I forni di fusione a induzione sotto vuoto (VIM) sono progettati per fondere il metallo in un ambiente sotto vuoto utilizzando l'induzione elettromagnetica.
Come funziona un forno VIM? 5 fasi chiave spiegate
1. I componenti del nucleo
Il nucleo di un forno VIM è costituito da un crogiolo, in genere rivestito di materiale refrattario.
Questo crogiolo è circondato da una bobina di induzione.
L'intero impianto è alloggiato all'interno di una camera a vuoto.
2. Meccanismo di riscaldamento
Il processo di riscaldamento inizia facendo passare una corrente elettrica attraverso la bobina di induzione.
La bobina è costituita da tubi di rame di elevata purezza di grado EC, raffreddati ad acqua per gestire il calore.
La corrente nella bobina genera un campo magnetico che induce correnti parassite nella carica metallica all'interno del crogiolo.
Queste correnti parassite generano calore attraverso la resistenza, riscaldando efficacemente la carica metallica.
3. Fusione e raffinazione
Quando la carica metallica raggiunge il punto di fusione, diventa fusa.
Il campo magnetico creato dalla bobina di induzione aiuta ad agitare il metallo liquido, favorendo l'uniformità della lega e della temperatura.
L'ambiente sotto vuoto è fondamentale per rimuovere le impurità attraverso reazioni chimiche, dissociazione, flottazione e volatilizzazione.
Questo processo affina il metallo per ottenere la composizione chimica desiderata.
4. Controllo e regolazione
La frequenza della corrente alternata fornita alla bobina di induzione viene regolata in base alle dimensioni e alla forma della carica metallica, nonché al suo stato (solido o liquido).
Questo controllo preciso assicura un riscaldamento e una fusione efficienti della carica.
È possibile aggiungere altre cariche al crogiolo per raggiungere il volume desiderato di metallo fuso.
La chimica del metallo fuso viene continuamente monitorata e regolata in condizioni di vuoto fino a quando non vengono soddisfatti i requisiti precisi.
5. Applicazioni e vantaggi
I forni VIM sono particolarmente utili per la fusione di metalli e leghe che richiedono un'elevata purezza, come quelli utilizzati nelle applicazioni aerospaziali e nucleari.
L'ambiente sotto vuoto impedisce l'ossidazione e altre reazioni chimiche indesiderate, garantendo la qualità del metallo fuso.
Il processo VIM può essere adattato a esigenze specifiche, come il forno VID (Vacuum Induction Degassing), che si concentra sulla conservazione del calore e sul degassamento in un ambiente sotto vuoto, migliorando ulteriormente la purezza e la qualità del metallo.
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