ข่าว

An เตาหลอมแบบเหนี่ยวนำเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าเป็นเตาไฟฟ้าที่ใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์การเหนี่ยวนำความร้อนของวัสดุเพื่อให้ความร้อนหรือหลอมละลาย ส่วนประกอบหลักของเตาเหนี่ยวนำ ได้แก่ เซ็นเซอร์ ตัวเตา แหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ และระบบควบคุม

ส่วนประกอบหลักของเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า ได้แก่ เซ็นเซอร์ ตัวเตา แหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ และระบบควบคุม

ภายใต้การทำงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับในเตาเหนี่ยวนำ กระแสไหลวนจะเกิดขึ้นภายในวัสดุ ทำให้เกิดความร้อนหรือการหลอมเหลว ภายใต้ผลของการกวนจากสนามแม่เหล็กสลับนี้ องค์ประกอบและอุณหภูมิของวัสดุในเตาจะค่อนข้างสม่ำเสมอ อุณหภูมิในการขึ้นรูปสามารถสูงถึง 1250 ℃ และอุณหภูมิในการหลอมเหลวสามารถสูงถึง 1650 ℃

นอกจากจะสามารถให้ความร้อนหรือหลอมโลหะในบรรยากาศปกติได้แล้ว เตาเหนี่ยวนำยังสามารถให้ความร้อนหรือหลอมโลหะในสภาวะสุญญากาศและบรรยากาศป้องกัน เช่น อาร์กอนและนีออน เพื่อให้ได้คุณภาพตามที่ต้องการ เตาเหนี่ยวนำมีข้อดีที่โดดเด่นในการให้ความร้อนหรือหลอมโลหะผสมแม่เหล็กอ่อน โลหะผสมที่มีความต้านทานสูง โลหะผสมกลุ่มแพลทินัม โลหะผสมทนความร้อน ทนการกัดกร่อน ทนการสึกหรอ และโลหะบริสุทธิ์ โดยทั่วไปแล้ว เตาเหนี่ยวนำจะแบ่งออกเป็นเตาให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำและเตาหลอม

เตาไฟฟ้าเหนี่ยวนำใช้กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดจากขดลวดเหนี่ยวนำเพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุ หากให้ความร้อนแก่โลหะ ให้วางวัสดุในเบ้าหลอมที่ทำจากวัสดุทนความร้อน หากให้ความร้อนแก่วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ให้วางวัสดุในเบ้าหลอมกราไฟต์ เมื่อความถี่ของกระแสสลับเพิ่มขึ้น ความถี่ของกระแสเหนี่ยวนำก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ส่งผลให้ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นเพิ่มขึ้น เตาเหนี่ยวนำให้ความร้อนได้อย่างรวดเร็ว มีอุณหภูมิสูง ใช้งานและควบคุมได้ง่าย และวัสดุจะปนเปื้อนน้อยลงในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน ทำให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับหลอมวัสดุพิเศษที่อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นอุปกรณ์ให้ความร้อนและควบคุมสำหรับการปลูกผลึกเดี่ยวจากสารหลอมเหลวได้อีกด้วย

เตาหลอมแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ เตาเหนี่ยวนำแบบมีแกน และเตาเหนี่ยวนำแบบไม่มีแกน

เตาเหนี่ยวนำแบบมีแกนเหล็กมีแกนเหล็กอยู่ภายในตัวเหนี่ยวนำ และใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟความถี่ไฟฟ้า โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการหลอมและฉนวนของโลหะต่างๆ เช่น เหล็กหล่อ ทองเหลือง ทองแดง สังกะสี เป็นต้น ด้วยประสิทธิภาพทางไฟฟ้ามากกว่า 90% สามารถใช้เศษวัสดุเหลือใช้จากเตาหลอมได้ มีต้นทุนการหลอมต่ำ และกำลังการผลิตสูงสุดของเตาหลอมอยู่ที่ 270 ตัน

เตาเหนี่ยวนำแบบไร้แกนนั้นไม่มีแกนเหล็กผ่านตัวเหนี่ยวนำ และแบ่งออกเป็นเตาเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้า เตาเหนี่ยวนำความถี่สามเท่า เตาเหนี่ยวนำความถี่กลางแบบชุดกำเนิดไฟฟ้า เตาเหนี่ยวนำความถี่กลางแบบไทริสเตอร์ และเตาเหนี่ยวนำความถี่สูง

