इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेस: मध्यम आवृत्ति डिजाइन 0.5 से 30 टन तक की ऊष्मा को कैसे संभालते हैं?
इंडक्शन मेल्टिंग, धातु की छोटी से मध्यम मात्रा को पिघलाने का सबसे स्वच्छ और तेज़ तरीका है। इसमें इलेक्ट्रोड, दहन उत्पाद या कार्बन जमाव की आवश्यकता नहीं होती। ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के माध्यम से सीधे धातु में प्रवेश करती है। प्रति वर्ष 1000 से 30000 टन ढलाई का उत्पादन करने वाली फाउंड्री के लिए, मध्यम आवृत्ति इंडक्शन फर्नेस सर्वोपरि विकल्प है। यह तकनीक परिपक्व है, उपकरण विश्वसनीय हैं और प्रक्रिया को अच्छी तरह से समझा गया है।
इंडक्शन मेल्टिंग कैसे काम करती है
एक प्रेरण भट्टी में एक तांबे की कुंडली होती है जो दुर्दम्य पदार्थ से ढकी हुई क्रूसिबल को घेरे रहती है। कुंडली से 150 हर्ट्ज़ से 10 किलो हर्ट्ज़ (मध्यम आवृत्ति) की एसी धारा प्रवाहित होती है, जिससे क्रूसिबल के अंदर एक प्रबल प्रत्यावर्ती चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। यह चुंबकीय क्षेत्र धातु आवेश में भंवर धाराएँ उत्पन्न करता है, और ये भंवर धाराएँ जूल ऊष्मा द्वारा धातु को गर्म करती हैं।
सतही प्रभाव के कारण धातु की सतह पर भंवर धाराएँ केंद्रित हो जाती हैं। 1000 हर्ट्ज़ पर, तरल इस्पात में सतही गहराई लगभग 25 मिमी होती है, जिसका अर्थ है कि ऊष्मा घोल के बाहरी 25 मिमी भाग में उत्पन्न होती है। घोल सामान्य ऊष्मीय चालन द्वारा ऊष्मा को अंदर की ओर प्रवाहित करता है। चुंबकीय क्षेत्र का उत्तेजन प्रभाव घोल को घुमाता है और तापमान के समतुल्य होने की प्रक्रिया को तेज करता है।
बड़ी भट्टियों (5 टन से अधिक) के लिए, प्राकृतिक हलचल से जल-चालन का तापमान एकसमान नहीं रह पाता। जल-चालन की समरूपता को बेहतर बनाने के लिए नीचे से घुमाने वाली कुंडल या गैस से घुमाने वाला भाला लगाया जाता है। 10 टन की भट्टी के ऊपरी और निचले भाग के तापमान में बिना हलचल के 30 से 50 डिग्री सेल्सियस का अंतर हो सकता है, जबकि हलचल के साथ यह अंतर 5 से 10 डिग्री सेल्सियस तक ही रहता है।
आवृत्ति चयन
आवृत्ति को भट्टी के आकार के अनुसार समायोजित किया जाता है। छोटी भट्टियाँ उच्च आवृत्तियों (0.5 से 2 टन की भट्टियों के लिए 1 से 10 किलोहर्ट्ज़) पर चलती हैं, जबकि बड़ी भट्टियाँ निम्न आवृत्तियों (5 से 30 टन की भट्टियों के लिए 150 से 500 हर्ट्ज़) पर चलती हैं। बड़ी भट्टियों के लिए निम्न आवृत्ति अधिक सतही परत और अधिक एकसमान ताप प्रदान करती है, लेकिन इसके लिए बड़े कैपेसिटर और अधिक प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है।
MONTE INTELLIGENCE इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेस छोटे फर्नेसों के लिए 1 से 4 किलोहर्ट्ज़ पर सॉलिड-स्टेट IGBT इन्वर्टर और बड़े फर्नेसों के लिए 150 से 500 हर्ट्ज़ पर थायरिस्टर इन्वर्टर के साथ डिज़ाइन किए गए हैं। इनकी पावर रेंज 250 किलोवाट से 12 मेगावाट तक है, जो 0.5 टन से 30 टन तक के फर्नेस साइज़ के लिए उपयुक्त है।
क्रूसिबल डिजाइन और दुर्दम्य
इंडक्शन फर्नेस का क्रूसिबल सबसे अधिक घिसने वाला भाग होता है। मानक संरचना मैग्नीशिया या एल्यूमिना-मैग्नीशिया रिफ्रैक्टरी की एक ठोस परत होती है, जिसका कार्यकाल 300 से 1000 ऊष्माओं तक होता है, जो पिघलने वाली धातु और संचालन विधि पर निर्भर करता है।
