Un forno a induzione è un forno elettrico utilizzato per la fusione dei metalli. Produce calore mediante l’uso di una bobina del solenoide a corrente alternata, altrimenti nota come induzione elettromagnetica. Si trovano più spesso nell’industria dei rottami metallici.
Il forno a induzione è stato inventato per la prima volta nel 1877 in Italia. Il primo utilizzo della fornace fu nel 1927 in Gran Bretagna. Non è stato fino alla seconda guerra mondiale, quando la necessità di colata di alluminio è cresciuta in modo significativo, che il forno a induzione è stato utilizzato in modo più ampio.
L’induzione elettromagnetica è il processo che consente il funzionamento di un forno ad induzione. Fu scoperto per la prima volta nel 1831 da Michael Faraday. Durante l’induzione, una corrente elettrica viene fatta passare attraverso una bobina metallica che crea un campo magnetico. Quando il metallo viene introdotto nel campo magnetico, una corrente elettrica passa attraverso il metallo e lo fa riscaldare. L’uso domestico più comune di questo processo è in una macchina per il riso. La pentola che contiene il riso viene posta sopra una bobina metallica e viene a sua volta riscaldata.
Esistono due tipi di forni ad induzione. Il primo è senza nucleo e il secondo è chiamato canale. Entrambi sono in uso all’inizio del 21° secolo.
Il forno a induzione coreless ha bobine di rame protette da uno schermo in acciaio e magnetico e mantenute fresche dall’acqua circolante da una speciale torre di raffreddamento. Uno strato di materiale refrattario, o difficile da fondere, viene posto sopra le bobine e riscaldato alla temperatura desiderata. Un crogiolo, che è un crogiolo fatto di materiale resistente al calore, è sopra il refrattario. Il metallo da fondere viene posto all’interno del crogiolo e il calore prodotto dalla carica elettromagnetica fonde il rottame.
Il forno a induzione a canale può anche essere chiamato forno a induzione centrale. Funziona in modo molto simile al forno senza nucleo, tranne per l’aggiunta di un nucleo riscaldato. I forni a canale erano originariamente utilizzati come contenitori di metallo fuso, ma sono stati trovati utili nella fusione di metalli a temperatura di fusione più bassa.
Entrambi i tipi di forni a induzione producono un movimento di agitazione naturale quando il metallo è fuso. L’attrazione dei campi magnetici e delle correnti elettriche fa oscillare i materiali in direzioni diverse. Questa agitazione è essenziale per mantenere l’integrità del metallo. Il forno senza nucleo crea un’agitazione più violenta, mentre è noto che il canale ha meno turbolenze in superficie.
Dopo la fusione, il metallo fuso viene versato in uno stampo. Alcuni metodi di versamento sono completamente gestiti da mani umane. Altri sono meccanici con l’intervento umano, mentre altri sono completamente automatizzati. I sistemi meccanici sono più efficienti per progetti su larga scala, mentre i metodi di colata manuale sono più adatti alle linee di produzione a basso volume.