Přehled indukčních tavicích pecí

V jednom z našich předchozích článků jsme již hovořili indukční technologie. Gastronomická zařízení stále častěji vybavují své kuchyně indukčními varnými deskami a troubami. Navzdory vysokým nákladům na takové zařízení jsou výhody jeho použití zcela zřejmé.

Tato technologie našla uplatnění také v oblasti, která zcela nesouvisí s vařením – hutnictví. Indukční pece se úspěšně používají nejen v průmyslové tavbě kovů (kde postupně nahrazují tradiční pece), ale aktivně se používají také v malých hutních podnicích.

Технология

Jak již víme, v indukčních instalacích (a tavicí pece nejsou výjimkou) dochází k ohřevu předmětu(ů) působením elektromagnetického pole. Nicméně tavení kovu je proces je high-tech, a proto instalace pro něj mají své vlastní konstrukční a technologické vlastnosti.

Indukční pec se skládá z induktoru, rámu, komory (kelímku) pro ohřev (tavení), vakuového systému (volitelné) a mechanismů pro naklápění pece nebo pohyb ohřívaných produktů v prostoru. Tavicí kelímek má obvykle vhodný válcový tvar a je vyroben ze žáruvzdorného materiálu. Je umístěn v dutině induktoru, připojen ke zdroji střídavého proudu. Kovová nálož umístěná v kelímku se taví v důsledku absorpce elektromagnetické energie.

Výhody a nevýhody

Hlavní výhodou je samozřejmě absence zahřívání během procesu mezistupně. Teplo se okamžitě přenáší do objektu. To šetří čas i energii.

Upéct rychle taje jemná várka. Teplota v komoře je přitom rozložena rovnoměrně bez lokálního přehřívání. Tím je zajištěna homogenita chemického složení ve vícesložkových slitinách.

Jednou z charakteristických vlastností indukční pece je schopnost vytvořit v instalaci jakoukoli atmosféru (oxidační, redukční, neutrální). A toto je v jakýkoli tlak.

Nakonec optimální tvar kelímku a jeho dobrá ochrana před tepelným a mechanickým poškozením umožňují úplné odvodnění roztaveného kovu z instalace.

Indukční trouby se vyznačují tím jednoduchost a pohodlí v řízení, regulaci, údržbě. A díky schopnosti automatizovat hlavní procesy jsou tyto instalace velmi produktivní.

Odborníci zdůrazňují pouze dvě nevýhody. Za prvé, nízká teplota strusky, převedena do taveniny k jejímu technologickému zpracování. Faktem je, že struska v zařízení je ohřívána kovem, a proto je její teplota vždy nižší. Za druhé, v malých (kompaktních) instalacích je slabým místem obložení (tepelná odolnost a ochrana před mechanickým poškozením). Při vysokých teplotách taveniny, během úplného odvodnění kovu, prudké kolísání teploty obložení.

Druhy pecí

Ve skutečnosti je jich mnoho, protože tyto instalace nacházejí uplatnění v široké škále oblastí. Například ve stomatologii a výrobě šperků. Proto vám řekneme pouze o nejoblíbenějších typech.

Moderní indukční pece jsou schopny roztavit kov od 5 kg do několika desítek tun. O průmyslových opcích nemá smysl mluvit. Takové mocné komplexy jsou tématem na samostatný článek. Promluvme si podrobněji o kompaktních instalacích dostupných pro malé společnosti.

Indukční kelímkové pece do tavící kapacity 200 kg

Tyto instalace s tranzistorový měnič se používají pro tavení 5 až 200 kg neželezných kovů a 5 až 100 kg železných kovů. Jejich hlavní výhodou je mobilita. V případě potřeby je lze snadno přemístit z jednoho místa na druhé.

Pece jsou vybaveny univerzálním středofrekvenčním tranzistorovým vysokonapěťovým měničem. Pokud tedy existují omezení na připojený výkon, lze jej snadno upravit.

Používají se instalace pro ohřev masivních dílů před kováním nebo jim hluboké kalení. A samozřejmě na tavení kovů. Grafitové kelímky se používají pro tavení skla, křemíku, ale i oceli a litiny, které mají feromagnetické vlastnosti. Keramické kelímky – pro tavení mědi, mosazi, bronzu, zlata a stříbra. K tavení hliníku se používají ocelové a litinové kelímky.

Obecně účinnost takové pece dosahuje 98%. Doba tání není delší než 1 hodina. Ocel tavená v indukční peci (i kompaktní) je o 30 % pevnější než ocel tavená v klasické peci díky vyšší homogenitě slitiny.

