क्रूसिबल इंडक्शन फर्नेस: संचालन का सिद्धांत, आरेख और समीक्षा

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

आधुनिक उत्पादन में किफायती इलेक्ट्रॉनिक और इंसुलेटिंग घटकों के आगमन के कारण, इंडक्शन हीटिंग के अनुप्रयोग का क्षेत्र व्यापक होता जा रहा है। इस तकनीक का उपयोग न केवल धातु विज्ञान में, बल्कि घरेलू उपकरणों के विकास में भी किया जाता है।

प्रेरण तापन का सिद्धांत

प्रेरण भट्टी का संचालन ऊर्जा विनिमय के ट्रांसफार्मर सिद्धांत पर आधारित है। प्रारंभ करनेवाला एक तांबे की ट्यूब से बना होता है, जिसे बाद में एक मल्टी-टर्न कॉइल में घुमाया जाता है। प्रारंभ करनेवाला के प्राथमिक सर्किट में एक प्रत्यावर्ती धारा की आपूर्ति की जाती है, जिससे इसके चारों ओर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण होता है। प्रारंभ करनेवाला के अंदर रखे शरीर में एक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, जो बाद में हीटिंग प्रक्रिया की ओर जाता है। शक्ति और, तदनुसार, प्रेरण क्रूसिबल पिघलने वाली भट्टी द्वारा उत्पन्न गर्मी सीधे वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र की आवृत्ति पर निर्भर करती है। इसलिए, कुशल संचालन के लिए, ओवन को उच्च आवृत्ति धाराओं की आवश्यकता होती है।

प्रेरण भट्टियों का अनुप्रयोग

प्रेरणहीटिंग का उपयोग किसी भी सामग्री के साथ काम करने के लिए किया जा सकता है: धातु, लावा, गैस, आदि। इसके उपयोग का मुख्य लाभ गैर-संपर्क गर्मी हस्तांतरण है। इसके अलावा, प्रेरण हीटिंग आपको लगभग किसी भी हीटिंग दर को प्राप्त करने की अनुमति देता है - यह सब भट्ठी को खिलाने वाले जनरेटर की शक्ति पर निर्भर करता है। इस तरह के हीटिंग के दौरान गर्मी का नुकसान न्यूनतम होता है। किसी भट्टी में किसी वस्तु को जिस अधिकतम तापमान तक गर्म किया जा सकता है, वह केवल आग रोक सामग्री के प्रतिरोध द्वारा ही सीमित होता है। गर्म सामग्री में गैर-संपर्क गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया वैक्यूम वातावरण में हीटिंग का उत्पादन करना संभव बनाती है।

धातुकर्मियों की समीक्षाओं के अनुसार, मौजूदा कमियों के कारण इंडक्शन फर्नेस का दायरा कुछ सीमित है। क्रूसिबल फर्नेस के नुकसान में शामिल हैं:

• बिजली के उपकरणों की ऊंची कीमत;
• कोल्ड स्लैग रिफाइनिंग प्रक्रिया को जटिल बनाते हैं;
• मेल्ट के बीच तापमान में वृद्धि के दौरान अस्तर की स्थिरता में कमी।

क्रूसिबल इंडक्शन फर्नेस की योजना

प्रेरण क्रूसिबल भट्टी में निम्नलिखित संरचना होती है।

भट्ठी का मुख्य तत्व क्रूसिबल (7) है, जो ढक्कन (1) से ढका होता है। क्रूसिबल हीटिंग इंडक्टर (3) के अंदर स्थित होता है, जिसे मल्टी-टर्न कॉइल के रूप में बनाया जाता है। कुंडल एक तांबे की नली होती है, जिसके अंदर ठंडा करने के उद्देश्य से पानी लगातार घूमता रहता है। प्रारंभ करनेवाला से चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय सर्किट (4) से गुजरता है, जो विशेष ट्रांसफार्मर स्टील से बने होते हैं। बॉटलिंग के दौरान ओवन को झुकाने के लिए कुंडा असेंबली (2) प्रदान की जाती हैपिघला हुआ तरल। भट्ठी एक मेलो संरचना (5) पर स्थापित है। कूलिंग वाटर कूलिंग होसेस (6) से की जाती है। ओवन की सेवा के लिए एक सहायक प्लेटफॉर्म (8) का उपयोग किया जाता है।

साथ ही, क्रूसिबल फर्नेस की योजना में एक ट्रांसफॉर्मर, कैपेसिटर, एक कंट्रोल यूनिट और एक गैस पंपिंग सिस्टम शामिल है। क्रूसिबल इलेक्ट्रिक फर्नेस 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ धाराओं द्वारा संचालित होता है।

