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An forno di fusione a induzioneÈ un forno elettrico che utilizza l'effetto di riscaldamento a induzione dei materiali per riscaldarli o fonderli. I componenti principali di un forno a induzione includono sensori, corpo del forno, alimentatore, condensatori e sistema di controllo.

I componenti principali di un forno a induzione includono sensori, corpo del forno, alimentatore, condensatori e sistema di controllo.

In un forno a induzione, sotto l'azione di campi elettromagnetici alternati, si generano correnti parassite all'interno del materiale, che consentono di riscaldarlo o fonderlo. Grazie all'agitazione indotta da questo campo magnetico alternato, la composizione e la temperatura del materiale all'interno del forno risultano relativamente uniformi. La temperatura di riscaldamento per la forgiatura può raggiungere i 1250 °C, mentre la temperatura di fusione può arrivare a 1650 °C.

Oltre a poter riscaldare o fondere in atmosfera normale, i forni a induzione possono anche riscaldare o fondere sottovuoto e in atmosfere protettive come argon e neon per soddisfare particolari requisiti di qualità. I ​​forni a induzione offrono vantaggi eccezionali nella permeazione o fusione di leghe magnetiche dolci, leghe ad alta resistenza, leghe del gruppo del platino, leghe resistenti al calore, alla corrosione e all'usura, nonché di metalli puri. I forni a induzione si dividono generalmente in forni a induzione per riscaldamento e forni per fusione.

Un forno elettrico che utilizza la corrente indotta generata da una bobina di induzione per riscaldare i materiali. Nel caso di materiali metallici, questi vanno collocati in crogioli di materiale refrattario. Nel caso di materiali non metallici, si utilizzano crogioli di grafite. All'aumentare della frequenza della corrente alternata, aumenta di conseguenza anche la frequenza della corrente indotta, con conseguente incremento della quantità di calore generata. Il forno a induzione riscalda rapidamente, raggiunge temperature elevate, è facile da usare e controllare e riduce la contaminazione dei materiali durante il processo di riscaldamento, garantendo la qualità del prodotto. Utilizzato principalmente per la fusione di materiali speciali ad alta temperatura, può essere impiegato anche come apparecchiatura di riscaldamento e controllo per la crescita di monocristalli da fuso.

I forni di fusione si dividono in due categorie: forni a induzione con nucleo e forni a induzione senza nucleo.

Un forno a induzione con nucleo è dotato di un nucleo di ferro che attraversa l'induttore ed è alimentato da un alimentatore a frequenza di rete. Viene utilizzato principalmente per la fusione e l'isolamento di vari metalli come ghisa, ottone, bronzo, zinco, ecc., con un'efficienza elettrica superiore al 90%. Può utilizzare materiali di scarto provenienti da altri forni, ha bassi costi di fusione e una capacità massima del forno di 270 tonnellate.

Il forno a induzione senza nucleo non presenta un nucleo di ferro che attraversa l'induttore e si suddivide in forno a induzione a frequenza industriale, forno a induzione a tripla frequenza, forno a induzione a media frequenza con gruppo elettrogeno, forno a induzione a media frequenza con tiristori e forno a induzione ad alta frequenza.

Attrezzatura di supporto

L'equipaggiamento completo del forno a induzione a media frequenza comprende: alimentatore e parte di controllo elettrico, corpo del forno, dispositivo di trasmissione e sistema di raffreddamento ad acqua.

principio operativo

Quando una corrente alternata attraversa la bobina di induzione, si genera un campo magnetico alternato attorno ad essa e il materiale conduttivo nel forno genera un potenziale indotto sotto l'azione di tale campo. A una certa profondità sulla superficie del materiale del forno si forma una corrente elettrica (corrente parassita) che, a sua volta, riscalda e fonde il materiale stesso.

