Индукционные электротермические установки (индукционные печи) используются для плавки и термической обработки (поверхностное закаливание). Мощность индукционных печей может быть от нескольких киловатт до нескольких тысяч киловатт. В зависимости от свойств металла, для питания печи используется промышленная частота 50Hz, либо переменный ток средней частоты (0.5 - 10kHz) или же высокой частоты (от нескольких сотен до нескольких тысяч килогерц). Общее правило таково, что чем меньше объём металла, тем больше частота. В индукционных печах нагрев происходит в самом изделии, поэтому КПД таких печей выше, чем печей с косвенным нагревом ¹. По этой причине использование таких печей экономически оправдано.

 По своей конструкции индукционные печи разделяются:

1. без стального сердечника, или тигельная печь;

2. со стальным сердечником, или канальная печь.

Канальная печь представляет собой видоизменённый трансформатор, вторичная обмотка которого закорочена и образует круглую ванну. В ванну помещается расплавляемый металл. Электрическая энергия передаётся из первичной обмотки путём электромагнитной индукции, в закороченной вторичной обмотке преобразуется в тепловую энергию, которая передаётся расплавляемому металлу. Для изменения температуры расплавленного металла применяется ступенчатое переключение первичной обмотки, что позволяет плавить различные металлы. Канальные печи используются преимущественно для плавки лёгких металлов (алюминий, медь и т.д.)

Канальная печь

Тигельные печи по своей конструкции могут быть различны. У них отсутствует замкнутая магнитная цепь. Обычно тигельная печь состоит из огнеупорного тигля и обмотки вокруг него. Магнитный поток, который возникает в катушке, индуцирует в плавящемся металле вихревые токи, которые нагревают металл до температуры плавления.

Тигельные печи

По частоте питающей сети тигельные печи подразделяются:

· печи промышленной частоты (50Hz);

· печи повышенной частоты (0.5 – 10kHz);

· печи высокой частоты (50 – 400 kHz).

Как в канальной, так и в тигельной печи происходит перемешивание расплавленного метала. Это обеспечивает равномерную температуру всего объёма расплавленного металла.

 Недостатками индукционных печей являются:

· требуют основательной очистки после плавления;

· низкий коэффициент мощности;

· низкий КПД – 40% ²;

· высокая стоимость.

________________________________________

[1] в печах с твердым или жидким топливом.

[2] 30% потерь сосредоточено в системе охлаждения, 7% образует поток рассеяния и конвекция, остальное – в цепях питания печи. Источник: http://www.industrialmetalcasting.com/electric-induction-furnaces.html.