Ein Induktionsofen ist ein elektrisch betriebener Ofen zum Schmelzen von Metallen. Es erzeugt Wärme durch die Verwendung einer Wechselstrom-Magnetspule, auch bekannt als elektromagnetische Induktion. Am häufigsten findet man sie in der Schrottindustrie.
Der Induktionsofen wurde erstmals 1877 in Italien erfunden. Der erste Einsatz des Ofens erfolgte 1927 in Großbritannien. Erst im Zweiten Weltkrieg, als der Bedarf an Aluminiumguss erheblich wuchs, wurde der Induktionsofen breiter eingesetzt.
Elektromagnetische Induktion ist der Prozess, der den Betrieb eines Induktionsofens ermöglicht. Es wurde erstmals 1831 von Michael Faraday entdeckt. Bei der Induktion wird ein elektrischer Strom durch eine Metallspule geleitet, die ein Magnetfeld erzeugt. Beim Einbringen von Metall in das Magnetfeld fließt ein elektrischer Strom durch das Metall und erwärmt es. Die häufigste Verwendung dieses Verfahrens im Haushalt findet sich in einer Reismaschine. Der Topf mit dem Reis wird auf eine Metallspirale gestellt und wiederum erhitzt.
Es gibt zwei Arten von Induktionsöfen. Der erste ist kernlos und der zweite wird Kanal genannt. Beide sind im frühen 21. Jahrhundert im Einsatz.
Der kernlose Induktionsofen verfügt über Kupferspulen, die durch eine Stahl- und Magnetabschirmung geschützt sind und durch zirkulierendes Wasser aus einem speziellen Kühlturm kühl gehalten werden. Eine Schicht aus feuerfestem oder schwer schmelzbarem Material wird über den Spulen angeordnet und auf die gewünschte Temperatur erhitzt. Über dem feuerfesten Material befindet sich ein Tiegel, ein Schmelztiegel aus hitzebeständigem Material. Das zu schmelzende Metall wird in den Tiegel eingebracht und die durch die elektromagnetische Ladung erzeugte Wärme schmilzt den Schrott.
Der Kanalinduktionsofen kann auch als Kerninduktionsofen bezeichnet werden. Er funktioniert sehr ähnlich wie der kernlose Ofen, außer dass ein beheizter Kern hinzugefügt wird. Kanalöfen wurden ursprünglich als Metallschmelzenhalter verwendet, haben sich jedoch beim Schmelzen von Metallen mit niedrigerer Schmelztemperatur als nützlich erwiesen.
Beide Arten von Induktionsöfen erzeugen beim Schmelzen des Metalls eine natürliche Rührbewegung. Durch die Anziehungskraft der Magnetfelder und der elektrischen Ströme schwingen die Materialien in unterschiedliche Richtungen. Dieses Rühren ist wesentlich, um die Integrität des Metalls aufrechtzuerhalten. Der kernlose Ofen erzeugt ein heftigeres Rühren, während der Kanal bekanntermaßen weniger Turbulenzen an der Oberfläche aufweist.
Nach dem Schmelzen wird das geschmolzene Metall in eine Form gegossen. Einige Gießmethoden werden vollständig von Menschenhand bedient. Andere sind mechanisch mit menschlichem Eingreifen, während andere vollständig automatisiert sind. Mechanische Systeme sind für Großprojekte effizienter, während manuelle Gießverfahren eher für Produktionslinien mit geringem Volumen geeignet sind.