Чтобы изготовить муфельную печь для плавки алюминия своими силами, необходимо ознакомиться с ее основными элементами, после чего можно приступать к выбору материалов, подготовке инструментов и самой сборке. Но для начала стоит рассмотреть ее назначение, чтобы понимать, подходит ли она для выполнения поставленных целей.
Краткое описание муфельной печи
Основное предназначение муфельной печи - это нагрев металла. Использование такого устройства может помочь расплавить такие металлы, как алюминий или медь, а также другие цветные заготовки. Кроме того, с ее помощью можно успешно проводить операцию обжига керамических изделий, высушивать их. Можно также проводить кремацию. Стоит отметить, что существует большое разнообразие муфельных печей. Они могут быть электрического, газового, воздушного и некоторых других типов. Также существенно различаются по типу конструкции. Они бывают стандартными вертикальными или горизонтальными, а также трубчатыми.
Основное отличие муфельной от обычной печи для плавки алюминия своими руками состоит в том, что в ней есть специальный участок, который называется муфельным. Этот участок позволяет защищать металл, который подвергается обработке.
Основные элементы конструкции и материалы для сборки
Основной элемент - это, конечно же, нагреватель. Лучше всего выбрать электрический. Его наибольшее преимущество заключается в том, что им очень просто управлять. Кроме этого, есть такие детали, как нагревательная камера и специальный аккумулятор тепла. Для того чтобы успешно плавить алюминий, необходимо обеспечить регулирование тепла. Это поможет сделать процесс непрерывным.
В том случае, если придется плавить несколько разных материалов, то сам алюминий стоит подвергать процессу также не один раз, а несколько. При таком режиме работы нужно сделать так, чтобы выполнял еще и функцию регулятора. Это нужно для того, чтобы поддерживать нужную температура алюминия после плавки.
Для того чтобы изготовить печку для плавки алюминия, нужно подготовить такие материалы:
- болгарка, проволока и металлическое ведро;
- кирпичи в количестве семи штук;
- защитные очки строительного типа, несколько ненужных металлических кусков;
- молоток и другие стандартные инструменты.
Начало работ по сборке
Сборка самодельной печи для плавки алюминия начинается со следующего:
- Необходимо взять заготовленные 7 кирпичей, которые будут играть роль аккумулятора температуры.
- При помощи болгарки с каждой стороны кирпича сооружается по отсеку. Результатом должно стать пространство, которое будет использоваться для нагревателя электрического типа. Чтобы повысить прочность конструкции, можно взять проволоку и обмотать всю конструкцию ею.
- В качестве огнеупорной камеры можно использовать металлическое ведро, которое было подготовлено. Если подходящего нет, то сделать камеру можно своими силами.
Сборка корпуса
Даже простая печь для плавления алюминия - такая как муфельная, к примеру - требует наличия корпуса. В данном случае его можно изготовить из отрезка ненужного листа металла, толщина которого будет от 1 до 1,5 мм. Стоит отметить, что здесь понадобится слой ржавчины. Еще один важный момент касается высоты ведра. Этот параметр должен быть с определенным запасом, так как рабочая камера будет монтироваться на слой кирпичей плюс теплоизоляция. Далее придется свернуть металлический лист в трубу. Этот процесс достаточно проблемный, а потому рекомендуется использовать специальные кольца из арматуры.
Окончание сборки печи
Чтобы завершить конструирование печи для плавки алюминия своими руками, необходимо сделать следующее:
- Заготовленные кольца надеваются на скрученный лист металла и соединяются по окружности.
- Дно для корпуса печи можно собрать из того же листа металла, который уже использовался для трубы. Монтируется он при помощи сварки к самому нижнему кольцу.
- Необходимо в одном из кирпичей сделать специальное отверстие, через которое можно будет поместить электрический нагреватель непосредственно внутрь рабочей камеры.
- Для удобства выкладки стоит сразу пронумеровать кирпичи, а потом уже начать их выкладывать. Необходимо, чтобы они очень плотно прилегали друг к другу. Полученная конструкция печи для плавки алюминия, своими руками сделанная, должна быть очень устойчивой.
- К кирпичам необходимо также прикрепить нагревательную спираль.
- Чтобы установить спиральный нагреватель, необходимо делать несколько канавок и по ним устанавливать кирпичи.
- Также канавки можно пропилить в нужных местах при помощи болгарки. Во время работы рекомендуется использовать средства защиты глаз и дыхательных путей.
- Чаще всего материалом для спирали служит либо нихром, либо фехраль.
