금속의 유도 가열, 경화 및 유도 용해

가장 완벽한 가열 방식은 가열된 본체에서 직접 열이 발생하는 방식입니다. 이 가열 방법은 몸에 전류를 흐르게 함으로써 매우 잘 수행됩니다. 그러나 직접 - 전기 회로에 가열 몸체를 포함시키는 것이 기술적 및 실용적인 이유로 항상 가능한 것은 아닙니다.

이러한 경우에 유도 가열을 사용하여 완벽한 유형의 가열을 실현할 수 있습니다. 이 경우 가열된 본체 자체에서도 열이 발생하여 용광로 벽이나 다른 가열 요소에서 불필요하고 일반적으로 많은 에너지 소비를 제거합니다. 따라서 증가된 고주파의 전류를 발생시키는 상대적으로 낮은 효율에도 불구하고 유도 가열의 전체 효율은 종종 다른 가열 방법으로.

유도 방법은 또한 비금속 몸체를 전체 두께에 걸쳐 균일하게 빠르게 가열할 수 있습니다.이러한 몸체의 열악한 열전도율은 일반적인 방식, 즉 외부에서 열을 공급하여 내부 층을 빠르게 가열할 가능성을 배제합니다. 인덕션 방식에서는 외층과 내층 모두 동일한 방식으로 열이 발생하며, 외층의 필요한 단열이 이루어지지 않으면 후자의 과열 위험이 있습니다.

유도 가열의 특히 중요한 특성은 가열된 본체에 매우 높은 에너지 집중 가능성이 있어 정확한 주입이 쉽게 가능하다는 것입니다. 오직 전기 아크 동일한 에너지 밀도 차수를 얻을 수 있지만 이 가열 방법은 제어하기 어렵습니다.

유도 가열의 특성과 잘 알려진 이점으로 인해 많은 산업 분야에서 적용할 수 있는 폭 넓은 기회가 생겼습니다. 또한 기존의 열처리 방법으로는 전혀 실현할 수 없는 새로운 유형의 구조를 만들 수 있습니다.

물리적 프로세스

유도로 및 장치에서 전기 전도성 가열 몸체의 열은 교류 전자기장에 의해 유도된 전류에 의해 방출됩니다. 이런 식으로 여기에서 직접 가열이 이루어집니다.

금속의 유도 가열은 두 가지 물리 법칙을 기반으로 합니다. 전자기 유도의 패러데이-맥스웰 법칙 그리고 줄-렌츠 법칙. 금속 몸체(블랭크, 부품 등) 배치 교류 자기장, 그들에게 회오리 바람을 일으킨다 전기장… 유도의 EMF는 자속의 변화율에 의해 결정됩니다. 유도 EMF의 작용으로 맴돌이 전류(몸체 내부에서 닫힘)가 몸에 흐르면서 열을 방출합니다. 줄-렌츠 법칙에 따라… 이 EMF는 금속에서 생성됩니다. 교류, 이러한 전류에 의해 방출되는 열 에너지로 인해 금속이 가열됩니다. 유도 가열은 직접적이고 비접촉식입니다. 대부분의 내화성 금속 및 합금을 녹이기에 충분한 온도에 도달할 수 있습니다.

강렬한 유도 가열은 특수 장치 인 인덕터에 의해 생성되는 고강도 및 주파수의 전자기장에서만 가능합니다. 인덕터는 50Hz 네트워크(산업용 주파수 설비) 또는 별도의 에너지원(중주파 및 고주파 발생기 및 변환기)에 의해 구동됩니다.

저주파 간접 유도 가열 장치의 가장 간단한 인덕터는 금속 튜브 내부에 배치되거나 표면에 겹쳐진 절연 와이어(연장 또는 코일)입니다. 전류가 튜브의 인덕터 와이어를 통해 흐르면 가열됩니다. 맴돌이 전류… 튜브(도가니, 용기일 수도 있음)의 열은 가열된 매체(튜브를 통해 흐르는 물, 공기 등)로 전달됩니다.

금속의 유도 가열 및 경화

중간 및 고주파에서 금속의 가장 널리 사용되는 직접 유도 가열. 이를 위해 특별한 디자인의 인덕터가 사용됩니다. 인덕터 방출 전자기파, 가열 된 몸체에 떨어지고 그 안에서 죽습니다. 흡수된 파동의 에너지는 체내에서 열로 전환됩니다. 발열 계수는 방출되는 전자파의 모양(평면, 원통형 등)이 신체의 모양에 가까울수록 높습니다. 따라서 플랫 인덕터는 평평한 물체를 가열하는 데 사용되며 원통형(솔레노이드) 인덕터는 원통형 공작물에 사용됩니다.일반적으로 전자기 에너지를 원하는 방향으로 집중시켜야 하기 때문에 복잡한 모양을 가질 수 있습니다.

유도 에너지 입력의 특성은 흐름 영역의 공간 배열을 조절하는 능력입니다. 맴돌이 전류.

