Este documento describe los componentes principales de un horno de fusión por inducción, incluyendo la fuente de alimentación, el panel de control, la bobina de trabajo, la estructura de marco, la unidad hidráulica y el circuito de circulación de agua. El propósito de cada componente y cómo funcionan juntos para lograr la fusión por inducción se explica a través de descripciones e imágenes.

2. HORNO DE FUSIÓN
POR INDUCCIÓN Y
SUS COMPONENTES
El propósito de este artículo es comprender todo el horno de fusión por inducción a
través de descripciones pictóricas.
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3. 3
Equipo Completo del Horno de Fusión
por Inducción
1. Panel de la Fuente de Alimentación Principal
2. El Panel de Control
El propósito de la fuente de alimentación
principal es convertir la alimentación de
entrada de CA en alimentación de CC. La
salida alimenta luego a un inversor a
través de la inductancia de CC. Esto se
invierte a la salida de CA de 0,5 KHz a 50
KHz dependiendo de la exigencia. La
energía recibida alimenta a continuación
a un circuito LC, que es una combinación
de un inductor y un condensador. Para
ines de refrigeración, agua
desmineralizada circula en todo el
circuito de potencia.
(A) Indicador de la Conductividadde
Agua de la Fuente de Alimentación
(B) Medidor de energía
(C) Pantalla Táctil Sensible HMI
(D) Potenciómetro y Botón de Fuga
a Tierra (Para la prueba del
circuito EL únicamente)
(E) Potenciómetro Controlador de
Energía
(F) Botón de emergencia
(G) Botón de Reinicio
(H) Botón de Calor Apagado
(I) Botón de Calor Encendido
(J) Monitor de Temperatura del
agua PS
(K) Interruptor de Encendido y
Apagado ON/OFF
G F
I
H
E C
D
K
J
A
B
Placa de control Vista frontal
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4. 4
Funciones de los componentes
electrónicos:
1. Interruptor de Control de Encendido y Apagado ON/OFF: Teniendo en cuenta que se trata de una
unidad de suministro de control de entrada trifásica, la funcionalidad se distribuye para los
circuitos de control a través del interruptor de encendido/apagado ON/OFF. A menos que el
interruptor se encienda, no puede haber un suministro de control de AC/DC.
2. Interruptor MCCB ON/OFF: Estos botones de presión (si son proporcionados) activan/desactivan,
la entrada trifásica del aislador/interruptor. Se recomienda apagar el interruptor si el equipo está
en modo de espera o cuando no está en condición “HEAT ON” (Calor Encendido).
3. Calor Encendido (ON): Esto se utiliza para encender la alimentación de los equipos de inducción.
Cuando la indicación “Ready” (listo) está presente, todos los indicadores de disparo están
apagados y se libera la emergencia, presionando el botón “HEAT ON” (calor encendido) se
enciende el inversor y se suministra la energía a la bobina.
4. Calor Apagado (OFF): Esto cerrará el suministro de energía a la bobina.
5. Reinicio (Reset): El botón reiniciará todos los indicadores de disparos y enclavamientos.
6. Emergencia Apagada (OFF): Presionando este botón del tipo presionar-destrabar, se libera la
bobina proveedora de energía del interruptor principal, mientras que la alimentación de entrada
trifásica no luye en el convertidor. El botón puede ser presionado girando el botón en la dirección
de la lecha.
7. Potenciómetro de Control de Energía: Proporciona una referencia de potencia para las tarjetas de
control. Esto puede ser usado para controlar la potencia de los equipos.
8. Medidor de energía: Este medidor indica parámetros eléctricos como tensión, corrientes y
parámetros de la energía.
9. Medidor de Conductividad del Agua: El medidor tiene una barra de LED que indica el estado de la
conductividad del agua desmineralizada. Se utiliza una gama de colores para mostrar el estado al
espectador. La gama de color verde indica que la conductividad del agua es segura mientras que el
color naranja indica que se está realizando un re-acondicionamiento ya que la conductividad del
agua no se ajusta a los estándares requeridos. El indicador rojo indica niveles peligrosos de la
conductividad del agua y recomienda que no se utilice el equipo. La funcionalidad del medidor
puede ser examinada presionando el botón de prueba. Cuando se ajusta en Bajo, se activa un
disparo de ajuste de 30 μS. Al seleccionar la opción Alto, se ajusta el valor del disparo a 50 μS.
10. Medidor de Temperatura Digital: El medidor se encuentra en el panel; proporciona la temperatura
del agua desmineralizada. El medidor está pre-conigurado en un disparo de ajuste de 38ºC. Una
vez disparado a 38ºC, solamente se reiniciará automáticamente cuando la temperatura baje a
36ºC.