- Спираль наматывать нужно очень аккуратно и таким образом, чтобы витки были недалеко друг от друга. Расстояние необходимо для того, чтобы избежать замыкания.
- Всю конструкцию следует обмазать раствором.
Таким образом можно сделать печь для плавки алюминия своими руками муфельного типа.
Небольшая печь
Универсальность заключается в том, что в таком случае мини-печь собирается из подручных средств.
В качестве корпуса печки будет использоваться жестяная банка от консервов, супа или чего-либо еще, то есть она фактически готова, в отличие от предыдущего типа устройства. Единственное, что важно - это выбрать банку, металл в которой будет как можно толще. В нижней части банки делается отверстие, через которое при помощи трубы можно будет подключить фен, выступающий в качестве нагревательного элемента. Диаметр отверстия должен быть точно равен диаметру трубы. Оно может быть квадратным, но тогда будут потери тепла, а потому лучше немного повозиться, но сделать его круглым.
Как уже говорилось ранее, в качестве нагревателя применяется бытовой фен. Важно, чтобы он имел минимум две скорости работы. При помощи скотча можно прикрепить к фену трубу, которая и будет вставляться в нижнее отверстие банки. Важно проверить, чтобы в месте стыковки не было потерь воздуха. Также стоит отметить, что кнопка подачи холодного воздуха должна быть все время нажата. Для этого ее можно зафиксировать все тем же скотчем.
Люди, использующие такие типы печей, остались довольны. Судя по отзывам, печи достаточно компактны, их легко собрать своими руками. Электрический нагреватель хорошо помогает поднимать температуру до нужного уровня. Муфельные печи хороши еще и тем, что в них можно плавить сразу большое количество алюминия.
В домашней мастерской компактная тигельная печь помогает отливать из алюминия мелкие элементы механизмов, болванки, сувениры, аксессуары для интерьера. Агрегат устроен так, чтобы можно было плавить материал в сжатые сроки с минимальными усилиями. Устройства, применяемые в промышленных масштабах, напротив, имеют целью экономию топлива, они управляются в автоматизированном режиме.
В основу классификации обычно закладывается вид энергии, используемый для плавления металла. Так, газовые тигельные печи, как и электрические, нашли широкое применение в промышленном секторе, их активно используют для работы с алюминием и другими легкоплавкими материалами.
Модели, действующие на твердом топливе, распространены в относительно небольших мастерских, не имеющих узкой специализации (в частности, у домашних умельцев, так как это простейшая конфигурация). В отдельную категорию выносятся индукционные тигельные печи, использующие электромагнитное поле, их подключают к источнику переменного тока.
Индукционная тигельная печь
Причины востребованности индукционных установок:
- высокая производительность;
- легкость управления и обслуживания, широкие возможности для автоматизации процесса;
- возможность слива массы без остатка, полного опорожнения тигля;
- обеспечение быстрого плавления;
- отсутствие промежуточных нагревательных элементов.
В зависимости от условий функционирования различают печи:
- компрессорные (создают избыточное давление),
- вакуумные,
- открытые.
Индукционные тигельные печи могут быть:
- периодическими,
- непрерывными,
- полунепрерывными.
Плавильный тигель бывает:
- керамическим (оптимальный вариант, не вступает в контакт с обрабатываемыми материалами);
- проводящим графитовым (долговечный, подходит для работы с драгоценным ломом);
- металлическим.
Последний подразделяется на водоохлаждаемые и проводящие модификации.
Индукционная плавильная печь состоит из каркаса, индуктора, камеры нагрева, механизма наклона, вакуумной системы. Агрегат не имеет сердечника, в нем цилиндрический плавильный тигель размещается непосредственно в полости индуктора. Смесь исходных материалов плавится в тигле под воздействием электромагнитной энергии. Все компоненты заключаются в кожух – этот каркас обеспечивает жесткость конструкции, предотвращает рассеивание мощности.
Более простыми являются схемы тигельных печей, функционирующих на базе твердого топлива, к примеру, на древесном угле – их легче выполнить своими руками из подручных материалов. Корпус из металлического цилиндра укрепляется огнеупорным слоем из бетона или шамотной глины с песком. В эту шахту впоследствии помещают топливо. Сверху устанавливают тигель, например, чайник, консервную банку с толстыми стенками, любую крепкую емкость из нержавейки.
