲まれたインダクターが含まれており、磁場の密度を高める特別な効果を生み出すため、加熱が効率的かつ迅速に実行されます。 磁気コアのない炉では、インダクターは外側に配置されます。
炉の種類と特徴
誘導炉はいくつかのタイプに分類でき、それぞれに独自の動作特性と独特の特徴があります。 産業の仕事に使用されるものもあれば、日常生活や料理に使用されるものもあります。
真空誘導炉
この炉は、高周波法を使用して合金を溶解および鋳造するために設計されています。 これは、鋳型を備えたるつぼ誘導炉が配置された密閉チャンバーで構成されています。
真空中では完璧な冶金プロセスを確保し、高品質の鋳物を得ることが可能です。 現在、真空生産は新しいシステムに移行しています。 技術的プロセス真空環境下での連続したチェーンからの生産により、新しい製品の創出と生産コストの削減が可能になります。
真空溶解のメリット
- 液体金属は真空中に長時間保持することができます。
- 金属の脱ガスの増加。
- 製錬プロセス中、いつでも炉を再ロードして、精製および脱酸プロセスに影響を与えることができます。
- 合金とその温度を常に監視および調整することが可能 化学組成作業中に。
- 鋳物の純度が高い。
- 加熱と溶解速度が速い。
- 高品質の混合により合金の均質性が向上しました。
- あらゆる形態の原材料。
- 環境に優しく経済的です。
真空炉の動作原理は、高周波インダクターを使用して固体装入物をるつぼ内で真空中で溶解し、液体金属を精製することです。 真空は空気をポンプで排出することによって作成されます。 真空溶解により水素と窒素を大幅に削減します。
チャンネル誘導炉
電磁コア (チャネル) を備えた炉は、非鉄および鉄金属の鋳造工場で保持炉およびミキサーとして広く使用されています。
1 - お風呂
2 - チャンネル
3 - 磁気コア
4 - 一次コイル
交流磁束は磁気回路、つまり液体金属のリングの形をしたチャネル輪郭を通過します。 リング内に電流が励起され、液体金属が加熱されます。 磁束は交流で動作する一次巻線によって生成されます。
磁束を強化するために、変圧器鋼製の閉磁路が使用されます。 炉の空間は 2 つの穴によってチャネルに接続されているため、炉が液体金属で満たされると閉ループが作成されます。 オーブンは閉回路なしでは動作できません。 このような場合、回路抵抗が高く、無負荷電流と呼ばれる小さな電流が流れます。
金属の過熱と、金属をチャネルから押し出す傾向のある磁場の作用により、チャネル内の液体金属は常に移動しています。 チャネル内の金属は炉浴よりも高く加熱されるため、金属は常に浴内に上昇し、そこから温度の低い金属が生じます。
金属が下に排出されている場合 許容基準、その後、液体金属は電気力によってチャネルから押し出されます。 その結果、ストーブが自然に消え、電気回路が壊れます。 このようなケースを避けるために、炉では一部の金属を液体の状態で残します。 沼といいます。
チャネル炉は次のように分類されます。
- 溶解炉。
- ミキサー。
- オーブンを保持しています。
一定量の液体金属を蓄積し、その化学組成を平均化して保持するには、ミキサーが使用されます。 ミキサーの容積は、オーブンの 1 時間あたりの生産量の 2 倍以上になるように計算されます。
チャネル炉は、チャネルの位置に応じて次のクラスに分類されます。
- 垂直。
- 水平方向。
作業室の形状に応じて：
- ドラム型誘導炉。
- 円筒型誘導炉。
ドラム炉は、端に 2 つの壁を備えた溶接された鋼製シリンダーの形で作られています。 オーブンを回転させるために駆動ローラーが使用されます。 オーブンを回転させるには、2 つの速度の電気モーター ドライブとチェーン ドライブをオンにする必要があります。 エンジンには板ブレーキが付いています。
端壁には金属を注ぐためのサイフォンがあります。 添加剤を充填し、スラグを除去するための穴があります。 金属を分配するためのチャネルもあります。 チャンネル ブロックは、テンプレートを使用してライニングに作成された V 字型チャンネルを備えた炉インダクターで構成されています。 最初の溶解中に、これらのテンプレートが溶解します。 巻線とコアは空冷、ユニット本体は水冷です。
チャンネル炉の形状が異なる場合は、油圧シリンダーを使用してバスを傾けて金属をリリースします。 場合によっては、過剰なガス圧力によって金属が絞り出されることがあります。
チャンネルストーブのメリット
- 浴槽からの熱損失が少ないため、エネルギー消費量が少なくなります。
- 高架 電気効率インダクタ。
- 低コスト。
チャンネルファーネスのデメリット
