Индукционная печь предназначена для плавки металлов. Ее принцип действия основан на использовании эффекта электромагнитной индукции, который применяется при трансформации электрического тока. По своей сути индукционная печь это тот же трансформатор, роль вторичной обмотки которого играет расплавляемый металл. Первичная обмотка индукционной печи, по которой пропускают электрический ток, называется индуктором. Одновременно с тем, что индуктор нагревает находящийся внутри него металл, он является основным конструктивным элементом печи, составляющим его каркас. После того, как по индуктору пропускают электрический ток, в нем наводится электромагнитное поле, которое преобразуется в электрический ток внутри металла, который надо расплавить. Поскольку этот металл представляет собой короткозамкнутый проводник, то в нем возникает процесс, по физической сущности аналогичный электрической дуге, что и приводит к его нагреву и расплавлению.
Плавка металла приводит к выделению большого количества тепла, поэтому крайне важно создать условия для того, чтобы индуктор охлаждался, и сама печь не представляла чрезвычайной опасности. Для этого витки индуктора делают не из обычного проводника, а трубчатого, внутри которого проходит охлаждающая жидкость. Как правило, это обычная вода. Кроме того, внешняя поверхность индуктора дополнительно облицовывается огнеупорными материалами, эта защита называется футеровкой. Токопроводящие витки индуктора изолируются друг от друга точно таким же способом, как и в обычном трансформаторе – с помощью диэлектрического лака.
Сам расплавляемый металл находится в особой емкости – тигле, размещаемой внутри индуктора. Обычно тигль делают из огнеупорной керамики, основой которой являются огнеупорные шамотные глины. Тигли небольших индукционных печей выпускают серийно, как готовое изделие, а крупных, предназначенных для плавок в промышленных объемах, делают непосредственно на производстве путем прессования шамотного порошка внутри индуктора. Однако встречаются и другие виды тиглей. Например, тигли из токопроводящего графита, или, если температура плавления металла не слишком высока - из стали, что значительно повышает эффективность работы печи, поскольку огнеупорная керамика сама по себе является диэлектриком, и для того, чтобы печь с керамическим тиглем работала, необходима гораздо большая сила тока.
В индукционных печах плавится однородный металл, расплавление сплавов в этой печи нерентабельно, поскольку требует изменения режимов работы. По принципу действия индукционные печи бывают:
- Открытые;
- Вакуумные (плавка в среде вакуума);
- Компрессорные(плавка под давлением);
Преимуществом индукционной печи является то, что теплота, необходимая для расплавления металла, выделяется непосредственно в нем самом, без участия различных «посредников», что значительно повышает коэффициент полезного действия печи. Такая печь значительно легче плавильных печей традиционной конструкции и при ее работе выделяется гораздо меньше вредных веществ.
