aluminium smelten met inductie


fatbeard

Honourable Member

Euhhh...
Ontstaat inductiewarmte dan niet door de opgewekte wervelstromen?
En ontstaan die niet in alle geleiders onder invloed van een wisselend magnetisch veld?
Para- of diamagnetische eigenschappen van het te smelten materiaal hebben hier volgens mij helemaal niets mee te maken. Alhoewel eventuele magnetische verliezen wel een handje zullen helpen in de opwarming (maar niet verder dan het Curiepunt).

Dat RVS niet zo snel heet wordt heeft alles te maken met de geleidbaarheid: die is van RVS vele malen slechter dan die van bijvoorbeeld aluminium of koper. Die dan ook prompt eerder heet worden...
Één van de redenen dat (ongecoat) RVS weinig wordt gebruikt voor EMC-afscherming...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

De magnetische verliezen helpen inderdaad mee tot de Curie temperatuur bij ferromagnetische materialen, maar die bijdrage is wel heel erg groot, en daarom zijn ferromagnetische materialen dus gemakkelijker te verwarmen, maar het helpt niet om te smelten, aangezien het smeltpunt altijd veel hoger ligt dan de Curie temperatuur.

De weerstand van de geleider heeft ook veel invloed; er is een optimum, want koper heeft een dusdanig lage weerstand dat een grote stroom nog steeds relatief weinig verliezen geeft. Als de weerstand van de geleider hoog is, gaat er weinig stroom lopen. Een effect dat ons een beetje helpt is dat de weerstand van vrijwel alle geleiders stijgt naarmate de temperatuur stijgt.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Beneden het Curiepunt zijn het vooral de magnetische verliezen die het metaal opwarmen.
Daarboven valt deze 'hulp' weg, waardoor verder opwarmen veel lastiger is.

In geval van smelten van aluminium in een ijzeren smeltkroes werkt die eigenlijk als thermostaat: bij ~770 graden blijft de temperatuur min of meer constant.
(aangenomen dat de inductieheater beperkt is in zijn vermogen, anders geldt het natuurlijk niet)

[Bericht gewijzigd door Arco op 26 september 2021 12:11:28 (44%)]

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 26 september 2021 01:47:27 schreef SparkyGSX:
@GD: volgens mij had hij het voorbeeld van de velgen voor de legering, hij zegt niet dat hij hele velgen tegelijk wilt smelten, ik ging er vanuit dat hij kleine stukjes wilde smelten, om kleinere objecten mee te gieten.

Het uitgangspunt was het herbenutten van een flink RVS biervat. Dat lijkt me niet bepaald voor 'kleine stukjes'

Juist jouw voorgestelde kipje aan het spit lijkt me een heel slecht idee; je zou alleen het spit verwarmen, en dat lijkt me niet de beste manier om een kipje te braden.

Ik had het over het vermogen. Als ik 1-2 kW nodig heb voor een braadkip zie ik je met dat vermogen niet zo gauw een biervat vol aluminiumbrokken smelten.
De dooddoener dat het wél lukt als je mr genoeg isoleert is onzin.
Waarom heb ik dan geen 100W keukenoventje met een dikkere wand? Omdat de isolatie onpraktisch dik zou worden, de benodigde tijd enorm lang en het gebruik uiterst onpraktisch zou zijn.

Hetzelfde geldt voor die smeltoven. Je moet het metaal ook nog op een handige en veilige manier kunnen uitgieten. Je kunt het geheel altijd in een grote betonmolen gaan inbouwen natuurlijk,.

Als het om een echt doordacht project gaat, lijkt het me nog haalbaar, al is het geen one-weekend projectje, maar als het gaat om 'ik heb nog een biervat liggen, waarvoor zou ik het kunnen gebruiken?' lijkt het sop me de kool niet waard.

Bovendien is er een enorme kloof tussen een principe en een praktisch bruikbaar ding bouwen. Hennep lijkt me gezien de vragen die hij stelt helemaal niet vertrouwd met dat soort zaken. Dat vormt een extra hindernis. En het is ook niet zonder gevaar. Een spat gesmolten metaal kan lelijke brandwonden veroorzaken.

