Электрификация

Справочник домашнего мастера

Печи для плавки металла

Содержание

Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

Муфельная печь для расплава или закалки металлических изделий – прибор, позволяющий домашнему мастеру выполнить определенную работу. Простой агрегат, способный работать на разных видах топлива, для самостоятельного изготовления достаточно обладать навыками выполнения слесарных и электросварочных работ.

Свернуть

Устройство и схема

Устройство муфельной печи для плавки металла состоит из:

  • в большинстве случаев стального корпуса. Для домашнего использования лучше выполнить его из жаростойкого металла или нержавейки. Но можно использовать конструкционную сталь. Толщина листа 1,5-2 мм;
  • слоя внутренней теплоизоляции. Для домашних печей используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, выдерживающий температуры нагрева до 10000 — 12000;
  • стальной корпус можно обложить наружным слоем керамических плиток или огнеупорным кирпичом;
  • электрических или газовых нагревательных элементов. Газовые горелки лучше приобретать в специализированных магазинах. Электрическая печь может оснащаться самодельными спиралями из нихрома или фехраля. Толщина проволоки – 1 мм. Фехралевая проволока дешевле, но она уступает нихрому по уровню сопротивлению воздействия агрессивной среды и долговечности спирали;
  • системой автоматического или ручного управления работой техники. Установив тепловые датчики вы сможете легко управлять температурным режимом и временем поддержания заданной температуры.

Материалы и элементы для работы

Муфельная печь для плавки алюминия своими руками или закаливания стальных деталей – для производства подготавливаем полный набор материалов. Нам потребуется:

  • шамотный кирпич;
  • теплоизоляция;
  • листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции;
  • огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор;
  • электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.

Необходимые инструменты

Инструмент должен быть исправным:

  • инструмент электрика;
  • инструмент каменщика, шпатель;
  • сварочный аппарат и средства защиты сварщика;
  • сварочные электроды для сваривания конструкционной стали;
  • болгарка с защитными очками;
  • зачистной и отрезные диски;
  • электродрель с набором сверел.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Муфельная печь для плавки металла своими руками — для такого прибора лучший вид топлива электричество. С его помощью можно разогреть металл до температуры плавления. Разберем подробно этапы проведения работ по самостоятельному изготовлению нагревательного агрегата.

Изготовление конструкции муфеля

В зависимости от материала и конфигурации корпуса начинаем делать отсек для нагрева металла. Можно сделать печь и без стального каркаса, но тогда потребуется уложить печь в слой теплоизоляции. Используем материалы, способные выдерживать высокие температуры. Но лучше сделать коробку из листового металла или из старой бочки или даже холодильника. Этапы работ:

  1. Начинаем готовить блоки для обкладки огнеупорной камеры. Для небольшой камеры понадобится 7 шамотных больших кирпичей. С их помощью можно соорудить прямоугольную или цилиндрическую камеры нагрева и закаливания металла. Если требуется соорудить круглый отсек, понадобится болгаркой вырезать трапециевидные заготовки и предварительно укладывать их в конструкцию, намечая каждую деталь.
  2. Подрезав грани, устанавливаем детали на ровную поверхность и несильно стягиваем их проволокой. Проверяем плотность прилегания граней блоков и отсутствие больших зазоров. Если нужно подрезаем блоки и снова собираем всю конструкцию на проволоке.
  3. Обеспечив плотность прилегания деталей, выкладываем их в ровный ряд и длиной линейкой размечаем пазы для укладки нагревательных элементов печи — спиралей из нихромовой проволоки. В зависимости от диаметра самодельной или покупной спирали размечаем ряды так, чтобы они не соприкасались между собой. Если это произойдет – это грозит коротким замыканием и сработкой автомата и это в лучшем случае. Минимальный зазор – 20-30 мм.
  4. Канавки выбираем дрелью с шарошкой или сверлом или болгаркой. Борозды лучше сделать под небольшим уклоном вниз, чтобы спирали не могли выпасть. Работа кропотливая и требует внимательности, не торопимся.
  5. После проверки точности пропилов и исправления, неточных мест стыковки пазов переходим к сборке муфельной конструкции. Закрепляем блоки с помощью термостойкого клея или раствора. Самодельную смесь готовим из равных частей шамотной глины и просеянного кварцевого песка.

Для изготовления муфеля, небольшого по габаритам, можно использовать простую глину. Для этого выполняем несколько дополнительных операций:

  1. Из картона или тонкого пластика делаем опалубку для заливки жидкого раствора глины, либо можно использовать обрезанную бочку. Учитываем толщину стенок и размеры корпуса печи.
  2. Замачиваем раствор на 2-3 дня, чтобы он растворился и разбух. Такая смесь становится пластичной.
  3. После этого заливаем в опалубку раствор. Толщина стенок – 50-70 мм. Обязательно уплотняем и протыкаем его тонким стержнем для удаления пузырей воздуха и монолитности конструкции.
  4. Оставляем деталь до полного засыхания глины. Делаем пазы для укладки спиралей или отверстия для установки газовых горелок и вывода проводов.
  5. Готовый глиняный муфель обязательно закаляем в печи и только после этого устанавливаем в корпус.

Такая монолитная обожженная конструкция будет прочной и не уступит по характеристикам муфелю из шамотного кирпича.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Спираль можно приобрести в магазине или намотать самостоятельно (толщина проволоки нужна — 1,2 мм.):

  • Понадобится запас проволоки из нихрома или другого сплава и простой пруток, подходящего сечения. Зажимаем конец прутка и проволоки в тисках и начинаем плотно наматывать спираль.
  • Витки можно укладывать вплотную, но без перехлестов. После намотки спираль немного растягиваем по длине, чтобы между витками был определенный зазор.

Далее:

  1. Готовые спиральки укладываем в подготовленные пазы в корпусе муфеля и фиксируем скобками из нихрома. Устанавливая скобки, следим, чтобы они не перемкнули виточки между собой. Для крепления еще используют раствор для кладки кирпича из глины и песка. Этот материал не проводит электрический ток.
  2. Рассчитанные по мощности спирали обеспечат высокую температуру в печи. Для увеличения производительности и экономии электроэнергии советуем сделать несколько нагревательных контуров, которые можно включать отдельно. Так мы сможем поддерживать необходимую температуру в начале обжига металла и постепенно доводить ее до максимальной.
  3. В местах выхода из корпуса закрываем проволоку керамическими предохранителями, а сразу после выхода подключаем медный электрический кабель большого сечения. Заводим кабель в электрический щиток и подключаем его к отдельному автомату. Печь должна быть надежно защищена от токов короткого замыкания, для защиты обязательно заземляем ее и подключаем к отдельному УЗО.

Важно! Для домашней печи лучше использовать нихром. Этот материал способен выдерживать высокую температуру и длительное нахождение в агрессивной среде. Минимальное сечение витков спирали – 1 мм.

Для нагрева деталей можно использовать газовые горелки.

Работы по установке в муфель газовой горелки

Газовый нагревательный элемент лучше приобрести в магазине, хотя народные умельцы могут выполнить эту работу своими руками. Но советуем подумать о безопасности и отправиться в специализированный магазин.

Если вы обладаете опытом изготовления аналогов, такую конструкцию делаем по определенной схеме:

  • для изготовления корпуса горелки подготовим отрезок стальной, лучше медной трубки. Диаметр 8-10 мм. Длина заготовки – 150 мм;
  • возле одного конца сверлим сквозное отверстие для соединения с газовой трубой или шлангом;
  • на боковой стенке размечаем и сверлим несколько отверстий. Отверстие делаем только с одной стороны. Эти отверстия служат для поджигания факела;
  • на обоих концах горелки нарезаем резьбы;
  • посередине горелки сверлим не сквозное отверстие, оно будет служить для сброса газа;
  • торцевую сторону закрываем. Накручиваем заглушку. Ко 2 стороне подсоединяем шланг от газового баллона.

Горелка устанавливается с помощью хомутов. Не забываем установить на подводящем шланге клапана, защищающего от обратного удара.

Финальные работы

Муфельная печь — горн своими руками почти готова. Остается собрать все детали в единую конструкцию. Полость между муфельным устройством и корпусом заполняем свободное пространство утеплителем.

Если нужна печь для плавления небольшого количества металлов, на верхней детали делаем небольшой вырез по габаритам тигля и ужесточаем края прутком или уголками. Теперь после включения печи в работу можно устанавливать тигель с медью или алюминием и расплавлять металл.

После окончания всех работ проверяем правильность сборки и включаем прибор в сеть переменного тока. Сначала печь будет сильно дымить, не пугайтесь – это выгорает смазка, краска или грязь. После первого включения дыма станет значительно меньше. к содержанию

Правила эксплуатации

Электрические или газовые печи для расплавления материалов или закаливания деталей – приборы повышенной опасности.

