Apa itu tungku induksi?
Tungku induksi adalah tungku listrik yang menggunakan induksi elektromagnetik untuk memanaskan dan melelehkan logam. Biasanya digunakan dalam industri pengecoran untuk melebur dan memurnikan logam seperti besi, baja, tembaga, aluminium, dan paduan lainnya.
Prinsip kerja dasar tungku induksi.
Prinsip dasar di balik tungku induksi melibatkan penggunaan arus bolak-balik (AC) melalui gulungan kawat tembaga, menghasilkan medan magnet. Ketika benda logam, seperti wadah atau bahan bermuatan, ditempatkan di dalam kumparan, medan magnet menginduksi arus listrik pada logam, disebut arus eddy. Karena ketahanan logam, arus eddy ini menghasilkan panas, menyebabkannya memanas dan meleleh dengan cepat.
Komposisi tungku induksi
Komposisi tungku induksi mengacu pada berbagai komponen dan bahan yang membentuk struktur tungku dan menjalankan fungsinya. Meskipun komposisi pastinya mungkin berbeda-beda menurut desain dan pabrikan, berikut ini adalah komponen-komponen yang umum terdapat pada tungku induksi:
Percobaan:
Wadah adalah wadah yang menampung muatan logam selama proses peleburan. Biasanya terbuat dari bahan tahan api dan tahan terhadap suhu tinggi dan reaksi kimia dengan logam cair.
Kumparan induksi:
Kumparan induksi adalah konduktor tembaga yang ditempatkan di sekitar atau dekat wadah. Ini bertanggung jawab untuk menghasilkan medan magnet bolak-balik, menginduksi arus eddy pada muatan listrik logam, menyebabkannya memanas dan meleleh.
Catu daya:
Catu daya menyediakan energi listrik yang dibutuhkan untuk pengoperasian tungku induksi. Biasanya terdiri dari nada tinggi, catu daya frekuensi menengah yang mengubah daya input ke frekuensi dan tegangan yang diinginkan, cocok untuk pemanasan induksi.
Sistem pendingin:
Tungku induksi menghasilkan banyak panas selama pengoperasian dan memerlukan sistem pendingin untuk mencegah panas berlebih. Sistem ini biasanya mencakup komponen berpendingin air seperti kumparan induksi, kabel listrik, dan komponen penting lainnya untuk menjaga suhu pengoperasian optimal.
Sistem Kontrol:
Tungku induksi dilengkapi dengan sistem kontrol yang memungkinkan operator memantau dan menyesuaikan berbagai parameter seperti masukan daya, suhu, dan siklus leleh. Ini mungkin termasuk sensor suhu, pengontrol daya, pengatur waktu, dan fitur keselamatan untuk memastikan pengoperasian yang efisien dan aman.
Sistem pemberian makan:
Tungku induksi yang lebih besar biasanya memiliki sistem pengisian untuk memfasilitasi pemasukan muatan logam ke dalam wadah. Hal ini dapat mencakup mekanisme seperti sistem hidrolik, pengisian pendorong atau konveyor untuk mengangkut bahan mentah ke dalam tungku.
Lapisan tahan api:
Lapisan wadah dan bagian terkait lainnya dari tungku biasanya dilapisi dengan bahan tahan api untuk memberikan insulasi dan melindungi struktur dari suhu tinggi dan efek korosif logam cair..
Sistem pembuangan:
Tergantung pada aplikasinya, tungku induksi dapat mencakup sistem pembuangan untuk menghilangkan asap, gas, atau produk sampingan yang dihasilkan selama proses peleburan. Hal ini membantu menjaga lingkungan kerja yang aman dan meningkatkan kualitas udara.
Jenis tungku induksi
Ini adalah komponen dan bahan utama dalam tungku induksi. Desain khusus, ukuran, dan fitur tambahan dapat bervariasi tergantung pada tujuan penggunaan dan spesifikasi pabrikan.
Ada banyak jenis tungku induksi, yang dapat dibagi ke dalam kategori berikut sesuai dengan aplikasi dan persyaratan desain yang berbeda:
Tungku induksi frekuensi industri:
Tungku jenis ini mengadopsi catu daya frekuensi industri (transformator khusus) untuk peleburan.