Gezien de weinig hoopgevende ervaringen van anderen met metaal smelten met elektriciteit lijkt me dit wat te hoog gegrepen.

Op 26 september 2021 12:08:10 schreef Arco:
Beneden het Curiepunt zijn het vooral de magnetische verliezen die het metaal opwarmen.
Daarboven valt deze 'hulp' weg, waardoor verder opwarmen veel lastiger is.

Klopt natuurlijk. Waarom zou men voor inductiekoken anders een nieuw stel dure pannen met speciale bodem moeten aankopen?

In geval van smelten van aluminium in een ijzeren smeltkroes werkt die eigenlijk als thermostaat: bij ~770 graden blijft de temperatuur min of meer constant.

Dat klopt ook en is meestal zo. Als je ijs smelt blijftt de temperatuur tijdens het smelten precies 0°C. Idem met koken, 100°C.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.

Op 26 september 2021 17:45:09 schreef grotedikken:
[...] Het uitgangspunt was het herbenutten van een flink RVS biervat. Dat lijkt me niet bepaald voor 'kleine stukjes'[...]

Waarom heb ik dan geen 100W keukenoventje met een dikkere wand? Omdat de isolatie onpraktisch dik zou worden

Heb je nou echt niet in de gaten dat je jezelf tegenspreekt, of ben je weer aan het trollen?

Eerste zeg je: de TS heeft een groot vat, dus het kan niet anders dan dat hij grote hoeveelheden metaal wil smelten.
Een paar zinnen verder: Je hebt veel vermogen nodig, anders moet je heel veel isolatie toevoegen, en dan zou je een groot vat nodig hebben!

Misschien, raar idee, dat weet ik, is het eisenpakket van de TS iets anders dan het eisenpakket van een oven voor in de keuken van een gemiddelde consument.

Misschien heeft de TS er juist wel iets harder over nagedacht dan jij, en is het plan om de isolatie juist dik te maken, om te warmteverlies zo klein mogelijk te maken. Voor kleine hoeveelheden, om objecten van het formaat muntjes of ringen te gieten, lijkt dit me prima haalbaar. Voor een object van het formaat van een autovelg niet, maar dat heeft de TS ook niet gezegd.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 26 september 2021 21:53:59 schreef SparkyGSX:
[...]

[...]

Eerste zeg je: de TS heeft een groot vat, dus het kan niet anders dan dat hij grote hoeveelheden metaal wil smelten.

Niet iedereen is een keukenprins, maar als ik 1 ei wil koken gebruik ik geen soeppan van 10 liter.

Niks terzake doende opmerkingen verwijderd.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.

Op 26 september 2021 22:37:13 schreef grotedikken:
Je stopt die isolatie toch niet IN dat vat?

Natuurlijk wel! De isolatie komt IN het vat, en DAARIN komt de smeltkroes! Stel je voor dat de TS dat zou hebben opgeschreven, in de openingspost bijvoorbeeld:

Nu vraag ik me af of dat rvs vat in de weg zit wanneer dat om de inductiespoel heen zit. Zou ik in die laag rvs energie verliezen of is dat verwaarloosbaar als er een ijzeren kroes in staat gevuld met aluminium?

Een groot vat geeft lekker veel ruimte voor isolatie, en zegt helemaal niets over het formaat van de smeltkroes of de hoeveelheid materiaal daarin.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Ah op die manier, ik had het helemaal verkeerd voor.

Ik ben een notoire onzinverkoper, want wat ik beweer past vaak niet in ieders kraam.
hennep

Golden Member

Dat biervat was in eerste instantie bedoeld om als een stevige buitenkant te dienen voor een dikke isolatielaag van gips met chamottekorrels. Chamotte zet niet uit als je het verhit, ik heb het eerder toegepast bij het maken van keramiek. Als je dat mengt met een minimale hoeveelheid gips zodat je veel luchtinsluitingen krijgt dan is dat een heel goede isolatie voor verwarmen met een gasvlam. Ik had al eerder geschreven dat het overkill is om zo'n vat te gebruiken voor een inductiespoel en dat ik daar vanaf zag. Ik heb nu gezien hoe plaatselijk je met inductie metaal kunt verhitten. Dat vat komt nog wel eens van pas, ik kan het eventueel nog vullen met bier!

