کوره القایی

در سال ۱۸۳۱ میلادی مایکل فارادی با ارائه این مطلب که اگر از سیم پیچ اولیه ای جریان متغیری عبور کند، در سیم پیچ ثانویه مجاورش نیز جریان القاء می شود، تئوری گرمایش القایی را بنا نهاد. علت اصلی این پدیده القاء ، تغییرات شار در مدار بسته ثانویه است که از جریان متناوب اولیه ناشی می شود.

در اواخر قرن نوزدهم استفاده از تلفات فوکو و هیسترزیس به عنوان منبع گرمایش القائی از طرف مهندسین

مطرح شد. همچنین در اوایل قرن اخیر در کشورهای فرانسه، سوئد و ایتالیا بر اساس استفاده از خازنهای
جبران کننده توان راکتیو پیشنهاداتی برای کوره های القایی بدون هسته ارائه شد. در این پیشنهادات بیشتر ذوب فلزات درفرکانس های میانی مورد نظر بود.

هرسیستم ذوب اینداکتوترم شامل چهار قسمت اصلی است:

– ترانسفورماتور قدرت اصلی و کلید برق

– یک یونیت قدرت

– سیستم آب خنک کننده

– یک کویل القایی

یک مزیت قابل توجه ذوب القایی نسبت به سایر روش ها این است که حرارت ایجاد شده به طور مستقیم در قطعه وجود دارد. یعنی بیشترانرِژی القایی صرف افزایش دمای قطعه یا قراضه می شود .

هنگامی که از سوخت های گازی مایع و یا جامد استفاده می شود حرارت کاربردی فلز در سطح قراضه یا اطراف آن پخش می شود . بیشتر حرارت تولید شده بدون استفاده و ارتباط با قطعه یا قراضه هدر می شود و بدون اینکه استفاده مفیدی از این حرارت بشود از بین می رود .

ذوب القایی هدایت حرارت الکتریکی اجسام در یک میدان مغناطیسی متناوب می باشد . قراضه هایی که در کوره مورد استفاده قرار می گیرد برای اثرپذیری بیشتر بهتر است آهنربا نباشد . همه این مواد باید دارای رسانای الکتریکی خوبی باشد . بیشتر فلزات آهنی و غیر آهنی می توانند ذوب شوند . ذوب القایی مستقیم فقط با مواد رسانا امکان پذیر است. جریان های گردابی که در قطعه و یا قراضه وجود دارند اصلی ترین نقش را در ذوب دارند.

جریان‌های گردابی

جریان‌های گردابی جریانهای الکتریکی القا شده فعال در مواد هستند. لغت گردابی از یک جنبش جریان در چرخش درون جرم یک ماده جامد بوجود می آید .تلفات جریان گردابی در هر مواد رسانا در میدان مغناطیسی متغیر رخ می دهد. این عمل باعث ذوب شدن مواد حتی اگر مواد خواص مغناطیسی مربوط به آهن و استیل را نداشته باشند می شود.

هیسترزیس

پدیده هیسترزیس ناپیوستگی مقدار مغناطیسی شوندگی یک مواد مغناطیسی بدلیل بوجود آمدن میدان مغناطیسی متغیر می باشد. حرارت تولید شده توسط هیسترزیس به افزایش دمای میدان مغناطیسی موادی مانند ( آهن استیل و نیکل ) کمک می کند. میزان مصرف انرژی (توان) با افزایش مقدار فرکانس افزایش می یابد . تلفات هیستر زیس بعد از اینکه دمای فلز از دمای کوره تجاوز کرد ناپدید می شود . (تقریبا F۱۴۰۰ برای استیل )

*دمای کوره دمایی است که در آن مواد خاصیت مغناطیسی دائمی خود را از دست می دهند.

تلفات هیستر زیس و جریان گردابی

در کوره های القایی تلفات جریان گردابی بسیار مهم تر از تلفات هیسترزیس هستند. جریان جاری القا شده ناشی از تغییر میدان مغناطیسی کویل باعث ذوب شدن قراضه ها می شود.

توان مصرفی

توان ، جریان جاری مصرف شده از طریق رسانا می باشد. این توان میزان تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی می باشد. این توان متناسب با مربع جریان است بر جهت جریان بستگی ندارد. P=I^۲R که در آن P توان است که واحد آن وات،I جریان و واحد آن آمپر و R مقاومت که واحد آن اهم است.

این توان باعث می شود جریان القا شده در سرتاسر قطعه ذوب و یا قراضه گردش داشته باشد .

کویل القایی بدون هسته

یک کویل مارپیچ با آب خنک شده به یک منبع جریان متصل هست که کوره القایی بدون هسته را می سازد .

شکل زیر بخش ساده شده یک کوره القایی بدون هسته را نشان می دهد که در کوره های اینداکتوترم نیز ازین نوع کویل ها استفاده می شود .

جریان متناوب به کویل برای تولید میدان مغناطیسی متغیر به کار برده می شود که درون کویل مارپیچ متمرکز است.

این میدان مغناطیسی با عبور از قطعه باعث ایجاد جریان متناوب در قراضه می شود گردش جریان در قطعه باعث تلفات توان می شود که قعطه را ذوب می کند.

