Cómo funciona la fusión por inducción en un horno sin núcleo

El calentamiento por inducción es una forma de transferir la energía del calor. Fundir acero es uno de los usos de un horno de inducción. Estados Unidos importa más acero que ningún otro país del mundo. En 2017, las importaciones a Estados Unidos incluyeron acero por valor de 27.000 millones de dólares. Los hornos de inducción para fundir acero se utilizan para fundir y crear aleaciones a partir de diversos metales. La pérdida de masa fundida es mínima, al igual que el refinado del metal. El sin núcleo es un tipo de horno de inducción.

El horno sin núcleo

La bobina es fundamental para el funcionamiento de los hornos de inducción de fusión de acero sin núcleo. Esta bobina es una pieza hueca de tubo de cobre muy duradero y de alta conductividad, y está formada en forma helicoidal. Una envoltura de acero mantiene la forma de la bobina, y el calentamiento de la envoltura de apoyo se evita mediante un blindaje magnético. La bobina se enfría con agua, y el agua se recircula a una torre de refrigeración. Unos muñones sostienen el armazón para permitir el vertido.

Rangos de frecuencia

Un crisol toma forma cuando se empuja un refractario granular entre la bobina y un molde hueco. Éste se funde con el calentamiento inicial, dando lugar a un revestimiento sinterizado. La tensión y la frecuencia de la alimentación principal son convertidas por la celda de potencia; esta conversión es necesaria para la fusión eléctrica. En la fusión por inducción, las frecuencias oscilan entre 50 ciclos por segundo, denominada frecuencia de red, y 10.000 ciclos por segundo, denominada alta frecuencia. Una frecuencia más alta puede aumentar la potencia máxima que puede utilizarse en el horno y reducir las turbulencias.

Agitando

Cuando el material de carga se ha fundido, el campo magnético y las corrientes eléctricas de la bobina de inducción interactúan. Esto provoca una agitación en el metal fundido. Esta agitación hace que el metal fundido se eleve en el centro, creando el menisco esperado en la superficie del metal. La cantidad de agitación depende de la frecuencia y la potencia utilizadas. También depende de la forma y el tamaño de la bobina y de la viscosidad y densidad del metal. La agitación en el baño es crucial porque contribuye a la mezcla de las aleaciones y a la fusión de las virutas, y establece una temperatura uniforme en todo el horno. Una agitación excesiva puede provocar una mayor captación de gas, desgaste del revestimiento y oxidación de la aleación.

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