誘導炉での金属溶解は、電磁誘導に依存する魅力的なプロセスである。この方法では、コイルに交流電流を流して磁場を発生させ、金属に渦電流を誘導する。この渦電流によって金属が加熱され、最終的に溶融する。
6つの主要ステップの説明
1.誘導コイルと磁場の発生
誘導コイルは炉の心臓部であり、通常は導電性に優れた銅製である。コイルに交流（AC）が流れると、コイルの周囲と内部に急速に変化する磁場が発生する。
2.渦電流の誘導
コイルから発生した磁場は、炉のるつぼ内に置かれた金属チャージを貫通します。この貫通によって金属に渦電流が誘導されます。この渦電流は、磁場の変化によって金属内に形成される電流のループです。
3.金属の加熱と溶解
渦電流は金属の電気抵抗を通して流れ、ジュール熱を引き起こす。この加熱は、外部から加えられるのではなく、金属自体の内部で直接起こる。これらの電流によって発生した熱は、金属の温度を融点まで上昇させる。例えば、融点が摂氏約1370度の鋼鉄は、溶けるまでこの温度まで加熱される。
4.効率と制御
誘導溶解は非常に効率的で制御可能である。炉は、少量から大量の工業用まで、さまざまなサイズの金属装入物に対応できるよう設計できる。交流の周波数と電力を調整することで、金属の種類やサイズに応じて溶解プロセスを最適化することができます。周波数が高いほど渦電流の浸透が浅くなり、金属片が小さかったり薄かったりする場合に有益です。
5.攪拌と均一性
金属が溶解されると、継続的な渦電流により溶融金属が攪拌されます。この攪拌作用により、溶融金属全体の良好な混合と均一な温度が保証されます。
6.炉の設計と操作
炉は高温に耐えるように設計されており、必要に応じて真空条件下での操業も可能です。炉には通常、水冷式の鋼鉄製ジャケットがあり、高熱から構造を保護するために耐火物で内張りされている。金属チャージは誘導コイル内のるつぼに入れられ、プロセスが始まると、金属は変圧器のシングルターン二次巻線のように作用し、誘導電流によって内部から加熱されます。
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