Tungku Peleburan Frekuensi Sedang untuk Pengecoran

Kata Kunci Inti: Tungku Frekuensi Sedang, Tungku Peleburan Induksi, Peleburan Pengecoran, Peralatan Peleburan Logam

I. Apa itu Tungku Peleburan Frekuensi Sedang?

Tungku peleburan frekuensi sedang adalah peralatan yang menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk peleburan logam. Ia mengubah daya AC tiga fase (50Hz) menjadi daya AC frekuensi sedang satu fase (biasanya 150-10.000Hz) melalui catu daya frekuensi sedang, yang kemudian disalurkan ke kumparan induksi (badan tungku). Hal ini menginduksi arus eddy yang kuat di dalam muatan logam, memanfaatkan resistansi listrik logam itu sendiri untuk mencapai pemanasan dan peleburan.

Prinsip Kerja Dasar:

1. Konversi Daya: Sistem catu daya frekuensi sedang menyearahkan dan membalik daya listrik menjadi daya AC frekuensi sedang yang diperlukan.

2. Menghasilkan Medan Magnet Bolak-balik: Arus frekuensi sedang melewati kumparan induksi tabung tembaga berpendingin air, menghasilkan medan magnet yang kuat dan berubah dengan cepat.

3. Pemanasan melalui Arus Eddy: Medan magnet ini menembus muatan logam (harus berupa konduktor) di dalam wadah tungku, menginduksi arus eddy besar di dalamnya.

4. Peleburan Logam: Karena resistansi listrik dari bahan logam, arus eddy menghasilkan panas Joule yang intens, menyebabkan bahan logam itu sendiri memanas dengan cepat hingga meleleh.

5. Pengadukan Elektromagnetik: Medan magnet bolak-balik juga memberikan gaya elektromagnetik yang kuat pada logam cair, menyebabkannya diaduk secara alami di dalam tungku, menghasilkan komposisi dan suhu yang lebih seragam.

II. Keunggulan Menonjol dari Tungku Peleburan Frekuensi Sedang

Dibandingkan dengan tungku kupola tradisional atau tungku peleburan frekuensi listrik, tungku frekuensi sedang menawarkan keunggulan yang luar biasa:

Ringkasan Keunggulan Inti:

1. Efisiensi Tinggi & Hemat Energi: Efisiensi termal tinggi, kecepatan peleburan cepat, konsumsi daya spesifik rendah.

2. Kualitas Peleburan yang Sangat Baik: Pembakaran elemen rendah (terutama bermanfaat untuk kontrol C, Si), komposisi seragam, kandungan gas dan inklusi rendah.

3. Fleksibilitas Operasional: Badan tungku dapat dimiringkan untuk penyadapan dan pembuangan terak; dapat dimulai atau dihentikan kapan saja, sangat cocok untuk jadwal produksi multi-variasi, batch kecil.

4. Ramah Lingkungan: Hampir tidak ada emisi asap, debu, atau gas berbahaya, secara signifikan meningkatkan lingkungan kerja, sesuai dengan peraturan lingkungan.

5. Tingkat Otomatisasi yang Tinggi: Dapat diintegrasikan dengan sistem pengisian, pengukuran suhu, dan penuangan untuk mencapai produksi yang sepenuhnya atau semi-otomatis.

III. Komponen Utama

Sistem tungku peleburan frekuensi sedang lengkap biasanya mencakup:

1. Kabinet Catu Daya Frekuensi Sedang: Inti, melakukan proses konversi AC-DC-AC, menyediakan energi ke badan tungku.

2. Bank Kapasitor Kompensasi: Menyediakan kompensasi daya reaktif, meningkatkan faktor daya dan efisiensi sistem.

3. Badan Tungku (Kumparan Induksi & Pelapis):

   • Kumparan Induksi: Dililit dari tabung tembaga berongga persegi panjang, berpendingin air.

   • Pelapis Tungku: Terletak di dalam kumparan, ditumbuk dari bahan tahan api, berfungsi sebagai wadah peleburan. Kualitas dan umur pakainya sangat penting.

4. Sistem Pendingin Air: Menyediakan pendinginan untuk catu daya, kumparan, kapasitor, dll.; garis hidup untuk pengoperasian peralatan yang aman.

5. Sistem Pemuatan Tungku: Mekanisme hidrolik atau listrik untuk memiringkan badan tungku untuk menyadap logam cair.

6. Sistem Pengisian Otomatis (Opsional): Memungkinkan penambahan muatan tungku secara otomatis.

IV. Area Aplikasi Utama

Tungku peleburan frekuensi sedang banyak digunakan dalam industri pengecoran untuk peleburan:

• Besi Cor: Besi kelabu, besi ulet, besi cor paduan, dll.

