เตาหลอมเบ้าหลอม: หลักการทำงาน ไดอะแกรมและบทวิจารณ์

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เนื่องจากการถือกำเนิดของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และฉนวนที่มีราคาไม่แพงในการผลิตที่ทันสมัย ขอบเขตของการใช้ความร้อนเหนี่ยวนำจึงกว้างขึ้น เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ใช้ในด้านโลหกรรมเท่านั้น แต่ยังใช้ในการพัฒนาเครื่องใช้ในครัวเรือนด้วย

หลักการทำความร้อนเหนี่ยวนำ

การทำงานของเตาเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับหลักการของหม้อแปลงไฟฟ้าแลกเปลี่ยน ตัวเหนี่ยวนำทำจากท่อทองแดง จากนั้นบิดเป็นขดลวดหลายรอบ กระแสสลับถูกส่งไปยังวงจรหลักของตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับรอบๆ ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กในร่างกายที่วางอยู่ภายในตัวเหนี่ยวนำ สนามไฟฟ้าเกิดขึ้น ซึ่งต่อมานำไปสู่กระบวนการให้ความร้อน พลังงานและความร้อนที่เกิดจากเตาหลอมเบ้าหลอมเหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับความถี่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรง ดังนั้นเพื่อการทำงานที่มีประสิทธิภาพ เตาอบจึงต้องการกระแสไฟความถี่สูง

การใช้เตาแม่เหล็กไฟฟ้า

เหนี่ยวนำความร้อนสามารถใช้ในการทำงานกับวัสดุใดๆ: โลหะ ตะกรัน แก๊ส ฯลฯ ประโยชน์หลักของการใช้คือการถ่ายเทความร้อนแบบไม่สัมผัส นอกจากนี้ การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำยังช่วยให้คุณได้รับอัตราการให้ความร้อนเกือบทุกชนิด ซึ่งทั้งหมดขึ้นอยู่กับพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ป้อนเตาหลอม การสูญเสียความร้อนในระหว่างการให้ความร้อนนั้นน้อยที่สุด อุณหภูมิสูงสุดที่วัตถุสามารถถูกทำให้ร้อนในเตาเผานั้นถูกจำกัดโดยความต้านทานของวัสดุทนไฟเท่านั้น กระบวนการถ่ายเทความร้อนแบบไม่สัมผัสไปยังวัสดุที่ให้ความร้อนทำให้สามารถผลิตความร้อนในสภาพแวดล้อมสุญญากาศได้

จากการวิจารณ์ของนักโลหะวิทยา ขอบเขตของเตาหลอมเหนี่ยวนำค่อนข้างจำกัดเนื่องจากมีข้อบกพร่องที่มีอยู่ ข้อเสียของเตาหลอมรวม:

• อุปกรณ์ไฟฟ้าราคาสูง;
• ตะกรันเย็นที่ทำให้กระบวนการกลั่นยุ่งยาก
• ความเสถียรของเยื่อบุลดลงระหว่างที่อุณหภูมิสูงขึ้นระหว่างการหลอมเหลว

แบบแผนเตาหลอมเหนี่ยวนำเบ้าหลอม

เตาหลอมเหนี่ยวนำมีโครงสร้างดังนี้

ส่วนประกอบหลักของเตาคือเบ้าหลอม (7) ที่ปิดฝา (1) เบ้าหลอมตั้งอยู่ภายในตัวเหนี่ยวนำความร้อน (3) ซึ่งทำในรูปแบบของขดลวดหลายรอบ ขดลวดเป็นท่อทองแดงซึ่งภายในเพื่อระบายความร้อนน้ำจะไหลเวียนอยู่ตลอดเวลา ฟลักซ์แม่เหล็กจากตัวเหนี่ยวนำไหลผ่านวงจรแม่เหล็ก (4) ซึ่งทำจากเหล็กหม้อแปลงชนิดพิเศษ ชุดหมุน (2) มีไว้สำหรับเอียงเตาอบระหว่างการบรรจุขวดของเหลวหลอมเหลว เตาหลอมถูกติดตั้งบนโครงสร้างเมลโล (5) ระบายความร้อนด้วยท่อระบายความร้อนด้วยน้ำ (6) แท่นเสริม (8) ใช้สำหรับบริการเตาอบ

