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Fornos de indução

Fornos de indução utilizados Fusão, manutenção da temperatura e vazamento Tecnologia dos fornos elétricos

O campo eletromagnético gera calor diretamente no interior do metal.

Os fornos de indução transferem energia elétrica para o material de carga metálica ou para o banho fundido existente através de um campo eletromagnético. A potência, a temperatura e o movimento do banho podem, portanto, ser adaptados com precisão ao respetivo processo de fusão, manutenção ou vazamento.

Tipos de fornos Forno de indução de canal e forno de indução sem núcleo

Aplicações Fusão, manutenção da temperatura, vazamento ou processamento de aparas metálicas

Metais Metais não ferrosos, ligas de cobre, ferro fundido e aço

Equipamento do sistema Bobina, eletrónica de potência, arrefecimento e controlo do processo

Da corrente alternada ao metal fundido

O processo indutivo combina energia elétrica, acoplamento eletromagnético e o aquecimento de metal condutor. A configuração específica varia de acordo com o projeto do forno e a aplicação.

O calor não é gerado inicialmente no interior da câmara do forno, mas diretamente pelas correntes elétricas no interior do metal.

Campo

A bobina de indução gera um campo magnético variável A bobina de cobre de múltiplas espiras é alimentada com corrente alternada. A frequência, a corrente, a geometria da bobina e a sintonização elétrica determinam o acoplamento eletromagnético com o metal.

Corrente

São induzidas correntes elétricas no material condutor Dentro do sistema, o metal comporta-se de forma semelhante ao lado secundário de um transformador. As correntes induzidas fluem através do material de carga ou do banho fundido.

Calor

A resistência elétrica aquece o metal As correntes induzidas geram calor no interior do material. Ao mesmo tempo, as forças eletromagnéticas podem facilitar o movimento e a mistura controlados do banho.

Dois modelos fundamentais de fornos

A diferença decisiva reside no facto de a energia ser transferida para o metal fundido dentro de um canal restrito ou através de quase todo o conteúdo do cadinho.

Modelo de forno 01

Forno de indução de canal

Num forno de indução com canal, a energia eletromagnética é transferida dentro de um canal ligado ao banho de metal fundido principal. O metal aquecido circula entre o indutor e a câmara do forno .

Funções típicas: Manutenção da temperatura, vazamento e, dependendo da configuração, fusão.

Metais típicos: Cobre e ligas de cobre, alumínio e aplicações selecionadas de aço.

Unidade central Indutor com bobina de cobre, núcleo de transformador e canal de metal fundido .

Inspeção-chave Estado do canal, indutor, revestimento refratário, circulação e nível mínimo de metal.

Conceção do forno 02

Forno de indução sem núcleo

Num forno de indução sem núcleo, o metal é contido num cadinho revestido a cerâmica, rodeado por uma bobina de indução cilíndrica . Quase todo o conteúdo do cadinho é aquecido eletromagneticamente.

Aplicações típicas: Fusão, manutenção da temperatura, vazamento e fusão de aparas.

Setores típicos: Fundições de ferro fundido, indústria de metais não ferrosos e aplicações selecionadas na indústria siderúrgica.

Unidade central Cadinho cerâmico, bobina arrefecida a água e alimentação elétrica .

Inspeção-chave Estado da bobina, revestimento refratário, arrefecimento, monitorização de falhas de terra e mecanismo de inclinação.

A aplicação determina a configuração necessária do forno

Um forno de indução pode desempenhar diferentes funções. A procura de metal, a temperatura, a potência, o método de carregamento e o fluxo de metal a jusante devem ser considerados em conjunto durante a seleção técnica.

Fusão

Fundição de material de carga sólido em condições controladas O tamanho do lote, a temperatura inicial, a geometria das peças, a densidade aparente, a liga e o tempo de fundição necessário determinam a gama de potência necessária.

Potência e tempo de lote

Manutenção

Manter o metal fundido dentro de uma janela de processo estável As perdas de calor, a retirada de metal, a reposição e os períodos de inatividade influenciam a potência de manutenção necessária e o controlo da temperatura.

Estabilização da temperatura

Colada

Transferir o metal fundido para uma concha ou sistema de fundição O ângulo de inclinação, a altura de vazamento, a geometria do bico, a capacidade de dosagem, a posição da concha e a interface da máquina devem corresponder ao layout do sistema.

Medir a transferência de metal

Lascas

Processar material leve com grande área de superfície A secagem, a desoleação, a compactação, a alimentação controlada, a submersão e o comportamento de oxidação determinam a adequação para a fusão de aparas;

Preparar o material

Propriedades características da tecnologia dos fornos de indução

A avaliação técnica deve ter em conta tanto as vantagens do processo elétrico como os requisitos relativos à potência, arrefecimento e revestimento refratário.

O controlo preciso da potência e a resposta rápida satisfazem uma infraestrutura elétrica e térmica exigente.

Resposta rápida Dependendo do conversor e do conceito do sistema, a potência elétrica pode ser ajustada rapidamente. Isto permite um controlo específico da temperatura e do processo de fusão.

Controlo reprodutível do processo A potência alvo, a temperatura, os programas de lotes e os tempos de processo podem ser armazenados no sistema de controlo e reutilizados para sequências de produção recorrentes.

Movimento controlado do banho As forças eletromagnéticas podem mover e misturar o metal fundido. A sua intensidade e efeito dependem da frequência, potência, geometria e nível de enchimento.

Atmosfera neutra do forno Uma vez que nenhuma chama do queimador atua diretamente sobre o metal fundido, a energia é transferida sem a presença de gases de combustão diretos no interior da câmara de fusão.

Elevados requisitos de arrefecimento A bobina, as barras colectoras, o conversor e outros componentes eléctricos requerem um abastecimento controlado de água de arrefecimento com caudal, temperatura e pressão monitorizados.

O sistema elétrico constitui o verdadeiro percurso energético

Todos os componentes de potência e ligações de um forno de indução usado devem ser documentados na íntegra. A falta de conjuntos pode tornar a reutilização consideravelmente mais difícil.

Alimentação elétrica

Verifique a capacidade e a tensão do local A carga ligada, a tensão da rede, a configuração do transformador, a capacidade de curto-circuito, as secções transversais dos cabos e a distribuição de energia existente devem ser compatíveis com a nova localização.

Conversor

Converta a frequência da rede elétrica para a frequência de funcionamento necessária Os módulos de potência, os semicondutores, o circuito de ligação CC, as placas de controlo, o sistema de arrefecimento e a versão do software determinam a usabilidade do sistema de conversão de frequência.

Ajuste

Ajustar os condensadores e o circuito ressonante Os bancos de condensadores, os contactores, as barras coletoras e os cabos de ligação devem ser eletricamente e mecanicamente compatíveis com a bobina e com a gama de potência pretendida.

Bobina

Gerar o campo magnético no interior do forno A tubagem de cobre, o isolamento, o espaçamento dos enrolamentos, as ligações, o fluxo de água de arrefecimento e os danos térmicos ou mecânicos visíveis são pontos centrais de inspeção.

Monitorização

Proteger o estado elétrico e térmico A monitorização de falhas à terra, a monitorização do isolamento, os interruptores de caudal, a medição da temperatura, a proteção contra sobrecorrente e o desligamento de emergência devem funcionar na íntegra.

O metal e o revestimento refratário devem ser avaliados como um conjunto de materiais

O revestimento refratário proporciona a barreira protetora direta entre o metal fundido, a bobina e a estrutura de suporte. A seleção do material, a instalação, a secagem e a monitorização influenciam a segurança operacional e a vida útil.

Considere a liga: O ferro fundido, o aço, o alumínio, o cobre e outras ligas impõem requisitos diferentes ao material refratário, à temperatura de funcionamento e à resistência química.

Documente o perfil do revestimento A qualidade do material, a espessura da camada, a geometria do cadinho, a base, a zona de vazamento, as áreas de reparação e a vida útil anterior devem ser documentadas da forma mais completa possível.

Monitorizar a espessura residual da parede O desgaste, as fissuras e a penetração do metal podem afetar a segurança elétrica e mecânica. É necessária uma avaliação profissional antes do recomissionamento.

Planear a secagem e o aquecimento Os revestimentos novos ou reparados devem ser colocados em serviço utilizando um programa adequado de secagem e sinterização. A curva de temperatura e os períodos de manutenção devem ser documentados.

Inspecione cuidadosamente o indutor e o canal Nos fornos de canal, a geometria do canal, os depósitos, o nível mínimo de enchimento e o estado local do revestimento afetam diretamente a circulação e a transferência de energia.

Que dados técnicos determinam a adequação?

O fabricante e o ano de fabrico não são suficientes para selecionar um forno de indução usado. São necessários dados completos relativos ao processo metalúrgico, ao forno, ao sistema elétrico, ao circuito de arrefecimento e ao âmbito de fornecimento.

Conceção do forno

Forno de indução de canal ou sem núcleo O projeto, a geometria da câmara, o indutor, o mecanismo de inclinação e o método de operação pretendido constituem a base da especificação técnica.

Aplicação

Fusão, manutenção, vazamento ou fusão de aparas A função principal determina a reserva de potência necessária, a sequência de carga, o controlo de temperatura, a remoção de metal e o equipamento periférico.

Metal

Liga e temperatura de funcionamento O tipo de metal, a composição, a densidade, a temperatura de fusão e os requisitos metalúrgicos influenciam o revestimento, a potência e o tamanho do forno.

Capacidade

Conteúdo nominal e quantidade de metal utilizável O conteúdo total, o banho de trabalho, o nível mínimo de enchimento, o metal residual e a quantidade máxima de enchimento permitida devem ser documentados separadamente.

Potência

Potência nominal e potência de funcionamento elétricas A potência do forno, a capacidade do conversor, o transformador, os estágios de potência e a gama de funcionamento realisticamente alcançável devem ser compatíveis.

Frequência

Frequência de funcionamento do sistema de indução A frequência influencia a profundidade de penetração, o acoplamento de potência, o movimento do banho de metal e a sintonização elétrica. Deve ser adequada ao metal e à geometria do forno.

Taxa de fusão

Quantidade de metal por unidade de tempo A taxa de fusão real depende da liga, do material de carga, da temperatura inicial, do resíduo, da sequência de carregamento e das perdas de calor.

Arrefecimento

Quantidade, pressão e temperatura da água A capacidade de arrefecimento, as bombas, os permutadores de calor, os filtros, as unidades de arrefecimento, a monitorização do caudal e a qualidade da água devem ser documentados de forma completa.

Inclinação

Ação, ângulo e altura de vazamento O sistema hidráulico ou eletromecânico, o eixo de inclinação, as posições finais, o movimento de retorno, a posição da concha e a área de segurança devem ser inspecionados.

Sistema de controlo

PLC, dados de operação e de processo Documentar o controlo de potência, a temperatura, o circuito de arrefecimento, o desbloqueio da inclinação, os programas de lote, as avarias, o registo de dados e as interfaces.

Instalação

Dimensões, peso e infraestrutura Tem em conta a fundação, o poço do forno, a estrutura metálica, as áreas de manutenção, o traçado dos cabos, o sistema de arrefecimento, o quadro elétrico e as vias de acesso no novo local.

A potência, a temperatura e a segurança são controladas em conjunto

O sistema de controlo liga o percurso da energia elétrica ao processo metalúrgico. A reutilização requer, portanto, tanto hardware funcional como programas e parâmetros disponíveis.

A alimentação elétrica só pode ser fornecida à bobina após o sistema elétrico, o circuito de refrigeração e o estado do forno terem sido todos autorizados.

Prontidão do sistema A alimentação da rede elétrica, o conversor, o circuito de água de arrefecimento, a monitorização de falhas de terra, as portas, a posição de inclinação e outras condições de segurança devem ser confirmadas.

Regulação da potência A potência elétrica é controlada de acordo com a fase do processo, a temperatura, o nível de enchimento e o programa de lote selecionado.

Controlo da temperatura As medições do banho fundido, do forno e do sistema de arrefecimento são monitorizadas e associadas a valores-alvo, limites e condições de libertação.

Monitorização do circuito de arrefecimento O caudal, a temperatura de alimentação, a temperatura de retorno, a pressão e a temperatura devem ser monitorizados continuamente. Os desvios exigem uma redução definida da potência ou o desligamento.

Dados do processo Potência, consumo de energia, temperatura, tempo de lote, mensagens de avaria e horas de funcionamento podem ser armazenados para análise, planeamento de manutenção e rastreabilidade.

Inspeção técnica de um forno de indução usado

A avaliação do estado deve incluir o corpo do forno, todo o sistema elétrico, o equipamento de arrefecimento, o revestimento refratário, o sistema mecânico, o sistema de controlo e todas as funções relacionadas com a segurança.

Área de inspeção Carcaça do forno e estrutura de suporte Inspecione a estrutura, a câmara, a tampa, as plataformas, os pontos de apoio, o invólucro e as áreas afetadas por corrosão, fissuras ou deformação térmica.

Área de inspeção Bobina de indução Inspecione a tubagem de cobre, o isolamento, as ligações, os enrolamentos, os espaçadores, as fugas visíveis, a descoloração e o fluxo de água de arrefecimento.

Área de inspeção Revestimento refratário e cadinho Registe fissuras, áreas danificadas, penetração de metal, espessura restante da parede, areas reparadas, a zona de vazamento e a liga processada anteriormente.

Área de inspeção Conversor e eletrónica de potência Inspecione os módulos, condensadores, barras coletoras, transformadores, placas de controlo, refrigeração, funções de proteção e estado das peças sobressalentes.

Área de inspeção Sistema de água de arrefecimento Registar as bombas, permutadores de calor, unidades de arrefecimento, filtros, mangueiras, coletores, interruptores de caudal, fugas e qualidade da água.

Área de inspeção Mecanismo de inclinação e sistema hidráulico Teste os rolamentos, eixo, cilindros, bombas, válvulas, posições finais, interbloqueios e movimento de regresso controlado em condições adequadas.

Área de inspeção Monitorização e segurança Inspecionar exaustivamente as funções de monitorização de falhas à terra, isolamento, sobrecorrente, sobretemperatura, falta de água de arrefecimento, paragem de emergência e desligamento seguro.

Área de inspeção Documentação e software Registe os esquemas elétricos, os diagramas de refrigeração, os programas, os parâmetros, as instruções de funcionamento, os dados do revestimento, as listas de peças sobressalentes e as cópias de segurança dos dados.

Planear a relocalização e o recomeço de funcionamento como um projeto único e completo

Os fornos de indução combinam uma mecânica pesada com eletrónica de potência sensível e um extenso equipamento de arrefecimento. Uma relocalização bem-sucedida, por isso, começa antes da desmontagem.

Levantamento

Documente completamente o forno e o equipamento auxiliar Registe dimensões, pesos, cabos, barras colectoras, linhas de arrefecimento, transformadores, conversores, armários elétricos, fundações e estruturas de aço.

Desligamento

Remover o metal e desligar o fornecimento de energia de forma segura Esvaziar o forno, desligar o sistema de arrefecimento de forma controlada, descargar os condensadores, proteger as ligações elétricas e remover os materiais residuais de forma profissional.

Desmontagem

Identifique todas as unidades elétricas e mecânicas Marque claramente cabos, barramentos, mangueiras, sensores e conjuntos. Embale o equipamento eletrónico de potência sensível separadamente e de forma segura para o transporte.

Instalação

Coordenar a fundação, a alimentação elétrica e o sistema de refrigeração Integrar o poço do forno, a capacidade de carga, a sala de comutação, os percursos dos cabos, o sistema de refrigeração, o tratamento de água e as áreas de segurança no novo layout.

Colocação em funcionamento

Ativar o revestimento, o arrefecimento e a alimentação de energia passo a passo Realizar testes de estanqueidade, medição do isolamento, ensaios a seco, o programa de sinterização, a primeira fusão, o aumento gradual da potência e os testes de segurança em condições controladas.

Fornos de indução usados de vários fabricantes

Dependendo da disponibilidade, podem ser oferecidos fornos individuais, sistemas completos de fornos duplos, convertedores, transformadores, sistemas de arrefecimento e equipamento periférico adicional. O âmbito real do fornecimento continua a ser determinante.

Otto Junker · Inductotherm · ABP · ELZAMET · EGES

O fabricante, o ano de fabrico, a capacidade, a potência, a frequência, o tipo de metal, o design do forno e o âmbito do fornecimento podem variar de acordo com o inventário de máquinas disponível.

Tecnologia adicional de fornos para fundições e fornecimento de metais

Dependendo da liga, da taxa de fusão e do conceito de produção, outros modelos de fornos ou sistemas combinados também podem ser adequados para o projeto.

Fornos usados Visão geral dos fornos de fusão, dosagem, cadinho, reciclagem, indução e fornos para fins especiais. Ver visão geral →

Fornos de Fusão Sistemas aquecidos eletricamente ou a combustível para a fusão e manutenção a temperatura de diferentes ligas metálicas. Ver categoria →

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Recondicionamento de fornos Inspeção técnica, reparação, revestimento refratário e adaptação de sistemas de fornos usados. Ver serviço →

Comprar ou vender fornos de indução usados

A FISS apoia a procura de um forno de indução adequado e a sua definição técnica com base no projeto do forno, liga, aplicação, capacidade, taxa de fusão, frequência, potência elétrica, revestimento refratário, sistema de arrefecimento, mecanismo de inclinação e infraestrutura disponível no local. Caso não exista atualmente nenhum forno adequado listado, a FISS pode realizar uma pesquisa específica através da sua rede internacional para encontrar uma solução adequada.

Na venda de equipamentos, a FISS presta apoio na avaliação do estado, documentação técnica, planeamento da desmontagem e comercialização internacional de fornos de indução individuais e de sistemas completos de fornos e fusão. Para além da mediação e da comercialização internacional, a compra direta pela FISS também pode ser uma opção, dependendo do projeto.

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