อุปกรณ์สนับสนุน

อุปกรณ์ครบชุดของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางประกอบด้วย: ส่วนจ่ายไฟและควบคุมไฟฟ้า, ตัวเตา, อุปกรณ์ส่งกำลัง และระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ

หลักการทำงาน

เมื่อกระแสสลับไหลผ่านขดลวดเหนี่ยวนำ จะเกิดสนามแม่เหล็กสลับขึ้นรอบขดลวด และวัสดุตัวนำในเตาหลอมจะเกิดศักย์เหนี่ยวนำภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กสลับนั้น กระแสไฟฟ้า (กระแสไหลวน) จะเกิดขึ้นที่ความลึกระดับหนึ่งบนพื้นผิวของวัสดุในเตาหลอม และวัสดุในเตาหลอมจะถูกความร้อนและหลอมละลายด้วยกระแสไหลวนนี้

(1) ความเร็วในการให้ความร้อนสูง ประสิทธิภาพการผลิตสูง การเกิดออกซิเดชันและการลดคาร์บอนน้อยลง ประหยัดต้นทุนวัสดุและแม่พิมพ์ตีขึ้นรูป

เนื่องจากหลักการของการให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำความถี่ปานกลางคือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ความร้อนจึงเกิดขึ้นภายในชิ้นงานเอง คนงานทั่วไปสามารถทำงานตีขึ้นรูปต่อได้ภายในสิบนาทีหลังจากใช้เตาไฟฟ้าความถี่ปานกลาง โดยไม่จำเป็นต้องมีคนงานเตาหลอมมืออาชีพมาทำการเผาและปิดผนึกเตาหลอมล่วงหน้า ไม่ต้องกังวลเรื่องการสูญเสียแท่งโลหะที่ให้ความร้อนในเตาถ่านหินเนื่องจากไฟฟ้าดับหรืออุปกรณ์ขัดข้อง

เนื่องจากวิธีการให้ความร้อนแบบนี้ให้ความร้อนเร็วมาก จึงเกิดการออกซิเดชันน้อยมาก เมื่อเทียบกับเตาเผาถ่านหิน การตีขึ้นรูปแต่ละตันสามารถประหยัดวัตถุดิบเหล็กได้อย่างน้อย 20-50 กิโลกรัม และอัตราการใช้ประโยชน์จากวัตถุดิบสามารถสูงถึง 95%

เนื่องจากการให้ความร้อนที่สม่ำเสมอและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแกนกลางและพื้นผิวที่น้อยที่สุด วิธีการให้ความร้อนนี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ขึ้นรูปได้อย่างมาก และความหยาบของพื้นผิวชิ้นงานขึ้นรูปก็ต่ำกว่า 50 ไมโครเมตรด้วย

(2) สภาพแวดล้อมการทำงานที่ดีเยี่ยม สภาพแวดล้อมการทำงานและภาพลักษณ์ของบริษัทที่ดีขึ้นสำหรับพนักงาน ปราศจากมลพิษ และการใช้พลังงานต่ำ

เมื่อเปรียบเทียบกับเตาถ่าน เตาหลอมแบบเหนี่ยวนำความร้อนช่วยลดการสัมผัสความร้อนและควันจากเตาถ่านภายใต้แสงแดดที่ร้อนจัด ทำให้ตรงตามข้อกำหนดต่างๆ ของหน่วยงานด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม ในขณะเดียวกันก็ช่วยสร้างภาพลักษณ์ภายนอกของบริษัทและกำหนดทิศทางการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมการตีขึ้นรูปโลหะ

(3) การให้ความร้อนสม่ำเสมอ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแกนกลางและพื้นผิวน้อยที่สุด และความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิสูง

การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำจะสร้างความร้อนภายในชิ้นงานเอง ส่งผลให้ความร้อนกระจายอย่างสม่ำเสมอและมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแกนกลางและพื้นผิวน้อยที่สุด การใช้ระบบควบคุมอุณหภูมิจะช่วยให้สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และอัตราความสำเร็จในการผลิต