Перед началом работ обязательно проверяем надежность подключения к газовой сети или изоляцию проводов и состояние спиралей. В помещении необходимо обеспечить надежную систему вентиляции.

Печь устанавливаем на теплоизоляционную подставку. Лучше взять несколько шамотных кирпичей и склеить их жаростойким клеем.

Не рекомендуем работать в такой одежде, как на фото:

Только спецодежда сможет защитить вас от ожогов при работе с расплавленным металлом. Только спилковые перчатки соответствуют правилам охраны труда. Одежда из плотного материала. Все участки тела должны быть закрыты, обувь из плотной кожи или заменителя. Никаких тапочек или сланцев.

Вывод

Самодельные или промышленные печи для закаливания металла или его плавления – все эти конструкции должны обеспечивать безопасность и комфортность в работе с нагревательными приборами. Сделать конструкцию самостоятельно несложно, справиться сможет даже новичок. Главное внимательно и ответственно выполнять все рекомендации и правила выполнения работ.

Муфельная печь своими руками

Муфельные печи представляют собой конструкцию, нагревательные элементы которой позволяют добиться температуры, необходимой для обжига керамики, плавки металлов, закалки стали в личной мастерской. Ювелиры и другие мастера, чья мастерская находится дома, понимают всю ценность такой конструкции. А учитывая высокую стоимость муфельных печей, производимых заводским путем, подобная печь, выполненная самостоятельно, приобретает особое значение.

Устройство муфельной электрической печи

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

  • электрические;
  • газовые.

По предназначению они делятся на:

  1. для плавки металла;
  2. для обжига керамики;
  3. для плавки стекла;
  4. для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

Промышленная муфельная печь с автоматикой

Но печи, работающие на газу сделать в домашних условиях невозможно, хотя газ и дешевле электричества, так как подобные эксперименты запрещены законодательством. Электрическое управление печью обеспечивает удобство регулирования температурного режима.

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

  • горизонтальные (наиболее простые);
  • вертикальные или горшкового типа;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Нагрев может производиться в воздушной среде, в вакууме или в газовой среде. В домашних условиях есть возможность только для конструирования печи с термической обработкой изделий в воздушной среде.

При самостоятельном выполнении муфельной печи ей можно придать желаемую форму и объем, оформить ее в подходящем для интерьера стиле.

Основные части конструкции

  1. Внешняя часть печи, оболочка (корпус).В качестве корпуса для будущей муфельной печи удобно использовать вышедшую из употребления газовую плиту, точнее духовку от нее или электрическую печку. Для их использования демонтируют все пластиковые детали. В случае, когда нет возможности использовать такие варианты корпуса, его сваривают из листового металла (толщина не менее двух миллиметров).
  2. Теплоизоляционный слой. Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет. Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.

    Огнеупорный шамотный кирпич для внутренней отделки муфельной печи

  3. Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты. Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.
  4. Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство. Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм. Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.

    Спирали скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки

  5. Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.

Список материалов и инструментов для сборки конструкции

  1. болгарка (машинка для шлифовки и резки материалов) с отрезными кругами для металла;
  2. сварочный аппарат;
  3. листовая сталь толщиной >2мм;
  4. металлические уголки;
  5. шамотный огнестойкий кирпич;
  6. огнеупорная смесь;
  7. силикон термостойкий;
  8. базальтовый термоизолятор (вата, плотностью 200 кг/м3) или перлит;
  9. защитные очки и респиратор;
  10. нихромовая (фехралевая) проволока сечением 1 мм;
  11. кусачки или ножницы по металлу.

Технология постройки муфельной печи

Порядок выполнения работ горизонтальной ли вертикальной муфельной печи аналогичен, различие состоит в расположении элементов печи.

  1. Корпус муфельной печи выполняем из листового железа. Вырезаем болгаркой прямоугольную полоску нужного размера, сгибаем ее в радиус и при помощи сварки герметично завариваем шов. Для предотвращения образования коррозии можно покрыть металл несколькими слоями огнеупорной краски. К полученному цилиндру привариваем дно. Для этого вырезаем из листа стали круг необходимого диаметра, равного диаметру цилиндра. Укрепляем стенки и донышко металлической арматурой. Корпус выполняем такого объема, чтобы внутри можно было разместить термозащитный слой и огнеупорный кирпич.
  2. В случае если для корпуса используется старый холодильник, аналогично укрепляем его донышко и стенки металлическими уголками или трубками.
  3. Внутреннюю часть корпуса выкладываем толстым слоем базальтовой ваты.

    Внутренняя часть из базальтовой ваты

  4. Для изготовления внутреннего термослоя (аккумулятора тепла) используем шамотный кирпич (огнеупорный). Задача состоит в состыковке кирпичей в количестве семи штук в форме трубы, которая будет в дальнейшем служить рабочей камерой печи.

    Корпус муфельной печи из шамотного кирпича

  5. Для этого раскладываем кирпич в ряд и делаем на каждом кирпиче разметку, по которой будем производить резку. Форма кирпичей после резки должна позволять собрать все кирпичи в форме полой трубы. Обрезку производим болгаркой. Для удобства кирпичи нумеруем. После обрезки собираем их вместе и закрепляем проволокой, проверяя правильность резки. При необходимости подправляем форму, добиваясь точности.

Важно! Во время резки кирпичей обязательно защищать глаза и органы дыхания от пыли очками и респиратором. Работы необходимо производить на улице или в хорошо проветриваемом помещении.

Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции.

Далее на внутренней поверхности кирпичей необходимо пропилить канавки под проволоку.

Канавки под проволоку

Но прежде из мотка нихромовой или фехралевой проволоки необходимо сделать спираль диаметром около 6 мм. Для этого наматываем проволоку на основу (карандаш, сварочный электрод или тонкий металлический пруток).Достаем кирпичи и вновь выкладываем их на ровную поверхность в ряд.

Прикладываем спираль, делаем разметку под будущие канавки, которые будем вырезать в кирпичах болгаркой. Правильность линий проверяем строительным уровнем. В конечном итоге внутри рабочего пространства проволока будет уложена по спирали от дна к вершине рабочего пространства. Важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе будет замыкание.

Спираль в муфельной печи

Чтобы вывести концы проволоки за пределы рабочей камеры и подключить их к автомату, между двумя соседними кирпичами вставляем три тонких длинных отрезка керамической плитки с пропиленными в них тонкими каналами под проволоку.

Каналы под проволоку из муфельной печи

Применение таких керамических выводов в дальнейшем позволит легко производить ремонтные работы муфельной печи.

Коммутация электрической части с тремя ступенями мощности

  • для первой ступени мощностей необходимо два контура спиралей включать последовательно;
  • вторая ступень подразумевает отдельное подключение нижней спирали;
  • третья ступень мощности – параллельное включение двух контуров.

При включении спиралей обязательно заземление!

Готовую конструкцию рабочей камеры помещаем в корпус со слоем теплоизолирующего материала и одним кирпичом, уложенным на дно, обмазывая его огнеупорной (печной) глиной или огнеупорным клеем.

Чтобы вывести керамические каналы за пределы корпуса, сверлим в нем отверстия.

Делаем корпус и обмазываем шамотной глиной

Крышку выполняем из листовой стали, вырезая ее по размеру печи и закрепляя на ней печной глиной огнеупорный кирпич. Сверху привариваем щеколду, ручки и навесы. Для герметичности по краям крышки и на примыкающие стенки муфельной печи наносим слой термостойкого силикона, предварительно тщательно обезжирив поверхности.

Муфельная печь в работе

После полного высыхания печи подключаем проволоку к электрическому автомату со стабилизатором и проводим ряд испытаний, настраивая мощность накала спиралей и температуру в рабочем пространстве увеличивая или уменьшая напряжение сети.

Важно! Чтобы удостовериться, что печь высохла полностью, ее необходимо включить на максимальную мощность и удостовериться в отсутствии испаряемого с поверхностей печи пара.

Во время работы печи дверцу необходимо плотно запирать.

