الفرن الحثي هو جهاز يستخدم مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية لتسخين وصهر الشحنة المعدنية. وبحسب تركيبه، ينقسم إلى نوعين: الفرن الحثي ذو القلب الحديدي والفرن الحثي بدون قلب حديدي.
يتميز فرن الحث عديم القلب بكفاءة عالية، وتوفير الطاقة، وانخفاض التلوث، وسهولة ضبط التركيب، وسهولة التحكم في الغلاف الجوي، وقدرة تسخين قوية، وإمكانية التشغيل المتقطع. وينقسم فرن الحث إلى: فرن حث بتردد الطاقة (أقل من 50 هرتز)؛ وفرن حث بتردد متوسط (من 50 هرتز إلى 10000 هرتز)؛ وفرن حث بتردد عالٍ (أكثر من 10000 هرتز). في السنوات الأخيرة، ومع تطور وتحسين موثوقية مصادر الطاقة ذات التردد المتغير عالية القدرة التي تعمل بالثايرستور، حلّ فرن التردد المتوسط تدريجيًا محل فرن تردد الطاقة. وبالمقارنة مع فرن تردد الطاقة، يتميز فرن التردد المتوسط بكفاءة حرارية وكهربائية عالية، ووقت انصهار قصير، واستهلاك منخفض للطاقة، وسهولة في التشغيل الآلي. إضافةً إلى ذلك، يتجه تطوير فرن الحث نحو السعة الكبيرة والقدرة العالية، مما يتطلب مواد حرارية أكثر ملاءمة.
تُعدّ البطانة الحرارية عاملاً هاماً يُحدد إنتاجية فرن الحث، وجودة المسبوكات، وسلامة وموثوقية الإنتاج والتشغيل. وللحصول على بطانة حرارية عالية الجودة وطويلة العمر، يجب أولاً فهم ظروف الاستخدام: (1) عندما تكون البطانة الحرارية سميكة نسبياً، يكون تدرج درجة الحرارة فيها كبيراً عندما تكون رقيقة؛ (2) عندما يتسبب التحريك الكهرومغناطيسي للمعدن المنصهر في الفرن في تآكل ميكانيكي للبطانة الحرارية؛ (3) عندما تتعرض البطانة الحرارية للتبريد السريع المتكرر والصدمات الحرارية.
لذا، يجب أن تتمتع المواد الحرارية المختارة بالخصائص التالية: مقاومة حرارية عالية ودرجة حرارة تليين مناسبة تحت الحمل؛ ثبات جيد ضد الصدمات الحرارية؛ عدم تفاعل كيميائي مع المعادن والخبث؛ قوة ميكانيكية عالية عند درجات الحرارة المرتفعة؛ عزل حراري جيد؛ بنية جيدة، كثافة تعبئة عالية، سهولة التلبيد، سهولة الصيانة؛ وفرة موارد المواد الخام الحرارية، وانخفاض الأسعار، إلخ. يرتبط تطوير أفران الحث ارتباطًا وثيقًا بالتقدم التكنولوجي في مجال المواد الحرارية. غالبًا ما يبدأ تصميم أفران الحث ذات التردد العالي واسعة النطاق باختيار المواد الحرارية وإجراء اختبارات محاكاة لبطانة الفرن. في جميع الأحوال، يعتمد اختيار المواد الحرارية لبطانة الفرن على كفاءة استخدام الفرن واقتصاديته. ولضمان التوصيل المحكم بالأجهزة الكهربائية، كلما كان سمك البطانة أقل، كان ذلك أفضل دون التأثير على عمر الخدمة.
تاريخ النشر: 18 أبريل 2022