आंतरिक संरचनात्मक तत्वों की विशेषताएं

अक्सर प्रारंभ करनेवाला एक गोल ट्यूब से बनाया जाता है। लेकिन ऐसी स्थितियां हैं जिनमें एक गोल तांबे की ट्यूब लागू नहीं होती है। कुछ मामलों में, इंडक्शन क्रूसिबल फर्नेस को डिजाइन करने के लिए प्रोफाइल तत्वों का उपयोग किया जाता है, जिसके कारण रिसाव चुंबकीय प्रवाह कम हो जाता है। एक विशेष वार्निश के साथ लगाए गए शीसे रेशा के साथ प्रारंभ करनेवाला ट्यूब एक दूसरे से पृथक होते हैं। संरक्षित मोड़ ढांकता हुआ सामग्री से बने ब्लॉकों द्वारा संकुचित होते हैं। कुंडल के अंदर रखे गए प्रारंभ करनेवाला और क्रूसिबल, आग रोक ईंटों या गर्मी प्रतिरोधी कंक्रीट से बने फूस पर स्थापित होते हैं। औद्योगिक परिस्थितियों में, क्रूसिबल निर्माण प्रक्रिया सीधे भट्टी में होती है। इस मामले में, इकट्ठे राज्य में प्रारंभ करनेवाला एक फूस पर स्थापित होता है और एस्बेस्टस के साथ अछूता रहता है। उसके बाद, फूस को आग रोक पाउडर से भर दिया जाता है, जिसे एक वायवीय इकाई का उपयोग करके संकुचित किया जाता है। तल पर लगे टेम्पलेट और प्रारंभ करनेवाला के बीच की खाई को आग रोक पाउडर से भर दिया जाता है।

प्रारंभ करनेवाला के ऊपर के क्षेत्र का अस्तर दुर्दम्य ईंटों द्वारा प्रदान किया जाता है। कॉलर और नाली की ढलान भी पंक्तिबद्ध हैदुर्दम्य ईंट। इंडक्शन क्रूसिबल फर्नेस का काम सबसे कठिन परिस्थितियों में होता है, इसलिए उपयोग की जाने वाली गर्मी प्रतिरोधी सामग्री की गुणवत्ता पर बढ़ी हुई आवश्यकताओं को लगाया जाता है। अस्तर का स्थायित्व दुर्दम्य द्रव्यमान की संरचना, संचालन के तरीके और विद्युत प्रवाह की लागू आवृत्ति से प्रभावित होता है। एक नियम के रूप में, क्रूसिबल 100 तक पिघलता है, और फिर विफल हो जाता है।

बाहरी तत्वों का डिज़ाइन

पिघलने वाली क्रूसिबल भट्टी का फ्रेम वह आधार है जिससे इसके सभी तत्व जुड़े होते हैं। बड़े औद्योगिक उपकरणों पर, फ्रेम में एक ठोस आवरण का रूप होता है। प्रारंभ करनेवाला के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रभाव के कारण, फ्रेम के सभी हिस्सों में उच्च शक्ति होनी चाहिए। कुछ शर्तों के तहत खोल को उसी तरह गर्म किया जा सकता है जैसे भट्ठी में सामग्री। हीटिंग को कम करने के लिए, गैर-प्रवाहकीय सामग्री से फ्रेम बनाना तर्कसंगत है। हालांकि, चूंकि ढांकता हुआ सामग्री महंगी होती है, फ्रेम सामग्री आमतौर पर स्टील होती है। इस्पात संरचना को कई तत्वों में विभाजित किया गया है, जो बदले में, एक दूसरे से पृथक होते हैं। स्क्रीन का उपयोग फ्रेम के पास विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को कम करने के लिए किया जाता है। प्रारंभ करनेवाला और भट्ठी के शरीर के बीच एक सुरक्षात्मक स्क्रीन स्थापित है। स्क्रीन बेलनाकार है और एल्यूमीनियम या तांबे से बना है।

कुंडा एक महत्वपूर्ण डिजाइन तत्व है। टर्निंग मैकेनिज्म की मुख्य आवश्यकता धातु के पूर्ण जल निकासी के लिए झुकाव प्रदान करना है। रोटेशन तंत्र अलग इस्तेमाल किया जा सकता है। छोटे ओवन मैनुअल या इलेक्ट्रिक का उपयोग करते हैंचरखी बीम क्रेन का उपयोग करके औद्योगिक भट्टियां झुकी हुई हैं। बड़ी क्षमता वाले ओवन को हाइड्रोलिक टिल्ट ड्राइव से लैस किया जा सकता है।