Электропечь для термообработки своими руками


Привет любителям помастерить, эта самоделка будет нужной для тех, кто работает с металлом. Чтобы обрабатывать металл было легко, его нужно отпустить, а для этого нужен нагрев и постепенное охлаждение. Именно с такой задачей справляется эта печь. Помимо стали, в ней также можно отжечь медь, металл станет после этого мягким и пластичным. Используя такую печь, запросто можно производить и закалку стали. В печи достигается температура в районе 1030°C, чего вполне хватает для описанных выше целей. Тут есть удобный регулятор для настройки необходимой температуры в печи. Питается самоделка от напряжения 120В, а мощность нагревательного элемента составляет 1500 Ватт. Если проект вас заинтересовал, предлагаю ознакомиться с ним более детально!
Материалы и инструменты, которые использовал
Список материалов:
— огнеупорный кирпич (у автора выдерживает температуру 1260°C);
— листовое железо;
— дверные петли;
— PID-регулятор;
— термопара;
— реле для включения/выключения спирали (SSR-25DA);
— спираль;
— автомат на 15А;
— выключатель;
— провода;
— саморезы, гайки, резьбовые стержни и пр.
Список инструментов:
— болгарка;
— сварочный аппарат;

— дрель;
— плоскогубцы, отвертки и другое.
Процесс изготовления самоделки:
Шаг первый. Кирпичи
Для изготовления печи автор использовал всего 12 огнеупорных кирпичей. Объем печи получился более чем нормальный для отжига небольших деталей. В такую печь можно поместить заготовку длиной около 38 см. Такая печь нужна автору для изготовления ножей.

Шаг второй. Корпус
Зная размеры печи, мы можем сделать для нее корпус. Тут нам понадобится листовое железо и лучше подбирать материал потолще. Ну а далее все просто, режем материал, свариваем и укладываем внутрь кирпичи. А можно и сразу сварить корпус вокруг сложенных кирпичей. В верхней части автор приварил ручку, чтобы печь можно было переносить.
Конечно, чтобы печь работала более экономично, кирпичи желательно изолировать от корпуса утеплителем. Впрочем, более 1300 градусов кирпич все равно не выдержит, так что в сильной теплоизоляции особого смысла и нет.


Шаг третий. Дверка
Аналогичным образом собираем дверку, свариваем ее из листового железа. Завешиваем дверку на петли, а также делаем запирающий механизм. Автор просто приварил к дверке пластину, которая плотно прилегает к корпусу печи, это своего рода защелка. По бокам защелки есть специальные упоры, которые приварены к корпусу печи. Эти упоры не дают дверке провисать.
Шаг четвертый. Установка нагревательного элемента
В качестве нагревательного элемента у нас используется спираль, длину проволоки, тип и толщину автор не указал, но можно рассчитать и самому. Под спираль делаем канавки в кирпиче, использованный автором кирпич довольно мягкий, так что канавки делаются легко. Чтобы упростить задачу, автор сделал специальный инструмент из дерева и металлической пластины. Для фиксации спирали в пазах нужно сделать скобы из все того же нагревательного элемента.
Важно надежно вывести проволоку наружу печи, они не должна соприкасаться с корпусом печи, иначе печь будет биться током, да и замыкание может произойти. Используем керамические вставки или текстолит. Подключаем к спирали питание и смотрим, работает ли она. Чтобы спираль служила долго, он должна светиться темно-красным цветом. Места, где спираль светится желтым, будут быстро перегорать.
Шаг пятый. Сборка
Собираем печь, к этому шагу относится установка электроники. Прикручиваем к корпусу печи дополнительную пластину, на которой и разместим все составляющие. Тут находится PID-регулятор, а также реле для управления большим током, а также выключатель. Очень важно в целях безопасности использовать трехжильный кабель и подключить к печи заземление. Над электронными компонентами собираем металлический корпус, в нем обязательно должны быть вентиляционные отверстия, так как печь будет нагревать содержимое.
После этого печь готова, для начала автор попробовал отпустить напильник для изготовления ножа. Напильник был разогрет до 760°C, а потом автор выключил печь, и дал ей остывать в закрытом состоянии вместе с напильником. После этого металл должен стать податливым к обработке.
Потом автор решил вывести печь на максимальную температуру, которая составляет 1038°C. Печи понадобилось некоторое время, но она таки разогрелась до указанной температуры. Красить автор печь не захотел, так как ему нравится ее текущий вид.
Самоделка работает отлично, надеюсь, вам проект понравился и вы нашли для себя полезную информацию. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками! Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Для переплавки алюминиевых материалов часто используются доморощенные печи, работающие на дровах или углях. В этом мастер-классе будет продемонстрирован вариант электропечи, который вы можете сделать самостоятельно. Электропечь для плавки по конструкции проще и герметичнее, она экономичнее, а эффективность ее больше. К тому же, вам не нужно следить за огнем.

Материалы

Чтобы сделать электропечь для плавки алюминия своими руками вам будут нужны:

  • спираль;
  • силовые кабели (1 х 240 В или 2 х 120 В);
  • мелкоячеистая сетка;
  • гипс;
  • песок;
  • высокотемпературная спрей-краска;
  • изолента;
  • ведро с крышкой металлическое;
  • сверла;
  • дрель.

Шаг 1. Соберите основной нагревательный элемент. Для этого к спирали от электрической плитки (28 Ом) следует подключить силовые кабели. В данном случае были взяты два провода по 120 В, которые при правильном подключении к фазам на выходе давали 240 В. Можете подключить к нагревательному элементу провод заземления. В данном случае этого не было сделано, но практика показала, что лучше заземлением не пренебрегать.

Шаг 2. Подготовьте емкость печи. Первым делом в самом ведре просверлите отверстия для проводов нагревательного элемента.

Далее нужно отлить емкость электропечи изнутри огнеупорным материалом. В качестве последнего в первом опыте был выбран обычный бетон. Это самый дешевый вариант, который отлично подходит для печей на дровах и углях. В случае с электрическим источником питания бетон просто треснул, а потому его пришлось заменить смесью гипса и песка, в соотношении 50/50. При отливке следует придать форму печи изнутри. Для этого стоит использовать фольгу и бумагу или бумажные одноразовые тарелки. Не стоит забывать и про отверстия для силовых кабелей.

Аналогичным составом обязательно залейте и крышку ведра.

Шаг 3. В уже подготовленную емкость печи следует отправить нагревательный элемент. Первым делом убедитесь, что спираль располагается в основании печи свободно. Возьмите мелкоячеистую сетку, отрежьте от нее два куска и оберните их вокруг контактов спирали. Куски сетки берите такие по длине, чтобы они на 13 – 14 см выходили из самодельной печи. Провода подключайте, пропустив их в заранее заготовленные отверстия. Саму сетку, торчащую наружу, обязательно загните вместе с проводами.

Шаг 4. Для изоляции обязательно обработайте выходные отверстия проводов и сетки высокотемпературной краской-спреем. Это позволит избежать короткого замыкания. После этого дополнительно оберните обработанные места изолентой.

Перед включением печи обязательно проверьте цельность и работоспособность всех контактов нагревательного элемента. Саму печь запускайте на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся предметов. Перед запуском и выключением в целях собственной безопасности наденьте сварочные перчатки.

Первый запуск по времени должен составлять 20 минут. После этого ей нужно дать полностью остыть и вновь запустить, но уже на 40 минут. Это требуется для того, чтобы выпарились остатки влаги из внутреннего огнеупорного покрытия.

Дальше вы уже можете использовать печь по ее прямому назначению и переплавлять алюминиевые заготовки.

Самодельная муфельная электрическая печь (малая)

Мастер Куделя © 2013 Копирование материалов сайта разрешено только с указанием автора и прямой ссылки на сайт-источник
EN

Здесь я опишу конструкцию бюджетной электрической муфельной печи небольшого размера. Мощность печи 500 Вт, теоретическая температура до 800 градусов, но я не грел до туда, поскольку для этого у меня есть посерьёзней печь. Особенностью данной конструкции является предельная простота и предельно низкая стоимость комплектующих. Такую конструкцию можно изготовить из подручных материалов всего за несколько дней, из которых основное время уйдёт на сушку муфеля печи.
Верхний корпус печи с открытой дверцей. В центре корпуса размещается сам муфель. Теплоизоляция дверцы, как видно на фото, при помощи асбестового картона на шпильках. Окно закрыто двумя слоями слюды с некоторым зазором между слоями.
Муфельная печь в сборе. Она состоит из двух скреплённых между собой корпусов. В верхнем корпусе размещён сам муфель, а в нижнем блок управления.

Я сразу советую вам делать печь как у меня в разных корпусах. Это позволит вам не париться с охлаждением блока управления различными вентиляторами. Верхний корпус будет нагреваться и создавать тягу, что в сочетании с перфорацией в нижнем корпусе, будет достаточно для охлаждения регулятора температуры.

Изготовление муфеля.

Муфель можно изготовить множеством разных способов. Можно взять готовую керамическую трубу. Лучше всего муллитокремнезёмистую МКР, можно трубу от старого реостата, от плавкого большого предохранителя. Если предпочитаете прямоугольную камеру, то лучше лепить самому. Поскольку мой сайт заточен на те практические конструкции, какие мне удалось сделать самому, то вот рецепт моего муфеля.