첫째, 인덕터가 덮는 영역에 맴돌이 전류가 흐릅니다. 본체의 전체 크기에 관계없이 인덕터와 자기 접촉하는 본체 부분만 가열됩니다.

둘째, 맴돌이 전류 순환 영역의 깊이, 따라서 에너지 방출 영역은 무엇보다도 인덕터 전류의 주파수에 따라 달라집니다(낮은 주파수에서 증가하고 주파수가 증가함에 따라 감소함).

인덕터에서 가열된 전류로의 에너지 전달 효율은 그들 사이의 간격 크기에 따라 달라지며 감소함에 따라 증가합니다.

유도 가열은 소성 변형(단조, 스탬핑, 프레싱 등), 금속 용융, 열처리(어닐링, 템퍼링, 노멀라이징, 경화), 용접, 레이어링, 금속 브레이징을 위한 가열에 의해 철강 제품의 표면 경화에 사용됩니다.

간접 유도 가열은 공정 장비(파이프라인, 컨테이너 등) 가열, 액체 매체 가열, 코팅 건조, 재료(예: 목재)에 사용됩니다. 유도 가열 설비의 가장 중요한 매개변수는 주파수입니다. 각 공정(가열에 의한 표면 경화)에 대해 최고의 기술 및 경제적 지표를 제공하는 최적의 주파수 범위가 있습니다. 유도 가열에는 50Hz ~ 5MHz의 주파수가 사용됩니다.

유도 가열의 장점

1) 전기 에너지를 가열된 본체에 직접 전달하면 전도성 재료를 직접 가열할 수 있습니다. 이 경우 제품이 표면에서만 가열되는 간접 작용 설비에 비해 가열 속도가 증가합니다.

2) 전기 에너지를 가열된 본체로 직접 전달하는 데 접촉 장치가 필요하지 않습니다. 진공 및 보호 수단을 사용하는 자동화된 제조 생산 조건에서 편리합니다.

3) 표면효과 현상으로 인해 피가열된 제품의 표면층에서 최대 출력이 방출된다. 따라서 냉각 중 유도 가열은 제품 표면층을 빠르게 가열합니다. 이를 통해 상대적으로 점성이 있는 매체로 부품의 높은 표면 경도를 얻을 수 있습니다. 유도 표면 경화는 다른 표면 경화 방법보다 빠르고 경제적입니다.

4) 대부분의 경우 유도 가열은 생산성을 향상시키고 작업 조건을 개선합니다.

유도 용해로

유도로 또는 장치는 1차 코일(인덕터)이 교류 전원에 연결되고 가열된 본체 자체가 2차 코일 역할을 하는 일종의 변압기로 생각할 수 있습니다.

유도 용해로의 작업 공정은 욕조 또는 도가니에서 액체 금속의 전기역학적 및 열적 이동을 특징으로 하며, 이는 부피 전체에 걸쳐 동일한 조성과 균일한 온도를 가진 금속을 얻는 데 기여할 뿐만 아니라 낮은 금속 폐기물(몇 배 적음)에 기여합니다. 아크 용광로보다 약간).

유도 용해로는 강철, 주철, 비철금속 및 합금으로 만든 성형품을 포함한 주물 생산에 사용됩니다.

유도 용해로는 산업용 주파수 채널로와 산업용, 중주파 및 고주파 도가니로로 나눌 수 있습니다.

인덕션 퍼니스는 일반적으로 전원 주파수(50Hz)의 변압기입니다. 변압기의 2차 권선은 용융 금속 권선입니다. 금속은 환형 내화 채널에 둘러싸여 있습니다.

주 자속은 채널의 금속에서 EMF를 유도하고 EMF는 전류를 생성하고 전류는 금속을 가열하므로 유도 채널 퍼니스는 단락 모드에서 작동하는 변압기와 유사합니다.

채널 용광로의 인덕터는 세로 동관으로 만들어지며 수냉식이며 난로의 채널 부분은 팬 또는 중앙 공기 시스템으로 냉각됩니다.

채널 유도로는 한 등급의 금속에서 다른 등급으로 드물게 전환되는 연속 작동을 위해 설계되었습니다. 채널 유도로는 주로 알루미늄과 그 합금, 구리와 그 일부 합금을 녹이는 데 사용됩니다. 다른 퍼니스 시리즈는 주물 금형에서 주조하기 전에 액체 철, 비철 금속 및 합금을 유지하고 과열시키기 위한 혼합기로 전문화되어 있습니다.

유도 도가니 퍼니스의 작동은 전도성 전하에 의한 전자기 에너지의 흡수를 기반으로 합니다. 셀은 인덕터인 원통형 코일 내부에 배치됩니다. 전기적 관점에서 유도 도가니 퍼니스는 2차 권선이 전도성 충전인 단락된 공기 변압기입니다.

유도 도가니로는 주로 배치 작업 모드에서 다이캐스팅 금속을 용해하고 작동 모드에 관계없이 채널로의 라이닝에 악영향을 미치는 청동과 같은 특정 합금을 용해하는 데 사용됩니다.