فرن الصهر بالحث الملفي

أنواع أفران الصهر بالحث

يُعد فرن الصهر بالحث فرنًا صناعيًا حديثًا يستخدم الحث الكهرومغناطيسي لتسخين وصهر المعدن. يتكون من نظام تحكم ثايرستور أو بنك مكثف، ونظام تبريد، وإناء أو وعاء مقاوم للحرارة، ونظام إمداد طاقة، ولفائف حث. تقع لفائف الحث خارج حاوية المعدن. عند مرور الكهرباء عبر اللفائف، يتم إنشاء مجال مغناطيسي، مما يحث على تيارات كهربائية في المعدن. تولد هذه التيارات الكهربائية حرارة تؤدي إلى صهر المعدن. تعتمد أنواع أفران الصهر بالحث على اتجاه الفرن ووحدة الصهر.

• وحدات صهر الفرن بالحث حسب الاتجاه

• أفران الدلو

  يسمح الدلو بآليات فتح من الأعلى وصب. تُستخدم بشكل عام لصنع النحاس الأصفر. يمكن إنشاء المكثفات في فرن الدلو لخفض تكاليف الطاقة بشكل أكبر خلال حملة صهر الفرن بأكمله. يمكن أن تكون ملفات الحث مبردة بالماء أو ثابتة أو ديناميكية، تُستخدم بشكل عام مع بطانة وعاء مبردة.

• أفران الحث عديمة النواة

  يعمل فرن الصهر بالحث عديم النواة عن طريق تحريض الحرارة في المعدن نفسه. يفعل ذلك من خلال لفائف الحث، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من النحاس أو سبيكة النحاس. تُصنع لفائف الحث عادةً في إيبوكسي موصل للكهرباء لتشكيل وحدة صلبة على شكل حلقة تحيط بالإناء. مع مرور التيار الكهربائي عبر اللفائف، يُسخن المجال المغناطيسي المتغير المعدن المشحون في الإناء. لذلك، تُسخن اللفائف المعدن بشكل غير مباشر وتصهره، ويُطلق عليها "عديمة النواة" لأنها تفتقر إلى مكون مركزي.

• أفران الحث المبردة بالماء مباشرة

  أفران الحث المبردة بالماء هي وحدات صهر تدير الحرارة باستخدام الماء. تشكل الطوب المقاوم للحرارة أو السيليكا أو رمل الزركون بطانة جافة، ويُستخدم الماء للحفاظ على برودة البطانة الجافة. هذا يمنع ارتفاع درجة الحرارة وصهر المواد. تُعد وحدة الصهر فعالة في الحفاظ على الطاقة والحفاظ على انخفاض تكاليف التشغيل. توفر معدلات صهر سريعة، وإنتاج غير متساوٍ، ودقة عند مستويات أعلى من 90%. تشمل الفوائد عمر لفائف أطول، وفقدان كهربائي أقل، ومتطلبات أقل لماء التبريد. النظام بسيط وكفاءة في استخدام الطاقة وصغير الحجم وخفيف الوزن وبأسعار معقولة.

• الأفران حسب الطاقة التي تستخدمها

• صهر الحث S Tory

  تُسخن المواد وتُصهرها عن طريق تحريض الحرارة مغناطيسيًا، باستخدام الطاقة المخزنة في المكثفات لتوفير الطاقة. يُطلق على هذا المكثف أيضًا بنوك المكثفات، ويُخزن الطاقة الكهربائية. تُقدم التيار المتردد (AC) إلى لفائف الحث. تنتج تيارات AC في اللفائف حقولًا مغناطيسية تحث على التيارات في الأجسام المعدنية، مما يسخن الجسم ويُصهره. تُستخدم أفران الصهر بالحث بشكل عام للمعادن الفولاذية والحديدية.