Каолин (каолиновая глина)- 1 часть. Можно найти возле фарфорового завода. Привозят вагонами для производства фарфора, фаянса, электротехнической керамики. Если нет, пойдёт любая глина пожирней.
Песок- 3 части. Лучше карьерный песок, нежели речной.
Всё это тщательно перемешиваем, затворяем водой до состояния, когда комок ещё не растекается, а держит форму и оставляем в полиэтиленовом мешке на пару дней. Затем достаём и снова перемешиваем до однородного состояния. Затем уже лепим муфель.
Отступление.
Сейчас в продаже есть много того, чего ещё недавно не было. Сейчас я для подобных работ пользуюсь вот таким связующим. Мертель екатеринбургского ооо Печник и его характеристики. Стоит иметь в виду, что это готовый мертель, т. е. в нём уже присутствует наполнитель дабы при сушке не терял объём. Поэтому добавлять к нему крупную фракцию, такую как песок уже в меньшем объёме.

Итак, лепка муфеля. Прямоугольный муфель лепится в прямоугольном фанерном или из крагеса ящике. Муфель с ровным подом и арочным сводом лепится в таком же ящике. Размер ящика равен внешнему размеру муфеля плюс 3-6 % усадки. Лепится всегда изнутри ящика, поскольку муфель при сушке сжимается и при лепке снаружи трещины неизбежны. Чтобы смесь не прилипала к стенкам ящика, стенки изнутри прокладываются полиэтиленом. Если смесь полусухая, то можно положить бумагу. Так можно сэкономить время сушки.
После того, как муфель вылеплен, оставляют сохнуть на несколько дней. Когда стенки муфеля наберут необходимую прочность, переворачивают и снимают коробку с муфеля. Далее, если муфель недостаточно прочен для обмотки спиралью, его несколько дней сушат на батарее или в печи. Затем медленно обжигают до 900 градусов. Если у вас напряжёнка с обжигом, в крайнем случае можно оставить сухой необожжённый муфель. Но прочность будет уже не та.
Если муфель достаточно прочен, то обматывают спиралью, наносят обмазку и в сборе сушат и обжигают. В сборе это делать предпочтительней, поскольку обмазка лучше будет держаться на полусыром муфеле. Внимательно следите, чтобы внутри спирали не было пустот, всё было заполнено обмазкой. Иначе будет локальный перегрев нихрома.

Расчёт нагревателя.

Про расчёт нагревателя в сети много материалов. Все они обладают различной степенью научности сего вопроса. Например, можно не только почитать различные соображения, но и рассчитать нагреватель на встроенном калькуляторе. Входными данными являются мощность печи, материал нагревателя, температуры нагревателя и нагреваемого изделия, конструкция и размещение нагревателей. На выходе получаем диаметр и длину проволоки нагревателя. Но при ближайшем рассмотрении выясняется, что диаметр выбран из соображений экономии материала проволоки и условия эксплуатации близки к идеальным. В жизни обычно бывает всё наоборот. Обычно в закромах лежит моток старого нихрома и его владельца мучит вопрос, можно ли его использовать на благо человека. И с мощностью печи тоже сплошные вопросы.
Поэтому приведу свою методику расчёта, пусть и не такую научную, но основанную на своём опыте изготовления подобных устройств.
Итак, первое с чем надо определиться, это мощность печи. Мощность напрямую зависит от величины муфеля и применяемой футеровки. Величину (объём) муфеля определяете сами, в зависимости от величины нагреваемых изделий.
Для современных печей с применением волокнистых теплоизоляторов (МКРВ, ШПВ-350 и т. п.) примерная мощность на литр объёма будет:
Объём камеры печи (литров) Удельная мощность (Вт/литр)
1-5 500-300
5-10 300-120
10-50 120-80
50-100 80-60
100-500 60-50
Допустим, например, у вас объём камеры 3 литра, поэтому мощность печи будет 1200 Вт. У меня объём муфеля чуть больше литра, поэтому мощность нагревателя возьмём 500 Вт.
Далее, вычисляем ток через нагреватель:
I = P/U= 500/220 = 2,27 A
И величину сопротивления нагревателя
R = U/I = 220/2,27 = 97 Ом
Далее лезем в закрома и смотрим диаметр имеющегося нихрома. У меня оказался нихром диаметром 0,65 мм. Далее по таблице прикидываем, выдержит ли наш нихром такой ток.
Диаметр (мм) 0,17 0,3 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85
Допустимый ток (А) 1 2 3 4 5 6 7

Как видим, при диаметре 0,65 допустимый ток 5 А, так что наши 2,27 А он выдержит с большим запасом. Вообще, при изготовлении нагревателя, нужно брать проволоку потолще, потому что чем толще проволока, тем больше выдерживаемая ей температура и срок службы.
Максимальные рабочие температуры нагревательных элементов. Здесь:
GS 40 Нихром
GS 23-5 Еврофехраль
GS SY Суперфехраль
GS T Еврофехраль

НО! Это палка о двух концах. Сильно утолщать диаметр проволоки мы не можем, потому что чтобы получить расчётное сопротивление 97 Ом, придётся очень сильно увеличивать длину проволоки, что может быть не приемлемо из конструктивных соображений.
По таблице определяем номинальное сопротивление 1 погонного метра проволоки. Здесь:
GS 40 Нихром
GS 23-5 Еврофехраль
GS SY Суперфехраль
GS T Еврофехраль

Итак, из таблицы для диаметра 0,65 мм берём (и последующим измерением прибором подтверждаем), номинальное сопротивление 3,2 ОМ/метр. Следовательно, длина проволоки будет:
L = R/3,2 = 97/3,2 = 30 Метров
Вот и расплата за излишний диаметр провода излишним метражём. Но это не беда, потому что мотать как есть этот провод не буду, да и есть опасность не уследить и допустить межвитковое замыкание на нашем муфеле. Этот провод нужно навить на стержень. Кончик проволоки вместе со стержнем зажимается в патрон сверлильного станка, на худой конец, патрон ручной дрели. Проволока подаётся под небольшим натягом.

При навивке необходимо соблюсти следующие рекомендации. Диаметр стержня для навивки проволоки диаметром до 4,5 мм должен быть не меньше:
— для нихромов четырёхкратному диаметру проволоки;
— для фехралей пятикратному диаметру проволоки.
Для всех сплавов при диаметре больше 4,5 мм, не менее шестикратному диаметру проволоки.
Есть ещё одна засада при работе с фехралем. Фехраль, в отличие от нихрома, после прокалки становится хрупким, поэтому его уже кантовать не стоит.
Готовую спираль равномерно растягиваем до длины, комфортной для обмотки муфеля. Но не больше, потому что сжать равномерно будет уже значительно трудней. Обматываем муфель по канавкам и наносим обмазку, как на рис.4.
Далее наш муфель размещаем в металлическом корпусе.

Основная футеровка выполнена блоками из кирпичей шамотного легковеса ШЛ-0,4. Кирпич легко обрабатывается инструментом, ранее описанным . Обратите внимание на отверстие в заднем блоке легковеса для термопары и два отверстия для выводов нихрома.
При установке повредилась боковая стенка муфеля, но это не страшно, она будет восстановлена этим же составом после установки.

Хочется предостеречь вас от некоторых засад, которые могут подстерегать вас при изготовлении футеровки.
Прежде всего хочу предупредить при соблазне применить асбест. Да, плавится он при 1500 градусов, но при 800 градусах он теряет химически связанную воду превращается в порошок. Поэтому такие изделия из него, как картон или шнур могут работать до этой температуры. Кроме того, фехраль не должен контактировать с асбестом. Я его применил, так как эта печь заточена до этой температуры и у меня нихром.
Далее, по поводу применения в качестве связующего жидкого стекла. Его можно применять для лепки муфелей, работающих до 1088 градусов, при превышении этой температуры муфель поплывёт.Кроме того, фехраль тоже не любит контакта с жидким стеклом.
По поводу применения волокнистых материалов на минеральной (базальтовой) основе, повторю что писал на одном из форумов. Это почти одно и то же. Производят выдуванием из расплава. Хорошо держат температуру. Но они имеют связующее, которое не выдержит и 250 градусов. Но в инетах хитрые продавцы приводят огнеупорность самого волокна. Формально они правы. Но то, что после первой прокалки связующее выгорит и они осыпятся кучкой, это не пишут. Есть сорта и с огнеупорным связующим, но информации очень мало. Только косвенные признаки- допустим, предназначенные для бань и каминов. И опять проводят огнеупорность самого волокна. И стоит ли повторять, что фехраль их тоже не любит. Так что если есть возможность пролететь, лучше использовать уже проверенные. А из проверенных мной подойдут более всего муллитокремнезёмные войлоки, например, МКРВХ-250 (1300 гр).
Кстати, в Сухом Логе наладили производство керамических одеял Cerablanket, Cerachem Blanket, Cerachrom Blanket. Я с первым из них имел дело, выдерживает прямое пламя горелки. Два последних ещё более огнеупорны. Но сам их не пробовал.
По сети гуляют описания печей, которые все передирают друг у друга, в которых фигурирует в качестве материала муфеля шамотная глина. Обычная глина обладает большой усадкой и используется как связующее. Шамот же не что иное, как обожжённая глина. Шамот не лепится, используется как наполнитель и требует связующего, например, обычную необожжённую глину. Поэтому что подразумевают под выражением шамотная глина, совершенно не понятно.

