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Horno de inducción
Breve descripción
Un horno de inducción es un horno eléctrico en el que el calor se aplica mediante el calentamiento por inducción del metal. Funde metales y aleaciones de alta pureza de forma limpia sin requerir combustión directa de combustible ni contacto con electrodos de arco.
Uso / Función
- Fundición de alta pureza: Funde hierro, acero, cobre, aluminio y metales preciosos sin contaminantes del combustible como azufre o carbono.
- Aleación de precisión: Produce aleaciones elementales exactas debido al control preciso de temperatura y al agitado electromagnético natural.
- Fundición en moldes: Suministra metal líquido para fundición de precisión, fabricación de herramientas y piezas de máquinas.
Principio de funcionamiento
- Suministro de CA de alta frecuencia: Se pasa corriente alterna de alta frecuencia a través de una bobina de inducción de Cobre enfriada por agua.
- Generación de campo magnético: La corriente produce un campo electromagnético de rápida alternancia dentro de la bobina.
- Corrientes parásitas y calentamiento Joule: El campo magnético induce fuertes corrientes parásitas (corrientes de Foucault) dentro de la carga metálica conductora colocada dentro de un crisol refractario.
- Fusión y agitación: La resistencia eléctrica del metal convierte rápidamente las corrientes parásitas en calor, fundiendo la carga mientras las fuerzas magnéticas agitan el baño fundido de forma natural.
Cómo crearlo
- Formar la bobina de inducción: Enrollar tubería de Cobre hueca pesada en una hélice apretada para servir como devanado primario de inducción.
- Construir el crisol refractario: Moldear un crisol no conductor resistente a altas temperaturas con Arcilla refractaria, alúmina o Grafito colocado dentro de la bobina de cobre.
- Configurar el circuito de potencia de CA: Conectar un generador o inversor de CA de alta frecuencia (utilizando osciladores de Válvula de vacío o Transistor) para suministrar alta corriente.
- Integrar sistema de refrigeración: Bombear agua de refrigeración a través del tubo de cobre hueco de la bobina para evitar que el devanado se sobrecaliente.
- Cerrar y blindar: Montar el conjunto de la bobina dentro de un marco pesado de Acero o no magnético con aislamiento eléctrico.
Materiales necesarios
- Bobina: Cable / tubería pesada de Cobre hueco.
- Crisol: Arcilla refractaria o Grafito.
- Estructura y soporte: Estructura de Acero e aislamiento térmico cerámico.
- Electrónica de potencia: Transformador, banco de Capacitor e inversor de alta frecuencia.
Variantes y mejoras
- Horno de inducción sin núcleo: La bobina rodea un crisol sin núcleo de hierro; muy versátil para fundir diversas aleaciones y chatarra.
- Horno de inducción de canal: Utiliza un núcleo de hierro y un bucle de canal; altamente eficiente para mantener y verter hierro fundido continuamente.
- Fusión por inducción en vacío (VIM): Funciona dentro de una cámara de vacío para eliminar la absorción de gas al procesar aleaciones reactivas.
Límites y riesgos
- Requisito de energía eléctrica: Exige una cantidad sustancial de potencia eléctrica de alta frecuencia; inutilizable sin generadores robustos.
- Explosión de metal fundido: La contaminación por agua en las materias primas puede causar explosiones violentas de vapor en el metal fundido.
- Radiación electromagnética: Los campos electromagnéticos intensos de alta frecuencia requieren blindaje y precauciones adecuadas.