11. Inyector de Fuga a Tierra: La sección se utiliza para comprobar el funcionamiento del sistema fuga
a tierra de forma artiicial. Una corriente de alrededor de 2-3 V se inyecta artiicialmente en el
sistema cuando se pulsa el botón y lo mismo se puede veriicar en la pantalla de fuga a tierra. Al
aumentar la energía del potenciómetro, la corriente aumentará gradualmente hasta 10 A. Esto le
permite al usuario comprobar si el sistema de detección de corriente de fuga a tierra está
funcionando a la corriente de fuga conigurada.
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5. Marco de Aluminio de Horno por Inducción
Este tipo de horno de fusión comprende
una bobina en cuna y una estructura de
base. Una bobina en cuna es básicamente
una disposición para mantener la bobina
trabajando junto con el metal líquido. Por
otro lado, la estructura de base está
diseñada para facilitar la inclinación de la
bobina en cuna cuando se vierte el metal
líquido.
Estructura Base
Como se muestra en la imagen de arriba, la
estructura de base es una estructura
fabricada en acero. La bobina en cuna y la
inclinación hidráulica están montadas en
la estructura de base. Se debe nivelar
adecuadamente durante el proceso de
instalación. Si la estructura no es
adecuada en referencia a sus cuatro
esquinas, esto puede causar daños que son
catastróicos e irreparables.
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3. Horno de Fusión
Hay dos tipos de estructuras del horno.
1) Estructura de marco de aluminio
Este tipo de estructura se usa para hornos de 10 kg a 2000 kg.
2) Estructura de marco de acero
Este tipo de estructura se usa para hornos por encima de los 2.000 kg.
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6. Se compone de una bobina de fusión que proporciona
soporte mientras contiene metal líquido caliente. Esto
es posible a través de la disposición de sujeción y
elementos refractarios en todo el equipo. El
ensamblaje de la bobina en cuna se mantiene en su
lugar por medio de dos tapas de aluminio. Los
cilindros hidráulicos se ijan en su lugar con cada lado
de las tapas. La bobina y los elementos refractarios
están conectados entre sí a través de las varillas de
unión de acero inoxidable de manera tal que todas
estas varillas permanecen aisladas eléctricamente
unas de otras.
El elemento refractario de abajo es cemento
refractario de alta calidad fundido apropiadamente
entre las tapas de aluminio. Se refuerza con cables
La bobina de trabajo está hecha de
secciones huecas de cobre electrolítico
debidamente en función del peso y el
KW de los equipos. El circuito LC está
conectado a la bobina de inducción
refrigerada por agua. Teniendo en
cuenta que la bobina se encuentra
alrededor de la piscina de metal líquido,
se hace circular agua para refrigeración
dentro de la zona de la bobina. Dado que
la bobina lleva corrientes LC, hay que
mantenerla segura y protegida para
evitar cortocircuitos o la puesta a tierra
de la bobina.
inos de acero inoxidable en el cemento fundido para
proporcionar una fuerza suiciente para resistir el
peso y la temperatura del metal líquido caliente.
El elemento refractario superior comprende dos o
tres capas de láminas gruesas con aislamiento o, en
algunos casos, con refractario fundido en la sección
inferior. Las tapas de aluminio izquierda y derecha se
mantienen magnéticamente abiertas con el in de
impedir la circulación de corriente del equipo de
bobina en cuna.
Cuando la cuna está completamente inclinada, la
supericie superior de la bobina se inclina hasta 95°, lo
que permite que el 100% del metal líquido luya hacia
la cuchara de colada (o molde) fácilmente.
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Ensamblaje de la Bobina en Cuna
4. La Bobina de Trabajo
Ya que la bobina de inducción es un componente móvil, se conecta a los circuitos por medio del uso de
juegos de cables lexibles. Los cables lexibles pueden ser enfriados con aire o agua en función de la
capacidad de la bobina.
El diámetro interno de la bobina está aislado por un material refractario (o crisol) para evitar que la bobina
se caliente con el metal líquido. Para evitar cualquier posibilidad de distorsión de las fuerzas
electromagnéticas, la bobina está ijada rígidamente con varillas de unión verticales.
Para una protección máxima, la bobina de cobre está aislada tres veces con material aislante. La primera
capa es de vidrio y la segunda de Poliméricos Reforzados con Fibras, las cuales se enrollan a la bobina. Una
vez que la bobina está completamente montada, se pinta con un barniz de calidad superior.
