کوره القایی بر اساس القای میدان مغناطیسی کار می کند. درباره ی عملکرد کوره القایی باید بگوییم جریان نسبتأ زیادی ( بیش از ۱۰۰۰ آمپر ) با فرکانس ۳۰۰ تا ۱۰۰۰۰ هرتز به وسیله ی مبدل فرکانس ساخته می شود. این جریان بر سیم پیچ کوره، اینداکتور و یا کویل اثر می گذارد. وقتی از آن عبور می کند با همان فرکانس در وسط کویل میدان مغناطیسی به وجود می آورد. پیشنهاد می کنیم مقاله انواع کوره ذوب را هم مطالعه کنید
اگر فولاد چدن یا سایر فلزاتی از این دست در وسط سیم پیچ کوره قرار بگیرند، جریان های گردابی توسط میدان مغناطیسی ایجاد شده و موجب گرم شدن جسم و یا ذوب شدن و یا احتمالا تبخیر آن ( در کوره های Coating ) می شود.
کوره القایی مزایای بسیاری نسبت به کوره های سوخت فسیلی دارد. به طور مثال: تمیز است و تلفات گرمایی کمتری دارد، ضمنا کوره القایی از دقت بیشتری برخوردار است. کوره هایی که از روش غیر القا استفاده می کنند، دارای اندازه بسیار بزرگی می باشند و زمان زیادی برای راه اندازی و خاموش کردن آن ها صرف می شود.
کوره القایی در مصرف انرژی نیز مزایای بسیاری نسبت به بقیه کوره ها دارد. این کوره ها دارای ظرفیت‌های مختلفی هستند. در کوره های القایی هیچ گونه ناخالصی و تغییرات ترکیبی مذاب وجود ندارد. همچنین به دلیل استفاده نکردن الکترود در این کوره ها امکان ورود ناخالصی مواد از طریق مکانیکی نیز وجود ندارد. این کوره ها به لحاظ توزیع حرارت و کنترل ترکیب، مناسب هستند و هیچ محدودیتی برای افزایش درجه حرارت در این نوع کوره ها وجود ندارد. پیشنهاد می کنیم مقاله کوره ذوب فلزات چگونه کار می کند را مطالعه کنید.
بوته، تاسیسات الکتریکی، تاسیسات خنک کن، تاسیسات حرکت بوته، محل استقرار کوره، تاسیسات تهویه
تمیزی شرایط کار در کوره های القایی به این دلیل است که به منبع خارجی گرم کننده نیاز نیست. پس تلفات گرمایی هم کمتر می شود.
در روش القایی، بار و کویل تماس فیزیکی ندارند و در مدت زمان کوتاه گرمایش، چگالی توان بالایی وجود دارد.
اوایل، کوره های القایی در استفاده از توان الکتریکی برای عملیات حرارتی موفق بودند، چون به طور مستقیم تغذیه آنها از شبکه قدرت انجام می شد. به دلیل اینکه فوکود هیسترزیس با فرکانس در تلفات ارتباط مستقیمی دارند و این که هرچه فرکانس بالاتر می رود، ابعاد کویل کاهش پیدا می کند. متخصصان به این نتیجه رسیدند که کوره القایی را در فرکانس‌های بالاتر از فرکانس شبکه قدرت تغذیه کنند.
به عنوان اولین گام در این زمینه از فرکانس های دو برابر و سه برابر که از هارمونیک های دوم و سوم به دست می آمدند استفاده کردند.
1. سیستمهای منبع کوره القایی ( Supply Systems)
فرکانس کار در این سیستم بین ۵۰ تا ۶۰ هرتز و ۱۵۰ تا ۵۴۰ هرتز است که نیازی هم به تبدیل فرکانس ندارد. در این شرایط عمق نفوذ جریان حدود ۱۰ تا ۱۰۰ میلی متر و زیاد است.
2. سیستم های موتور- ژنراتور کوره القایی( Motor-Generator Systems)
این سیستم‌ها فرکانسی از ۵۰۰ هرتز تا ۱۰ کیلو هرتز دارند.در این سیستم تبدیل فرکانس از طریق ژنراتورهای کوپل شده با موتورهای القایی انجام می شود و تبدیل فرکانس امری لازم است. توان این سیستم ها با ماشین های ۵۰۰ کیلووات تامین می شود. برای اینکه توان سیستم بالاتر رود باید از سری ماشین ها استفاده شود. عمق نفوذ در این سیستم ها حدود ۱ تا ۱۰ میلی متر می باشد و نسبت به سیستم های منبع عمق نفوذ کمتری دارد، چون فرکانس بالاتری دارند. در کوره القایی هر چه فرکانس افزایش پیدا کند، عمق نفوذ جریان القایی کمتر می شود. به همین دلیل در عملیات حرارتی سطحی از کوره القایی با فرکانس بالا استفاده می شود، چون سخت کاری سطح فلز مورد نظر است.
3. سیستم های مبدل نیمه هادی کوره القایی ( Solid-State Converter Systems )
فرکانس این سیستم ها حدود ۵۰۰ هزار تا ۱۰۰ هرتز است. تبدیل فرکانس در این سیستم ها انجام می شود و راه های گوناگونی نیز دارد. سوئیچهای نیمه هادی در این سیستم ها به کار می روند و بسته به نوع کاربرد مبدل توان آن تا حدود ۲ MW هم می رسد.