Блок управления.

Поскольку я обещал описание наибюджетнейшей, наипростейшей печи, то и регулятор температуры будет соответствующий. Хороший недорогой регулятор Ш-4501, который можно купить по цене от 1 до 2 тысяч рублей. Самый дешёвый и сердитый регулятор. Выпускается с диапазонами измерения и регулирования температур от 0- 200 до 0-1600 градусов. В качестве измерительного элемента термопары ХК, ХА и ПП.
Техническое описание и инструкция по эксплуатации милливольтметра регулирующего типа Ш4501. Почитаете на досуге.
Передняя панель блока управления. Данное исполнение регулятора на диапазон от0 до 800 градусов, термопара ХА.
Внизу справа налево включатель блока управления, неоновая лампа ТЛО (оранжевая) индикации подачи напряжения на нагрузку, лампа ТЛЗ (зелёная) индикации отключения нагрузки и красная лампа индикации обрыва термопары.

Расключения на задней стороне Ш4501. Для непонятливых на пластмассовой крышечке ещё раз приведена схема расключений. Прошу обратить внимание- компенсационный провод должен идти до самого клеммника с компенсационной катушкой.
Такая арматура для индикаторных ламп уже не выпускается, поэтому рекомендую применить современные типа XB2-EV161. Они бывают красного, жёлтого, зелёного, белого и синего цветов. Схема электрическая блока управления. Если не найдёте достаточно мощный тумблер включения блока управления, то поместите его после контактов реле ПЭ23. Реле идёт в комплекте с прибором Ш4501. Мощность контактов реле 500 ВА в цепи переменного тока. На схеме не показано- 3 группы контактов у меня в параллель, поэтому коммутируемая мощность до 1500 ВА. На схеме исправлено- лампа ТЛЗ подходит к нормальнозамкнутым контактам, ТЛО к нормальноразомкнутым.

Реализация монтажа блока управления в этой коробке. Регулятор засовывается спереди по лыжам. Подсоединяется разъём (справа). Реле крепится на задней крышке изнутри.

Печь в сборе. Вид сзади. Как видите, провода термопары и выводы нагревателя охлаждаются просто на воздухе, без излишеств. Провода нагревателя подключаются через клеммник, желательно с керамическим основанием. Рекомендую использовать керамическое нутро от розетки или керамического патрона лампы.
Выводы термопары тоже через клеммник. К этим же контактам клеммника подключается отрезок соответствующего градуировке компенсационного провода. Если это будет обычный провод, то прибор будет врать на величину разности температур между этим клеммником и задней панелью Ш4501 с измерительной катушкой. Снаружи на задней крышке смонтирована накладная розетка для подключения нагрузки, а на задней крышке коробки муфеля клеммник для подключения термопары. Это позволяет использовать этот блок управления не только с этим муфелем, но и для регулирования температуры в других ваших устройствах. Достаточно прикрутить термопару такой градуировки к клеммнику и всунуть вилку в розетку.

Немного о самодельной термопаре. Для окончательной бюджетности нашей печи я применил самодельную термопару градуировки ХА. Я предпочитаю самодельные термопары не из-за жадности, а просто потому, что они обладают меньшей инерционностью по сравнению с заводскими. Хотя есть риск сжечь входные цепи регулятора. Подробно на изготовлении такой термопары я останавливаться не буду, потому что этот процесс хорошо освещён в литературе (Бастанов. 300 практических советов) и в интернете.

Материалом послужили жилы из компенсационного провода градуировки ХА. Концы сварены вольфрамовым электродом в атмосфере аргона. Если так сварить вам слабо, тогда как это описано в книгах в графите с бурой с помощью мощного трансформатора. Затем термопара засовывается в керамическую двухканальную МКР трубку. Тут уж вам, пардон, придётся раскошелиться.

Нагревательная камера в сборе. Стенка долеплена, замазаны щели. Затем вокруг устья муфеля наносится замазка с некоторым излишком. Затем накрывается полиэтиленом и крышка закрывается. На замазке отпечатывается рельеф крышки. Полиэтилен снимается и всё это хозяйство сушится. Зазоры между крышкой и камерой минимальны. Муфель в сборе. После укладки спирали, она обмазывается тем же составом, из чего состоит муфель. Концы спирали крепить петлёй из стеклоленты со слюдой. Не забудьте под спираль положить закладной стержень. Когда муфель высохнет, стержень вынимается и остаётся отверстие под термопару. Муфель без обвязки. Обратите внимание на пазы на углах муфеля. Они для того, чтобы спираль при обмазке не смещалась. Внизу канавка для термопары. Термопара должна находиться в непосредственной близости от спирали.

Шихтовые материалы

§ 34.

Металлы, сплавы, специальные лигатуры, шлакообразующие присадки и другие материалы, которые используют для приготовления различных сплавов, в литейном производстве называют шихтовыми материалами или шихтой. В состав шихты входят: свежие материалы (доменные чугуны различных марок, медь, алюминий, цинк, никель и др.), которые поступают в литейные цехи с металлургических заводов; лом черных сплавов и лом цветных сплавов, представляющие собой переработанные промышленные отходы; специальные ферросплавы и лигатуры (промежуточные сплавы более тугоплавких элементов с легкоплавкими), поступающие с металлургических заводов; отходы литейного производства и механических цехов (литники, прибыли, бракованные детали и брикетированная стружка). Количественное соотношение различных материалов в шихте зависит от качества исходных материалов и от требований, которые предъявляют к изготовляемым сплавам.

§ 35.

Основные типы плавильных печей
В литейном производстве используются плавильные печи, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе (коксе, нефти, мазуте, газе), и печи электрические. К первому типу печей относят вагранки и тигельные печи, ко второму типу — дуговые электрические печи и электрические индукционные печи. Наибольшее распространение для плавки чугуна получили печи шахтного типа—вагранки. Серый чугун, получаемый в этих печах, используют для отливок различных по сложности деталей. В электрических печах плавится сталь, легированный чугун, а также белый чугун, перерабатываемый затем в ковкий чугун. Схема вагранки приведена на рис. 35. Вагранка представляет собой шахтную печь, основой которой является сварной металлический кожух 1, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом 2. Щель между кожухом и футеровкой засыпается сухим кварцевым песком 3. В верхней части вагранки находится загрузочное окно 4. Часть шахты вагранки, расположенная ниже загрузочного окна, футеруется чугунными пустотелыми кирпичами 5, которые предохраняют ее от разрушения при загрузке шихты 7.

Загружают вагранку с помощью скипового подъемника или консольного крана. Верхняя часть вагранки заканчивается искрогасителем 6.

Для поддержания горения в вагранке через специальные отверстия 8, называемые фурмам и, подается воздух (дутье), нагнетаемый вентилятором. Расплавленный чугун по поду 9, расположенному в нижней части шахты, стекает через специальное отверстие и желоб в копильник 10. В начале работы в вагранку загружают слой кокса высотой 500—1500 мм и поджигают его. Этот слой кокса называется холостой колошей. Затем на холостую колошу загружают рабочую коксовую колошу, флюс и первую порцию металлической шихты. После загрузки материалов через фурмы подают воздух, необходимый для горения топлива. В плавильном поясе чугун и шлаки расплавляются и стекают в горн вагранки. Образующиеся газы, поднимаясь вверх, нагревают металлическую шихту и топливо, а затем уходят в трубу.
По мере сгорания кокса и плавления чугуна загружаемая в вагранку шихта опускается вниз, а на ее место загружают новые порции шихтовых материалов. В процессе плавки жидкий чугун скапливается в горне вагранки. Шлак всплывает на поверхность чугуна и периодически выпускается через шлаковую летку. Накопившийся чугун сливается через летку по желобу в специальный копильник, а затем в ковш. Производительность вагранок 0,5—30 т чугуна в час.