लोहे और इस्पात के लिए, मानक दुर्दम्य पदार्थ 85 से 92 प्रतिशत MgO होता है जिसमें स्पिनेल बाइंडर मिला होता है। परत को स्थापना के दौरान ठोककर जमाया जाता है, विद्युत हीटरों से सुखाया जाता है, और शुरुआती कुछ ऊष्माओं द्वारा सिंटरिंग की जाती है। सिंटरिंग के बाद परत की सतह कांच जैसी हो जाती है जो मुख्य दुर्दम्य पदार्थ को धातु के प्रवेश से बचाती है।
अलौह धातुओं (तांबा, एल्युमीनियम, पीतल) के लिए मानक दुर्दम्य पदार्थ एल्युमीना-आधारित होता है। इसकी परत की जीवन अवधि आमतौर पर लोहे और इस्पात की तुलना में अधिक होती है, तांबे के लिए 1000 से 3000 ऊष्मा और एल्युमीनियम के लिए 500 से 1500 ऊष्मा तक होती है।
क्रूसिबल की खराबी एक बड़ी परिचालन संबंधी समस्या है। ऊष्मा के दौरान क्रूसिबल के घिस जाने से पिघली हुई धातु तांबे की कॉइल के संपर्क में आ जाती है, जिसके विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं। मानक सुरक्षा प्रणाली एक ग्राउंड फॉल्ट डिटेक्शन सिस्टम है जो पिघली हुई धातु और कॉइल के बीच करंट के प्रवाह की निगरानी करती है। फॉल्ट होने पर कुछ मिलीसेकंड में बिजली बंद हो जाती है, लेकिन कॉइल और आसपास की संरचना को गंभीर नुकसान होता है।
परिचालन पद्धतियाँ
इंडक्शन फर्नेस चलाना एक कला है। सबसे अनुभवी ऑपरेटर फर्नेस की आवाज़ों को पहचानते हैं: अच्छी मात्रा में लोड होने पर लगातार गूंजने वाली आवाज़, किसी धातु के टुकड़े के फंसने पर होने वाली तेज़ चटकने की आवाज़, और गीले चार्ज की गहरी गड़गड़ाहट। वे पावर फैक्टर, लाइन करंट और कूलिंग वॉटर के तापमान पर लगातार नज़र रखते हैं, और गेज में खराबी दिखने से पहले ही किसी संभावित समस्या का पता लगा सकते हैं।
मानक संचालन क्रम इस प्रकार है: लोड चार्ज (ठंडा या पहले से गरम किया हुआ), रेटेड पावर के 50 से 70 प्रतिशत पर पावर ऑन करना, घोल बनने के साथ ही पूरी पावर तक बढ़ाना, लक्ष्य तापमान तक पहुंचने के लिए पूरी पावर पर रखना, और फिर टैप करना। 5 टन लोहे को गर्म करने के लिए, 3.5 मेगावाट इनपुट पर ठंडा चार्ज 60 से 75 मिनट में पिघल जाता है, और टैप तापमान 80 से 95 मिनट में पहुंच जाता है। बिजली की खपत 550 से 600 किलोवाट-घंटे प्रति टन तरल लोहे के लिए होती है।
हॉट चार्ज ऑपरेशन (पिछली हीट या क्यूपोला से प्राप्त तरल धातु का उपयोग करके) पिघलने के समय को 30 से 45 मिनट तक और बिजली की खपत को 350 से 450 किलोवाट-घंटे प्रति टन तक कम कर देता है। कई फाउंड्री पिघलने के लिए कोरलेस इंडक्शन फर्नेस और भंडारण और सुपरहीटिंग के लिए चैनल फर्नेस के साथ डुप्लेक्स व्यवस्था का उपयोग करती हैं। डुप्लेक्स व्यवस्था ऊर्जा दक्षता और उत्पादन लचीलेपन में सुधार करती है।
भट्टियों के आकार और क्षमताएँ
MONTE INTELLIGENCE 0.5 से 30 टन क्षमता वाली इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेस की आपूर्ति करती है, जिनकी पावर रेटिंग 250 किलोवाट से 12 मेगावाट तक होती है। सबसे आम आकार निम्नलिखित हैं:
0.5 से 1 टन, 250 से 500 किलोवाट: छोटी फाउंड्री, आभूषण, विशेष मिश्र धातु
1 से 3 टन, 500 किलोवाट से 1.5 मेगावाट: जॉबिंग फाउंड्री, लौह ढलाई
3 से 5 टन, 1.5 से 3 मेगावाट: उच्च उत्पादन क्षमता वाली लौह और इस्पात फाउंड्री
5 से 10 टन, 3 से 6 मेगावाट: बड़ी फाउंड्री, नमनीय लौह उत्पादन
10 से 20 टन, 6 से 10 मेगावाट: इस्पात फाउंड्री, बड़ी लौह फाउंड्री