В нижнем секторе шахты присутствует отверстие, предназначенное для подачи воздуха, здесь же расположено решетчатое основание. Эти элементы позволяют поддерживать процесс горения, менять температуру. Лишний воздух выводится через заслонку. Для нагнетания обычно используют трубу пылесоса или фен.
Тигельные печи, предназначенные для единовременного плавления более 10 кг алюминия, оснащают крышкой, чтобы металл равномерно прогревался. Все элементы примитивных моделей выполняют из чугуна или стали – эти материалы не деформируются при нагревании в кустарных условиях.
Отличия самодельного и заводского агрегата
Чтобы понять разницу, нужно взять за точку отсчета цель использования оборудования. Агрегаты домашней сборки обычно нужны для периодического применения (перерывы могут быть существенными), поэтому на первый план в них выходит минимальная себестоимость, возможность выполнения простейших манипуляций, нетребовательность в обслуживании.
В том случае, если результаты плавки используются для получения заработка, целесообразнее приобрести заводскую индукционную модель – такое оборудование способствует аккуратной работе, помогает точно соблюдать замеры, сводит к нулю вероятность попадания нежелательных примесей.Такое же оборудование сложно выполнить своими руками – сборка индуктора, выбор тигля, обустройство экрана требует профильных навыков. Создать конденсаторную батарею и генератор сможет не каждый.
Нельзя упускать из внимания эргономические показатели печей. В кустарных заготовках им уделяется минимум ресурсов, как правило, такие вариации неудобны в использовании, зачастую опасны ввиду применения подручных материалов. В заводских линейках для обеспечения комфортной работы применяются проверенные технологии, в частности, это касается конфигурации и поворотного механизма тигля. Важно, что в них созданы условия для предотвращения травматизма.
Тигельная печь своими руками: пошаговая инструкция
Если предстоит периодически плавить до 3 кг лома, будет достаточно производительности агрегата, сложенного из печного кирпича.
Материалы и технология
Необходимо подготовить:
- 20-25 красных кирпичей;
- решетку-гриль;
- изоленту;
- фен и отрезок трубы, подходящий под диаметр его сопла;
- консервную банку с высокими толстыми стенками;
- стальную проволоку;
- уголь (понадобится для розжига).
Кирпичи закладываются в основу корпуса, они служат огнеупорной защитой агрегата. Тигель в этом случае – консервная банка, с противоположных сторон верхней ее части выполняют 2 отверстия и пропускают через них стальную проволоку. Эта импровизированная ручка поможет вытащить из печи емкость со сплавом.
Для подачи воздуха домашние мастера используют фен, включенный в «холодном» режиме, к нему приматывают с помощью изоленты отрезок трубы, конструкция превращается в импровизированный воздуховод.
Схема такой тигельной печи для плавки алюминия предельно проста, ее можно выполнить и без специфических навыков. При изготовлении нельзя использовать расходные материалы, имеющие цинковое покрытие: в процессе использования могут выделяться токсичные пары.
Первый ряд выкладывается в виде прямоугольного контура, внутреннее отверстие должно иметь такие параметры, чтобы в него поместился целый кирпич. Следующий ряд выполняется аналогично, но на одной стороне два кирпича должны образовать коридор, в который будет поступать кислород, с габаритами, соответствующими описанному выше воздуховоду.
Сверху устанавливается решетка-гриль, если ее нет, можно воспользоваться металлической пластиной или крышкой с отверстиями.Решетку фиксирует третий ряд кирпичей, здесь уже не нужно оставлять проем для воздуховода.
Заготовку из фена и трубы подводят к соответствующему кирпичному ряду, включают воздуховод только после того, как насыпанный на решетку уголь будет растоплен. Интенсивность горения можно менять, переключая рычажок режимов фена. Тигель подвешивают на крайнюю кладку за проволоку, при необходимости ее можно дополнительно зафиксировать с помощью 2 кирпичей. Когда банка разогреется и слегка покраснеет, в нее можно загрузить алюминиевый лом.
Подобная печь проста в устройстве, работа с ней не вызовет затруднений. После того, как металл расплавится, тигель аккуратно вынимают, держа за проволоку. Чтобы избежать при этом ожогов, рекомендуется использовать огнеупорные перчатки. Нужно заблаговременно убедиться в том, что все используемые компоненты не имеют в составе токсичных веществ. В процессе эксплуатации также нужно следить, чтобы в емкость не попадали брызги воды.
Ниже представлена классификация печей для плавки алюминия с точки зрения их конструкции. На рисунке – обзор плавильных печей, которые применяют в алюминиевой промышленности.