Nelze však nezmínit některé nedostatky. Vzhledem k malé tloušťce kelímku a, jak bylo uvedeno výše, problémům s výstelkou, rychlé tepelné ztráty. Profesionálové doporučují tavení co nejrychleji v malých zařízeních a následné tavení nejlépe v horkém kelímku. Další nepříjemností je chybějící systém vodního chlazení v sadě dodávky. Bohužel se bude muset dokoupit zvlášť.

Nicméně, podle odborníků, nákup IP s hmotností taveniny do 200 kg je jedna z nejlepších možností zahájení vlastního hutního podnikání nebo rozšíření stávajícího.

Vakuové indukční pece do tavící kapacity 200 kg

Vakuové pece na zpracování kovů se používají k výrobě slitin přesného chemického složení. V nich vyrobená vysoce kvalitní ocel se používá ve výrobcích s vysokou přidanou hodnotou.

Vakuové tavení umožňuje získat čistší kovy a slitiny. K tomu dochází za prvé v důsledku intenzivního odstraňování plynů a nečistot, které jsou součástí původních materiálů. Za druhé, díky téměř úplné fúzi aditivních složek s roztaveným materiálem. Zatímco při tavení na vzduchu se některé složky ztrácejí.

Nejpoužívanějším typem je dnes vakuová pec s naklápěcím kelímkem uvnitř pevného pláště. Jejich hlavní výhody jsou: schopnost odlévat kov do libovolného počtu forem nebo forem, snadné pozorování procesu odlévání kvůli nehybnosti průhledových okének atd.

Moderní vakuové pece mají různá zařízení, která umožňují provádět různé technologické operace bez porušení vakua. Například zásobník na další dávky vsázky, dávkovače pro zavádění výplňových materiálů do kelímku v určitém pořadí, zařízení pro měření teploty tekutého kovu termočlánkem a pro odběr vzorků, škrabky pro čištění kelímku po vypuštění kovu atd.

Neboj se potíže se zvládnutím instalací. Technologie výroby indukčních pecí totiž dosáhla takové úrovně, že IP jsou schopny pracovat nonstop 24 hodin a kvalifikace obsluhy může být minimální.

Shrnutí

Existuje mnoho výrobců indukčních tavicích pecí. Ale vůdce, a na tom není nic překvapivého, je Čína. Čína dlouhodobě drží světové prvenství ve výrobě válcovaných kovových výrobků. Není to podřadné a v některých ohledech dokonce lepší než Čínská modelová řada ruských výrobců. Naše vlast je samozřejmě silná i ve svých hutnických úspěších, takže potenciální kupec má z čeho vybírat.

Ceny za kamna jsou přibližně stejné a začínají z 250 tisíc rublů. Zároveň byste se neměli bát nedostatku záruk na čínské vybavení. Není tomu tak. Tady je prostě všechno v pořádku. IP má záruku a dokonce i servisní střediska po celém světě.

Vladislav Permin, speciálně pro Equipnet.ru

Inzerent: AIRES GROUP LLC, HOSPODA: 6950043109, ERIR: 2SDnjexDwJb

Kopírovat

Pece na tavení kovů jsou zařízení, bez kterých se neobejde žádný moderní podnik, i když je nějak spojen se zpracováním různých materiálů, nejčastěji kovu. Provedení procesu tavení není tak obtížné, jak se může zpočátku zdát, zvláště pokud máte vysoce kvalitní zařízení, které je v tomto ohledu schopno poskytnout maximální produktivitu. Tyto pece jsou vynikající pro tavení neželezných a železných kovů. Někdy v takových pecích teplota dosáhne 1700 stupňů, což je více než dost pro roztavení vysoce pevného kovu. Proces tavení kovu často trvá asi 40-60 minut. Tento indikátor je v této fázi považován za docela dobrý a jen málo zařízení s jiným typem akce může provést takové tavení v takovém časovém období.

Pokud mluvíme konkrétně o indukčních tavicích pecích, kupují je většinou ti lidé, kteří mají zájem o zvýšení ukazatelů produktivity. To se provádí pomocí samotného indukčního ohřevu, který je považován za výkonnější a ekonomičtější z hlediska spotřeby energie. V parametrech můžete regulovat většinu pracovních procesů a vytvořit uvnitř pracovní komory neutrální, redukční nebo oxidační atmosféru. V závislosti na tom se budou měnit ukazatele výkonu, které běžní uživatelé obvykle upřednostňují.

V indukčních tavicích pecích hrají významnou roli také měniče, které mohou být buď tranzistorové nebo tyristorové. V každém případě je princip činnosti založen na elektromagnetickém poli a má podobný princip činnosti. Jediný rozdíl mezi tranzistorovými pecemi je jejich účinnost, což bude pro mnohé docela důležitý aspekt. V Moskvě jsou indukční trouby v současné době velmi žádané a existuje pro to velké množství důvodů.