ढक्कन, जो क्रूसिबल पिघलने वाली भट्टी को ढकता है, इकाई के अंदर के तापमान को उच्च स्तर पर बनाए रखने का काम करता है। हालांकि, यह देखते हुए कि चार्ज के पूर्ण पिघलने के बाद ही भट्ठी को कवर करना संभव है, एक कवर का उपयोग अनिवार्य नहीं है।

अपने आप ओवन बनाना

इंडक्शन फर्नेस का व्यापक रूप से न केवल उद्योग में, बल्कि रोजमर्रा की जिंदगी में भी उपयोग किया जाता है। आप बड़ी संख्या में घर-निर्मित उपकरणों के लिए योजनाएं पा सकते हैं, लेकिन उनमें से कुछ, सबसे अच्छा, बस काम नहीं करेंगे, और सबसे खराब, वे अपने निर्माता के स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाएंगे। कई प्रशंसक ऐसे परिणामों के बारे में चेतावनी देते हैं। रोजमर्रा की जिंदगी में, ऐसे उपकरणों में प्रेरण हीटिंग विधि का उपयोग किया जाता है:

• चैनल धातु पिघलने वाली भट्टी;
• क्रूसिबल इंडक्शन फर्नेस डिजाइन करने के लिए सबसे सरल है, और इसलिए उत्साही लोगों के बीच सबसे लोकप्रिय है, समीक्षाओं के आधार पर;
• प्रेरण विधि पर आधारित जल तापन बॉयलर;
• प्रेरण हॉब्स जो लोकप्रिय गैस स्टोव के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं।

डक्ट ओवन

इस प्रकार की भट्टी का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले कच्चा लोहा के उत्पादन के साथ-साथ ड्यूरालुमिन और अलौह विशेष मिश्र धातुओं को पिघलाने के लिए किया जाता है। वेल्डिंग ट्रांसफार्मर से स्वतंत्र रूप से 3 kW तक की शक्ति वाली डक्ट भट्टी बनाई जाती है, जिसकी आवृत्ति औद्योगिक से मेल खाती है। यह ओवन पिघलता हैआधा किलोग्राम वजन का कांस्य या तांबे का एक खाली। चैनल भट्टी भी ड्यूरलुमिन को हटाने की अनुमति देती है, लेकिन यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि "उम्र बढ़ने" की प्रक्रिया को पिघलने का पालन करना चाहिए। इस प्रक्रिया का समय 2 सप्ताह तक हो सकता है और यह मिश्र धातु की संरचना पर निर्भर करता है।

भट्ठी के निर्माण के लिए, वेल्डिंग ट्रांसफॉर्मर की प्राथमिक वाइंडिंग को अपरिवर्तित छोड़ दिया जाता है, और सेकेंडरी वाइंडिंग के स्थान पर एक रिंग-टाइप क्रूसिबल रखा जाता है। एक छोटे चैनल भट्टी के क्रूसिबल के लिए सबसे अच्छी सामग्री इलेक्ट्रोपोर्सिलेन है। कम शक्ति और ढांकता हुआ नुकसान के कारण अन्य विकल्प काम नहीं करेंगे। शौकिया धातुकर्मी के अनुसार, समस्या यह है कि इलेक्ट्रोपोर्सिलेन को अपने आप संसाधित करना संभव नहीं है, और बिक्री के लिए उपयुक्त तत्व मिलने की संभावना बहुत कम है। यह दुर्लभ क्रूसिबल के कारण है कि चैनल भट्टी को उत्साही लोगों के बीच व्यापक अनुप्रयोग नहीं मिला है, हालांकि इस प्रकार की भट्टी की दक्षता 90% से अधिक है।

क्रूसिबल इंडक्शन फर्नेस

स्व-निर्मित क्रूसिबल भट्टी का उपयोग मुख्य रूप से मूल्यवान धातुओं के शुद्धिकरण में किया जाता है। उदाहरण के लिए, सोवियत संघ में बना एक रेडियो कनेक्टर होने से, आप इसके संपर्कों से एक निश्चित मात्रा में सोना निकाल सकते हैं। बाहरी हीटिंग का उपयोग करके, यह परिणाम प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