Tungku induksi frekuensi menengah:
Tungku induksi frekuensi menengah adalah nama umum untuk tungku induksi non-vakum. Ia menggunakan inverter thyristor atau pengganda frekuensi sebagai catu daya untuk meningkatkan frekuensi dari 50HZ (60HZ) hingga 150~4000HZ. Ini adalah cabang penting dari tungku induksi, terutama digunakan untuk peleburan baja khusus, dengan kapasitas tungku 0,10~60t.
Tungku induksi vakum:
Tungku jenis ini dilebur dan dituangkan dalam ruang hampa. Catu daya mirip dengan catu daya tungku induksi frekuensi menengah. Hal ini terutama digunakan untuk melebur baja dan paduan khusus. Kapasitas tungku 0,05~60t.
Tungku induksi plasma:
Tungku jenis ini dilebur dalam gas pelindung dan dipanaskan oleh catu daya plasma dan catu daya tungku induksi frekuensi menengah.. Hal ini terutama digunakan dalam produksi karbon ultra-rendah, baja dan paduan khusus belerang dan fosfor. Kapasitas tungku adalah 0,5~2t.
Tungku induksi bertekanan:
Tungku jenis ini mengadopsi pemanasan induksi frekuensi menengah di bawah tekanan nitrogen 0,2~2,0MPa dalam wadah untuk melelehkan dan mencetak baja nitrogen tinggi yang mengandung N≥0,60%. Kapasitas tungku adalah 0,05~10t.
Proses pemanasan induksi pada tungku induksi
Proses pemanasan induksi pada tungku induksi terutama menghasilkan medan magnet bolak-balik pada kumparan melalui arus bolak-balik, dan ketika bagian logam ditempatkan di kumparan, bagian logam menginduksi arus eddy yang bersirkulasi. Arus ini melawan resistivitas logam, menghasilkan panas lokal yang tepat tanpa kontak langsung antara bagian dan koil. Metode pemanasan ini secara efektif dapat mengubah energi listrik menjadi energi panas, dan suhu serta zona pemanasan dapat dikontrol dengan tepat, membantu menghindari panas berlebih atau kerusakan material.
Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi pemanasan induksi terutama adalah frekuensi, desain daya dan koil.
Frekuensi:
Frekuensi pemanasan induksi biasanya merupakan frekuensi arus bolak-balik, umumnya antara 50Hz dan 50kHz. Frekuensi yang lebih tinggi dapat menghasilkan lebih banyak arus eddy, yang lebih cepat panas. Namun, pilihan frekuensi juga dibatasi oleh bahan dan ukuran logam, karena sinyal frekuensi tinggi dapat meningkatkan impedansi listrik di dalam logam, mengakibatkan penurunan efisiensi pemanasan. Karena itu, perlu untuk memilih frekuensi yang sesuai dengan situasi spesifik dalam penerapan praktis.
Kekuatan:
Daya mengacu pada energi yang disediakan per satuan waktu. Dalam pemanasan induksi, lebih banyak daya biasanya berarti pemanasan lebih cepat. Namun, terlalu banyak daya dapat menyebabkan logam menjadi terlalu panas, merusak bahan tersebut. Karena itu, perlu untuk memilih daya yang tepat sesuai dengan permintaan aktual.
Desain kumparan:
koil adalah salah satu komponen kunci dalam pemanasan induksi, dan desainnya berdampak penting pada efisiensi pemanasan. Misalnya, bentuknya, ukuran, dan posisi kumparan semuanya mempengaruhi distribusi medan magnet dan pembentukan arus eddy. Desain koil yang masuk akal dapat mengoptimalkan distribusi medan magnet dan meningkatkan efisiensi pemanasan. Selain itu, pemilihan bahan koil juga penting, karena bahan yang berbeda memiliki konduktivitas listrik dan ketahanan panas yang berbeda, yang akan mempengaruhi masa pakai dan efisiensi pemanasan koil.
Singkatnya, frekuensi, kekuatan, dan desain koil merupakan faktor utama yang mempengaruhi efisiensi pemanasan induksi. Dalam aplikasi praktis, perlu untuk memilih dan mengoptimalkan sesuai dengan situasi spesifik untuk meningkatkan efisiensi pemanasan dan menghindari kerusakan material.