- 炉内に液体金属が残ると、ある組成から別の組成に切り替えるときに困難が生じるため、金属の化学組成を調整することが困難です。
- 炉内での金属の移動速度が遅いと、製錬技術の能力が低下します。
デザイン上の特徴
炉枠は厚さ30～70mmの低炭素鋼板を使用しています。 フレームの下部にはインダクターが取り付けられたウィンドウがあります。 インダクタは、鋼体、一次コイル、磁気回路、ライニングの形で作られています。 本体は着脱可能となっており、本体各部が閉回路にならないよう各部品はガスケットにより隔離されています。 そうしないと、渦電流が発生します。
磁心は0.5mmの特殊電磁鋼板を使用しています。 渦電流による損失を低減するために、プレートは互いに絶縁されています。
コイルは銅導体でできており、負荷電流と冷却方法に応じて断面積が異なります。 空冷式の 許容電流 4 アンペア/mm 2、水冷の場合、許容電流は 20 アンペア/mm 2 です。 ライニングとコイルの間にはスクリーンが設置されており、水冷されます。 スクリーンは磁性鋼または銅でできています。 コイルからの熱を取り除くためにファンが取り付けられています。 チャネルの正確な寸法を取得するには、テンプレートが使用されます。 中空の鋼鋳物の形で作られています。 テンプレートは、耐火物で満たされるまでインダクター内に配置されます。 これは、ライニングの加熱および乾燥中にインダクター内に位置します。
ライニングには湿式および乾式の耐火物が使用されます。 湿った塊は、印刷された材料または流し込まれた材料の形で使用されます。 注入されたコンクリートは次のような用途に使用されます。 複雑な形インダクタの体積全体にわたって質量をコンパクトにすることが不可能な場合。
インダクタにはこの質量が充填され、振動子で圧縮されます。 乾燥した塊は高周波バイブレーターで圧縮され、打ち込まれた塊は空気圧タンパーで圧縮されます。 鋳鉄を炉で精錬する場合、内張りは酸化マグネシウムでできています。 ライニングの品質は冷却水の温度によって決まります。 ほとんど 効果的な方法ライニングのチェックは、誘導抵抗とアクティブ抵抗の値をチェックすることです。 これらの測定は制御機器を使用して実行されます。
炉の電気機器には次のものが含まれます。
- 変成器。
- 電気エネルギーの損失を補償するためのコンデンサのバッテリー。
- 単相インダクタを三相ネットワークに接続するためのチョーク。
- コントロールパネル。
- 電源ケーブル。
ストーブが正常に機能するには、電源が 10 キロボルトに接続されています。 二次巻線オーブンの出力を10段階の電圧レベルで調整できます。
ライニング梱包材には次のものが含まれます。
- 48% 乾燥石英。
- 1.8% ホウ酸、0.5 mm メッシュの細かいふるいを通してふるい分け。
ライニング塊は、ミキサーを使用して乾燥形態で調製され、その後、ふるいにかけられます。 調製した混合物は、調製後 15 時間を超えて保管しないでください。
るつぼは、バイブレーターによる圧縮を使用して内張りされます。 電気バイブレーターは大型炉のライニングに使用されます。 バイブレーターはテンプレート空間に浸漬され、壁を通して塊を圧縮します。 圧縮時には、バイブレーターをクレーンで移動させて垂直に回転させます。
るつぼ誘導炉
るつぼ炉の主なコンポーネントは、インダクターと発電機です。 インダクタを作るには、銅管を8〜10回巻いた形で使用します。 インダクタの形状にはさまざまな種類があります。
このタイプのオーブンが最も一般的です。 炉の設計にはコアがありません。 オーブンの一般的な形式は、耐火性材料で作られたシリンダーです。 るつぼはインダクタのキャビティ内に配置されます。 AC 電源が供給されます。
ルツボ炉のメリット
- 材料を炉に入れるときにエネルギーが放出されるため、補助 発熱体必要ありません。
- 多成分合金の高い均質性が達成されます。
- 炉内では、圧力に関係なく、還元または酸化反応を起こすことができます。
- あらゆる周波数での出力密度の増加による高い炉パフォーマンス。
- 加熱には多くの電力を必要としないため、金属の溶解が中断されても作業効率には影響しません。
- 任意の設定の可能性と 簡単な操作自動化の可能性も伴います。
- 局所的な過熱はなく、温度は浴全体の体積全体で均一になります。
- 溶解が速く、均質性の高い高品質の合金の生成が可能です。
- 環境の安全性。 外部環境何の対象にもなりません 有害な影響オーブン。 溶解しても環境に悪影響を及ぼしません。
るつぼ炉の欠点
- 溶融表面の処理に使用されるスラグの温度が低い。
