Four à induction creuset : principe de fonctionnement, schéma et avis

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

En raison de l'avènement de composants électroniques et isolants abordables dans la production moderne, le champ d'application du chauffage par induction est de plus en plus large. Cette technologie est utilisée non seulement dans la métallurgie, mais aussi dans le développement d'appareils électroménagers.

Principe du chauffage par induction

Le fonctionnement du four à induction est basé sur le principe du transformateur d'échange d'énergie. L'inductance est constituée d'un tube de cuivre, qui est ensuite torsadé en une bobine multitour. Un courant alternatif est fourni au circuit primaire de l'inducteur, ce qui entraîne la formation d'un champ magnétique alternatif autour de lui. Sous l'influence d'un champ magnétique dans le corps placé à l'intérieur de l'inducteur, un champ électrique apparaît, ce qui conduit ensuite au processus de chauffage. La puissance et, par conséquent, la chaleur générée par le four de fusion à creuset à induction dépendent directement de la fréquence du champ magnétique alternatif. Par conséquent, pour un fonctionnement efficace, le four a besoin de courants à haute fréquence.

Application des fours à induction

Inductionle chauffage peut être utilisé pour travailler avec n'importe quel matériau: métal, laitier, gaz, etc. Le principal avantage de son utilisation est le transfert de chaleur sans contact. De plus, le chauffage par induction vous permet d'atteindre presque n'importe quelle vitesse de chauffage - tout dépend de la puissance du générateur qui alimente le four. Les pertes de chaleur lors d'un tel chauffage sont minimes. La température maximale à laquelle un objet peut être chauffé dans un four n'est limitée que par la résistance du matériau réfractaire. Le processus de transfert de chaleur sans contact vers le matériau chauffé permet de produire un chauffage dans un environnement sous vide.

Selon les critiques des métallurgistes, la portée des fours à induction est quelque peu limitée en raison des lacunes existantes. Les inconvénients du four à creuset incluent:

• prix élevé des équipements électriques;
• laitiers froids compliquant le processus d'affinage;
• Réduction de la stabilité de la doublure pendant les pics de température entre les fusions.

Schéma du four à induction creuset

Le four à creuset à induction a la structure suivante.

L'élément principal du four est le creuset (7), recouvert d'un couvercle (1). Le creuset est situé à l'intérieur de l'inducteur de chauffage (3), réalisé sous la forme d'une bobine multispire. Le serpentin est un tube de cuivre à l'intérieur duquel, à des fins de refroidissement, de l'eau circule en permanence. Le flux magnétique de l'inducteur passe à travers les circuits magnétiques (4), qui sont en acier spécial transformateur. L'ensemble pivotant (2) est prévu pour incliner le four lors de la mise en bouteilleliquide fondu. Le four est installé sur une structure mello (5). Le refroidissement se fait avec des flexibles de refroidissement par eau (6). Une plate-forme auxiliaire (8) est utilisée pour entretenir le four.

En outre, le schéma du four à creuset comprend un transformateur, des condensateurs, une unité de contrôle et un système de pompage de gaz. Le four électrique à creuset est alimenté par des courants d'une fréquence de 50 Hz.

Caractéristiques des éléments structurels internes

Le plus souvent, l'inductance est constituée d'un tube rond. Mais il existe des situations dans lesquelles un tube de cuivre rond n'est pas applicable. Dans certains cas, des éléments profilés sont utilisés pour concevoir un four à creuset à induction, grâce auquel le flux magnétique de fuite est réduit. Les tubes inducteurs sont isolés les uns des autres avec de la fibre de verre imprégnée d'un vernis spécial. Les spires protégées sont comprimées par des blocs en matériau diélectrique. L'inducteur et le creuset, placés à l'intérieur de la bobine, sont installés sur une palette en briques réfractaires ou en béton résistant à la chaleur. Dans des conditions industrielles, le processus de fabrication du creuset se déroule directement dans le four. Dans ce cas, l'inducteur à l'état assemblé est installé sur une palette et isolé à l'amiante. Après cela, la palette est remplie de poudre réfractaire, qui est compactée à l'aide d'une unité pneumatique. L'espace entre le gabarit monté sur le fond et l'inducteur est rempli de poudres réfractaires.

Le revêtement de la zone au-dessus de l'inducteur est assuré par des briques réfractaires. Le collier et la goulotte de vidange sont également doublésbrique réfractaire. Le travail du four à creuset à induction se déroule dans les conditions les plus difficiles, par conséquent, des exigences accrues sont imposées à la qualité des matériaux résistants à la chaleur utilisés. La durabilité du revêtement est affectée par la composition de la masse réfractaire, le mode de fonctionnement et la fréquence appliquée du courant électrique. En règle générale, le creuset résiste jusqu'à 100 fusions, puis tombe en panne.

Design des éléments extérieurs

Le châssis du four à creuset de fusion est la base à laquelle tous ses éléments sont fixés. Sur les gros appareils industriels, le châssis a la forme d'un boîtier solide. Toutes les parties du cadre doivent avoir une résistance élevée, en raison de l'influence du champ électromagnétique de l'inducteur sur elles. La coquille sous certaines conditions peut être chauffée de la même manière que le matériau dans le four. Pour réduire l'échauffement, il est rationnel de fabriquer le cadre à partir de matériaux non conducteurs. Cependant, comme les matériaux diélectriques sont chers, le matériau du cadre est généralement de l'acier. La structure en acier est divisée en plusieurs éléments, qui, à leur tour, sont isolés les uns des autres. Des écrans sont utilisés pour réduire le champ électromagnétique près du cadre. Un écran de protection est installé entre l'inducteur et le corps du four. L'écran est cylindrique et en aluminium ou en cuivre.

Le pivot est un élément de design important. La principale exigence pour le mécanisme de rotation est de fournir une inclinaison pour un drainage complet du métal. Les mécanismes de rotation peuvent être utilisés différemment. Les petits fours utilisent manuel ou électriquetreuil. Les fours industriels sont inclinés à l'aide d'une grue à poutre. Les fours de grande capacité peuvent être équipés d'un mécanisme d'inclinaison hydraulique.

Le couvercle, qui recouvre le four de fusion du creuset, sert à maintenir la température à l'intérieur de l'appareil à un niveau supérieur. Cependant, étant donné qu'il n'est possible de recouvrir le four qu'après la fusion complète de la charge, l'utilisation d'un couvercle n'est pas obligatoire.

Fabrication de fours à faire soi-même

Les fours à induction sont largement utilisés non seulement dans l'industrie, mais aussi dans la vie quotidienne. Vous pouvez trouver des schémas pour un grand nombre d'appareils faits maison, mais certains d'entre eux, au mieux, ne fonctionneront tout simplement pas, et au pire, ils nuiront à la santé de leur créateur. De nombreux fans mettent en garde contre de telles conséquences. Dans la vie de tous les jours, la méthode de chauffage par induction est utilisée dans de tels appareils:

• four de fusion des métaux à canaux;
• le four à induction creuset est le plus simple à concevoir, et donc le plus populaire parmi les passionnés, à en juger par les critiques;
• chaudière de chauffage à eau basée sur la méthode à induction;
• les plaques à induction qui rivalisent avec les cuisinières à gaz populaires.

Four à conduit

Ce type de four est utilisé pour produire de la fonte de haute qualité, ainsi que pour fondre du duralumin et des alliages spéciaux non ferreux. Un four à conduit d'une puissance allant jusqu'à 3 kW est fabriqué indépendamment d'un transformateur de soudage dont la fréquence correspond à celle de l'industrie. Ce four fondune ébauche de bronze ou de cuivre pesant jusqu'à un demi-kilogramme. Le four à canal permet également de refondre le duralumin, mais il faut tenir compte du fait que le processus de "vieillissement" doit suivre la fusion. La durée de ce processus peut aller jusqu'à 2 semaines et dépend de la composition de l'alliage.

Pour la fabrication du four, l'enroulement primaire du transformateur de soudage reste inchangé et un creuset annulaire est placé à la place de l'enroulement secondaire. Le meilleur matériau pour le creuset d'un petit four à canal est l'électroporcelaine. D'autres options ne fonctionneront pas en raison de la faible résistance et des pertes diélectriques. Selon les métallurgistes amateurs, le problème est qu'il n'est pas possible de traiter soi-même l'électroporcelaine et qu'il est très peu probable de trouver un élément approprié à vendre. C'est précisément à cause du creuset rare que le four à canal n'a pas trouvé une large application parmi les passionnés, bien que ce type de four ait une efficacité de plus de 90 %.

Four à induction creuset

Le four à creuset fabriqué par nos soins est principalement utilisé dans la purification des métaux précieux. Par exemple, en ayant un connecteur radio fabriqué en Union soviétique, vous pouvez extraire une certaine quantité d'or de ses contacts. En utilisant un chauffage externe, ce résultat ne peut pas être atteint.

Outre l'extraction de l'or, un tel four est souvent utilisé pour chauffer uniformément le métal, ce qui est nécessaire pour un durcissement de haute qualité. En changeant la position de la pièce dans l'inducteur et en ajustant sa puissance, il est possible d'atteindre la température souhaitée dans une zone spécifique du métal. Il est important que l'utilisation d'un tel four soit assez budgétaire, carpresque toute l'énergie est dirigée vers le processus de chauffage de la pièce.

Chaudières à induction

Les chauffe-eau à induction ont toutes les chances de remplacer à l'avenir les chaudières conventionnelles. Les utilisateurs considèrent que le prix élevé est un inconvénient d'un tel chauffe-eau, mais en même temps, en systématisant de nombreuses critiques, plusieurs avantages peuvent être distingués:

• Fiabilité. La chaudière ne possède pas de serpentin électrique, qui est le maillon faible d'une chaudière classique.
• Efficacité presque 100 %.
• Sécurité. L'accès électrique au corps de la chaudière est impossible en raison des caractéristiques de conception.
• L'appareil n'a pas besoin de mise à la terre spéciale.
• Résistant aux surtensions.
• Ne se met pas à l'échelle.
• Durabilité. La chaudière est capable de fonctionner sans entretien pendant environ 30 ans.

Chaudière à eau chaude maison

La base d'un tel chauffe-eau est un transformateur de puissance d'une puissance allant jusqu'à 1,5 kW, dont l'enroulement primaire est conçu pour une tension de 220 V. Un transformateur d'un téléviseur couleur à tube est parfait. L'enroulement secondaire doit être supprimé et le nombre de tours du primaire doit être augmenté.

Les artisans conseillent et mettent en garde: l'utilisation d'un tel appareil fait maison n'est pas sûre, le transformateur doit donc être mis à la terre et l'appareil lui-même doit être connecté via un RCD à haut débit.

Inducteur dans la cuisine

Les plaques de cuisson à induction ne sont pluscausent la surprise et sont largement utilisés dans la vie quotidienne. Le fonctionnement de l'appareil est basé sur les mêmes principes que celui d'un four à induction, à la seule différence que l'enroulement secondaire est le fond métallique de la batterie de cuisine.

L'utilisation de telles plaques est devenue possible grâce à l'apparition dans la production d'un diélectrique qui, en plus de remplir la tâche d'isoler l'inducteur, doit également avoir des caractéristiques de résistance et d'hygiène. Un matériau qui satisfait à toutes les exigences est apparu relativement récemment et son coût représente une part importante du prix total de la plaque.

Les utilisateurs le disent unanimement: l'autoproduction d'une cuisinière à induction n'a pas de sens pour deux raisons. Tout d'abord, cuisiner sur une telle table de cuisson nécessite un réglage fin pour chaque type d'aliment. Pour le réglage nécessaire de tous les paramètres électriques pendant le processus de cuisson, un microcontrôleur est nécessaire. La deuxième raison est le prix des pièces électroniques qui composent le poêle. Au total, tous les éléments coûteront beaucoup plus cher que le coût d'un appareil déjà fini.

La cuisinière à induction a les qualités positives suivantes:

• manque, contrairement aux fours à micro-ondes, un rayonnement tiers;
• la possibilité de programmer le poêle en fonction de votre style de cuisine;
• cuisiner des plats comme le caramel sans surchauffe ni brûlure;
• économie grâce à une utilisation efficace de l'énergie de chauffage.