นอกจากนี้ เตาเผาเบ้าหลอมยังรวมถึงหม้อแปลงไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ หน่วยควบคุม และระบบปั๊มแก๊ส เตาหลอมไฟฟ้าใช้กระแสไฟฟ้าที่มีความถี่ 50 เฮิรตซ์

คุณสมบัติขององค์ประกอบโครงสร้างภายใน

ส่วนใหญ่มักทำจากท่อกลม แต่มีบางกรณีที่ไม่สามารถใช้ท่อทองแดงกลมได้ ในบางกรณี องค์ประกอบที่ทำโปรไฟล์จะใช้ในการออกแบบเตาหลอมเหนี่ยวนำ เนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กรั่วจะลดลง ท่อเหนี่ยวนำถูกแยกออกจากกันด้วยไฟเบอร์กลาสที่เคลือบด้วยสารเคลือบเงาพิเศษ รอบป้องกันถูกบีบอัดโดยบล็อกที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริก ตัวเหนี่ยวนำและเบ้าหลอมที่อยู่ภายในขดลวดนั้นติดตั้งอยู่บนพาเลทที่ทำจากอิฐทนไฟหรือคอนกรีตทนความร้อน ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม กระบวนการผลิตถ้วยใส่ตัวอย่างจะเกิดขึ้นโดยตรงในเตาเผา ในกรณีนี้ ตัวเหนี่ยวนำในสถานะประกอบจะถูกติดตั้งบนพาเลทและหุ้มฉนวนด้วยแร่ใยหิน หลังจากนั้นพาเลทจะเต็มไปด้วยผงวัสดุทนไฟซึ่งอัดแน่นโดยใช้หน่วยลม ช่องว่างระหว่างแม่แบบที่ติดตั้งที่ด้านล่างและตัวเหนี่ยวนำนั้นเต็มไปด้วยผงวัสดุทนไฟ

เยื่อบุของโซนเหนือตัวเหนี่ยวนำมีให้โดยอิฐทนไฟ ปลอกคอและรางระบายน้ำก็มีเช่นกันอิฐทนไฟ การทำงานของเตาหลอมเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในสภาวะที่ยากลำบากที่สุด ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับคุณภาพของวัสดุทนความร้อนที่ใช้ ความทนทานของวัสดุบุผิวได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบของมวลวัสดุทนไฟ โหมดการทำงาน และความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ ตามกฎแล้ว ถ้วยใส่ตัวอย่างสามารถทนต่อการละลายได้ถึง 100 ครั้ง แต่ก็ล้มเหลว

การออกแบบองค์ประกอบภายนอก

เตาหลอมเบ้าหลอมเป็นฐานสำหรับยึดส่วนประกอบทั้งหมด สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ โครงมีรูปทรงของโครงที่เป็นของแข็ง ทุกส่วนของเฟรมต้องมีความแข็งแรงสูงเนื่องจากอิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำ เปลือกภายใต้เงื่อนไขบางประการสามารถให้ความร้อนในลักษณะเดียวกับวัสดุในเตาเผา เพื่อลดความร้อนควรทำโครงจากวัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวัสดุอิเล็กทริกมีราคาแพง วัสดุโครงจึงมักเป็นเหล็ก โครงสร้างเหล็กแบ่งออกเป็นหลายองค์ประกอบซึ่งจะแยกจากกัน หน้าจอใช้เพื่อลดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าใกล้กับเฟรม มีการติดตั้งหน้าจอป้องกันระหว่างตัวเหนี่ยวนำและตัวเตา หน้าจอเป็นทรงกระบอกและทำจากอลูมิเนียมหรือทองแดง

ตัวหมุนเป็นองค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญ ข้อกำหนดหลักสำหรับกลไกการกลึงคือการจัดเตรียมความเอียงสำหรับการระบายน้ำออกของโลหะอย่างสมบูรณ์ กลไกการหมุนสามารถใช้งานได้ต่างกัน เตาอบขนาดเล็กใช้มือหรือไฟฟ้ากว้าน เตาเผาอุตสาหกรรมเอียงโดยใช้คานเครน เตาอบความจุขนาดใหญ่สามารถติดตั้งระบบขับเคลื่อนเอียงแบบไฮดรอลิกได้

ฝาปิดเตาหลอมเบ้าหลอม ทำหน้าที่รักษาอุณหภูมิภายในเครื่องให้สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาว่าสามารถปิดเตาได้หลังจากที่ประจุหลอมละลายจนหมดเท่านั้น จึงไม่จำเป็นต้องมีฝาปิด