• أفران الحث ذات التردد المتوسط

  الأفران التي تعمل في نطاق تردد معين بين 1 كيلوهرتز و 10 ميغا هرتز. تُنشئ مجالًا مغناطيسيًا يُسخن المعدن مباشرةً، فوق المعدن، ولا تتطلب سوى الماء لتبريده. تُستخدم بشكل عام للنحاس الأصفر والنحاس والألمنيوم والفولاذ. تُعد هذه الترددات المتوسطة بعيدة عن نطاق الترددات المنخفضة والترددات العالية. عادةً ما تكون لفائف الحث منخفضة التردد أكبر حجمًا، وتُستخدم للتسخين، ولديها وقت طويل لتسخين المعادن المتنوعة. تكون لفائف الحث عالية التردد أصغر حجمًا وتُسخن بسرعة ودقة.

• صهر الحث بالفراغ

  تحدث هذه الأنواع من صهر الحث في غياب الهواء، أو في الفراغ. يتم تنفيذ هذه العملية عن طريق ختم حاوية صهر الفولاذ المبطنة بالمقاومة للحرارة في غرفة فراغ قبل سحب فراغ إلى الغرفة. يُزيل هذا الصهر تحت الفراغ أي تهديد للتنظيف بالغاز غير المرغوب فيه في الصهر، مما يؤدي إلى تشكيل سبائك مرغوبة. بالإضافة إلى كونها فعالة وقابلة للمنافسة، تُعد أفران الصهر منخفضة الضغط، ذات قوة بوليستر عالية، ذات أسمنت، أو بطانة بيرفيللايت، أو بطانة بيضاء اللؤلؤ. يُستخدم الألمنيوم عادةً كوسيط تبريد.

• صهر الحث العالي

  يشير الحث العالي إلى التردد العالي في الفولاذ الكربوني والسبائك. تُوضع اللفائف، المصنوعة من أنبوب نحاسي مبرد بالماء، فوق الفرن، حيث تُدرج في وعاء ويمكن خفضها للنزول مباشرة إلى صهر الفولاذ. نظرًا لأن قوة المجال المغناطيسي مرتفعة للغاية، تُستخدم أفران الحث بشكل عام لصهر المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين. يمكن لأفران الحث صهر الذهب والبلاتين بسهولة، ومعادن أخرى مثل النيكل والنحاس والحديد والكوبالت والألمنيوم، والتي تُستخدم غالبًا في المكونات الإلكترونية.

مواصفات وصيانة أفران صهر الحث باللفائف

مواصفات

• إمداد الطاقة:

  يختلف نوع إمداد الطاقة الذي تستخدمه أفران صهر الحث باللفائف. تُشغل أفران الحث بالتيار المتردد عادةً بالطاقة المترددة ثلاثية الطور، وهي شائعة في الإعدادات الصناعية. على النقيض من ذلك، تُستخدم أفران مصممة للطاقة المباشرة محول مُصْلِح يُحول الطاقة المترددة إلى طاقة مباشرة. على الرغم من أن كلاهما يسمح بتوصيل فولتيات أعلى، إلا أن استخدام التيار المباشر يمكن أن يزيد من الكفاءة والعائد من خلال معدلات إنتاج أسرع وخفض وقت توقف تشغيل صيانة المعدات.

• سعة الفرن:

  عادةً ما تُقاس سعة الفرن بالأطنان المترية (MT). السعات الشائعة هي 1MT، 2MT، أو أكبر. يُمكن لفرن 1MT أن يحمل ما يصل إلى 1000 كيلوجرام، بينما يُمكن لفرن 2MT أن يحمل ما يصل إلى 2000 كيلوجرام. تُمكن أفران السعة الكبيرة من معالجة كميات كبيرة من المواد في دورة تسخين واحدة، وبالتالي زيادة كفاءة الإنتاج. بالنسبة للشركات التي تحتاج إلى تصنيع كميات أكبر، يمكن أن يساعد اختيار فرن صهر بالحث ذو سعة أكبر في تلبية الطلب. ومع ذلك، من المهم أيضًا مراعاة التكاليف المرتبطة بتشغيل فرن ذو سعة أكبر، حيث يُميل إلى استخدام طاقة أكبر وقد يكون لديه نفقات صيانة أعلى.

