誘導炉は、円筒形で開口部があり、傾斜可能な耐火るつぼで、その側壁の周囲に水冷誘導コイルが設置されている。主に金属の溶解や精密な組成の合金の製造に使用される。炉は中空の銅コイルを通して電磁場を発生させることで作動し、金属装入物に渦電流を誘導して金属内に直接熱を発生させる。主な構成部品には、電源、誘導コイル、るつぼ、および冷却、油圧、電気制御システムなどのさまざまな支援システムが含まれます。これらのコンポーネントは、効率的かつ制御された金属の溶解を保証するために連携して動作します。
キーポイントの説明
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円筒形、オープントップ、チルト式デザイン:
- 誘導炉は一般的に円筒形で、金属装入物の効率的な収容と溶解を可能にします。
- オープントップの設計により、材料の投入や溶解プロセスの観察が容易になります。
- 炉の傾斜が可能なため、溶解プロセスが完了すると、溶融金属を鋳型やその他の容器に流し込むことができます。
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耐火るつぼ:
- るつぼは、劣化することなく非常に高い温度に耐えることができる耐火性材料でできている。
- 金属電荷を保持し、変圧器の二次巻線として機能し、金属電荷自体が電気回路の一部となる。
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水冷誘導コイル:
- 誘導コイルは、るつぼの側壁の周囲に設置され、通常は中空の銅でできている。
- コイルを通過する高周波交流による過熱を防ぐため、コイルは水冷されている。
- このコイルは、金属電荷に渦電流を誘導するのに必要な電磁場を発生させる。
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電源:
- 電源は誘導コイルに必要な交流電流を供給します。
- 中周波誘導炉では、電源は金属の効率的な加熱・溶解に最適な 2500 Hz などの周波数で作動します。
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誘導加熱メカニズム:
- 誘導コイルに流れる交流電流は、変動する電磁場を作り出す。
- この磁場が導電性金属チャージ内に渦電流を誘導し、抵抗加熱を引き起こします。
- 発生した熱は金属チャージ内に局在するため、炉の構造を過度に加熱することなく、迅速かつ効率的な溶解が実現します。
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サポートシステム:
- 油圧システム:溶融金属を注ぐための炉の傾斜機構を容易にします。
- 水冷システム:誘導コイルと他の部品が安全な動作温度に保たれるようにします。
- 電気制御システム:最適な溶解条件を維持するために、電源やその他の電気部品を管理します。
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アルミニウム溶解誘導炉特有の構成要素:
- 中間周波電源:2500Hzで動作し、アルミニウムの溶解に適しています。
- 補償コンデンサ:電源の効率維持に役立ちます。
- 水冷ケーブル:電源を誘導コイルに接続し、効率的な送電を行う。
- 減速機:油圧装置の一部で、炉の傾きを制御する。
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変圧器:
- 誘導炉は変圧器と同様に作動し、誘導コイルが一次巻線として働き、るつぼ内の金属装入物が二次巻線として働く。
- 金属チャージの誘導電流が熱を発生させ、これが金属を溶かす主なメカニズムです。
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発熱と封じ込め:
- 金属装入物の内部で熱が直接発生するため、プロセスが非常に効率的です。
- 耐火るつぼと水冷コイルは、熱を確実に封じ込め、効果的に管理し、炉構造の損傷を防ぎます。
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用途:
- 誘導炉は特殊な製鋼工場や鋳物工場で広く使用されています。
- 正確な組成の合金を製造する能力と、アルミニウムのような金属を効率的に溶解する能力が特に評価されています。
要約すると、誘導炉の構造は効率的な発熱と封じ込めによって溶解プロセスを最適化するように設計されています。主要部品が調和して溶融プロセスを正確に制御するため、誘導炉は現代の冶金用途に不可欠なものとなっています。
総括表
| コンポーネント | 機能 |
|---|---|
| 円筒形るつぼ | 効率的に金属装入物を収容し、溶融する。 |
| 耐火るつぼ | 高温に耐え、回路の二次巻線として機能する。 |
| 水冷式誘導コイル | 電磁界を発生させ、渦電流を誘導して加熱する。 |
| 電源 | 誘導加熱用の交流電流を供給します。 |
| 油圧システム | 溶融金属を注湯するための傾斜を可能にします。 |
| 水冷システム | 部品の過熱を防ぎます。 |
| 電気制御システム | 電力供給と溶解条件を管理 |
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