सोने के खनन के अलावा, ऐसी भट्टी का उपयोग अक्सर धातु को समान रूप से गर्म करने के लिए किया जाता है, जो उच्च गुणवत्ता वाले सख्त होने के लिए आवश्यक है। प्रारंभ करनेवाला में भाग की स्थिति को बदलकर और इसकी शक्ति को समायोजित करके, धातु के एक विशिष्ट क्षेत्र में वांछित तापमान प्राप्त करना संभव है। यह महत्वपूर्ण है कि ऐसी भट्टी का उपयोग काफी बजटीय होगा, क्योंकिलगभग सारी ऊर्जा भाग को गर्म करने की प्रक्रिया के लिए निर्देशित की जाती है।

प्रेरण बॉयलर

इंडक्शन वॉटर हीटिंग बॉयलर्स के पास भविष्य में पारंपरिक बॉयलरों को बदलने का हर मौका है। उपयोगकर्ता उच्च कीमत को ऐसे वॉटर हीटर का नुकसान मानते हैं, लेकिन साथ ही, कई समीक्षाओं को व्यवस्थित करके, कई फायदे प्रतिष्ठित किए जा सकते हैं:

• विश्वसनीयता। बॉयलर में इलेक्ट्रिक कॉइल नहीं है, जो एक पारंपरिक बॉयलर की कमजोर कड़ी है।
• दक्षता लगभग 100%।
• सुरक्षा। डिज़ाइन सुविधाओं के कारण बॉयलर बॉडी तक बिजली की पहुंच असंभव है।
• डिवाइस को विशेष ग्राउंडिंग की आवश्यकता नहीं है।
• पावर सर्ज के लिए प्रतिरोधी।
• पैमाना नहीं।
• स्थायित्व। बॉयलर लगभग 30 वर्षों तक बिना रखरखाव के काम करने में सक्षम है।

घर का बना गर्म पानी का बॉयलर

ऐसे वॉटर हीटर का आधार 1.5 kW तक की शक्ति वाला एक पावर ट्रांसफार्मर है, जिसकी प्राथमिक वाइंडिंग 220 V के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन की गई है। ट्यूब कलर टीवी से एक ट्रांसफार्मर एकदम सही है। सेकेंडरी वाइंडिंग को हटा दिया जाना चाहिए, और प्राइमरी के घुमावों की संख्या बढ़ाई जानी चाहिए।

शिल्पकार सलाह देते हैं और चेतावनी देते हैं: ऐसे घरेलू उपकरण का उपयोग असुरक्षित है, इसलिए ट्रांसफॉर्मर को ग्राउंड किया जाना चाहिए, और डिवाइस को हाई-स्पीड आरसीडी के माध्यम से जोड़ा जाना चाहिए।

रसोईघर में प्रारंभ करनेवाला

इंडक्शन कुकिंग हॉब्स अब नहीं रहेआश्चर्य का कारण बनता है और व्यापक रूप से रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है। डिवाइस का संचालन इंडक्शन फर्नेस के समान सिद्धांतों पर आधारित होता है, केवल इस अंतर के साथ कि सेकेंडरी वाइंडिंग कुकवेयर का मेटल बॉटम है।

एक ढांकता हुआ के उत्पादन में उपस्थिति के कारण ऐसी प्लेटों का उपयोग संभव हो गया, जो कि प्रारंभ करनेवाला को अलग करने के कार्य को पूरा करने के अलावा, ताकत और स्वच्छ विशेषताएं भी होनी चाहिए। एक सामग्री जो सभी आवश्यकताओं को पूरा करती है, अपेक्षाकृत हाल ही में सामने आई है, और इसकी लागत प्लेट की कुल कीमत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

उपयोगकर्ता सर्वसम्मति से दावा करते हैं: इंडक्शन कुकर के स्व-उत्पादन का दो कारणों से कोई मतलब नहीं है। सबसे पहले, इस तरह के हॉब पर खाना पकाने के लिए प्रत्येक प्रकार के भोजन के लिए ठीक ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है। खाना पकाने की प्रक्रिया के दौरान सभी विद्युत मापदंडों के आवश्यक समायोजन के लिए, एक माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता होती है। दूसरा कारण स्टोव बनाने वाले इलेक्ट्रॉनिक भागों की कीमत है। कुल मिलाकर, सभी तत्वों की कीमत पहले से तैयार डिवाइस की लागत से कहीं अधिक होगी।

इंडक्शन कुकर में निम्नलिखित सकारात्मक गुण हैं:

• कमी, माइक्रोवेव ओवन के विपरीत, तीसरे पक्ष के विकिरण;
• आपकी खाना पकाने की शैली के अनुरूप स्टोव को प्रोग्राम करने की क्षमता;
• कारमेल जैसे व्यंजन बिना ज़्यादा गरम या जलाए पकाना;
• अर्थव्यवस्था ताप ऊर्जा के कुशल उपयोग के लिए धन्यवाद।