ความถี่กำลังไฟฟ้า

เตาเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรมเป็นเตาเหนี่ยวนำที่ใช้กระแสไฟฟ้าความถี่อุตสาหกรรม (50 หรือ 60 เฮิรตซ์) เป็นแหล่งพลังงาน เตาเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรมได้รับการพัฒนาจนกลายเป็นอุปกรณ์หลอมโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นเตาหลอมสำหรับหลอมเหล็กหล่อสีเทา เหล็กหล่อเหนียว เหล็กดัด และเหล็กหล่อผสม นอกจากนี้ยังใช้เป็นเตาฉนวนอีกด้วย ในทำนองเดียวกัน เตาเหนี่ยวนำความถี่ไฟฟ้าได้เข้ามาแทนที่เตาคิวโพลาในด้านการผลิตการหล่อ

เมื่อเปรียบเทียบกับเตาหลอมแบบคิวโพลา เตาหลอมเหนี่ยวนำความถี่สูงระดับอุตสาหกรรมมีข้อดีหลายประการ เช่น ควบคุมองค์ประกอบและอุณหภูมิของเหล็กหลอมเหลวได้ง่าย มีปริมาณก๊าซและสิ่งเจือปนในชิ้นงานหล่อต่ำ ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ประหยัดพลังงาน และสภาพการทำงานดีขึ้น ดังนั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เตาหลอมเหนี่ยวนำความถี่สูงระดับอุตสาหกรรมจึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ชุดอุปกรณ์ที่สมบูรณ์สำหรับเตาเหนี่ยวนำความถี่ระดับอุตสาหกรรมประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสี่ส่วน

1. ส่วนประกอบตัวเตา

ตัวเครื่องของเตาเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรมสำหรับหลอมเหล็กหล่อ ประกอบด้วยเตาเหนี่ยวนำสองเตา (เตาหนึ่งสำหรับหลอม และอีกเตาหนึ่งสำหรับสำรอง) ฝาครอบเตา โครงเตา กระบอกน้ำมันเตาแบบเอียง และอุปกรณ์เปิดปิดฝาครอบเตาแบบเคลื่อนที่ได้

2. ส่วนประกอบทางไฟฟ้า

ส่วนประกอบทางไฟฟ้าประกอบด้วยหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง คอนแทคเตอร์หลัก ตัวเหนี่ยวนำปรับสมดุล ตัวเก็บประจุปรับสมดุล ตัวเก็บประจุชดเชย และแผงควบคุมไฟฟ้า

3. ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ

ระบบน้ำหล่อเย็นประกอบด้วยการระบายความร้อนตัวเก็บประจุ การระบายความร้อนตัวเหนี่ยวนำ และการระบายความร้อนสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น ระบบน้ำหล่อเย็นประกอบด้วยปั๊มน้ำ ถังเก็บน้ำหมุนเวียนหรือหอระบายความร้อน และวาล์วท่อส่งน้ำ

4. ระบบไฮดรอลิก

ระบบไฮดรอลิกประกอบด้วยถังน้ำมัน ปั๊มน้ำมัน มอเตอร์ปั๊มน้ำมัน ท่อส่งและวาล์วของระบบไฮดรอลิก และแท่นปฏิบัติการไฮดรอลิก

ความถี่ปานกลาง

เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าที่มีความถี่ของแหล่งจ่ายไฟอยู่ในช่วง 150-10000 เฮิรตซ์ เรียกว่าเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าความถี่กลาง โดยความถี่หลักจะอยู่ในช่วง 150-2500 เฮิรตซ์ ส่วนเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าความถี่ต่ำที่ใช้กันทั่วไปในประเทศนั้น มีความถี่ให้เลือก 3 ความถี่ คือ 150, 1000 และ 2500 เฮิรตซ์

เตาเหนี่ยวนำความถี่กลางเป็นอุปกรณ์ทางโลหะวิทยาชนิดพิเศษที่เหมาะสำหรับการหลอมเหล็กและโลหะผสมคุณภาพสูง เมื่อเปรียบเทียบกับเตาเหนี่ยวนำอัตราการทำงานแล้ว มีข้อดีดังต่อไปนี้:

(1) ความเร็วในการหลอมที่รวดเร็วและประสิทธิภาพการผลิตสูง เตาเหนี่ยวนำความถี่กลางมีความหนาแน่นของพลังงานสูง และการกำหนดค่าพลังงานต่อตันของเหล็กจะสูงกว่าเตาเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรมประมาณ 20-30% ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ความเร็วในการหลอมของเตาเหนี่ยวนำความถี่กลางจึงรวดเร็วและประสิทธิภาพการผลิตสูง

(2) ความสามารถในการปรับตัวสูงและการใช้งานที่ยืดหยุ่น เตาหลอมเหนี่ยวนำความถี่ปานกลางแต่ละเตาสามารถระบายเหล็กหลอมเหลวออกได้หมด ทำให้สะดวกในการเปลี่ยนเกรดเหล็ก อย่างไรก็ตาม เหล็กหลอมเหลวในแต่ละเตาของเตาหลอมเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรมนั้นไม่สามารถระบายออกได้หมด และต้องเก็บเหล็กหลอมเหลวส่วนหนึ่งไว้สำหรับเตาหลอมถัดไปที่จะเริ่มทำงาน ดังนั้น การเปลี่ยนเกรดเหล็กจึงไม่สะดวกและเหมาะสำหรับการหลอมเหล็กเพียงชนิดเดียวเท่านั้น

(3) ผลการกวนด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้านั้นดี เนื่องจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทำต่อเหล็กเหลวนั้นแปรผกผันกับรากที่สองของความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ แรงกวนของแหล่งจ่ายไฟความถี่ปานกลางจึงน้อยกว่าของแหล่งจ่ายไฟความถี่สูง สำหรับการกำจัดสิ่งเจือปน การทำให้องค์ประกอบทางเคมีสม่ำเสมอ และการทำให้อุณหภูมิสม่ำเสมอในเหล็ก ผลการกวนของแหล่งจ่ายไฟความถี่ปานกลางนั้นค่อนข้างดี แรงกวนที่มากเกินไปของแหล่งจ่ายไฟความถี่สูงจะเพิ่มแรงกัดกร่อนของเหล็กบนผนังเตา ซึ่งไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพการกลั่น แต่ยังลดอายุการใช้งานของเบ้าหลอมอีกด้วย

(4) เริ่มการทำงานได้ง่าย เนื่องจากผลกระทบของกระแสไฟฟ้าความถี่กลางมีมากกว่ากระแสไฟฟ้าความถี่สูง จึงไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับวัสดุเตาหลอมในระหว่างการเริ่มใช้งานเตาเหนี่ยวนำความถี่กลาง หลังจากใส่วัสดุแล้ว ก็สามารถให้ความร้อนได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่เตาเหนี่ยวนำความถี่อุตสาหกรรมต้องใช้บล็อกเปิดที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ (สูงประมาณครึ่งหนึ่งของเบ้าหลอม เช่น เหล็กหล่อ) เพื่อเริ่มการให้ความร้อน และอัตราการให้ความร้อนจะช้ามาก ดังนั้น เตาเหนี่ยวนำความถี่กลางจึงถูกใช้เป็นส่วนใหญ่ภายใต้เงื่อนไขการทำงานเป็นระยะ ข้อดีอีกประการหนึ่งของการเริ่มใช้งานง่ายคือสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าในระหว่างการทำงานเป็นระยะได้

อุปกรณ์ให้ความร้อนเตาหลอมความถี่กลางมีข้อดีคือ ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ประสิทธิภาพสูง คุณภาพการแปรรูปความร้อนดีเยี่ยม และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม กำลังเข้ามาแทนที่เตาหลอมถ่านหิน เตาหลอมแก๊ส เตาหลอมน้ำมัน และเตาหลอมความต้านทานแบบธรรมดาอย่างรวดเร็ว และถือเป็นอุปกรณ์ให้ความร้อนโลหะรุ่นใหม่

ด้วยเหตุผลดังกล่าวข้างต้น เตาเหนี่ยวนำความถี่ปานกลางจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กและโลหะผสมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และยังมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในการผลิตเหล็กหล่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานหล่อที่มีการทำงานเป็นรอบ