В целях пожарной безопасности и предохранения от загрязнения окружающей местности вагранки снабжают искрогасителями, которые одновременно являются и пылеуловителями.
Для плавки стали в литейных цехах используют мартеновские и электродуговые печи с основной и кислой футеровкой, а также индукционные тигельные печи.
На рис. 36 показана схема дуговой электропечи. Источником тепла в этой печи является электрическая дуга, возникающая между расплавом 3, находящимся в ванне печи 4, и тремя графитовыми электродами 1 (проходящими через свод печи 6), по которым подается электрический ток. Вместимость таких печей составляет 1,5—10 т. Длительность плавки 1,5—4 ч. Приготовленный металл выливается при наклоне печи, осуществляемом специальным механизмом, через желоб 5. Загрузка шихты в печь производится через окно 2 или через свод печи, поднимаемый и поворачиваемый специальным механизмом.
Плавка стали в дуговой электрической печи состоит из следующих операций: заправки электропечи, завалки шихты, расплавления шихты и разливки готовой стали.
Индукционная печь (рис. 37) состоит из каркаса 6, сделанного из немагнитного материала, внутри которого находится индуктор (катушка), выполненный из витков 7 медной трубки, по которым протекает охлаждающая вода. Витки отделены друг от друга изоляцией ‘8. Плавильный тигель 5 в этой печи выполнен из набивной футеровки. Верхние части футеровки 1 и 3 и ее нижняя часть 4 делают из фасонных огнеупорных кирпичей, слой 2 выполняется огнеупорной обмазкой. Источником тепла в этих печах является индукционный ток, возбуждаемый в загруженной в тигель шихте при пропускании по индуктору переменного тока повышенной частоты.

Рис. 38. Дуговая однофазная электропечь для плавки медных сплавов

Плавка цветных сплавов производится в тигельных печах с мазутным или газовым отоплением, в электрических печах сопротивления, а также в дуговых или индукционных электрических печах.
Медные сплавы плавят в тигельных, пламенных и электрических печах. Наиболее широко применяют дуговые однофазные электрические печи типа ДМК (рис. 38). Печь представляет собой металлический барабан 1, футерованный огнеупорным кирпичом 2. Тепло, необходимое для расплавления меди, создается электрической дугой, возникающей между двумя горизонтально расположенными электродами 3. Установленный на роликах 4 барабан 1 может поворачиваться на определенный угол двигателем и зубчатой передачей.

Шихтовые материалы загружают через рабочее окно, снабженное желобом, по которому выпускают готовый расплав. Для выплавки медных сплавов шихтовыми материалами служат чушки, машинный лом, отходы собственного производства и т. д. В процессе плавки меди, цинка и свинца выделяются вредные газы и пары, поэтому плавильные печи снабжают мощной вытяжной вентиляцией.
Алюминиевые сплавы плавят в тигельных и пламенных печах, электрических печах сопротивления и индукционных печах. На рис. 39 показана тигельная печь с газовым обогревом для
плавки алюминиевых сплавов. Печь имеет огнеупорную футеровку 1, внутрь которой вставлен чугунный тигель 2. Газ подводится в горелку 4 и сгорает в пространстве между футеровкой и тиглем. Отверстие 3 предусмотрено для выпуска металла при прогорании тигля. Продукты горения и газы из сплава отводятся вытяжным колпаком 5. Печь подвешена цапфами на боковых опорах и может наклоняться с помощью штурвала и червячной передачи.

Какие бывают виды плавильных печей и их особенности

Плавильные печи многофункциональны и подходят для использования во многих сферах. Конструкции выполняются в различных размерах и конфигурациях. Для производства моделей используются листы жаропрочного металла и материалы с повышенными огнеупорными и теплоизоляционными показателями. Муфельные печи обладают высокими плавильными свойствами и характеризуются не только точностью регулировки, но и экономичностью.

Плавильные печи SNOL просты в эксплуатации и удобны в обслуживании и ремонте

Для плавильных печей предусмотрено использование терморегуляторов и программаторов. Эти устройства позволяют минимизировать участие персонала и оптимизировать рабочий процесс

Основные типы плавильных печей

Современные типы плавильных печей отличаются устройством, габаритами, мощностью и прочими параметрами. Благодаря этому они подходят для выполнения задач разной сложности. Их применяют на производстве и в лабораториях. Используются печи для плавки алюминия и других металлов, термообработки керамики, стекла и прочего сырья.

Их условно можно разделить на такие типы:

1. Индукционные печи

Промышленная или лабораторная индукционная плавильная печь выполняет нагрев образцов, выделяя жар при движении тока через металлические составляющие в тигле. Под воздействием электромагнитного излучения, образуемого индуктором, и возникает напряжение. Конструкция выполнена из:

  • Асбоцементного корпуса.
  • Катушки с множеством витков (индуктора).
  • Узла для плавки, с тиглем из плотного материала.
  • Шинообразных проводов.
  • Батареи для компенсирующих конденсаторов.
  • Охлаждаемых водой катушек редукторов.

КПД плавильной печи способствует качественной обработке металлов с различными свойствами и показателями. Технику можно применять для переплавки стали и чугуна, меди, латуни, цинка, алюминия и прочих сплавов. В зависимости от термических возможностей, модели делятся на:

  • Низкотемпературные – от 100 до 1300°С.
  • Высокотемпературные – от 1200 до 2300°С.

Плавильные печи SNOL отличаются высоким качеством расплава, независимо от типа обрабатываемого сплава

Выбирая индукционную печь, учитывайте размер тигля. От характеристик данного элемента напрямую зависит, какое количество продукции будет обработано в течение одного цикла загрузки

2. Дуговые печи

В дуговой плавильной печи в качестве источника тепла выступает переменный или постоянный ток. Напряжение возникает при прохождении заряда между электродами из графита и металлом. При плавке сырья происходит одновременное покачивание в камере, для равномерной обработки. Такое оборудование подходит для железных сплавов и цветных металлов, а также чугуна и стали.

Устройство плавильной печи может быть с подом разных конфигураций. Для корректной работы оборудования необходима надежная система охлаждения. Состоит конструкция из:

  • Корпуса.
  • Стального кожуха.
  • Огнеупорной футеровки.
  • Емкости для плавки.
  • Приточных отверстий.
  • Сливных отверстий.
  • Ребер охлаждения.

Плавильные печи SNOL высокоэффективны, при этом характеризуются экономным потреблением электроэнергии

3.Газовые печи

Газовая плавильная печь выполняется из материалов с высокими изоляционными характеристиками. Благодаря этому тепловые потери сводятся к минимуму. Среди особенностей эксплуатации можно выделить возможность предельно точной регулировки температуры в камере нагрева. Применяют технику для:

  • Переплавки ценных металлов.
  • Искусственного старения поверхностей.
  • Обжига керамики.
  • Сушки образцов с высокой теплопроводностью.

Будь то шахтная или мини плавильная печь, она образует газово-воздушную смесь, которая сгорая, выделяет большое количество энергии. Состав накаляет жаростойкий тигель до разной температуры. Благодаря этому оборудование используется не только для плавления, но и нагрева различных материалов.

Плавильные печи SNOL используются в разных отраслях промышленности

4. Электрические печи

Электрическая плавильная печь сопротивления функционирует по тому же принципу, что и ток в проводнике. В данной разновидности оборудования применяются пластины из нихрома. Несмотря на то, что элементы требуют частой замены, это не отражается на стоимости производимой продукции.

Электрическая печь для обработки металла подходит для установки в цехах и на производстве. Модели различных конфигураций оснащаются всевозможными дополнительными функциями. Конструкции могут быть оснащены:

  • Выдвижным, выкатным или неподвижным подом.
  • Дополнительными полками и противнями, подвесами.
  • Принудительной или естественной конвекцией.

Печи SNOL для плавки разных сплавов могут иметь одну или несколько камер

5. Муфельные печи

Схема плавильной печи такого типа в обязательном порядке содержит муфель, который необходим для защиты нагреваемого образца. Он требуется для того, чтобы обезопасить обрабатываемый материал от взаимодействия с продуктами сгорания. Материалы изготовления камер очень разнообразны, для них используется:

  • Тонкостенная керамика.
  • Минеральная вата.
  • Сплавы металлов.
  • Кирпич.
  • Плиты из асбеста.
  • Глины.

В печах SNOL предусмотрена возможность выбора разных типов открывания дверей камеры

Плавильные печи применяются для изготовления образцов и проведения исследований. При работе с химически агрессивными веществами необходимо устанавливать дополнительные вытяжные приспособления

Ювелирные плавильные печи, модели для обработки металлов, стекла, керамики и прочих материалов, необходимо подбирать с учетом рабочих задач и предполагаемых производственных объемов. При соблюдении рекомендаций по эксплуатации и требований к безопасности, оборудование для сушки обжига и прокалки будет не только предельно эффективным, но и долговечным. Подробнее об особенностях разных типов печей можно узнать у специалистов компании «Лабор». Мы ждем Вашего звонка!