20 से 30 टन, 10 से 12 मेगावाट: इस्पात मिलों में इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस का प्रतिस्थापन
नियंत्रण प्रणाली में एचएमआई टच स्क्रीन इंटरफेस के साथ पीएलसी का उपयोग किया गया है। यह प्रणाली सभी विद्युत मापदंडों, शीतलन जल के तापमान, दुर्दम्य पदार्थ की स्थिति और संचालन अनुक्रम की निगरानी करती है। यह प्रणाली विभिन्न मिश्र धातुओं के लिए प्रक्रिया विधियों को भी संग्रहीत करती है।
विद्युत आपूर्ति प्रौद्योगिकी
इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेस का सबसे महंगा हिस्सा पावर सप्लाई होता है। आधुनिक डिज़ाइनों में 50/60 हर्ट्ज़ लाइन पावर को मध्यम आवृत्ति आउटपुट में बदलने के लिए सॉलिड-स्टेट आईजीबीटी या थायरिस्टर इनवर्टर का उपयोग किया जाता है। इनवर्टर की दक्षता 95 से 97 प्रतिशत होती है, और लाइन इनपुट से धातु में ऊष्मा उत्पन्न होने तक कुल विद्युत दक्षता 75 से 85 प्रतिशत होती है। आईजीबीटी इनवर्टर छोटे से मध्यम आकार की भट्टियों (5 टन, 3 मेगावाट तक) के लिए मानक हैं, जबकि थायरिस्टर इनवर्टर का उपयोग बड़ी भट्टियों में किया जाता है जहां आईजीबीटी की करंट रेटिंग सीमित होती है।
शीतलन जल प्रणाली
कॉपर कॉइल और इन्वर्टर इलेक्ट्रॉनिक्स को जल-शीतित किया जाता है। शीतलन जल इनपुट पावर का 15 से 25 प्रतिशत तक कम कर देता है, और शीतलन प्रणाली भट्टी के संचालन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। मानक कॉन्फ़िगरेशन एक बंद-लूप शीतलन टॉवर है जिसमें प्रक्रिया जल के लिए एक हीट एक्सचेंजर लगा होता है। कॉइल के प्रवेश द्वार पर शीतलन जल का तापमान 30 से 40 डिग्री सेल्सियस पर नियंत्रित किया जाता है।
शीतलन जल की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है। कठोर जल के कारण कॉइल में स्केल जमा हो जाता है, जिससे ऊष्मा स्थानांतरण कम हो जाता है और अंततः शीतलन मार्ग अवरुद्ध हो जाते हैं। मानक जल उपचार में सॉफ़्टनर और रासायनिक अवरोधकों का उपयोग किया जाता है। शीतलन जल की कठोरता, पीएच और चालकता की जाँच मासिक रूप से की जाती है।
खरीदारों के लिए चयन मानदंड
इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेस खरीदने वाले ग्राहकों के लिए मुख्य प्रश्न ये हैं: पिघलाई जाने वाली धातु कौन सी है, उत्पादन दर क्या है, चार्ज सामग्री क्या है (ठंडी या गर्म), और उपलब्ध विद्युत संरचना क्या है। फर्नेस का आकार और पावर रेटिंग इन्हीं मापदंडों के अनुसार तय की जाती है।
MONTE INTELLIGENCE इंजीनियरिंग एक विशिष्ट उत्पादन प्रोफ़ाइल के लिए पिघलने का समय, बिजली की खपत और परिचालन लागत का मॉडल तैयार कर सकती है। इसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन गारंटी के साथ भट्टी का विनिर्देशन प्राप्त होता है।
इंडक्शन मेल्टिंग के बारे में मोंटे इंटेलिजेंस से बात करें
नए इंडक्शन मेल्टिंग फर्नेस खरीदने या मौजूदा यूनिट को बदलने पर विचार कर रहे खरीदारों के लिए, मोंटे इंटेलिजेंस इंजीनियरिंग धातु, उत्पादन दर और उपलब्ध बिजली आपूर्ति के अनुरूप फर्नेस कॉन्फ़िगरेशन की सिफारिश कर सकती है। अधिक जानकारी के लिए विजिट करें।www.cnlymonte.com/products-medium-frequency-furnace.html उत्पाद विनिर्देशों के लिए। परियोजना पर चर्चा के लिए, helenxu@cnlymonte.com पर ईमेल करें, विषय पंक्ति में "इंडक्शन मेल्टिंग पूछताछ" लिखें और अपनी धातु, उत्पादन लक्ष्य और चार्ज सामग्री का विवरण दें।