Hlavní důvody rostoucí popularity indukčních tavicích pecí:

• Vysoká úroveň výkonu
• Hospodárnost během provozu
• Rychlé spuštění systému
• Vysoká úroveň chlazení
• Žádné přerušení během provozu
• Široký rozsah použití

To jsou jen některé z důvodů, proč jsou indukční sporáky tak oblíbené. Vzhledem k trendům dnešního trhu můžeme s jistotou říci, že poptávka po takovém zařízení bude jen stoupat. Je možné, že s rostoucí poptávkou začnou stoupat i ceny takového zařízení.

<em>Indukční pec pro tavení kovů <br /></em>

Když mluvíme konkrétně o pecích určených pro tavení kovu, můžeme s jistotou říci, že je prostě nemožné roztavit kov jiným způsobem rychleji. Důvodem je samotný stav indukce, na kterém je celá tavicí pec postavena. Tento stav má obrovskou výkonovou rezervu a pokud se bavíme o kvalitní indukční tavicí peci, tak tavení většiny kovů nezabere více než hodinu. Takové pece mohou být také použity ve velkovýrobě, kde jsou skutečně schopny prokázat svůj plný potenciál.

Nyní se podíváme na typy kovů, se kterými se indukční tavicí pece nejčastěji potýkají:

• Ocel je jedním z nejjednodušších kovů a lze ji nejrychleji tavit.
• Nerezová ocel – tavení tohoto kovu může trvat o něco déle, ale samotný proces s takovým zařízením nečiní žádné potíže.
• Hliník – vyžaduje ještě nižší teplotu k roztavení kovu, protože samotný materiál není považován za zvláště odolný vůči vysokým teplotám.
• Mosaz – v závislosti na prostředí, kde probíhá tavení, se proces může lišit. Zpracování takových kovů v tavicích pecích často nezpůsobuje žádné větší problémy.
• Měď je poměrně složitý kov, jehož zpracování může někdy trvat trochu déle. Pro zajištění hladkého průběhu práce je nutné přesně nastavit všechny pracovní parametry tohoto procesu.
• Bronz – tavení se provádí v několika fázích, v důsledku čehož je možné tento kov rychle roztavit.

Proces tavení výše uvedených kovů je v mnoha ohledech velmi podobný. V závislosti na daném kovu však indukční tavicí pec volí pro tavení mírně odlišné technologie. To nám umožňuje rychle provádět tavení a dělat to velmi dobře.

<em>Indukční tavicí pec <br /></em>

Princip fungování tohoto typu tavicí pece je dalším bodem, který je třeba vzít v úvahu. V podstatě všechny indukční tavicí pece fungují na stejném principu, jen s několika výjimkami určitých inovací a drobnými rozdíly v konstrukci. A vzhledem k tomu, že princip fungování je důležitý a roli, kterou hraje při provozu, je prostě nemožné tento aspekt přehlédnout.

Princip činnosti indukční tavicí pece:

• Generátor se připojuje ke zdroji střídavého proudu, v důsledku čehož je generátor napájen pomocí induktoru.
• Dále přichází na řadu kondenzátor, který hraje roli klíčového článku při vytváření oscilační zóny pracující na jediné pracovní frekvenci, na kterou je systém nezávisle naladěn.
• Poté, co napětí v generátoru dosáhne 200 V, induktor vytváří magnetické pole se střídavým účinkem.
• Uvnitř systému dochází k procesu uzavírání sítě díky vnitřnímu jádru vyrobenému z ferimagnetické slitiny. Teprve poté začne proměnlivé magnetické pole aktivně ovlivňovat obrobek umístěný uvnitř pracovní komory tím, že k němu směřuje obrovský tok aktivních elektronů.
• Dále do pracovního procesu vstupuje elektricky vodivá součást, která umožňuje vytvoření zbytkové úrovně napětí uvnitř pracovní komory, díky které vzniká vířivý proud.
• Stejný proud vytváří proces přeměny na energii induktoru, s jehož pomocí je možné rychle dosáhnout vysokých teplotních hodnot uvnitř indukční pece.

Tento princip fungování se používá ve většině tavicích zařízení a jak ukazuje praxe, funguje velmi dobře v procesu tavení. Je tu ale ještě jeden důležitý bod, na který byste neměli zapomínat. Nyní se bavíme o kompatibilitě kamen a směru, kterým je chcete používat. Nejprve si musíte sami určit, pro jaké konkrétní úkoly plánujete tuto jednotku používat. Na základě toho můžete již identifikovat řadu instalací, které jsou vhodné pro použití v jednom nebo druhém směru. Sortiment takových kamen je dnes naštěstí již poměrně rozsáhlý a něco vhodného pro sebe si najde naprosto každý.