1. Виды печей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Доменная печь, домна – большая металлургическая, вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна, ферросплавов из железорудного сырья. Первые доменные печи появились в Европе в середине 16 века, в России – около 1630 года.

Слово домна образовано от старославянского дмение – дутьё. На других языках: английского blastfurnace – дутьевая печь, немецкого Hochofen – высокая печь, французского hautfourneau – высокая печь. Следует иметь в виду коренное отличие в значении слов домница и доменная печь; в домнице получали (в виде кусков или криц) штуки восстановленного сыродутного (от слова «сырое», то есть не подогретое дутьё) железа, а в доменной печи – жидкий чугун. А также собирается вода, которая стекает с металла, и образуется металлическая вода с примесями кальция.

Историческая справка. Чугун был известен за 4–6 веков до нашей эры. Доменная печь возникло в результате развития сыродутного процесса – прямого получения железа в твёрдом состоянии непосредственно из железной руды путём восстановления её в низких горнах или шахтных печах (домницах) с помощью древесного угля. Первые доменные печи в Европе появились в середине 14 веке, а в России – около 1630, вблизи Тулы и Каширы. На Урале первый чугун получен в 1701, а в середине 18 века благодаря развитию уральской металлургии Россия вышла на 1-е место в мире, которое удерживала до начала 19 века до середины 18 века единственное топливо в доменной печи был древесный уголь.

В 1735 А. Дерби применил в доменной плавке каменно-угольный кокс.

Идея строительства большого металлургического завода в Центральном Казахстане возникла в 1930-е годы. Этот вопрос неоднократно поднимали ученые-геологи К. Сатпаев, М. Русаков, А. Сперанский, однако на тот период сырьевая база была еще слабо изучена. В октябре 1940 года Наркомчерметом был составлен документ «О подготовительных работах к строительству металлургического завода в Казахской ССР», где указывалось на необходимость к 1 мая 1942 года разведать месторождение железных руд по степени, позволяющей создать горнорудные предприятия, и представить соображения о постройке металлургического завода. Но грянувшая война внесла коррективы. Первый правительственный документ о строительстве в Темиртау металлургического завода был подписан в Москве 25 апреля 1942 года. И в мае 1943 года началось сооружение Казахского металлургического завода, объявленного всенародной стройкой. Первый чугун Торжественная закладка первой доменной печи состоялась в декабре 1957 года. Вскоре после этого Казахстанская Магнитка была объявлена Всесоюзной ударной комсомольской стройкой. Откликнувшись на призыв, со всех уголков бывшего Советского Союза сюда съезжались по комсомольской путевке тысячи юношей и девушек. В числе прибывших первым эшелоном был и Нурсултан Назарбаев. Начинал он бетонщиком, а потом занял место у доменной печи, овладев самой трудной профессией.

И вот она – первая долгожданная победа! 3 июля 1960 года доменная печь №1 выдала первый казахстанский чугун. Эта дата и стала считаться днем рождения Карагандинского металлургического комбината. Разливку первого чугуна производила бригада №3, в которой работал горновым будущий Первый Президент Казахстана Нурсултан Назарбаев. Руководил первой плавкой начальник доменного цеха Вадим Романов. Старший горновой Ахат Набиуллин пробил летку, и по желобу пошел первый казахстанский чугун.

Темиртау – особый город в судьбе Первого Президента РК Нурсултана Назарбаева. Город становления, где начинался трудовой подъем и в огненных условиях закалялся характер. Здесь у Главы государства много друзей и соратников. Летом 1958 года был первый призыв на Магнитку. Откликнулись на него многие казахские ребята, в основном из сельских глубинок. Вчерашние выпускники школ пошли осваивать металлургические специальности. Одним из тех, кто прибыл по комсомольской путевке в Темиртау на тогда еще строящийся Карагандинский мет комбинат, был и Нурсултан Назарбаев. Начинал он бетонщиком, а потом занял место у доменной печи. Труд горнового – чрезвычайно тяжелый, и далеко не каждый способен выдержать сверхнагрузку при температуре свыше 1000 градусов. Поэтому он и самый почетный. Нурсултан Назарбаев прибыл в Темиртау, будучи 18-летним пареньком. Из добровольцев отобрали 300 ребят и отправили их учиться на металлургов. Нурсултан оказался в группе из ста человек, поехавших на Украину. В Днепродзержинском ТУ №8 он постигал азы металлургической науки. Уже тогда проявились лидерские качества будущего президента. В 1960 году Н.А. Назарбаев начал работать рабочим стройуправления треста «Казметаллургстрой» в городе Темиртау Карагандинской области. Некоторое время учился азам металлургического мастерства в украинском Днепродзержинске. Потом работал чугунщиком разливочных машин и горновым доменной печи на Карагандинском металлургическом комбинате. Затем был там же диспетчером, газовщиком и старшим газовщиком доменного цеха. Так как в те годы в промышленности работали в основном русские, казахов было очень мало, молодого Назарбаева активно привлекали (как представителя коренной национальности) к комсомольской работе. В итоге в 1962 году Нурсултан Назарбаев стал членом Коммунистической партии Советского Союза (вышел в 1991 году), а через пять лет получил высшее образование, окончив в 1967 году, завод-втуз (высшее техническое учебное заведение) при Карагандинском комбинате. За полвека на Казахстанской Магнитке выплавлено более 173 миллионов тонн чугуна, свидетельствует статистика. Однако главная ценность – это люди, большое «железное» братство Магнитки. Металлурги всегда были и остаются опорой страны.

Классификация печей – это упорядоченное разделение их в логической последовательности и соподчинении на основе признаков содержания на классы, виды, типы и фиксирование закономерных связей между ними с целью определения точного места в классификационной системе, которое указывает на их свойства. Она служит средством кодирования, хранения и поиска информации, содержащейся в ней, дает возможность распространения обобщенного опыта, полученного теорией и промышленной практикой эксплуатации печей, в виде готовых блоков, комплексных типовых решений и рекомендаций для разработки оптимальных конструкций печей и условий осуществления в них термотехнологических, теплотехнических и механических процессов. Классификация печей теснейшим образом связана с пониманием сущности научного познания, его предмета и метода, его источников, движущих сил и конечных целей применения его результатов; она является важной и неотъемлемой частью системной теории печей.

Печи кипящего слоя-печь, в которой порошкообразный, зернистый (гранулированный) материал взаимодействует с газовым потоком во взвешенном состоянии («кипит»). Отличается высокой интенсивностью массо- и теплообмена. Кипящего слоя печь используют для адсорбции и конденсации паров, нагревания, охлаждения и сушки материалов, проведения различных химических процессов (окисления, восстановления, прокаливания, фторирования). Расширяется применение кипящего слоя печь в качестве топок ТЭЦ и ГРЭС.

Вращающая печь-трубчатая печь, барабанная печь, печь цилиндрической формы с вращательным движением вокруг продольной оси, предназначена для нагрева материалов с целью их физико-химической обработки. Вращающиеся печи классифицируются по принципу теплообмена – с противотоком и с параллельным током; по виду топлива – пылевидного, кускового, жидкого и газообразного топлива, а также печи с электронагревом; по способу передачи энергии – с прямым, косвенным (через стенку муфеля) и комбинированным нагревом материала. Вращающаяся печь применяется в металлургии (например, вельц-печи). Основные размеры вращающейся печи длина от 50 до 230 метра, диаметр от 3 до 7,5 метра. Производительность достигает 150 т/ч (по готовому продукту).

Доменная печь. Домна – шахтная печь для выплавки чугуна из железорудных материалов. Печь установлена на бетонном фундаменте, на котором (в цилиндрическом кожухе) уложена кладка из огнеупорного кирпича, образующая лещадь печи. В нижней части печи горне имеются чугунные и шлаковые лётки, а также фурменные приборы. Над горном расположены заплечики, соединённые с распаром – самой широкой частью печи. Распар переходит в сужающуюся кверху тахту, которая заканчивается цилиндрическим колошником. Расстояние от уровня чугунных лёток до верха колошника называется полезной высотой доменной печи. Важнейшая характеристика доменной печи – её полезный объём. Крупнейшая в мире доменная печь объёмом 5580 м3. Производительность этой печи – более 12000 т/сут. Основной технико-экономическим показателем работы доменной печи служит коэффициент использования полезного объёма (в м3), приходящийся на 1 т выплавленной в сутки чугуна. Чем лучше работает печь, тем ниже коэффициент использования полезного объёма. Некоторые доменные печи имеют коэффициент использования полезного объёма менее 0,5.

