В индукционных печах и устройствах тепло в электропроводном нагреваемом теле выделяется токами, индуктированными в нем переменным электрическим полем. Таким макаром, тут осуществляется прямой нагрев.

Индукционный нагрев металлов основан на 2-ух физических
законах: законе электрической индукции Фарадея-Максвелла и законе
Джоуля-Ленца. Железные тела (заготовки, детали и др.) помещают в переменное
магнитное поле, которое возбуждает в их вихревое электронное поле. ЭДС
индукции определяется скоростью конфигурации магнитного потока. Под действием ЭДС
индукции в телах протекают вихревые (замкнутые снутри тел) токи, выделяющие
теплоту по закону Джоуля-Ленца.  Эта ЭДС делает в металле переменный ток, термическая энергия, выделяемая данными токами, является предпосылкой нагрева металла.
Индукционный нагрев является прямым и бесконтактным. Он позволяет достигать
температуры, достаточной для плавления самых тугоплавких металлов и сплавов.

Насыщенный индукционный нагрев вероятен только в
электрических полях высочайшей напряженности и частоты, которые делают
особыми устройствами — индукторами. Индукторы питают от сети 50 Гц
(установки промышленной частоты) либо от личных источников питания —
генераторов и преобразователей средней и высочайшей частоты.

Простой индуктор устройств косвенного индукционного
нагрева низкой частоты — изолированный проводник (вытянутый либо свернутый в
спираль), помещенный вовнутрь железной трубы либо наложенный на ее
поверхность. При протекании по проводнику-индуктору тока в трубе наводятся
греющие ее вихревые токи. Теплота от трубы (это может быть также тигель,
емкость) передается нагреваемой среде (воде, протекающей по трубе, воздуху и т.
д.).

Индукционный нагрев и закалка металлов

Более обширно применяется прямой индукционный нагрев
металлов на средних и больших частотах. Для этого употребляют индукторы
специального выполнения. Индуктор испускает электрическую волну, которая
падает на нагреваемое тело и затухает в нем. Энергия поглощенной волны
преобразуется в теле в теплоту. Эффективность нагрева тем выше, чем поближе вид
испускаемой электрической волны (плоская, цилиндрическая и т. д.) к форме
тела. Потому для нагрева плоских тел используют плоские индукторы,
цилиндрических заготовок — цилиндрические (соленоидные) индукторы. В общем
случае они могут иметь сложную форму, обусловленную необходимостью концентрации
электрической энергии в подходящем направлении.

Особенностью индукционного ввода энергии является возможность регулирования пространственного расположения зоны протекания вихревых токов. Во-1-х, вихревые токи протекают в границах площади, охватываемой индуктором. Греется только та часть тела, которая находится в магнитной связи с индуктором независимо от общих размеров тела. Во-2-х, глубина зоны циркуляции вихревых токов и, как следует, зоны выделения энергии зависит, не считая других причин, от частоты тока индуктора (возрастает при низких частотах и миниатюризируется с увеличением частоты). Эффективность передачи энергии от индуктора к нагреваемому току находится в зависимости от величины зазора меж ними и увеличивается при его уменьшении.

Индукционный нагрев используют для поверхностной закалки
железных изделий, сквозного нагрева под пластическую деформацию (ковку,
штамповку, прессование и т. д.), плавления металлов, термообработки
(отжиг, отпуск, нормализация, закалка), сварки, наплавки, пайки металлов.

Косвенный индукционный нагрев используют для подогрева технологического
оборудования (трубопроводы, емкости и т. д.), нагрева водянистых сред, сушки
покрытий, материалов (к примеру, древесной породы). Важный параметр установок
индукционного нагрева — частота. Для каждого процесса (поверхностная закалка,
сквозной нагрев) существует лучший спектр частот, обеспечивающий
лучшие технологические и экономические характеристики. Для индукционного нагрева
употребляют частоты от 50Гц до 5Мгц.

Достоинства индукционного нагрева

1) Передача электронной энергии конкретно в
нагреваемое тело позволяет выполнить прямой нагрев проводниковых материалов.
При всем этом увеличивается скорость нагрева по сопоставлению с установками косвенного
деяния, в каких изделие греется только с поверхности.

2) Передача электронной энергии конкретно в
нагреваемое тело не просит контактных устройств. Это комфортно в критериях
автоматического поточного производства, при использовании вакуумных и
защитных средств.

3) Благодаря явлению поверхностного эффекта наибольшая
мощность, выделяется в поверхностном слое нагреваемого изделия. Потому
индукционный нагрев при закалке обеспечивает резвый нагрев поверхностного слоя
изделия. Это позволяет получить высшую твердость поверхности детали при
относительно вязкой середине. Процесс поверхностной индукционной закалки резвее
и экономичнее других способов поверхностного упрочнения изделия.

4) Индукционный нагрев почти всегда позволяет
повысить производительность и сделать лучше условия труда.

Индукционные плавильные печи

Индукционную печь либо устройство можно рассматривать как собственного рода трансформатор, в каком первичная обмотка (индуктор) подключена к источнику переменного тока, а вторичной обмоткой служит само нагреваемое тело.

Для рабочего процесса индукционных плавильных печей типично электродинамическое и термическое движение водянистого металла в ванне либо тигле, способствующее получению однородного по составу металла и его равномерной температуры по всему объему, также малый угар металла (в пару раз меньше, чем в дуговых печах).

Индукционные плавильные печи используют при производстве
литья, в том числе фасонного, из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов.

Индукционные плавильные печи можно поделить на канальные
печи промышленной частоты и тигельные печи промышленной, средней и высочайшей
частоты.

Индукционная канальная печь представляет собой трансформатор, обычно промышленной частоты (50 Гц). Вторичной обмоткой трансформатора служит виток из расплавленного металла. Металл заключен в кольцевом канале из огнеупора. Основной магнитный поток
наводит в металле канала ЭДС, ЭДС делает ток, ток нагревает металл,
потому, индукционная канальная печь подобна трансформатору, работающему в режиме недлинного замыкания.
Индукторы канальных печей делают из продольной медной трубки, он имеет водяное остывание, канальная часть подового камня охлаждается от вентилятора либо от централизованной воздушной системы.

Индукционные канальные печи созданы для непрерывной
работы с редчайшими переходами с одной марки металла на другую. Индукционные
канальные печи, в главном используют для плавки алюминия и его сплавов, также
меди и неких ее сплавов. Другие серии печей специализированы как миксеры для
выдержки и перегрева водянистого чугуна, цветных металлов и сплавов перед разливкой
в литейные формы.

Работа индукционной тигельной печи базирована на поглощении электрической энергии проводящей садки. Садка расположена снутри цилиндрической катушки
— индуктора. С электронной точки зрения, индукционная тигельная печь представляет собой короткозамкнутый воздушный трансформатор, вторичной обмоткой которого является проводящая садка.

Индукционные тигельные печи употребляют в большей степени для плавки металлов на фасонное литье при повторяющемся режиме работы, также вне зависимости от режима работы — для плавки неких сплавов, к примеру бронз, которые негативно оказывают влияние на футеровку канальных печей.