<em>Vysokoteplotní indukční tavicí pec <br /></em>

Vezmeme-li samostatně v úvahu variace pecí pro tavení při vysokých teplotách, můžeme také zdůraznit několik zajímavých bodů, které mohou být pro uživatele užitečné. Takové pece se do značné míry spoléhají na provoz induktoru, který umožňuje ovládání úrovně výkonu. Právě toto zařízení umožňuje systému dosáhnout vysoké teplotní úrovně, dostatečné pro rychlé tavení kovů. Teplota uvnitř pracovní komory takových pecí může dosáhnout 2000 stupňů a vyšší. Tento ukazatel dává odpověď na otázku, proč jsou takové pece v sériové výrobě tak oblíbené. Ale navzdory mnoha výhodám, o kterých každý ví, je třeba mít při používání vysokoteplotních tavicích pecí na paměti některé věci.

Body, kterým je třeba věnovat pozornost při provozu vysokoteplotních indukčních tavicích pecí:

• Přehřívání systému – pro kontrolu tohoto okamžiku je v systému instalováno kvalitní chladicí zařízení. To však neznamená, že nemůžete sledovat hodnoty teploty. Toto je aspekt, na kterém přímo závisí výkon a stabilita provozu, proto je nutné pravidelně monitorovat teplotu v samotném systému, nikoli uvnitř pracovní komory.
  
• Překročení indukčních hodnot – vzhledem k výkonu induktoru je také důležité pamatovat na to, že někdy mohou hodnoty indukce překročit přípustnou úroveň. Pro ovládání úrovně indukce jsou na ovládacím panelu speciální indikátory, které je také nejlépe pravidelně monitorovat, aby se předešlo poruchám během provozu.
  
• Ukazatele tlaku – prakticky stejná situace s úrovní tlaku, která někdy může díky nepřetržitému provozu velmi kolísat. Systém je vybaven senzory pro monitorování tlaku, což umožňuje i jeho regulaci, pokud si s ním systém sám neporadí.

Mezi zjevné rozdíly mezi vysokoteplotními pecemi lze zařadit i tloušťku dvířek, stěn a celého korpusu jako celku. Ve srovnání s konvenční variantou pece byly všechny tyto aspekty modernizovány tak, aby nemohlo dojít k odtlakování během plnění. Rovněž byly použity nové modely těsnění, které umožnily zajistit nejvyšší úroveň těsnosti, jaká dosud nebyla dosažena u žádné varianty vakuové pece.

<em>Tavení kovu v indukční peci <br /></em>

Již dříve jsme mluvili o tom, jak fungují indukční tavicí pece, s jakými kovy pracují a jakých teplot mohou dosáhnout. Nyní si povíme, v jakých oblastech se taková zařízení nejčastěji používají a jaké mají výhody ve srovnání s jinými zařízeními pro tavení různých materiálů.

Pokyny pro použití indukčních pecí pro trvalé tavení kovu:

• Hutní podniky zabývající se zpracováním kovů používají tato zařízení jako své hlavní vybavení.
• Strojírenství – umožňuje připravit kov pro další použití při výrobě různých automobilů nebo průmyslových zařízení.
• Sériová výroba pomáhá vytvářet určité produkty, které se později dostanou do prodeje.
• Zpracování produktu – umožňuje finální zpracování konkrétního produktu před jeho testováním v klimatických komorách.

Hlavní výhody procesu tavení kovů v indukční tavicí peci:

• Rychlost plného tavení – díky použití produktivního induktoru je možné dosáhnout maximální rychlosti za provozu. Tento proces tedy netrvá déle než 60 minut, i když se jedná o složité kovy.
• Stabilita provozu – díky zvýšené pevnosti systému, instalaci přídavných těsnění a aktivnímu provozu chladicího systému bylo možné dosáhnout vysoké úrovně stability. To znamená, že systém je schopen pracovat na jednotné úrovni i přes nepřetržitý provoz.
• Schopnost zpracovávat širokou škálu kovů – takové pece jsou schopny roztavit většinu kovů. Stačí správně nastavit všechny provozní parametry tak, aby indukční efekt směřoval ke konkrétnímu produktu.

Výše jsme uvedli pouze ty body, které jsou považovány za nejdůležitější a kterým je v procesu tavení kovů věnována zvláštní pozornost. Ve skutečnosti je výhod mnohem více a všechny hrají významnou roli v pracovním procesu.