Классификация плавильных печей для алюминия
Рисунок – Классификация плавильных печей для алюминия
- 1.00 – отражательная печь, стационарная
- 1.11 – печь с загрузкой шихты сверху
- 1.12 – круглая печь
- 1.13 – печь с загрузочным колодцем
- 1.14 – двухкамерная печь
- 1.15 – печь с сухим подом
- 1.16 – печь скоростного плавления
- 1.17 – шахтная печь
- 1.21 – отражательная печь, наклоняемая
- 1.22 – наклоняемая цилиндрическая печь
- 1.23 – наклоняемая овальная печь
- 2.00 – тигельная печь
- 2.11 – газовая тигельная печь
- 2.12 – электрическая тигельная печь сопротивления
- 2.21 – тигельная индукционная печь
- 2.22 – канальная индукционная печь
- 3.00 – роторная печь
- 3.10 – наклоняемая роторная печь
Три класса плавильных печей для алюминия
Чаще всего в производстве вторичного алюминия применяют так называемые отражательные (подовые) печи. Этот тип печей для плавки алюминия (1.00) имеет много модификаций. Все эти модификации, так или иначе, приспосабливают классическую отражательную печь под особые условия работы и специальную шихту.
Популярными являются тигельные печи (2.00), особенно, на малых производствах.
Производители вторичного алюминия широко применяют в качестве плавильных печей роторные печи (3.00), особенно для переработки лома с высокой удельной поверхностью, например, алюминиевую стружку, а также сильно загрязненный алюминиевый лом.
Семейное древо плавильных печей, которое показано на рисунке, относится именно к производству вторичного алюминия. Некоторые технологии плавления алюминия имеют очень ограниченное и специальное применение.
Кроме того, производители вторичного оборудования применяют различное оборудование в зависимости от назначения своей продукции и типа алюминиевого лома, который они применяют.
Печи для литейного вторичного алюминия
Производителей вторичного алюминия обычно подразделяют на две категории. К первой категории относят производства, которые выпускают в основном литейные сплавы для производителей алюминиевых отливок, а также алюминий для раскисления стали. Сырьем для этих производителей является «старый» лом и производственные отходы литейных производств. По-английски их называют «refiners». Эти производства кроме введения легирующих элементов для доводки заданного сплава применяют оборудование для очистки алюминиевого расплава и удаления нежелательных химических элементов и примесей.
Роторные плавильные печи применяют именно эти переработчики алюминиевого лома.
Литейные предприятия, которые изготавливают алюминиевые отливки из вторичного литейного алюминия, широко применяют тигельные печи – газовые и электрические, индукционные и сопротивления, как для плавки и выдержки алюминия, так и для разливки алюминиевого расплава в литейные формы.
Печи для деформируемого вторичного алюминия
Вторая категория производителей вторичного алюминия включает производства для получения деформируемых алюминиевых сплавов. Они применяют в качестве шихты чистый и отсортированный лом деформируемых алюминиевых сплавов. Продукция этих производителей вторичного алюминия – слябы и слитки для прокатки и экструзии (прессования). Их по-английски называют «remelters». К ним относятся и производства, которые являются подразделениями заводов по прокатке и прессованию алюминиевой продукции и которые перерабатывают в основном собственные технологические отходы.
Эти плавильщики-литейщики алюминиевого лома применяют в основном отражательные (подовые) печи – стационарные и наклоняемые. Различные конструкции этих печей отвечают требованиям конкретных производств: по энергетической эффективности, по чистоте металла, по производительности и т. д.
В таблице представлен обзор применения различных типов печей в алюминиевой промышленности. Индексы типов печей – по схеме классификации печей на рисунке.
Таблица – Применение печей (плавильных, для выдержки, раздаточных) в алюминиевой промышленности
Обозначения: 0 – не применяется, 1 – применяется в отдельных случаях, 2 – часто применяется, 3 – стандартная технология, 4 – ключевая технология
В зависимости от масштаба и специфики производства плавку алюминиевых сплавов в литейных цехах ведут в тигельных и отражательных печах, работающих на электроэнергии, жидком и газообразном топливе. Особенно широко распространены электрические индукционные печи. Устройство некоторых печей показано на рис. 90 и 91, а технические характеристики их - в табл. 9 и 10.Тигли для плавки изготовляют из чугуна или графитошамота. Для предотвращения растворения рабочую поверхность чугунных тиглей окрашивают или футеруют (обмазывают) защитными материалами. В состав красок вводят мел, оксид цинка, огнеупорную глину, тальк, коллоидный графит и другие вещества. Чаще всего используют краску, состоящую из 50 ч (по массе) отмученного мела, 50 ч оксида цинка, 5 ч жидкого стекла, 100 ч воды. Краску наносят на подогретые (150-200 °С) поверхности. Такими же красками окрашивают и плавильный инструмент. Для обмазки используют смеси магнезита, асбеста и жидкого стекла. Их наносят на рабочую поверхность тиглей слоем толщиной 10-15 мм, высушивают и прокаливают при 750-800 °С. Кроме защиты от растворения, обмазки существенно (в 2-3 раза) увеличивают срок службы чугунных тиглей.