- 急激な温度変化に対するライニングの耐久性が低い。
既存の欠点にもかかわらず、るつぼ誘導炉は生産やその他の分野で非常に人気を得ています。
暖房用誘導炉
ほとんどの場合、そのようなストーブはキッチンに設置されます。 その設計の主要部分は溶接インバーターです。 炉の設計は通常、給湯ボイラーと組み合わせられており、建物内のすべての部屋を加熱することができます。 電源を接続することも可能です お湯建物の中へ。
このような装置の動作効率は低いですが、このような装置は住宅の暖房によく使用されます。
発熱部の設計 誘導ボイラー変圧器に似ています。 外側の回路は、ネットワークに接続された一種の変圧器の巻線です。 2 番目の内部回路は熱交換装置です。 その中を冷却水が循環します。 電源が接続されると、コイルは交流電流を生成します。 その結果、熱交換器内に電流が誘導され、熱交換器が加熱されます。 金属は、通常は水からなる冷却剤を加熱します。
家庭用電磁調理器の動作も同じ原理に基づいています。 特殊な素材。 このストーブははるかに経済的です 従来のスラブ熱損失がないため。
ボイラー給湯器には冷却水の温度を一定に保つための制御装置が装備されています。
電気による暖房 それは高価な楽しみです。 と競合することはできません 固形燃料ガス、ディーゼル燃料、 液化ガス。 夜間は電気料金が優遇されることが多いため、夜間にボイラーを接続するとともに、蓄熱器を設置することでコストを削減する方法もあります。
家庭に誘導ボイラーを設置するかどうかを決定するには、次の専門家に相談する必要があります。 専門の専門家熱工学の分野で。 誘導ボイラーには、従来のボイラーと比較して実質的に利点はありません。 デメリットは設備費が高いことです。 発熱体を備えた従来のボイラーは、すぐに設置できる状態で販売されており、 誘導加熱器必要 付加装置そして設定。 したがって、このような誘導ボイラーを購入する前に、慎重な経済計算と計画を立てる必要があります。
誘導炉ライニング
ライニングプロセスは、炉本体を高温への曝露から保護するために必要です。 熱損失を大幅に低減し、金属の溶解や材料の加熱効率を向上させることができます。
シリカの変性物である珪岩がライニングに使用されます。 ライニング材には一定の要件があります。
このようなマテリアルは、マテリアル状態の 3 つのゾーンを提供する必要があります。
- モノリシック。
- バッファ。
- 中級。
コーティングに 3 つの層が存在する場合のみ、炉ケーシングを保護できます。 素材の配置が不適切だと裏地に悪影響が生じます。 質の悪い炉の材質と困難な運転条件。
高周波による金属製錬は、機械工学、冶金、宝飾品の製造など、さまざまな産業で積極的に使用されています。 影響を受けて材料が発熱します 電流熱を最大限効率よく利用できます。 大規模な工場には特別な設備があります。 産業単位、一方、自宅では、自分の手でシンプルで小さな誘導オーブンを組み立てることができます。
このような炉は生産現場で人気があります
ストーブのセルフ組み立て
インターネットや雑誌には、このプロセスに関する多くのテクノロジーや概略的な説明が掲載されていますが、選択する際には、操作が最も効果的で、手頃な価格で実装が簡単なモデルを 1 つ選択する価値があります。
自家製溶解炉は シンプルなデザイン通常は 3 つの主要部品のみで構成され、頑丈なケースに収められています。 これらには次のものが含まれます。
- 高周波交流を発生する素子と、
- インダクターと呼ばれる、銅管や太いワイヤーで作られた螺旋状の部品。
- るつぼ - 焼成または溶解が行われる耐火材料で作られた容器。
もちろん、すべての職人がそのようなユニットを必要とするわけではないため、そのような機器は日常生活ではあまり使用されません。 しかし、これらのデバイスに搭載されているテクノロジーは、 家庭用器具、多くの人がほぼ毎日扱っています。 これには電子レンジも含まれますが、 電気オーブンそして 電磁調理器。 利用可能な場合は、図に従ってさまざまな機器を自分の手で作ることができます 必要な知識そしてスキル。
このビデオでは、このオーブンの構成を学びます
この技術における加熱は、誘導渦電流のおかげで実行されます。 同様の目的の他のデバイスとは異なり、温度上昇は瞬時に発生します。
たとえば、電磁調理器の効率は 90% ですが、ガス調理器と電気調理器はこの値を誇ることができず、それぞれ 30 ～ 40%、55 ～ 65% にすぎません。 ただし、HDTV クッカーには欠点があります。それを使用するには、特別な料理を準備する必要があります。
