Diseño de un horno de inducción para el calentamiento inductivo de metales ligeros

Abstract

El proyecto en general se encuentra encaminado a presentar una alternativa para enfrentar el problema de contaminación que actualmente nos preocupa, dirigiéndonos específicamente a los hornos de baja escala emplean crisoles adaptados para fundir los metales utilizando como fuente de energía cilindros de GLP y oxígeno. Un horno de inducción nos ayuda a reducir la contaminación, es limpio, eficiente y fácil de controlar desde el punto de vista energético generan una gran cantidad de calor de manera rápida, son más modernas y utilizadas en más fundidoras de metales paramagnéticos, materiales ferrosos, sustituyendo a los altos hornos por los de inducción. Existen tres clases fundamentales de hornos de inducción las cuales son: - De Baja frecuencia: el calor se produce por el efecto Joule de la corriente inducida por corriente alterna atreves de metal que queremos fundir. - De Alta frecuencia: el calor lo producen las corrientes de Foucault, ordinariamente consideradas como parasitas, inducidas en el metal, que actúa como núcleo de un solenoide. - Hornos electrónicos: el calor se produce por la vibración molecular del cuerpo que se trata de calentar cuando es sometido a un fuerte campo de radiaciones electromagnéticas de muy alta frecuencia. Los hornos a inducción pueden ser utilizados para fundir, soldar, templar, tratar o ajustar por contracción cualquier material que sea adecuado para su uso con calor por inducción. Se trata de un sistema utilizado en la industria, artesanos y otros, cuando se requiere el calentamiento o fundición de metales ligeros, en una atmosfera controlada, el cual es el calentamiento por inducción electromagnética. Este proceso se puede modelar mediante la utilización de las leyes de Faraday, Ampere y a la aplicación del efecto Joule. Para aumentar la temperatura del metal que se desea calentar se requiere someter la muestra a un campo magnético variable en el tiempo. Bajo estas condiciones en el interior de la muestra se induce corrientes que producen disparos de potencia; la cual se manifiesta con un incremento en la temperatura, pudiendo llegar al valor correspondiente que permita la fundición. Para la generación del campo magnético se utiliza una bobina, en el crisol donde en su interior se deposita la muestra que se pretende calentar o fundir. Desde el punto de vista eléctrico, se requiere hacer circular una corriente alterna a través de una bobina (el cual se encuentra arrollado alrededor del crisol). Para lograr la circulación de la corriente adecuada se requiere utilizar una fuente de potencia eléctrica de frecuencia y 3 amplitud controladas; variables que se determinan la temperatura y su evolución en el tiempo. El tratamiento puede incluir materiales de recocido endurecimiento o templado. La inducción de calor puede ser utilizada para soldaduras fuertes o soldaduras simples de cobre, bronce, latón y otros.