• طريقة التبريد:

  هناك طريقتان رئيسيتان لتبريد أفران صهر الحث باللفائف: أنظمة التبريد بالماء والتبريد بالهواء. تُدير أفران التبريد بالماء الماء عبر لفائف ملفوفة حول الجزء الخارجي من الفرن. يقع هذا داخل لفائف الحث. تستخدم التصميمات المبردة بالهواء مراوح لضخ الهواء فوق مراكب حرارية متصلة بلفائف الحث. تُعد أفران التبريد بالماء أكثر كفاءة في التبريد ويمكن أن تُدير مستويات طاقة أعلى. يُعد التبريد بالهواء كافيًا لأنظمة الحث ذات الطاقة المنخفضة حيث يتم توليد حرارة أقل. يعتمد الاختيار بين الاثنين غالبًا على التطبيق المحدد والبيئة والموارد المتاحة.

صيانة

تُعد أفران الصهر بالحث باهظة الثمن، لذلك فإن العناية بفرن صهر الحث باللفائف أمر حيوي. تُعد الفحوصات المنتظمة ضرورية. خاصةً تفتيش الأجزاء الكهربائية، مثل المحث والمستقبل. ابحث عن علامات التلف، مثل الشقوق أو الوصلات الفضفاضة، وأصلحها.

يجب صيانة أنظمة التبريد بشكل جيد. أجرِ فحوصات تدفق المياه للتحقق من دوران ماء التبريد بثبات. تأكد من تشغيل المراوح دون مشاكل. يجب أن تكون مراكب الحرارة خالية من الأوساخ أو الحطام. إذا كان نظامًا مبردًا بالهواء، فتأكد من عدم انقطاع تدفق الهواء. أجرِ عمليات تنظيف مكونات نظام التبريد المجدولة بشكل منتظم.

انتبه بشكل خاص لبطانات الفرن. مع مرور الوقت، يمكن أن تتآكل بطانة فرن صهر الحث باللفائف. يمكن أن يؤدي هذا إلى فقدان الحرارة وإضعاف فعالية المعدات بأكملها. لذلك، من المهم فحص أي تلف بشكل منتظم. تأكد من فحص أي شقوق أو كسور أو ارتداء مفرط في البطانة. في حالة حدوث أي تلف، قم بإصلاح أو استبدال البطانة على الفور. مع الفحوصات المنتظمة وصيانة البطانة الاستباقية، يمكننا التأكد من أن فرن الصهر بالحث سيستمر في العمل بشكل جيد لسنوات عديدة قادمة.

احتفظ بمنطقة العمل نظيفة أيضًا. قم بإزالة أي أوساخ أو معادن تراكمت بمرور الوقت. تساعد بيئة التشغيل النظيفة على منع تلف الفرن وتُقلل من الحاجة إلى الإصلاحات المتكررة. تُعد طريقة فعالة من حيث التكلفة لزيادة قدرة الإنتاج للمعدات وتمديد عمرها الافتراضي. نظّف المنطقة بشكل دوري، وستوفر لفائف صهر الحث خدمة موثوقة لفترة أطول. يُقلل ذلك من نفقات الصيانة ويُجنب حدوث اضطرابات في عملية التصنيع.

سيناريوهات تطبيق أفران صهر الحث باللفائف

• صناعة إعادة تدوير المعادن

  تُستخدم أفران صهر الحث باللفائف على نطاق واسع في صناعة إعادة تدوير المعادن. يمكنها صهر خردة المعادن ومواد السبائك بسرعة من خلال التسخين بالحث الكهرومغناطيسي، لتحقيق إعادة تدوير المواد واستخدامها بكفاءة.

• صناعة الصب

  في صناعة الصب، تلعب أفران صهر الحث باللفائف دورًا حاسمًا. تُصهر المعادن المتنوعة، مثل الحديد والفولاذ والنحاس والألمنيوم، وما إلى ذلك، لتوفير معدن مصهور لآلات الصب، مما يُمكن من تصنيع القوالب المعدنية.