ทำเตาอบด้วยตัวเอง

เตาแม่เหล็กไฟฟ้าใช้กันอย่างแพร่หลายไม่เพียงแต่ในอุตสาหกรรมแต่ยังในชีวิตประจำวันอีกด้วย คุณสามารถหาแผนงานสำหรับอุปกรณ์ทำเองจำนวนมากได้ แต่บางรุ่นอาจใช้ไม่ได้ผลและอย่างดีที่สุดจะเป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้สร้าง แฟน ๆ หลายคนเตือนเกี่ยวกับผลที่ตามมา ในชีวิตประจำวัน วิธีการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำถูกใช้ในอุปกรณ์ดังกล่าว:

• ช่องเตาหลอมโลหะ
• เตาหลอมแบบเบ้าหลอมออกแบบง่ายที่สุด จึงเป็นที่นิยมมากที่สุดในหมู่ผู้ที่ชื่นชอบโดยพิจารณาจากบทวิจารณ์
• หม้อต้มน้ำร้อนตามวิธีการเหนี่ยวนำ
• เตาแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข่งขันกับเตาแก๊สยอดนิยม

เตาอบแบบท่อ

เตาประเภทนี้ใช้สำหรับการผลิตเหล็กหล่อคุณภาพสูง รวมถึงการหลอมดูราลูมินและโลหะผสมพิเศษที่ไม่ใช่เหล็ก เตาหลอมท่อที่มีกำลังสูงถึง 3 กิโลวัตต์ถูกสร้างขึ้นอย่างอิสระจากหม้อแปลงเชื่อมซึ่งมีความถี่ที่สอดคล้องกับเตาอุตสาหกรรม เตานี้ละลายทองแดงหรือทองแดงเปล่าที่มีน้ำหนักไม่เกินครึ่งกิโลกรัม เตาหลอมช่องยังช่วยให้ดูราลูมินหลอมใหม่ได้ แต่ต้องคำนึงว่ากระบวนการ "อายุ" ต้องเป็นไปตามการหลอม เวลาของกระบวนการนี้อาจนานถึง 2 สัปดาห์และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสม

สำหรับการผลิตเตาหลอม ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเชื่อมจะไม่เปลี่ยนแปลง และวางถ้วยใส่ตัวอย่างแบบวงแหวนแทนที่ขดลวดทุติยภูมิ วัสดุที่ดีที่สุดสำหรับเบ้าหลอมของเตาหลอมขนาดเล็กคืออิเล็กโตรปอร์ซเลน ตัวเลือกอื่นจะไม่ทำงานเนื่องจากความแรงต่ำและการสูญเสียอิเล็กทริก นักโลหะวิทยาสมัครเล่นกล่าวว่าปัญหาคือคุณไม่สามารถแปรรูปอิเล็กโตรพอร์ซเลนด้วยตัวเองได้ และไม่น่าจะเป็นไปได้มากที่จะหาส่วนประกอบที่เหมาะสมสำหรับการขาย เป็นเพราะเบ้าหลอมที่หายากซึ่งเตาหลอมช่องไม่พบการใช้งานที่กว้างขวางในหมู่ผู้ที่ชื่นชอบแม้ว่าเตาประเภทนี้จะมีประสิทธิภาพมากกว่า 90%

เตาหลอมเหนี่ยวนำเบ้าหลอม

เตาหลอมที่ผลิตเองใช้เป็นหลักในการทำให้บริสุทธิ์โลหะมีค่า ตัวอย่างเช่น การมีคอนเน็กเตอร์วิทยุที่ผลิตในสหภาพโซเวียต คุณสามารถแยกทองคำจำนวนหนึ่งออกจากหน้าสัมผัสได้ การใช้ความร้อนจากภายนอกจะไม่สามารถบรรลุผลนี้ได้

นอกจากการขุดทองแล้ว เตาแบบนี้มักใช้เพื่อให้ความร้อนแก่โลหะอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งจำเป็นสำหรับการชุบแข็งคุณภาพสูง ด้วยการเปลี่ยนตำแหน่งของชิ้นส่วนในตัวเหนี่ยวนำและปรับกำลังของมัน ทำให้สามารถบรรลุอุณหภูมิที่ต้องการในพื้นที่เฉพาะของโลหะได้ สิ่งสำคัญคือการใช้เตาเผาดังกล่าวจะมีงบประมาณค่อนข้างมากเพราะพลังงานเกือบทั้งหมดถูกส่งไปยังกระบวนการให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วน