トランジスタの設計
家庭で誘導溶解装置を組み立てるためのさまざまなスキームがあります。 電界効果トランジスタで作られたシンプルで実証済みの炉は組み立てが非常に簡単で、無線工学の基礎に精通した多くの職人であれば、図に示す図に従ってその製造を行うことができます。 インストールを作成するには 以下の材料と部品を準備する必要があります。
- 2つのIRFZ44Vトランジスタ。
- エナメル絶縁の銅線（巻線用）、厚さ1.2 mmおよび2 mm（各1本）。
- チョークから 2 つのリングを外すと、古いコンピュータの電源から取り外すことができます。
- 1 W あたり 470 オームの抵抗 1 つ (0.5 W を 2 つ直列に接続できます)。
- 2 つの UF4007 ダイオード (UF4001 モデルと簡単に交換可能)。
- 250 W フィルム コンデンサ - 330 nF の容量を持つ 1 個、4 個 - 220 nF、3 個 - 1 μF、1 個 - 470 nF。
このようなストーブを組み立てる前に、工具を忘れないでください
組み立ては概略図に従って行われます。また、手順ごとの指示を確認することをお勧めします。そうすることで、間違いや要素の損傷を防ぐことができます。 自分の手で誘導溶解炉を作成することは、次のアルゴリズムに従って実行されます。
- トランジスタはかなり大きなヒートシンクに配置されています。 実際、回路は動作中に非常に高温になる可能性があるため、適切なサイズの部品を選択することが非常に重要です。 すべてのトランジスタを 1 つのラジエーター上に配置することもできますが、この場合、金属との接触を防ぐためにそれらを絶縁する必要があります。 これには、プラスチックやゴム製のワッシャーとガスケットが役立ちます。 トランジスタの正しいピン配置は図に示されています。
- 次に、チョークを作り始めます。2 つ必要になります。 このために彼らは取る 銅線直径1.2ミリメートルで、電源から取り出したリングに巻き付けます。 これらの要素には粉末状の強磁性鉄が含まれているため、それらの間に小さな距離を置き、少なくとも7〜15回回転させる必要があります。
- 得られたモジュールは、容量 4.6 μF の 1 つのバッテリーに組み立てられ、コンデンサは並列に接続されます。
- インダクタの巻線には厚さ2 mmの銅線が使用されます。 それは円筒形の物体の周りに7〜8回巻き付けられ、その直径はるつぼのサイズに対応する必要があります。 余分なワイヤーは切り取られますが、他の部品と接続するために必要な長い端が残ります。
- 図に示すように、すべての要素がボード上で接続されています。
必要に応じて、ユニット用のハウジングを構築できます。この目的には、テキストライトなどの耐熱材料のみが使用されます。 デバイスの電力は調整でき、インダクタのワイヤの巻き数と直径を変更するだけで十分です。
組み立て可能な誘導炉にはいくつかのバリエーションがあります グラファイトブラシ付き
このデザインの主な要素はグラファイトブラシで組み立てられており、その間の空間は粉状に砕かれた花崗岩で満たされています。 次に、完成したモジュールを降圧変圧器に接続します。 このような機器を使用する場合、220 ボルトを使用する必要がないため、感電の心配はありません。
黒鉛ブラシによる誘導炉の製造技術：
- まず、本体を組み立てます。10×10×18cmの耐火レンガを高温に耐えるタイルの上に置きます。 完成した箱はアスベストボール紙で包まれます。 この材料に希望の形状を与えるには、少量の水で湿らせるだけで十分です。 ベースのサイズは、設計で使用されるトランスの電力に直接依存します。 必要に応じて、ボックスを鋼線で覆うことができます。
- 黒鉛炉の優れた選択肢は、出力 0.063 kW の変圧器です。 溶接機。 380 V 用に設計されている場合は、安全上の理由から巻線を行うことができますが、多くの経験豊富な無線技術者は、この手順を危険なく放棄できると考えています。 ただし、完成したデバイスが動作中に熱くならないように、変圧器を薄いアルミニウムで包むことをお勧めします。
- 液体金属が広がらないように粘土基板を箱の底に置き、その後、黒鉛ブラシと花崗岩の砂を箱の中に置きます。
このようなデバイスの主な利点は次のとおりです。 熱溶解により、パラジウムや白金の凝集状態も変化する可能性があります。 欠点としては、変圧器の加熱が速すぎること、炉面積が狭いため一度に 10 g を超える金属を製錬できないことが挙げられます。 したがって、すべてのマスターは、装置が大量を処理するように組み立てられている場合は、異なる設計の炉を作成する方が良いことを理解する必要があります。