Футеровку индукционных печей промышленной частоты выполняют из высокоглиноземистых масс (канальные печи) или жаропрочного цемента (20-25 % магнезита; 15-20 % жидкого стекла, 1,5-2,0 % кремниефтористого натрия; 20-25 % шамотного песка; 30-35 % шамотного щебня), не взаимодействующих с алюминиевыми расплавами.
Для футеровки отражательных печей наиболее рациональный огнеупор - магнезит. Однако для этой цели до сих пор широко используют шамот, как наиболее доступный и дешевый материал. Для предотвращения интенсивного взаимодействия алюминиевых расплавов с шамотной футеровкой ее пропитывают флюсом, содержащим 23-25 % (по массе) Na3AlF6, 20-27 % B2O3, остальное NaCl. Этот флюс смешивают с жидкой глиной, обмазывают им футеровку печи и прокаливают ее при 900-950 °С. Можно также пропитывать футеровку расплавленной смесью NaCl-AlF3. В процессе работы печи хлористый натрий испаряется, а фтористый алюминий образуете кремнеземом оксифториды, несмачивающиеся алюминиевыми расплавами Предотвращению взаимодействия между металлом и шамотом способствует также окраска футеровки мелом или известью. В тех случаях, когда содержание примеси кремния в сплаве ограниченно, отражательные печи футеруют карбидом циркония или карбидом кремния.
Плавку деформируемых сплавов ведут в отражательных и индукционных печах большой емкости (7-30 т). Для ускорения плавления шихты, увеличения производительности, выравнивания температуры и химического состава в отражательных печах осуществляют циркуляцию расплава с помощью газодинамических насосов. В последние годы разработана конструкция шахтно-ванной печи непрерывного действия, обеспечивающая высокую производительность Принципиальные конструкции отражательных печей приведены на рис. 92, а технические характеристики их - в табл 11.
Для обеспечения максимальной производительности плавильных печей их устанавливают в паре с миксером (раздаточной печью). Это позволяет осуществлять перелив металла закрытой струей с помощью сифона, обеспечивая минимальное окисление расплава и загрязнение его взвешенными неметаллическими включениями. Сифонный перелив исключает применение ковшей и обеспечивает безопасность труда.
30.12.2019
В современном строительстве свайный фундамент используется широко. Обращаются к нему при возведении и частных построек, и крупных объектов недвижимости, включая торговые...
30.12.2019
Интернет открывает массу возможностей любителям риска и азарта. Игровые автоматы являются самым популярным видом азартных развлечений....
29.12.2019
Корпусная мебель сегодня является наиболее востребованным вариантом среди всех существующих. Особенность мебели такого типа – она изготавливается из древесных плит,...
29.12.2019
Из всех относящихся к металлопрокату материалов одними из самых востребованных в строительстве являются стальные трубы. С их помощью в быту обустраивают газопроводы,...
29.12.2019
Вариантов роллетных ворот на рынке представлено достаточно много. ангарными называют нестандартные конструкции подвижного типа. Устанавливаются они в имеющих разное...
29.12.2019
Практически повсеместно порошковые краски применяются для перекраски металлического сайдинга и ремонта автомобилей. Большой популярностью пользуется такой тип полимерных...
29.12.2019
Во многих отраслях промышленности важными процессами являются идентификация тяжелых металлов, определение качественных показателей, химического состава металлов и...
27.12.2019
Мусор – уникальный ресурс. Он является неисчерпаемым, платить люди готовы и за его продажу, и за его покупку. Для муниципальных властей головной болью обычно является...
27.12.2019
Навороченные гаджеты и прогрессивные коммуникации влияют на статус досуга современных персон....
26.12.2019
Польша – весьма популярная у украинцев европейская страна, куда они отправляются для получения высокооплачиваемой работы и образования. Тесное сотрудничество ведется...