4. سیستم های فرکانس رادیویی کوره القایی ( Radio-Frequency Systems )
این سیستم فرکانسی حدود ۱۰ تا ۱۰۰ مگاهرتز دارد. زمانی که عمق نفوذ جریان سطحی در حدود ۱ تا ۲ میلی متر نیاز است، از این استفاده می شود.
تاسیسات الکتریکی کوره القایی نمی تواند به طور مداوم کار کند، بلکه باید در محدوده زمانی خاص کار خود را انجام دهد، چون گرم شدن بیش از اندازه این تاسیسات که شامل: ترانسفورماتور، خازن ها، کلیدهای فشار قوی و تابلو مدار فرمان هستند،موجب بروز مشکلاتی در کوره القایی می شود. پس برای خنک شدن این تاسیسات، فن، ارکاندیشن یا کولر گازی نیاز است. برخی از قسمت های کوره القایی مثل کویل و بدنه کوره و قسمت هایی از کوره های کانال دار مثل پوسته اینداکتور، پوسته خنک کن و گلویی نیزمعمولاً با آب خنک می شوند.
１. کوره القایی ذوب در خلاء
２. کوره القایی فرکانس بالا
３. کوره القایی فرکانس متوسط
４. کوره القایی فرکانس پایین
در کوره القایی با استفاده از جریان القایی که از یک میدان الکترومغناطیسی که فرکانس بالا یا پایینی دارد نشئت می گیرد، حرارت مورد نیاز برای ذوب فلز تامین می شود. شبکه یک مدار اولیه جریان برق را برای ایجاد میدان مغناطیسی غیر دائمی هدایت می‌کند. یک نیروی الکتروموتوری نیز از طریق میدان مغناطیسی غیر دائمی به وجود می‌آید. شدت جریان نامنظمی به داخل کوره القایی از نیروی الکتروموتوری فرستاده می شود. فلز داخل کوره القایی از طریق شدت جریان نامنظم، مطابق قانون ژول گرم می شود.
عوامل مهم و موثری که در بالا بودن راندمان کاری کوره القایی تاثیر دارند، عبارتند از: شارژ مناسب، وضعیت جداره نسوز، اپراتوری صحیح و اجرای دقیق برنامه تعمیر و نگهداری کوره القایی
الف) شارژ مناسب: در کوره القایی بدون هسته، ذوب القایی با فرکانس پایین تر از ۲۵۰ هرتز برای اینکه زمان شارژ بعدی کوتاه تر شود، تمام ذوب خود را تخلیه نمی کند. مواد شارژ نباید دارای روغن و رطوبت باشد، چون ذوب در کوره القایی وجود دارد. اگر دارای روغن و حرارت باشد ممکن است ذوب و قطعات شارژ جامد به بیرون از کوره القایی پاشیده شود. همچنین وجود روغن و سایر مواد آلی موجب ایجاد دود در کارگاه خواهد شد. ابعاد شارژ اگر نامناسب باشد هم به جداره آسیب می زند و به ایجاد پل روی ذوب کمک می‌کند. وقتی سرباره نسبت به ذوب سرد باشد کوره را در احیای مواد اکسیدی ضعیف می کند و کوره القایی نمی تواند خاک و سرباره و مواد اکسید را تحمل کند. مواد غیر فلزی غیر آلی پل بالای ذوب را ایجاد می کند.به خصوص زمانی که ذوب سرد است و اینگونه کوره القایی دچار مشکلاتی خواهد شد.
ب) وضعیت جداره نسوز کوره القایی: جداره کوره القایی بنا به دلایل مختلف ممکن است آسیب دیده و نازک شود. این نازک شدن شاید توان گرمایی کوره را بالا ببرد، اما باعث کم شدن عمر جداره می شود و گاهی توقف های اضافی را در پی دارد. ضخیم شدن جداره راندمان کاری کوره را پایین می‌آورد و ممکن است در شارژ کردن هم مشکلاتی به وجود آورد.
ج) اپراتوری صحیح: برنامه‌ای برای تعمیر و نگهداری کوره، اپراتوری صحیح، انتخاب شارژ مناسب، دستورالعمل هایی هستند که برای سلامتی و بالا بودن راندمان کاری کوره باید رعایت شود، که فروشنده یا سازنده کوره القایی آن را همراه کوره ارسال می کند.
برای اینکه کوره القایی سلامت بوده و راندمان کاری بالایی داشته باشد، رعایت اصولی در کار لازم است، به طور مثال: دمای صحیح ذوب در مراحل گوناگون، انتخاب شارژ مناسب، شارژ صحیح کوره القایی، فرایند تهیه ذوب، اضافه کردن مواد آلیاژی و دیگر مواد افزودنی در زمان های صحیح و به مقدار معین، توجه به مسائل ایمنی، توجه به تابلوهای مدار فرمان و ابزار و وسایل هشدار دهنده، وظایفی است که اپراتور یا همان کوره دار باید هنگام کار با کوره رعایت کند.
د) اجرای دقیق برنامه تعمیر و نگهداری کوره القایی: کوره های القایی برنامه تعمیر و نگهداری به خصوص و ویژه خود را دارند که باید در رعایت آنها دقت لازم را به عمل آورد.
１. استفاده حتمی از شارژ و قراضه تمیز در کوره القایی
２. هزینه های جاری بالا و بالا بودن قیمت کوره القایی نسبت به کوره های قوس الکتریک
３. کوره القایی برای مذاب برخی فولادهای آلیاژی که تصفیه نیازی ندارند به کار می رود، چون مذاب در سطح بالایی سرد بوده و تلاطمی در آن موجود است که خروج ناخالصی های مضر یا همان تصفیه امکان پذیر نیست.