Toen ik dit topic startte wist ik niet wat ik moest met dat curiepunt. Dankzij Arco weet ik nu dat ik in een ijzeren kroes tot 770 graden kan verhitten met "laag" vermogen inductie. Ik had al wel gezien in video's dat het ijzer ging gloeien maar had mij nooit gerealiseerd dat het smeltpunt niet gehaald wordt. In iedere video stoppen ze met filmen als diezelfde rode kleur wordt bereikt. Een getraind oog kan aan de kleur de temperatuur aflezen, tja ik ben geen smid :-)

Sparky, ik vond jouw idee om de gates met een aparte bron te voeden wel een slim plan. Ik ben nu aan het kijken naar een voeding met meer vermogen want als die mosfets of igbt's zijn beveiligd om niet buiten de soa te komen dan durf ik wel iets verder te gaan. Ik krijg het in een simulatie overigens niet voor elkaar om een fetdriver te gebruiken. Die ZVS aansturing is wel een heel apart systeem.
Wat betreft die maximum stroom door een mosfet, is het dan niet de bedoeling om de pennen zover door de print te schuiven dat de verdikking in de pin de pads raakt? Dan is er bij TO220 geen sprake meer van 0.6x1.0mm maar ongeveer het dubbele.

Het grootste probleem blijft toch nog steeds die condensatoren. Ik heb al in een aantal datasheets gekeken maar de piekstroom blijft toch nog steeds een factor om rekening mee te houden. Ook als ik veel condensatoren gebruik van een lagere waarde dan heeft de fabrikant bedacht dat de piekstroom iets minder kan zijn voor die lagere waarde. :-(

vanwege het grote benodigde vermogen, heb ik van inductie afgezien.
Met gas gestookte pot.
Wel een filmpje gemaakt. https://www.youtube.com/watch?v=hlGf-E_13D0

alles wat ik maak, kan beter.

Propaanfles kan je ook in een vijver of sloot leggen. Als er maar voldoende water bij de fles kan komen. Of lucht langs de fles blazen mbv een ventilator.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op 27 september 2021 23:52:33 (19%)]

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
hennep

Golden Member

Een sloot of vijver is wel heel veel water. Als je dat bij de hand hebt dan bevriest de fles niet maar ieder vat of kuip waar die gasfles in past is waarschijnlijk ook geschikt. De tuinslang er in leggen en de kraan een klein stukje open is voldoende. Water kan veel meer energie vasthouden dan vloeibaar propaan. Propaan bevriest bij -42 C, dat zal niet zo snel gebeuren. Is het werkelijk puur propaan of zit er butaan doorheen? Dat laatste bevriest bij -0.5 en als dat gebeurt dan klopt de mengverhouding van je brander niet meer.

Ik vraag me af hoe goed die isolatielaag van chamottecement werkt, die is niet zo heel dik. Kun jij je hand tegen de buitenkant houden zonder je vingers te branden? Ik verwacht dat je daar veel energie verliest.
Ik heb ooit potten gebakken tijdens een cursus waarbij tot boven de 1000 C werd gestookt in een Weck-ketel met daarin aluminiumsilicaatdeken als isolatie. Dat spul is 2 cm dik en dat kun je bij die temperatuur aan de buitenkant vasthouden.

Zoals je zelf al opmerkte, je hebt veel luchttoevoer nodig voor die brander. Als er sprake is van onvolledige verbranding door te weinig lucht dan zal dat de temperatuur ook sterk omlaag trekken.
Het zou ideaal zijn als je een regelbare luchttoevoer had. En uiteraard een thermometer voor dat bereik om het effect te meten.