• صهر المعادن غير الحديدية

  تُستخدم أفران صهر الحث باللفائف على نطاق واسع في تطبيقات صهر المعادن غير الحديدية. على سبيل المثال، فإن التحكم الدقيق في عملية صهر مواد مثل النحاس والألمنيوم والزنك والنيكل والمغنيسيوم، وما إلى ذلك، يُحسّن من جودة المنتج وعائداته.

• إنتاج السبائك

  يُعد فرن صهر الحث باللفائف ذو دور كبير في إنتاج السبائك. يمكنه التحكم الدقيق في تركيبة ودرجة حرارة الصهر، مما يُساعد على إنتاج سبائك عالية الأداء متنوعة، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وفولاذ الأدوات والفولاذ الخاص وسبائك الألمنيوم وسبائك النحاس، وما إلى ذلك.

• صناعة الإلكترونيات

  تُطبق أفران صهر الحث باللفائف على صناعة الإلكترونيات. تُصهر المعادن الثمينة مثل الذهب والفضة والبلاتين والبليديوم، والمكونات الأخرى. علاوة على ذلك، تُحقق الأفران مستويات معدنية عالية النقاء لتلبية متطلبات عمليات الإنتاج في صناعة الإلكترونيات.

• صناعة الفضاء

  في صناعة الفضاء، تُستخدم أفران صهر الحث باللفائف لصهر المعادن والسبائك الخاصة. تتمتع هذه المواد بقوة استثنائية وخفة وزن وخصائص مقاومة للتآكل، مما يلبي المتطلبات الصارمة للمكونات مثل هياكل الطائرات والمحركات والتوربينات، وما إلى ذلك.

• صناعة السيارات

  تُطبق أفران صهر الحث باللفائف على صناعة السيارات. يمكنها توفير معدن مصهور لتصنيع أجزاء السيارات مثل مكونات المحرك وأجزاء ناقل الحركة ومحاور العجلات، وما إلى ذلك. تتطلب صناعة السيارات أجزاء معدنية عالية الدقة وعالية الجودة ومنخفضة الشوائب من فرن الصهر بالحث.

كيفية اختيار فرن صهر الحث باللفائف

عند اختيار فرن صهر بالحث مناسب لعمل تجاري، من الضروري مراعاة مجموعة واسعة من العوامل لضمان تلبية الفرن لاحتياجات الإنتاج مع الحفاظ على فعالية التكلفة. من خلال وزن هذه المتطلبات الأساسية، يمكن للمشترين العثور على فرن صهر بالحث سيخدم أغراضهم بشكل جيد.

• متطلبات الإنتاج:افهم أنواع سبائك المعادن وأحجامها وكمياتها ومعدلات الصهر ومتطلبات درجة الحرارة والسعة المطلوبة وتكرار التشغيل. من الضروري اختيار فرن يمكنه تحقيق درجة حرارة الصهر المحددة في غضون الإطار الزمني المطلوب. على سبيل المثال، إذا كانت هناك حاجة لصهر كميات كبيرة من الفولاذ عند درجات حرارة عالية بشكل متكرر، فستكون هناك حاجة إلى فرن صهر بالحث ذو تصنيف طاقة أعلى وسعة أكبر.
• أنواع وتصميمات الفرن:عند اختيار فرن صهر بالحث، يحتاج العملاء إلى فهم الخيارات المتاحة المختلفة. انتبه للميزات والمواصفات المحددة للنماذج التي يتم النظر فيها، وكذلك القيود. تأكد من أن الاختيار يتوافق مع احتياجات المشروع. على سبيل المثال، تُعد أفران الحث من النوع الدُفعة مناسبة لمصانع الصب ومحلات تشغيل المعادن. على النقيض من ذلك، تُعد أفران الحث المستمرة مثالية لمرافق الإنتاج عالية الحجم التي تتطلب تدفقًا ثابتًا للمعدن المصهور.
• تكاليف التشغيل:ضع في اعتبارك استهلاك الطاقة ومتطلبات نظام التبريد لفرن صهر الحث. اختر فرنًا ذو تصميم يُقلل من استخدام الطاقة ونظام تبريد يمكن دمجه بكفاءة في المنشأة الحالية.
• الاعتبارات البيئية:هناك حاجة إلى الانتباه إلى تصميم الفرن وميزاته التشغيلية من منظور بيئي. اختر فرنًا يمكن تشغيله بانبعاثات منخفضة وتأثير بيئي ضئيل. على سبيل المثال، فرن لديه أنظمة فعالة لسحب واستخلاص الدخان وتصفيته.
• الميزانية والتحليل المالي:عند اتخاذ هذا القرار، من المهم عدم مراعاة التكلفة الرأسمالية الأولية لشراء فرن صهر الحث فحسب، بل أيضًا التكلفة الإجمالية للملكية طوال فترة عمره الافتراضي. يشمل ذلك تكاليف التشغيل والصيانة والتخلص من النفايات. قد يكون الاستثمار في فرن عالي الجودة أغلى ثمنًا ولكنه لديه تكاليف تشغيل وصيانة أقل على المدى الطويل أكثر اقتصادًا.
• اختيار المورد:أخيرًا، يجب أن يكون القرار مستنيرًا بعوامل يجب معرفتها عن مورد فرن صهر الحث. خصص الوقت لبحث سمعة المورد ونطاق منتجاته وخدمة العملاء. سيكون لدى مورد جيد مجموعة واسعة من أفران الصهر بالحث للاختيار من بينها، كما سيقدم دعمًا تقنيًا شاملًا وخدمات طوال العملية بأكملها. من اختيار النوع المناسب من فرن صهر الحث إلى تركيبه وتشغيله وصيانته وإصلاحه لاحقًا.