Плавильная печь – печь для превращения кого-либо материала в жидкое состояние нагревом его до температуры, превышающей температуру плавления. Плавильную печь используют в производстве чугуна, стали, цветных металлов, литейных производствах. Плавильные печи работают на твёрдом, жидком и газообразном топливе, электрической энергии. В некоторых плавильных печах используют солнечную энергию.

Автогенные печи-источником теплоты в этих печах является тепловой эффект экзотермических реакций окисления и горения ряда элементов, содержащихся в обрабатываемых материалах. В черной металлургии примером автогенных печей являются кислородные, сталеплавильные конвертеры и двухванные сталеплавильные печи. В них при продувке жидкого чугуна кислородом происходит окисление углерода и ряда других элементов с выделением теплоты. Этот процесс не требует расхода топлива. В цветной металлургии при производстве материалов из сульфидного сырья основным источником теплогенерации является процесс выгорания серы, содержащейся в сульфидах. В мартеновской печи, наряду с выделением теплоты сгорания топлива, происходит тепловыделение от окисления углерода и других элементов, содержащихся в жидкой ванне. Такие печи занимают промежуточное положение между топливными и автогенными печами.

Мартеновская печь – (по имени французского металлурга П. Мартена (P. Martin; 1824–1915)) – пламенная регенеративная печь для производства стали из чугуна и стального лома. Первая мартеновская печь была построена в 1864 во Франции. В конструкции мартеновской печи выделяют 2 основные части; верхнее строение печи, состоящее из рабочего пространства и головок, расположенной на двух его концах и служащих попеременно для подачи газообразного или жидкого топлива и воздуха, предварительно подогретых (до 1100–1200°С) в регенераторах, и для отвода продуктов горения; нижнее строение печи, состоящее из двух пар шлаковиков для собирания пыли и шлаков, уносимых дымовыми газами, и двух пар (газовых и воздушных) регенераторов, аккумулирующих теплоту продуктов горения с последующей ее отдачей газу и воздуху. Топливо для мартеновская печь – газообразное (коксо-доменный и природный газ), жидкое (мазут, каменноугольная смола) и пылевидное (угольная пыль). Для интенсификации сжигания топлива воздух обогащают кислородом. В зависимости от огнеупорных материалов, из которых выполнены под, стены и свод рабочего пространства, печи делят на кислые (кладка пода из динаса с наваркой из кварцевого песка) и основные (с кладкой и наваркой пода из магнезита, доломита и стенами из магнезитового или хромомагнезитового кирпича). Большинство мартеновских печей стационарные, реже строят качающиеся, у которых рабочее пространство при помощи спец. механизма наклоняется в сторону рабочей площадки (для спуска шлака) и разливочного пролёта (для выпуска металла). Мартеновские печи могут работать как на твёрдой, так и на жидкой завалке, вместимость.

Электрические печи-по способу преобразования электрической энергии в теплоту можно выделить три класса печей, применяемых в металлургии; электродуговые, индукционные и печи сопротивления.

Дуговая печь-промышленная печь, в которой теплота электрической дуги используется для плавки металлов. Достоинство дуговой печи – возможность развить в рабочем пространстве высокую температуру, обеспечить практически любую атмосферу. По способу нагрева дуговые печи делят на печи прямого действия (электрические дуги горят между электродами и нагреваемым телом), печи косвенного действия (дуга горит между электродами на некотором расстоянии от металла) и печи с закрытой дугой (дуги горят под слоем твёрдой шихты, в которую погружены электроды). Наибольшее применение в промышленности (главным образом для выплавки стали) находят дуговые печи первого типа. Вместимость таких печей достигает 360 т. Большое значение для получения высококачественной стали, металлов и сплавов приобрели вакуумные дуговые печи с расходуемым электродом, а дуговые печи с расходуемым электродом, которым служит материал, подвергаемый рафинирующему переплаву (например, сталь, титан, ниобий) в виде катаной, кованой, литой или прессов, заготовки. Для переплава измельчённых (дроблёных, порошкообразных) металлов применяют вакуумные дуговые печи с не расходуемым электродом, материалом для которого служат вольфрам или графит.

Индукционная печь-электрическая плавильная печь, в которой металл помещается в переменное электромагнитное поле, в результате чего в металле индуктируется нагревающий его электрический. Различают канальные индукционные печи применяемые главным образом в цветной металлургии, и тигельные индукционные печи, используемые обычно для плавки стали и чугуна. Ёмкость печей от несколько кг до сотен т. Достоинства индукционной печи получение очень чистого продукта, высокая скорость нагрева, лёгкость регулирования температуры, малый угар металла, возможность ведения плавки в защитной газовой среде или в вакууме. Для этой цели служат спец. вакуумные индукционные печи.

Электрическая печь сопротивления (ЭПС) – электротермическая установка, в которой тепло выделяется за счет протекания тока по проводнику. Установки такого типа по способу выделения тепла делятся на две группы: косвенного действия (тепло выделяется в нагревательных элементах) и прямого действия (тепло выделяется в нагреваемом изделии). Возможностью получения в печной камере любых температур до 3000°С. Производительность таких печей больше, нагрев изделий более однороден, расход энергии меньше; как правило, они в высокой степени механизированы. В печах прямого действия изделие (пруток, труба) непосредственно нагревается протекающим через него током, что позволяет сосредоточить в нём большую мощность и обеспечить очень быстрый нагрев (секунды, доли минуты).

Электро́нно-лучева́я печь-печь для получения особо чистых металлов и сплавов. В такой печи вещество плавится за счёт тепла, выделяющегося при соударении пучка электронов (луча) с поверхностью расплавляемого образца. Основные узлы электронно-лучевой печи: электронная пушка для создания пучка электронов; плавильная камера; водоохлаждаемый кристаллизатор из меди; автономные вакуумные системы для создания глубокого вакуума в пушке и плавильной камере (порядка 1–10 МПа). Вакуум необходим для того, чтобы пучок электронов на пути к нагреваемому телу не терял энергию за счёт взаимодействия с молекулами газов, а также для удаления из расплавленного материала летучих примесей. На рисунке показана принципиальная схема печи с одной электронной пушкой. Электронная пушка создаёт мощный пучок электронов (электронный луч), который направляется в плавильную камеру, где находится расплавляемый образец. Под действием электронного потока образец нагревается до температуры плавления и в расплавленном состоянии стекает в кристаллизатор, где охлаждается и кристаллизуется в слиток. В мощных печах, предназначенных для плавки слитков весом до нескольких тонн, применяют несколько электронных пушек. Электронно-лучевые печи используют для получения тугоплавких металлов и сплавов на их основе (тантал, ниобий, молибден, цирконий, титан), а также для выплавки многотонных стальных слитков. Суммарное содержание примесей в материалах электронно-лучевого переплава составляет 10–3 –10–4% масс.

В очередной раз встал вопрос об исходном материале для работы. По итогам поисковых мероприятий «из чего же …», выяснилось «…, а не из чего!». Это не те былые времена СССР … Как то так, безвыходная ситуация подвела к проектированию и строительству плавильной печи.

Изобретать ни чего нового не стал, воспользовался стандартными решениями. Определился только с типом конструкции и на каком виде топлива будет работать печь. Из основных видов топлива (рассматривал уголь, газ и электричество) оптимальным оказался газ. Уголь загрязняет расплав, а электричество очень дорого. Исходником для проекта стала небольшая бочка от ГСМ. Под неё и сделал небольшой чертёж:

И так, процесс пошёл …, срезал часть бочки на расстоянии десяти сантиметров:

Сделал из сетки каркас:

Изготовил ножки для печки:

Установил их на конструкцию:

Боковые усилители конструкции и они же направляющие для крышки:

Установил:

Примеряем крышку:

Устанавливаю каркас из сетки внутрь бочки и ввариваю трубу для установки газовой горелки:

Для того чтобы внутренний цилиндр был правильной формы, нужна вставка. В качестве вставки отлично подошёл баллон из под фреона. Четыре шпильки М6 установленные внутри бочки являются направляющими для баллона.

В крышку устанавливаем сетку и ввариваем трубу для выхода отработанных газов:

В завершении крепим к крышки ручки и устанавливаем её на место:

Основные работы по конструированию печи завершены. Осталось выложить полость печи шамотной глиной и высушить конструкцию. Шамотная глина:

Высыпаем три мешка глины в ёмкость:

… и замешиваем по инструкции, далее выдерживаем …

Выкладываем глиной полость плавильной печи и крышки.

Теперь осталось высушить. В процессе сушки глина постоянно растрескивалась. Трещины приходилось всё время подмазывать. Сколько ни подмазывал, проблема сохранялась. В итоге решил оставить как есть. Где то нарушен технологический процесс при изготовлении раствора. Сушил три недели. Если плавка цветных металлов будет целесообразна, то будет второй проект, в котором будут учтены нюансы первой плавильной печи.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх