Aquecedores de indução
Introdução
Em geral
Um forno de indução é um forno elétrico no qual o calor é gerado pela indução elétrica de um meio condutor (um metal) em um cadinho, em torno do qual são enroladas bobinas magnéticas.
O princípio de aquecimento de um metal por indução foi descoberto por Michael Faraday em 1831 enquanto ele fazia experiências em seu laboratório.[1].
Uma vantagem do forno de indução é que ele é limpo, energeticamente eficiente e é um processo de fundição e tratamento de metal mais controlável do que a maioria dos outros modos de aquecimento. Outra de suas vantagens é a capacidade de gerar rapidamente uma grande quantidade de calor. Os principais componentes de um sistema de aquecimento por indução são: o corpo da bobina, composto pelas bobinas de força (onde, por estarem fisicamente dispostas, há maior agitação do banho líquido) e pelas serpentinas de resfriamento, a fonte de alimentação, o estágio de acoplamento de carga, uma estação de resfriamento, o material refratário que protege as bobinas do banho líquido e a peça a ser tratada.[1].
As fundições mais modernas utilizam este tipo de forno e cada vez mais fundições estão substituindo os fornos elétricos por fornos de indução, pois geravam muita poeira entre outros contaminantes. A gama de capacidades dos fornos de indução vai de menos de um quilograma a cem toneladas e são utilizados para fundir ferro e aço, cobre, alumínio e metais preciosos. Uma das principais desvantagens destes fornos é a impossibilidade de refinamento: a carga do material deve estar livre de produtos oxidantes e ter uma composição conhecida e algumas ligas podem ser perdidas devido à oxidação (e devem ser adicionadas novamente).
A faixa de frequências de operação vai desde a frequência da rede (50 ou 60 Hz) até 10 kHz, dependendo do metal a ser fundido, da capacidade do forno e da velocidade de fusão desejada; Normalmente um forno de alta frequência (mais de 3000 Hz) é mais rápido, sendo geralmente utilizado em fundição de aço, pois a alta frequência reduz a turbulência e evita a oxidação. Frequências mais baixas geram mais turbulência no metal, reduzindo a potência que pode ser aplicada ao metal fundido.
Atualmente, os fornos de frequência de linha (50 ou 60 Hz, dependendo do país) caíram em desuso, pois apresentavam pouquíssima eficiência energética e também acarretavam um alto custo de manutenção, visto que continham um grande número de elementos eletromecânicos. Nas últimas décadas (aproximadamente desde o final da década de 1970), foram incorporados equipamentos de estado sólido, constituídos por componentes como tiristores (diodos SCR) e transistores de potência do tipo IGBT em seu estágio de potência, com os quais o desempenho e a eficiência desses equipamentos aumentaram consideravelmente.