หม้อไอน้ำเหนี่ยวนำ

หม้อต้มน้ำร้อนแบบเหนี่ยวนำมีโอกาสที่จะเปลี่ยนหม้อไอน้ำแบบเดิมทุกประการในอนาคต ผู้ใช้พิจารณาว่าราคาสูงเป็นข้อเสียของเครื่องทำน้ำอุ่น แต่ในขณะเดียวกันการจัดระบบบทวิจารณ์จำนวนมากข้อดีหลายประการสามารถแยกแยะได้:

• ความน่าเชื่อถือ. บอยเลอร์ไม่มีคอยล์ไฟฟ้าซึ่งเป็นจุดอ่อนของหม้อน้ำทั่วไป
• ประสิทธิภาพเกือบ 100%
• ความปลอดภัย. ไม่สามารถใช้ไฟฟ้าเข้าสู่ตัวหม้อไอน้ำได้เนื่องจากคุณสมบัติการออกแบบ
• อุปกรณ์ไม่จำเป็นต้องต่อสายดินพิเศษ
• ทนต่อไฟกระชาก
• ไม่ปรับขนาด
• ความทนทาน. หม้อไอน้ำสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลาประมาณ 30 ปี

หม้อต้มน้ำร้อนทำเอง

พื้นฐานของเครื่องทำน้ำอุ่นดังกล่าวคือหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังสูงถึง 1.5 กิโลวัตต์ ขดลวดหลักซึ่งออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ หม้อแปลงจากทีวีสีแบบหลอดนั้นสมบูรณ์แบบ ควรถอดขดลวดทุติยภูมิออก และเพิ่มจำนวนรอบของขดลวดหลัก

ช่างฝีมือให้คำแนะนำและเตือน: การใช้อุปกรณ์ที่ผลิตเองนั้นไม่ปลอดภัย ดังนั้นควรต่อหม้อแปลงไฟฟ้าลงดิน และตัวอุปกรณ์ควรเชื่อมต่อผ่าน RCD ความเร็วสูง

ตัวเหนี่ยวนำในครัว

เตาแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีแล้วทำให้เกิดความประหลาดใจและใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน การทำงานของอุปกรณ์นั้นใช้หลักการเดียวกันกับของเตาแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวที่ขดลวดทุติยภูมิคือก้นโลหะของเครื่องครัว

การใช้เพลตดังกล่าวเกิดขึ้นได้เนื่องจากลักษณะที่ปรากฏในการผลิตไดอิเล็กตริก ซึ่งนอกจากจะทำหน้าที่แยกตัวเหนี่ยวนำให้สำเร็จแล้ว ยังต้องมีความแข็งแรงและลักษณะที่ถูกสุขลักษณะด้วย วัสดุที่ตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดเพิ่งปรากฏขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้และค่าใช้จ่ายเป็นส่วนสำคัญของราคารวมของจาน

ผู้ใช้มีมติเป็นเอกฉันท์อ้างว่า: การผลิตเตาแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยตนเองไม่สมเหตุสมผลด้วยเหตุผลสองประการ อย่างแรก การทำอาหารด้วยเตาแบบนี้ต้องมีการปรับแต่งอาหารแต่ละประเภทอย่างละเอียด สำหรับการปรับค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าทั้งหมดที่จำเป็นในระหว่างกระบวนการทำอาหาร จำเป็นต้องมีไมโครคอนโทรลเลอร์ เหตุผลที่สองคือราคาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ประกอบเป็นเตา โดยรวมแล้ว องค์ประกอบทั้งหมดจะแพงกว่าต้นทุนของอุปกรณ์ที่ทำเสร็จแล้วมาก

เตาแม่เหล็กไฟฟ้ามีคุณสมบัติเชิงบวกดังต่อไปนี้:

• ขาด ไม่เหมือนเตาไมโครเวฟ รังสีของบุคคลที่สาม
• ความสามารถในการตั้งโปรแกรมเตาให้เหมาะกับสไตล์การทำอาหารของคุณ
• ทำอาหารอย่างคาราเมลโดยไม่ทำให้ร้อนหรือไหม้
• เศรษฐกิจด้วยการใช้พลังงานความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