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Bobina de Fusión por Inducción

7. 5. Circuito de Circulación de Agua
El circuito de circulación de agua se separa en dos
zonas. La primera es el agua desmineralizada que
también se conoce como agua secundaria. La
segunda zona es la ruta de acceso de agua blanda,
que se conoce como la ruta de acceso de agua
primaria. El agua DM circula por unidad de DM
1) Unidad de DM (Unidad de circulación de agua
desmineralizada)
(unidad de circulación de agua desmineralizada) y el
agua blanda circula por la torre de enfriamiento. Como
se muestra en la imagen de arriba, la unidad de
circulación de agua DM consiste en un tanque de agua
DM, placas de intercambiador de calor, un sistema de
bomba y un cilindro de resina. A través de las placas de
intercambiador de calor, el agua DM se bombea desde
el tanque de al panel, a la bandeja del condensador y a
la bobina di/dt. Para mantener la conductividad del
agua por debajo de 10μS, se coloca un cilindro de
resina en la trayectoria de circulación del agua. Durante
esta operación continua, la conductividad del agua
seguirá aumentando periódicamente, lo que resulta en
la corrosión de los tubos de cobre y en última instancia,
el bloqueo de la trayectoria de circulación de agua.
Para detectar el lujo del agua de refrigeración, todo el
trayecto del agua circulante ha sido diseñado con
interruptores de lujo separados. La falta de velocidad
de lujo requerida en cualquier camino detiene todo el
sistema. Durante el proceso de fusión, la temperatura
del agua DM será supervisada constantemente para
que se mantenga por debajo de 37°C.
La mayoría de los componentes mencionados anteriormente llevan corrientes altas y son enfriados al
hacerles correr agua DM/blanda a través de tubos huecos de cobre que llevan esta corriente. El lujo de
todos estos caminos de circulación de agua tiene que ser controlado con respecto a la tasa de lujo y
presión del agua. Por lo tanto, se colocan interruptores de lujo para controlar el lujo en cada trayectoria
individualmente.
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8. 1) Torre de Enfriamiento
Al usar la torre de enfriamiento, el agua blanda
primaria circula en la unidad de intercambiador
de calor DM y la bobina de fusión. La torre de
enfriamiento (circulación de agua primaria)
bombea el agua fría de los tanques de agua
subterránea al intercambiador de calor de DM y
las bobinas en la estación de fusión. El agua
caliente pasa a través de la torre de enfriamiento
y se recolecta en el tanque. La circulación de agua
blanda se controla continuamente por una
posible subida de la temperatura que dispara el
sistema.
6. La Unidad Hidráulica
Los cilindros hidráulicos están montados en la
base del horno para verter el depósito de metal
líquido caliente. El aceite hidráulico presurizado
se inyecta en estos cilindros desde una unidad
hidráulica a través de la válvula de control de
dirección y de la válvula de control del regulador.
Como se muestra en la imagen siguiente, la
unidad hidráulica se compone de un tanque
hidráulico con bomba hidráulica y manómetro
conectados entre sí. En caso de que tenga que ser
operada manualmente, se proporciona una
palanca para la operación en paralelo a la bomba
hidráulica en caso de que haya un fallo eléctrico o
cualquier otro tipo de emergencia.
La válvula de control de dirección es el principal
responsable del lujo de aceite hidráulico. Esta
válvula decide si el horno es inclinado hacia
arriba o hacia abajo. En la base de cada cilindro
hidráulico, se coloca una válvula de control del
acelerador para controlar el lujo de aceite
hidráulico que vuelve a los tanques. Por lo tanto,
la velocidad del dispositivo de la bobina en cuna
también se puede controlar por estas válvulas. Es
necesario un balance igual al abrir estas válvulas
para permitir la adecuada distribución de los
cilindros mientras se inclina.
La velocidad a la que se inclina hacia arriba la
bobina en cuna es controlada por una válvula de
regulación de presión proporcionada en la unidad
hidráulica. La presión en el manómetro de la
unidad hidráulica decidirá la velocidad de
elevación del crisol.
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9. 7. Tanque de Condensadores y Bobina Di/Dt
En las aplicaciones de fusión, la bobina Di-Dt
se coloca cerca de la fuente de alimentación. A
su vez, el banco de tanque de condensadores
está cerca de la estructura del horno. El
cambio en los interruptores (interruptores de
selección de horno) son personalizados y
están situados en el panel de las fuentes de
energía o cerca del horno. Esto depende
totalmente de las preferencias del usuario.
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Como se muestra en la imagen de
arriba, los tanques condensadores
son principalmente un banco de
frecuencia media y condensadores
de mangueras múltiples. Están
conectados en paralelo entre sí.
Son enfriados por el agua DM que
circula. La bobina de fusión y el
tanque condensador forman un
circuito cerrado eléctricamente
que también se conoce como el
circuito tanque resonante. La
selección de los perímetros del
circuito tanque juega un papel vital
en el funcionamiento del horno de
inducción.
La bobina Di/Dt se utiliza para
prevenir que cualquier incremento
de corriente signiicativo luya a la
unidad de suministro de energía y
para la adaptación de la carga.
Tales picos de corriente se
generan en la estación de fusión
debido a piezas de chatarra y/o
partículas de polvo que se
asientan sobre las barras
colectoras. La bobina di/dt es
un componente inductivo con
núcleo de aire conectado a la
salida del Panel de la Fuente de
Alimentación.
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