(1) Velocità di riscaldamento elevata, alta efficienza produttiva, minore ossidazione e decarbonizzazione, risparmio di materiale e costi degli stampi di forgiatura

Grazie al principio di funzionamento del riscaldamento a induzione a media frequenza, basato sull'induzione elettromagnetica, il calore viene generato direttamente all'interno del pezzo in lavorazione. Gli operatori possono riprendere le operazioni di forgiatura dopo soli dieci minuti dall'utilizzo di un forno elettrico a media frequenza, senza la necessità di ricorrere a tecnici specializzati per le operazioni preliminari di cottura e sigillatura. Non dovrete più preoccuparvi dello spreco di billette riscaldate nel forno a carbone a causa di interruzioni di corrente o malfunzionamenti delle apparecchiature.

Grazie alla rapida velocità di riscaldamento di questo metodo, l'ossidazione è minima. Rispetto ai bruciatori a carbone, ogni tonnellata di forgiati consente un risparmio di almeno 20-50 chilogrammi di materie prime per l'acciaio, e il tasso di utilizzo del materiale può raggiungere il 95%.

Grazie al riscaldamento uniforme e alla minima differenza di temperatura tra il nucleo e la superficie, questo metodo di riscaldamento aumenta notevolmente la durata dello stampo di forgiatura e la rugosità superficiale del pezzo forgiato risulta inferiore a 50 µm.

(2) Ambiente di lavoro superiore, ambiente di lavoro migliorato e immagine aziendale per i lavoratori, assenza di inquinamento e basso consumo energetico

Rispetto alle stufe a carbone, i forni a induzione non espongono più i lavoratori al calore e al fumo tipici delle stufe a carbone sotto il sole cocente, soddisfacendo così i vari requisiti delle autorità preposte alla tutela ambientale. Allo stesso tempo, contribuiscono a definire l'immagine aziendale e le future tendenze di sviluppo del settore della forgiatura.

(3) Riscaldamento uniforme, minima differenza di temperatura tra il nucleo e la superficie e elevata precisione nel controllo della temperatura

Il riscaldamento a induzione genera calore all'interno del pezzo stesso, garantendo un riscaldamento uniforme e una differenza di temperatura minima tra il nucleo e la superficie. L'applicazione di un sistema di controllo della temperatura consente di ottenere un controllo preciso, migliorando la qualità del prodotto e il tasso di conformità.

frequenza di potenza

Il forno a induzione a frequenza industriale è un forno a induzione che utilizza corrente a frequenza industriale (50 o 60 Hz) come fonte di alimentazione. Il forno a induzione a frequenza industriale si è affermato come un'apparecchiatura di fusione ampiamente utilizzata. Viene impiegato principalmente come forno di fusione per la ghisa grigia, la ghisa malleabile, la ghisa sferoidale e la ghisa legata. Inoltre, viene utilizzato anche come forno per isolamento. Analogamente, il forno a induzione a frequenza industriale ha sostituito il forno a cubilotto come aspetto della produzione di fusione.

Rispetto al forno a cubilotto, il forno a induzione a frequenza industriale presenta numerosi vantaggi, come la facilità di controllo della composizione e della temperatura della ghisa fusa, il basso contenuto di gas e inclusioni nei getti, l'assenza di inquinamento ambientale, il risparmio energetico e il miglioramento delle condizioni di lavoro. Per questo motivo, negli ultimi anni, i forni a induzione a frequenza industriale si sono sviluppati rapidamente.

Il set completo di apparecchiature per il forno a induzione a frequenza industriale comprende quattro parti principali.

1. Parte del corpo della caldaia

Il corpo del forno a induzione industriale a frequenza variabile per la fusione della ghisa è composto da due forni a induzione (uno per la fusione e l'altro di riserva), un coperchio, un telaio, un cilindro dell'olio basculante e un dispositivo di apertura e chiusura del coperchio.

2. Parte elettrica

La parte elettrica è composta da trasformatori di potenza, contattori principali, reattori di bilanciamento, condensatori di bilanciamento, condensatori di compensazione e console di controllo elettriche.

3. Sistema di raffreddamento ad acqua

Il sistema di raffreddamento ad acqua comprende il raffreddamento dei condensatori, il raffreddamento degli induttori e il raffreddamento dei cavi flessibili. Il sistema di raffreddamento ad acqua è costituito da una pompa dell'acqua, un serbatoio di circolazione dell'acqua o una torre di raffreddamento e valvole nelle tubazioni.

