Ein Induktionsofen schmilzt Metall, indem er mit Hilfe von elektrischem Wechselstrom ein Magnetfeld in einer Spule erzeugt, das Wirbelströme in der Metallladung induziert. Diese Wirbelströme erzeugen aufgrund des elektrischen Widerstands des Metalls durch Joule-Erwärmung Wärme, die das Metall zum Schmelzen bringt. Dieser Prozess ist effizient und sauber, da die Wärme direkt im Metall und nicht durch eine externe Quelle erzeugt wird.
Ausführliche Erläuterung:
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Induktionsspule und magnetisches Feld:
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Der Induktionsofen enthält eine Spule aus einem leitfähigen Material, in der Regel Kupfer, das für den Schmelzprozess entscheidend ist. Wenn ein elektrischer Wechselstrom durch diese Spule fließt, erzeugt sie ein Magnetfeld. Dieses Magnetfeld ist von entscheidender Bedeutung, da es der wichtigste Mechanismus ist, durch den die Energie auf das Metall übertragen wird.Wirbelströme und Joule-Erwärmung:
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Das von der Spule erzeugte Magnetfeld induziert Wirbelströme in der im Ofen befindlichen Metallcharge. Diese Wirbelströme fließen durch den elektrischen Widerstand des Metalls und erzeugen Wärme durch Joule-Erwärmung. Diese Wärme ist von Bedeutung, da sie das Metall direkt auf seinen Schmelzpunkt erhitzt, der bei Stahl bei etwa 1370 Grad Celsius liegt.
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Frequenz und Eindringtiefe:
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Die Frequenz des im Induktionsofen verwendeten Wechselstroms wirkt sich auf die Tiefe des Eindringens der Wirbelströme in das Metall aus. Höhere Frequenzen führen zu einer geringeren Eindringtiefe, die sich für das Schmelzen kleinerer oder dünnerer Metallstücke eignet. Die Wahl der Frequenz hängt von der Größe und Art des zu schmelzenden Metalls ab.Rühren und Gleichmäßigkeit:
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Sobald das Metall zu schmelzen beginnt, bewirken die Wirbelströme auch ein Umrühren des geschmolzenen Metalls. Dieses Rühren sorgt für eine gute Durchmischung und eine gleichmäßige Temperatur des geschmolzenen Metalls, was für die Qualität und Konsistenz des Endprodukts entscheidend ist.
Arten von Induktionsöfen:
