Anwendungen der induktiven Erwärmung
Es gibt zahlreiche Methoden zum Erhitzen metallischer Materialien, darunter Induktionsheizungen, gasbefeuerte Öfen, Wirbelschichtöfen, Infrarotheizungen, Elektro- oder Brennstofföfen und andere. Jede Technik besitzt ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen. In den letzten vierzig Jahren hat die elektromagnetische Induktion aufgrund ihrer Fähigkeit zur tiefen Wärmedurchdringung und schnellen und präzisen Wärmeabgabe an bestimmte Bereiche des Werkstücks an Bedeutung gewonnen. Diese Technologie führt zu verkürzten Prozesszyklen(erhöhte Produktivität) bei gleichbleibender Qualität. Die Fähigkeit zur fein gesteuerten Wärmeintensität reicht von allmählichen Geschwindigkeiten (z. B. nur 2–3 °C/s für Anlass- und Entspannungsanwendungen) bis hin zu schnellen Geschwindigkeiten (z. B. über 800 °C/s beim Zahnradhärten). ), ermöglicht optimale Prozessstrategien. Die Induktionserwärmung ist im Vergleich zu Alternativen wie gasbefeuerten Öfen energieeffizienter und umweltfreundlicher. Eventuell entstehender Rauch oder Dämpfe durch Schmiermittelrückstände oder Oberflächenverunreinigungen werden mühelos beseitigt. Die geringere Hitzeeinwirkung trägt zusätzlich zur Umweltfreundlichkeit und Ergonomie der Technologie bei. Erhöhte Sicherheit gepaart mit geringeren Ausrüstungskosten (reduzierter Bedieneraufwand und höhere Effizienz) machen elektromagnetische Induktion zu einer lukrativen Investition. Die Induktionserwärmung führt zu einer überlegenen Oberflächenqualität erhitzter metallischer Materialien und verringert deutlich die Zunderbildung und Entkohlung. Folglich sinkt der Bedarf an erneuter Aufkohlung oder Metallentfernung. Die erhebliche Reduzierung des Maßstabs (zwei- bis vierfach im Vergleich zur Gasofenheizung von Kohlenstoffstählen) führt zu erheblichen Kosteneinsparungen. Induktionssysteme zeichnen sich durch ein schnelleres Starten und Herunterfahren aus und minimieren so unproduktive Heizstillstandszeiten. In betriebsfreien Zeiten wird keine Energie zur Wärmeerzeugung oder -erhaltung benötigt. Zu den weiteren Vorteilen der Induktionserwärmung gehören die stückweise Verarbeitung mit Rückverfolgbarkeit der Komponenten, erstklassige Produktqualität, Wiederholbarkeit, Automatisierungsbereitschaft, erweiterte Überwachung und minimaler Verzug bei wärmebehandelten Teilen. Zum Beispiel,
Zu den Kernkomponenten eines Induktionserwärmungssystems (IH) gehören ein Heizinduktor, eine Stromversorgung, eine Lastanpassungsstation, Wasserkühlung und Abschreckung (für Wärmebehandlungsaufgaben) sowie das Werkstück selbst. Die Begriffe „Heizinduktor“, „Induktionsspule“ und „Spule“ werden synonym verwendet, um das elektrische Gerät zu beschreiben, das für die Erzeugung des Heizeffekts in der Nähe des Werkstücks verantwortlich ist. Obwohl oft als Spule bezeichnet, entspricht die Geometrie des Induktors nicht immer der herkömmlichen kreisförmigen Spulenform. Eine Vielzahl von Induktorformen und -größen ist auf bestimmte Anwendungen oder Anwendungsfamilien zugeschnitten. Design und Betriebsmerkmale von IH-Maschinen hängen von den Komplexitäten des Prozesses ab. Industrielle Anwendungsfälle der Induktionserwärmung können in fünf Hauptgruppen eingeteilt werden: Wärmebehandlung, Massenerwärmung, Spezialanwendungen, Induktionsschmelzen.