انواع کوره القایی از نظر فرکانس

۱) کوره القایی فرکانس بالا

۲) کوره القایی فرکانس متوسط ( کوره های اینداکتورترم )

۳) کوره القایی فرکانس پایین

۴) کوره القایی ذوب در خلاء

یک دسته بندی دیگر برای کوره‌های القایی، نوع طراحی آنهاست به طوری که کلا دو نوع طراحی وجود دارد:

کوره‌های القایی مدار سری ( کوره های اینداکتورترم )
کوره‌های القایی مدار موازی.

کوره‌های القایی مدار سری که کوره های اینداکتوترم از همین نوع است یعنی آن دسته از کوره‌هایی که خازن و کویل به صورت سری و در کوره‌های مدار موازی به صورت موازی در مدار قرار می گیرند.

همچنین با توجه به تکنولوژی به کار رفته در کوره‌های القایی نیز کوره‌ها دسته بندی می‌گردند که تکنولوژی قدیمی‌تر استفاده از تریستور و تکنولوژی جدید استفاده از IGBT در مدار کوره است.

کوره‌های القایی اینداکتوترم

شرکت اینداکتوترم بزرگترین تولیدکننده کوره های ذوب القایی در جهان است. این شرکت سازنده انواع کوره های القایی فرکانس متوسط و کوره های القایی نگهدارنده در ۲ نوع بدون هسته و کانالی برای تقریبا تمام فلزات از جمله ( فولاد، چدن، مس، آلومینیوم، روی، فلزات گرانبها و غیره) بوده و با بیش از ۳۲۰۰۰ کوره در ۱۲۹ کشور جهان می باشد.

سیستم های , VIP Power-Track , Power-melt , Dual-Track و Melt manager علائم تجاری کوره القایی شرکت اینداکتوترم می باشند.

کوره های القایی VIPمی تواند با خروجی های متفاوت باشد یعنی کوره های القایی دوگانه ( Dual-Track) که می تواند به طور همزمان به دو کوره و سیستم سه گانه یا بیشتر (Multi-Track) می تواند ۳ کوره یا بیشتر را به طور همزمان تغذیه کند.

کوره های القایی اینداکتوترم از نظر بدنه کویل به steel frame که از ظرفیت ۴ تن تا ۶۰ تن و steel shell تا ظرفیت ۱۰۰تن تقسیم می شود . شرکت اینداکتوترم کوره القایی Dura-Line را با بهره گیری از ظرفیت های متنوع با سرعت عملیاتی بالا را نیز ارائه می دهد .

کوره های القایی شرکت اینداکتوترم دارای مزیت های فراوانی می باشد که مهمترین آنها عبارتند از:

· محافظت از قطعات کوره در برابر شوک های الکتریکی با استفاده از مدارات محافظ مانند اسنابر و SCP ها ( Short Circuit Protection )

· مجهز بودن پنل کوره القایی به باسبارهای بزرگ مقاوم مسی با سیستم خنک کننده هوا و آب

· سیستم جدا سازی ولتاژ بدنه کوره از پنل آن توسط ترانس جدا شونده (GLD Chock)

سیستم GLD یا (Ground Leakage Detector) یا سیستم آشکار ساز نشتی اتصال زمین در کوره های القایی این شرکت از مهمترین مزایا و تخصصی ترین موارد در کوره های القایی می باشد که در صورت کوچکترین نفوذ ذوب آن را تشخیص و حتی با استفاده از این سیستم می توان محل مورد نظر نشتی را بدون باز کردن کویل کوره پیدا نمود.

تجهیزات قدرت اینداکتوترم در سطح ولتاژ Ѵ۴۰۰۰ کار می کند ، گرمایی که توسط جریان عبوری از باسبارها ایجاد می شود توسط آب خنک می شود. تعمیر و نگهداری دقیق سیستم آب و محافظ های داخلی ضروری است.

تجهیزات قدرت برای کار در فشار مختلف از (۲۵ تا ۶۰۰ PSI) (۲۰۰ تا ۴۰۰ KPa) طراحی شده است.

محافظ های ویژه ای از قبیل سوئیچ فشار ، سوئیچ دما، فلو سوئیچ برای جلوگیری از مشکلاتی که ممکن است در بحث خنک کردن آب بوجود آید همراه سیستم آب هستند.

در سیستم اینداکتوترم سوئیچ ها و مدار شکنهایی به منظور قطع کردن برق اصلی و جلوگیری از ورودی ولتاژ به تجهیزات قدرت وجود دارد. این قابلیت برای عملکرد دقیق دستگاه و ایمنی افراد ی که با سیستم کار می کنند بسیار ضروری است . این تجهیزات می تواند از انفجار ، برق گرفتگی ، مرگ و یا آسیب پرسنل جلوگیری کند.

فلسفه اصلی گروه اینداکتوترم ” ما جهانی هستیم ولی همزمان محلی می باشیم” جهت یاری و حمایت مشتریان است که این امر توسط پشتیبانی محلی نزدیک به مشتریان در سرتاسر دنیا انجام می شود.