أسئلة وأجوبة حول لفائف فرن صهر الحث

س1. من هم المستخدمون النهائيون لأفران صهر الحث باللفائف؟

ج1. المستخدمون النهائيون لأفران صهر الحث باللفائف هم صناعات الصب التي تُنتج المعادن غير الحديدية مثل صناعات النحاس والزنك والألمنيوم. بشكل عام، تُستخدم هذه الأفران من قبل مُصْلِحِي الألمنيوم ومُصْلِحِي القوالب، ومصنعي أسلاك النحاس وأنابيبها، ومصانع صب النحاس الأصفر، ومُكرري المعادن غير الحديدية، وتجار المعادن الثمينة، وصناعة السيارات، على سبيل المثال لا الحصر.

س2. ما هي المواد المصنوعة منها لفائف صهر الحث؟

ج2. عادةً ما تكون اللفائف نفسها مصنوعة من أنابيب نحاسية يمر عبرها الماء للحفاظ على برودة. يُعد موصلات النحاس المبردة بالماء والمواد الخزفية وعزلات الإيبوكسي ونوى الفريت وعوازل الديالكتريك من المكونات الأساسية للفائف الحث.

س3. كيف تعمل اللفائف في فرن صهر الحث؟

ج3. في فرن الحث، يكون دور اللفائف هو إنتاج مجال كهرومغناطيسي ينقل الطاقة إلى المعدن لتسخينه وصهره. عندما يمر تيار متردد عبر اللفائف، يتم تشكيل تيار كهربائي في اللفائف يُنتج مجالًا مغناطيسيًا. سيبدأ هذا المجال المغناطيسي في تدوير التيارات الكهربائية في المواد المشحونة، مما سيؤدي إلى تسخينها وصهرها في النهاية. لذلك، لا يجب أن تتلامس المعدن المراد صهره مع اللفائف مباشرة. هذه هي العملية التي تُسخن اللفائف والتيار المُحرض معًا المواد ويُصهرها.

س4. ما هي أحجام أفران صهر الحث المختلفة؟

ج4. تختلف أحجام الأفران بشكل عام وعادةً ما تُصنف حسب سعة الصهر. يمكن أن تتراوح من أفران صغيرة بحجم المختبر يمكنها صهر بضعة كيلوغرامات من المعدن إلى أفران متوسطة الحجم يمكنها صهر عدة مئات من الكيلوغرامات إلى أفران بحجم صناعي يمكنها صهر عدة أطنان من المعدن في وقت واحد.