4. Sistema idraulico

Il sistema idraulico comprende serbatoio dell'olio, pompa dell'olio, motore della pompa dell'olio, tubazioni e valvole del sistema idraulico e piattaforma di comando idraulica.

Frequenza media

Un forno a induzione con una frequenza di alimentazione compresa tra 150 e 10000 Hz è chiamato forno a induzione a frequenza intermedia, e la sua frequenza principale è compresa tra 150 e 2500 Hz. L'alimentazione dei forni a induzione domestici a bassa frequenza ha tre frequenze: 150, 1000 e 2500 Hz.

Il forno a induzione a frequenza intermedia è un'apparecchiatura metallurgica speciale adatta alla fusione di acciai e leghe di alta qualità. Rispetto ai forni a induzione a velocità di lavoro, presenta i seguenti vantaggi:

(1) Velocità di fusione elevata ed elevata efficienza produttiva. La densità di potenza dei forni a induzione a media frequenza è elevata e la configurazione di potenza per tonnellata di acciaio è circa il 20-30% superiore a quella dei forni a induzione a frequenza industriale. Pertanto, a parità di condizioni, la velocità di fusione del forno a induzione a frequenza intermedia è elevata e l'efficienza produttiva è alta.

(2) Forte adattabilità e utilizzo flessibile. Ogni forno del forno a induzione a media frequenza può scaricare completamente l'acciaio fuso, rendendo conveniente il cambio di qualità dell'acciaio; tuttavia, l'acciaio liquido in ciascun forno del forno a induzione a frequenza industriale non può essere scaricato completamente e una parte dell'acciaio liquido deve essere conservata per l'avvio del forno successivo. Pertanto, il cambio di qualità dell'acciaio non è conveniente ed è adatto solo alla fusione di un singolo tipo di acciaio.

(3) L'effetto di agitazione elettromagnetica è buono. Poiché la forza elettromagnetica esercitata sul metallo fuso è inversamente proporzionale alla radice quadrata della frequenza di alimentazione, la forza di agitazione dell'alimentatore a frequenza intermedia è inferiore a quella dell'alimentatore a frequenza di rete. Per la rimozione delle impurità, la composizione chimica uniforme e la temperatura uniforme dell'acciaio, l'effetto di agitazione dell'alimentatore a media frequenza è relativamente buono. L'eccessiva forza di agitazione dell'alimentatore a frequenza di rete aumenta la forza di abrasione dell'acciaio sul rivestimento del forno, il che non solo riduce l'effetto di raffinazione ma riduce anche la durata del crogiolo.

(4) Avvio facile. Poiché l'effetto pelle della corrente a media frequenza è molto maggiore di quello della corrente a frequenza di rete, non vi sono requisiti speciali per il materiale del forno durante l'avvio del forno a induzione a media frequenza. Dopo il caricamento, può essere riscaldato rapidamente; il forno a induzione a frequenza industriale richiede un blocco di apertura appositamente realizzato (circa metà dell'altezza del crogiolo, ad esempio in acciaio fuso o ghisa) per avviare il riscaldamento e la velocità di riscaldamento è molto lenta. Pertanto, in condizioni di funzionamento periodico, vengono utilizzati principalmente forni a induzione a media frequenza. Un altro vantaggio dell'avvio facile è che può consentire un risparmio di energia elettrica durante le operazioni periodiche.

Il dispositivo di riscaldamento a forno a media frequenza presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, peso contenuto, elevata efficienza, eccellente qualità del trattamento termico e impatto ambientale contenuto. Sta rapidamente sostituendo i forni a carbone, a gas, a olio combustibile e i forni a resistenza tradizionali, rappresentando una nuova generazione di apparecchiature per il riscaldamento dei metalli.

Grazie ai vantaggi sopracitati, i forni a induzione a media frequenza sono stati ampiamente utilizzati negli ultimi anni nella produzione di acciaio e leghe, e si sono sviluppati rapidamente anche nella produzione di ghisa, soprattutto nelle fonderie con cicli di lavorazione periodici.