Om even de vergelijking te kunnen maken in energieverbruik, heeft iemand een idee met hoeveel kW zo'n brander vergelijkbaar is?

Dat zou je redelijk kunnen schatten als je weet hoeveel propaan je verbruikt; de onderste verbrandingswaarde geeft je een maximale energie, daarvan gaat nog een aanzienlijk deel verloren aan het opwarmen van de lucht die je gebruikt bij de verbranding.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Sine

Moderator

Heul veul.

Als je dat elektrisch wilt doen ga je dat niet uit een enkel groepje trekken ;)

op cnczone.nl heeft Dabit wat uitgerekend: https://cnczone.nl/viewtopic.php?f=34&t=19030&start=14

Aluminium smelten kost 'maar' grofweg 3x zoveel energie als water smelten. (water: 330kJ/kg. aluminium: 396kJ plus 500kJ voor het opwarmen tot smeltpunt). Dus die bevroren soepkip in de magnetron of een paar honderd gram aluminium smelten voor een werkstukje maakt mekaar niet zoveel.

Kwa kosten: een 5kg propaanvulling kost 20 euro ofzo. Daar zit circa 250MJ aan energie in, oftewel zo'n 70kWh. Die 70kWh kost een euro of 15. Dus het aluminium elektrisch smelten is goedkoper dan met propaan uit een reguliere door particulieren gebruikte fles.

alles wat ik maak, kan beter.

Dat is een goed begin, maar je vergeet iets belangrijks: de energie die je verliest tijdens het verwarmen, en dat is bij aluminium veel meer, omdat de temperatuur veel hoger is, en daardoor dus het verschil met de omgevingstemperatuur dus ook veel groter. Het verlies aan warmte is afhankelijk van dit temperatuursverschil, de mate van isolatie, en het oppervlak waarover de warmteuitwisseling plaats kan vinden.

Bij inductieve verwarming kun je de kroes veel beter isoleren, omdat er geen hete gassen langst hoeven te stromen, dus netto zou dat minder energie kosten.

Aan de andere kant moet je het rendement ook nog meenemen; die van de inductieve verwarming is zeker geen 100%, maar ik denk dat 80% wel haalbaar moet zijn. Van de warmte die het verbranden van propaan opbrengt, kun je ook lang niet alles overdragen naar de smeltkroes, maar ik kan moeilijk inschatten wat dat rendement zou zijn.

Je hebt wel onterecht de bovenste verbrandingswaarde van propaan gebruikt; met de onderste (zonder het water te laten condenseren) is het 230MJ voor 5kg.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 28 september 2021 17:54:45 schreef SparkyGSX:
Je hebt wel onterecht de bovenste verbrandingswaarde van propaan gebruikt; met de onderste (zonder het water te laten condenseren) is het 230MJ voor 5kg.

In deze opmerking zit wel een beginnetje in voor de rendementsberekening. Die 230MJ geldt dus als de verbrandingsgassen afgekoeld wordt tot 1000C, want daarbeneden ga je profiteren van de condenswarmte van de stoom. Hier heb je er niks aan, want de verbrandingsgassen hebben een bepaalde temperatuur. Dat koel je af tot het smeltpunt van aluminium, de rest van de thermische energie kan je niks mee. Dit is wezenlijk anders als het verbruik van deze hete gassen in een stoommachine of verbrandingsmotor. Daar kan je de thermische energie van de gassen tot ruwweg 250C gebruiken.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Het zelf bouwen van een HF inductieoven met Mosfets kun je wel vergeten.

Daar is jaren lange ervaring voor nodig, dat doe je niet zo maar even.
Ik zeg dit, zonder enige berekening uit te voeren, dat is echt veel te complex.
Zelfs al zou je dit maken met HF buizen en een kilovolts hoge voedingspanning, blijft het uitermate complex.
Wat mij een beter idee lijkt is om een bestaande HF las inverter met IGBT's om te bouwen naar een inductie oven.

"tijd is relatief"

Twee video's gevonden van een "induction heater" waar smelten met ferro matarialen redelijk mogelijk is.
https://www.youtube.com/watch?v=DbZZD6J_AK0
In de tweede video een zwaardere uitvoering van 1400Watt naar 3kW.
Echter het smelten van aluminium is niet geschikt voor deze inverter, blijkbaar is hier veel meer vermogen voor nodig:
https://www.youtube.com/watch?v=DbZZD6J_AK0
En hierin had ik geen gelijk dat een dergelijke "induction heater"wellicht te moeilijk is om dat even te bouwen.

Hier nog meer informatie wat er zoal nodig is om een dergelijk apparaat te kunnen bouwen:
https://www.youtube.com/watch?v=TUh8lCCIf7o

[Bericht gewijzigd door Martin V op 28 november 2021 03:58:53 (13%)]

"tijd is relatief"

Voor smelten van aluminium moet je een (ferro) metalen kroes gebruiken zoals ik eerder zei, en daar het aluminium in doen.
De metalen kroes wordt dan opgewarmd door inductie, en de kroes op zijn beurt warmt het aluminium weer op.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Op 28 november 2021 03:38:48 schreef Martin V:
Echter het smelten van aluminium is niet geschikt voor deze inverter, blijkbaar is hier veel meer vermogen voor nodig:

Nee. Het gaat niet om het vermogen. Het gaat om de verwarmingsmethode. Het blijkt dat datgene wat iedereen inductie noemt niet met inductie werkt. Het inductie-verwarmen werkt door dat voor het wisselen van de magnetisatie van het materiaal iets aan warmte in het materiaal blijft zitten. Alu is niet magnetisch, alu pannen werken niet op een inductie-kookplaat.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
hennep

Golden Member

Zoals Arco al schrijft, je moet het ijzer verwarmen met inductie. Het aluminium smelt dan door de contact met het ijzer. Ik ben van plan om daar een oude brandblusser voor te gebruiken. Ik heb hier nog een oude die mijn vader in de jaren '70 in zijn auto had liggen, toen werden ze nog van een stevige staalplaat gemaakt. Dit project ligt echter een poosje stil. Het is me nu veel te koud om daar aan te werken en ik vind dat niet iets om in huis te doen.

Ik heb ook naar dat schema van die nieuwzeelander gekeken en dat werkt in dat filmpje prima op 12V. Hij zegt in de video dat je de spanning gerust naar 48V kunt verhogen maar vergeet daarbij om het vermogen door die 470 ohm weerstanden uit te rekenen. Dat vermogen schiet daardoor flink omhoog. Ik heb even in een simulatie gespeeld met een stroombron ipv. een weerstand en dat vinden de mosfets een heel stuk fijner.
Zo'n ZVS oscillator blijft een raar ding. Ik heb even gespeeld met fetdrivers in zo'n schema maar dat kun je wel vergeten. De oscillatie komt daarmee niet op gang.

@rew, Je ziet bij aluminium pannen voor inductie vaak dat er een rooster van een ander metaal in de bodem van de pan zit gegoten. Waarschijnlijk is dat een wat slechtere kwaliteit RVS. En met slechter van kwaliteit bedoel ik dan dat het nog net magnetische eigenschappen bezit (en dus een stuk minder roestvrij is). Dat komt in principe op hetzelfde neer als smelten van aluminium in een ijzeren kroes.

Het was lastig om goede condensatoren te vinden voor dit project, dat is ondertussen opgelost. Ik heb er ondertussen 8 zoals op deze foto.

foutje

[Bericht gewijzigd door testman op 28 november 2021 16:43:11 (96%)]

waar rook was, werkt nu iets niet meer

Op 28 november 2021 10:57:08 schreef hennep:

Het was lastig om goede condensatoren te vinden voor dit project, dat is ondertussen opgelost. Ik heb er ondertussen 8 zoals op deze foto.

uit een inductieplaat gehaald? daar zitten die 0,68uf in. naast 3,3uf doorgaans.

waar rook was, werkt nu iets niet meer
hennep

Golden Member

Precies, condensatoren uit een inductieplaat leken me wel geschikt hiervoor :-)