Horno de inducción
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Hornos de Inducción El Horno eléctrico en que el en el que el calor es generado por calentamiento, por la inducción eléctrica de un medio conductivo (un metal) en un crisol, alrededor del cual se encuentran enrolladas bobinas magnéticas se denomina horno de inducción. Dicho principio de calentamiento por inducción de un metal fue descubierto en 1831 por Michael Faraday.
Sumario
Características
Los hornos de inducción se utilizan sobre todo porque son bastante limpios, pueden derretir materiales con rapidez, y en general son asequibles para mantener y operar. También permiten un control preciso de la temperatura y el calor. Debido a que ganan calor muy rápidamente no se deben dejar en marcha entre operaciones para así ahorrar en recursos energéticos y ayudar a administrar los costos de operación.
Calor de inducción
El calor por inducción es un medio de calentamiento o de fundición de metal que utiliza corrientes eléctricas para calentar el material. El calor eléctrico es limpio y eficiente. Proporciona calor rápido y consistente a lo largo del horno y permite que el material se caliente uniformemente. El calor de inducción se basa en una bobina hecha con un tubo de cobre. El agua fluye a través de las bobinas que trabajan junto a los elementos de calefacción de cobre y ayudan a enfriar el horno según sea necesario. El tamaño y forma de la bobina puede ser determinada según la aplicación específica para la que se utilice el horno.
En los hornos de inducción el rango de frecuencias de operación va desde la frecuencia de red (50 ó 60 Hz) hasta los 10 kHz, en función del metal que se quiere fundir, la capacidad del horno y la velocidad de fundición deseada - normalmente un horno de frecuencia elevada (más de 3000 Hz) es más rápido, siendo utilizados generalmente en la fundición de aceros, dado que la elevada frecuencia disminuye la turbulencia y evita la oxidación. Frecuencias menores generan más turbulencias en el metal, reduciendo la potencia que puede aplicarse al metal fundido.
Tipos de Hornos de Inducción
Existen tres clases fundamentales de hornos de inducción:
- Baja frecuencia: el calor se produce por el efecto Joule de la corriente inducida por corriente alterna a través del metal que queremos fundir.
- Alta frecuencia: el calor lo producen las corrientes de Foucault, ordinariamente consideradas como parásitas, inducidas en el metal, que actúa como núcleo de un selenoide.
- Hornos electrónicos: el calor se produce por la vibración molecular del cuerpo que se trata de calentar cuando es sometido a un fuerte campo de radiaciones electromagnéticas de muy alta frecuencia.
Funcionamiento del Horno de Inducción
Durante el funcionamiento normal de un horno de inducción se emite un zumbido, silbido o chirrido (debido a la magnetostricción), cuya frecuencia puede ser utilizada por los operarios con experiencia para saber si el horno funciona correctamente o a qué potencia lo esta haciendo.
- Por medio del control de velocidad se hace funcionar el motor para proporcionarle energía mecánica al alternador de alta frecuencia.
- El alternador de alta frecuencia proporciona la energía alterna utilizada por el horno de inducción, esta energía pasa a través de un banco de capacitores automáticos para poder regular el factor de potencia.
- Un sensor de temperatura sensa la temperatura del horno, la señal es transmitida a un indicador de temperatura y a su vez a un controlador o variador de velocidad.
- El variador de velocidad regula las revoluciones por minuto, al hacer esto esta variando la frecuencia del alternador.
Principales Cualidades de los Hornos de Inducción
Los hornos de inducción se utilizan sobre todo porque son bastante limpios, pueden derretir materiales con rapidez, y en general son asequibles para mantener y operar. También permiten un control preciso de la temperatura y el calor. Debido a que ganan calor muy rápidamente no se deben dejar en marcha entre operaciones para así ahorrar en recursos energéticos y ayudar a administrar los costos de operación los mismo presentan:
- Buen rendimiento, puesto que el calor se genera en la masa de metal fundido.
- Las corrientes electromagnéticas producen un movimiento beneficioso, puesto que uniformizan la masa a fundir.
- El control de la transmisión de temperatura se haga más o menos rápido es muy preciso.
- Se puede fundir en vacío.
- Las oxidaciones son muy pequeñas.
Ventajas de los Hornos de Inducción
Dentro de las principales ventajas que trae la utilización de los hornos de inducción tenemos:
- Es limpio, eficiente desde el punto de vista energético
- Generar una gran cantidad de calor de manera rápida.
- Es un proceso de fundición y de tratamiento de metales más controlable que con la mayoría de los demás modos de calentamiento.
- Puede ser empleado en la fusión de materiales ferrosos y no ferrosos y todas sus aleaciones.
- Eficiente, ecológico y mayormente controlable en comparación con otras tecnologías.
- Maneja un rango de capacidades entre menos de 1 Kg y varias decenas de toneladas, y frecuencias desde las de red (50-60 Hz), llegando a los 400KHz.
Principales usos de los Hornos de Inducción
Las fundiciones más modernas utilizan este tipo de horno y cada vez más fundiciones están sustituyendo los altos hornos por los de inducción, debido a que aquellos generaban mucho polvo entre otros contaminantes. Los hornos de inducción puede ser utilizados para fundir, soldar, tratar o ajustar por contracción cualquier material que sea adecuado para su uso con calor por inducción. El tratamiento puede incluir materiales de recocido, endurecimiento o templado.
La inducción de calor puede ser utilizada para soldaduras fuertes o soldadura simple de cobre, bronce, latón o acero. El ajuste por contracción puede implicar el montaje de piezas para una fabricación precisa. Los procesos de fundición se pueden hacer con material de hormigón que sea compatible con calor por inducción. Estos metales incluyen el acero, bronce, cobre y latón.