• Baja Cor: Baja karbon, baja paduan, baja tahan karat, dll.

• Logam Non-Ferro: Tembaga, aluminium, seng, timbal, dan paduannya, dll.

Mereka mencakup hampir semua area pengecoran yang membutuhkan logam cair, seperti suku cadang otomotif, mesin teknik, pompa dan katup, sambungan pipa, perkakas perangkat keras, dll.

V. Pertimbangan Teknis Utama & Masalah Umum

1. Bahan Pelapis Tungku & Penumbukan:

   • Pemilihan Bahan: Dipilih berdasarkan logam yang dilebur. Misalnya, berbasis magnesia atau berbasis silika bahan getar kering untuk besi/baja; wadah grafit atau pelapis berbasis silika untuk tembaga; refraktori alumina-silikat untuk aluminium.

   • Umur Pakai & Keamanan: Pelapis tungku adalah bahan habis pakai dan memerlukan perawatan dan penggantian rutin. Retakan atau penipisan berlebihan pada pelapis dapat menyebabkan kecelakaan kebocoran (logam cair menembus pelapis, merusak kumparan), yang sangat berbahaya.

2. Muatan Awal ("Mulai Dingin"):

   • Tungku frekuensi sedang tidak dapat dimulai kosong; sejumlah muatan logam (sebaiknya potongan besar) harus dimuat untuk membentuk rangkaian tertutup untuk arus eddy. Seringkali, "blok awal" yang tersisa dari peleburan sebelumnya digunakan.

3. Pemilihan Daya & Frekuensi:

   • Daya: Menentukan kecepatan peleburan. Dipilih berdasarkan siklus produksi dan kapasitas tungku.

   • Frekuensi: Mempengaruhi efisiensi pemanasan dan kedalaman penetrasi. Prinsip dasarnya adalah: untuk melebur kapasitas yang lebih kecil dengan resistivitas tinggi logam (misalnya, baja, aluminium), frekuensi yang lebih tinggi lebih disukai; untuk melebur kapasitas yang lebih besar dengan resistivitas rendah logam (misalnya, tembaga, besi), frekuensi yang lebih rendah lebih disukai.

VI. Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Q1: Apa itu "kebocoran" pada tungku frekuensi sedang? Bagaimana cara mencegahnya? A1: "Kebocoran" adalah insiden keselamatan utama di mana logam cair bocor karena pelapis tungku yang rusak, merusak kumparan induksi. Tindakan Pencegahan:

• Gunakan bahan tahan api berkualitas tinggi dan pastikan penumbukan dan pensinteran pelapis yang profesional dan terstandarisasi.

• Periksa pelapis dengan hati-hati dari keausan dan ukur ketebalannya sebelum setiap peleburan.

• Hindari muatan yang mengenai pelapis; biarkan terak menumpuk di dinding tungku untuk perlindungan.

• Tetapkan prosedur yang ketat untuk penggunaan dan penggantian pelapis.

Q2: Apakah tungku frekuensi sedang berdampak besar pada jaringan listrik? A2: Dampaknya bisa signifikan. Karena dayanya yang tinggi, memulai dan pengoperasian dapat menghasilkan harmonik dan dampak daya reaktif, yang berpotensi memengaruhi kualitas jaringan. Catu daya frekuensi sedang modern sering menggunakan teknologi seperti penyearahan 12-pulsa dan menambahkan filter harmonik / perangkat kompensasi daya reaktif (SVC/SVG) untuk secara efektif mengurangi masalah ini.

Q3: Apakah radiasi elektromagnetik dari tungku frekuensi sedang berbahaya bagi manusia? A3: Ketika peralatan sesuai, dipasang dengan benar, dan jarak pengoperasian yang aman dipertahankan, kekuatan medan magnet biasanya di bawah batas paparan publik yang ditetapkan oleh pedoman internasional (misalnya, ICNIRP), sehingga aman bagi manusia. Namun, disarankan agar operator menghindari berdiri tepat di sebelah badan tungku dan catu daya untuk jangka waktu yang lama.

Kesimpulan

Tungku peleburan frekuensi sedang untuk pengecoran, dengan karakteristiknya efisiensi tinggi, kualitas unggul, fleksibilitas, dan keramahan lingkungan, telah menjadi "jantung" yang sangat diperlukan dari industri pengecoran modern. Ini telah sangat mempromosikan kemajuan teknologi dan peningkatan industri sektor pengecoran. Untuk setiap perusahaan yang berencana membangun fasilitas pengecoran baru atau meningkatkan fasilitas yang ada, memilih dan memanfaatkan tungku peleburan frekuensi sedang secara efektif adalah langkah kunci dalam meningkatkan daya saing inti.