ランプベースのデバイス
電子電球から強力な溶解ストーブを組み立てることができます。 図からわかるように、高周波電流を得るにはビームランプを並列に接続する必要があります。 このデバイスはインダクタの代わりに直径 10 mm の銅チューブを使用します。 この設計には、炉の電力を調整できるように調整コンデンサも装備されています。 組み立てには以下を準備する必要があります。
- 4 つのランプ (四極管) L6、6P3 または G807。
- トリマーコンデンサ。
- 100 ～ 1000 µH で 4 つのチョーク。
- ネオンインジケーターライト。
- 4 つの 0.01 µF コンデンサ。
始めること 銅管スパイラルの形状を与えます - これがデバイスのインダクタになります。 この場合、ターン間には少なくとも5 mmの距離が残され、それらの直径は8〜15 cmである必要があり、スパイラルの端は回路に取り付けるために処理されます。 得られるインダクタの厚さは、るつぼ (内部に配置されます) の厚さより 10 mm 大きくする必要があります。
完成した部品はハウジングに配置されます。 製造には、デバイスの充填に電気絶縁および熱絶縁を提供する材料を使用する必要があります。 次に、図に示すように、ランプ、チョーク、コンデンサからカスケードが組み立てられ、後者は直線に接続されます。
ネオンインジケーターを接続する時が来ました。ネオンインジケーターは、マスターがデバイスがいつ動作する準備ができているかを知ることができるようにするために必要です。 この電球は可変コンデンサーのハンドルとともに炉本体に接続されています。
冷却系設備
金属を溶解する工業用ユニットには、不凍液または水を使用する特別な冷却システムが装備されています。 これらの装備については、 重要な設備自家製の HDTV ストーブには追加費用がかかるため、組み立ては財布に大きな打撃を与える可能性があります。 したがって、家庭用ユニットにはファンで構成される安価なシステムを提供する方が良いでしょう。
これらの装置は炉から離れた場所にある場合、空冷が可能です。 そうしないと、金属巻線とファン部品が渦電流を短絡するループとして機能し、機器の効率が大幅に低下する可能性があります。
真空管や電子回路もユニットの動作中に高温になる傾向があります。 通常、それらを冷却するためにヒートシンクが使用されます。
利用規約
経験豊富な無線技術者にとって、自分の手で図に従って誘導炉を組み立てるのは簡単な作業のように思えるかもしれないので、装置はすぐに準備が整い、マスターは自分の作品を実際に試してみたいと思うでしょう。 作業するときは、次のことを覚えておく価値があります。 自家製インスタレーション安全上の注意事項に従い、慣性炉の運転中に発生する可能性のある主な脅威を忘れないことが重要です。
- デバイスの液体金属と発熱体は重度の火傷を引き起こす可能性があります。
- ランプ回路は高電圧部品で構成されているため、ユニットの組み立て中は密閉ボックス内に配置する必要があり、これらの要素に誤って触れる可能性が排除されます。
- 電磁界は、設置ボックスの外側にあるものにも影響を与える可能性があります。 したがって、デバイスの電源を入れる前に、次のような複雑な技術的デバイスをすべて取り外す必要があります。 携帯電話、デジタル カメラ、MP3 プレーヤー、また金属製の装飾品もすべて取り外してください。 ペースメーカーを装着している人も危険にさらされています。そのような機器は決して使用すべきではありません。
溶解だけでなく急速加熱も可能な炉です。 金属製の物体成形中および錫メッキ中。 設備の出力信号とインダクタのパラメータを変更することで、特定のタスクに合わせてデバイスを構成できます。
少量の鉄を溶かすために使用されます 自家製ストーブ、これらの効率的なデバイスは通常のコンセントから動作できます。 デバイスは多くのスペースを占有しません、作業場やガレージのデスクトップに設置できます。 簡単な文章を読める人なら 電気回路、その後、わずか数時間で自分の手で小さなストーブを組み立てることができるため、店でそのような機器を購入する必要はありません。
アマチュア無線家は長い間、金属を溶かすための誘導炉を自分の手で作ることができることを発見していました。 これら 単純な回路 HDTV の設置を支援します。 家庭用。 ただし、このタイプの本格的なストーブを独立して組み立てることはまったく不可能であるため、説明されているすべての設計を「クフテツキーの実験室用インバーター」と呼ぶ方が正確です。
