اول از همه بیایید به تعریف کوره های القایی بپردازیم.
کوره های القایی نوعی کوره هستند که توسط الکتریسته گرما تولید می‌کنند و با این گرما فلزات داخل این کوره ذوب می‌شوند.
کوره های القایی با توجه به نوع سازه ظرفیت های متنوعی دارند از ۱ کیلوگرم تا ۱۰۰ تن ظرفیت کوره های القایی را تشکیل می‌دهند.
کوره های القایی به دلیل آلودگی بسیار کم، مصرف انرژی کم و قابلیت دقیق بر روی متالوژی ماده مذاب در بسیاری از صنایع فولاد، مس، آلومینیوم و سایر فلزات گرانبها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با توجه به پیشرفت تکنولوژی در صنعت الکترونیک کوره‌های القایی تا محدود ۱۰ هزار هرتز هم قابل افزایش هستند.
عملکرد یک کوره القایی
نحوه کار یک کوره القایی بدین صورت است:
لایه‌ی اولیه و داخلی کوره القایی عموما از آجر‌های نسوز ساخته می‌شود سپس دور این لایه را محفظه‌ای فلزی که از جنس مس است تشکیل می‌دهد.
پس از مواردی که در بالا ذکر کردیم نوبت به سیم پیچ‌ها می‌رسد که به صورت مارپیچ شکل به دور کوره پیچیده می‌شوند و وظیفه ایجاد یک جریان مغانطیسی را بر عهده دارند.
در برخی کوره ها خنک کننده‌های آبی و برخی دیگر خنک کننده‌های هوایی قرار دارد که توسط خازن های آبگرد کنترل می‌شود.
اما کوره های القایی به دو سته کلی کوره القایی بدون هسته (Coreless Type) و کوره القایی کانالی (Channel Type) تقسیم می‌شوند.
انواع کوره القایی
کوره القایی بدون هسته
این نوع کوره ها شامل یک بوته دیر گداز یا نسوز هستند که یک کویل مسی با قابلیت هدایت زیاد بدور آن پیچیده شده است و کویل با آب خنک می‌شود.
حلقه های سیم پیچی شده به دور کوره با نوار های نسوز سیلیکونی و نوار نسوز FRP عایق شده اند تا از اتصال جریان کوتاه برق جلوگیری کنند.
مکانیزم کوره القایی بدون هسته
جریان متناوب از طریق کویل مسی دور کوره میدان مغناطیسی در داخل کویل به وجود می‌آید. این میدان مغناطیسی در اثر برخورد با سطح قراضه موجود در داخل کوره هسته را به وجود می‌آورد.
جریان الکتریکی القایی به وجود آمده با عبور از هسته کوره باعث به وجود آمدن حرارت در داخل مخزن یا بوته می‌شود.
به صورت خلاصه کوره القایی را می‌توان به عنوان یک مبدل جریان در نظر گرفت که کویل کوره مدار اولیه و هسته‌ی داخل کوره یا همان قراضه مدار ثانویه را تشکیل می‌دهد.
می‌بایست به این نکته اشاره کنیم که هسته کوره می‌بایست حتما هادی جریان الکتریسیته باشد در غیر اینصورت حرارت و گرمایی به وجود نخواهد آمد.
در زیر تقسم بندی کوره های القایی از لحاظ فرکانس را می‌توانید مشاهده کنید.
- کوره های القایی با فرکانس پایین
- کوره های القایی با فرکانس متوسط
- کوره های القایی با فرکانس بالا
- کوره های القایی با فرکانس متعدد
کوره القایی کانالی
این نوع کوره ها از بوته ای تشکیل شده اند که یک یا چند سلف به آن متصل شده است. سلف ها در واقع ترانسفورماتور است که در مذاب، جریان ثانویه ایجاد می‌کند.
در کوره، انرژی از طریق منبع تغذیه به بوته می‌رود و در آنجا به گرما تبدیل می‌گردد.
مزایای کوره القایی
- قابلیت توزیع درجه حرارت و ترکیب شیمیایی در سراسر مذاب
- آسانی در افزودن عناصر آلیاژی
- امکان تهیه مذابی تمیز به دور از آلودگی
- عدم صدای زیاد حاصل از کوره القایی در مراحل ذوب
- راندمان بسیار بالاتر نسبت به سایر کوره ها
- امکان ساخت کوره در شکل و اندازه دلخواه
قسمت های تشکیل دهنده یک کوره القایی
• بوته: حاوی اسکلت فلزی کوره، کویل، جداره نسوز، مهار یا یوغ (yoke) پلات‌فرم(سکو)
• تأسیسات الکتریکی: شامل دژنکتور، سکسیونر، ترانسفورماتور، مبدل یکسوساز، مبدل فرکانس، خازنها، چوک‌ها، کلیدهای تعویض بوته و تابلوهای کنترل
• تأسیسات خنک کننده: تأسیسات الکتریکی کوره القایی مثل ترانسفورماتور، چوک، خازنها، کلیدهای فشار قوی ، تریستورها، سیستم مدار قدرت اگر از حد معینی گرمتر شوند باعث ایجاد مشکلاتی می‌گردند، لذا این تأسیسات و نیز کویل و بدنه کوره، یوک ها، کابل های تغذیه و سایر قسمت های کوره بایستی خنک شوند این قسمت‌ها عموماً با آب خنک می‌گردند و تأسیسات مخصوصی شامل مبدل‌های حرارتی، پمپ، برج خنک کن و غیره را دارا می‌باشد و معمولاً مقصود از تأسیسات خنک کن همین قسمت می‌باشد.
• تأسیسات حرکت بوته: برای کوره‌های بزرگ هیدرولیکی و برای کوره‌های کوچک مکانیکی یا هیدرولیکی است و شامل جک‌های هیدرولیک، پمپ هیدرولیک، مخزن روغن، شیرها، فیلترها، دیگر تأسیسات هیدرولیک و میز فرمان هیدرولیک یا سیستم‌های چرخ دنده‌ای دستی یا چرخ دنده‌ای موتور دار
• محل استقرار کوره: شامل اتاق محل استقرار بوته، فونداسیون، چاله تخلیه اضطراری، محل استقرار تأسیسات الکتریکی، هیدرولیکی و خنک کن و محل استقرار تابلوهای مدار فرمان، تابلوی کنترل مدار آب و میز فرمان هیدرولیک می‌باشد.
• تأسیسات تهویه: تأسیسات دوده و غبارگیر، بخصوص در کوره‌های بوته‌ای بزرگ را نیز می‌توان از تأسیسات مهم به حساب آورد.