Um forno de indução é um dispositivo elétrico versátil e eficiente utilizado para aquecer e fundir metais e outros materiais condutores.
A sua estrutura e funcionamento baseiam-se nos princípios da indução electromagnética.
Uma corrente alternada que flui através de uma bobina de cobre gera um campo magnético.
Este campo magnético induz correntes no material condutor dentro de um cadinho, aquecendo-o assim.
O forno de indução pode ser classificado em diferentes tipos, como os fornos de indução sem núcleo e os fornos de indução de canal, cada um com componentes e aplicações específicas.
4 Componentes principais de um forno de indução
Cadinho
O cadinho é o recipiente que contém o material a ser aquecido.
Ele é normalmente feito de materiais que podem suportar altas temperaturas, como cerâmica ou grafite.
Isto evita a contaminação e assegura a durabilidade.
Bobina de indução
Uma bobina de cobre envolve o cadinho e está ligada a uma fonte de alimentação eléctrica.
Quando energizada com uma corrente eléctrica de alta frequência, gera um campo magnético flutuante.
Unidade de alimentação eléctrica
Inclui um transformador, um inversor e um banco de condensadores.
Estes são essenciais para fornecer a corrente eléctrica necessária à bobina de indução.
Tipos de fornos de indução
Forno de indução sem núcleo
Este tipo consiste num recipiente refratário rodeado por uma bobina de indução, suportado por uma estrutura de aço.
Funciona através da indução de correntes de Foucault no material carregado, que aquece de acordo com a lei de Joule e funde o material.
Forno de indução de canal
Este tipo inclui um invólucro de aço revestido a refratário contendo metal fundido e uma unidade de indução com um núcleo de ferro e uma bobina de indução primária.
Os laços de metal fundido actuam como o componente secundário de um transformador e o calor gerado nestes laços faz com que o metal circule e se agite dentro do forno.
Princípios de funcionamento
Indução electromagnética
Quando uma corrente alternada flui através da bobina de indução, cria um campo eletromagnético que induz correntes eléctricas no material condutor dentro do cadinho.
Estas correntes geram calor através da resistência, fundindo efetivamente o material.
Aquecimento direto
Ao contrário dos fornos tradicionais, os fornos de indução aquecem diretamente a carga e não o próprio forno.
Isto reduz a perda de energia e aumenta a eficiência.
Aplicações
Fundição por revestimento
A fusão por indução é amplamente utilizada na fundição de revestimento devido à disponibilidade de vários fornos de ar e vácuo que podem lidar com quase todos os metais.
Siderurgia e fundições especiais
Os fornos de indução são utilizados em cadinhos refractários cilíndricos, de topo aberto e inclináveis, com uma bobina de indução arrefecida a água, adequada para processos de alta temperatura.
Vantagens
Eficiência
Os fornos de indução são altamente eficientes, uma vez que aquecem diretamente o material, minimizando a perda de energia.
Controlo e precisão
Oferecem um controlo preciso do processo de aquecimento, o que é crucial para manter a qualidade do produto final.
Versatilidade
Podem ser utilizados para uma vasta gama de metais e ligas, o que os torna versáteis em várias aplicações industriais.
Em resumo, a estrutura de um forno de indução é concebida para aproveitar a indução electromagnética para um aquecimento e fusão eficientes e precisos dos metais.
Os principais componentes incluem o cadinho, a bobina de indução e a fonte de alimentação, com diferentes tipos, como fornos de indução sem núcleo e de canal, que atendem a necessidades industriais específicas.
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