Индукционные печи для плавки металлов: разновидности, принцип функционирования и технология использования. Плавка меди в домашних условиях: температура, инструменты, правила

Определите необходимый размер вашей печи. Для литья небольших предметов весом менее 1-2 килограмм, таких как ручная печать и т.п., достаточно будет 30-сантиметровой (12 дюймов) плавильной камеры с тиглем вместимостью 1 литр.

Подберите материалы, которые выдержат температуры, создаваемые в вашей печи. В нашем примере в качестве топлива мы используем древесный уголь, поскольку он доступен и недорог. Температура его горения (теплотворность) в потоке воздуха составляет около 1250 градусов Цельсия. В то же время температура горения каменного угля в воздушном потоке превышает 1650 градусов Цельсия, так что древесный уголь более пригоден в качестве топлива для плавильной печи, собранной из легко доступных конструкционных материалов - ведь в пламени каменного угля, обдуваемого воздухом, расплавится даже сталь. Мы используем для изготовления плавильной камеры листовую оцинкованную сталь 14-го калибра.

Сделайте из вашего материала два цилиндра. На рисунке изображены цилиндры высотой около 30 сантиметров (12 дюймов), свернутые из листового материала, хотя алюминий вполне можно расплавить и в банках из-под краски или металлических ведрах для мусора. Но такие ненадежные емкости придут в негодность после нескольких плавок, поэтому лучше, приложив небольшие усилия, сделать более надежную емкость, которая выдержит запланированное вами число плавок.

  • Внутренний цилиндр должен быть достаточно большим, чтобы вместить ваш плавильный тигель, оставив при этом место для топлива вокруг тигля; также он должен быть достаточно глубоким, чтобы вы смогли накрыть этот цилиндр вместе с тиглем крышкой, как будет описано ниже. Для тигля диаметром 20 сантиметров (8 дюймов) понадобится камера диаметром 36 сантиметров (14 дюймов), а если глубина тигля также составляет 20 сантиметров (8 дюймов), то высота камеры должна быть не менее 30 сантиметров (12 дюймов).
  • Внешняя стенка камеры (больший цилиндр) предназначена для обеспечения дополнительной безопасности в случае расплавления внутренней стенки, а также для лучшей теплоизоляции внутренней камеры. Внешняя камера должна быть больше в диаметре на 10 см (4 дюйма), и по крайней мере на 5-10 см (несколько дюймов) выше, чем внутренняя. Согласно приведенной выше схеме, диаметр внешнего цилиндра составляет 41 см (16 дюймов), а его высота - 41-46 см (16-18 дюймов).
  • Прикрепите внешний цилиндр к металлическому дну. Это можно сделать путем сварки, или прикрутив шурупами. Если размер дна значительно превышает диаметр цилиндра, это сделает конструкцию более устойчивой и безопасной.

    Поставьте дно внешнего цилиндра на огнеупорные кирпичи, добившись как можно большей устойчивости. Эти термостойкие кирпичи будут поддерживать вашу печь во время плавки и термоизолируют ее раскаленное дно.

    Вставьте внутренний цилиндр во внешний, проследив, чтобы он поместился ровно посередине. Пространство между стенками цилиндров можно заполнить огнеупорным известковым раствором или сухим песком, что придаст конструкции бо льшую устойчивость; можно и просто зафиксировать цилиндры относительно друг друга металлическими клиньями.

    Просверлите или вырежьте во внешнем и внутреннем цилиндрах отверстие диаметром около 6 см (2 1/4 дюйма) вблизи дна под наклоном внутрь и вверх, так чтобы воздух свободно поступал к тиглю, обеспечивая горящее топливо кислородом.

    Отрежьте металлическую трубку диаметром 6 см и длиной полметра или более (подойдет тонкостенная металлическая трубка для проводов) - она послужит для подвода воздуха к плавильной камере; приварите ее к отверстию во внешнем цилиндре или прикрепите шурупами.

    Отрежьте круг листового металла, достаточно большой, чтобы он полностью закрывал камеру сверху. Вырежьте в этом круге отверстие размером 15X15 см (6X6 дюйма), которое будет служить для свободной циркуляции воздуха и для добавления металла в тигель; вырезанный фрагмент послужит в качестве крышки. Для удобства вы можете прикрепить крышку цепью к внешней стенке печи, а также приделать к крышке ручку.

    Изготовьте тигель (плавильный котел). Можно использовать подходящий по размерам металлический баллон от старого термоса, или котел из нержавеющей стали. Для того, чтобы можно было выливать расплавленный металл из тигля, прикрепите к нему стальную ручку, которая выступала бы сверху из плавильной камеры.

    Подсоедините воздуходувку к металлической трубке, встроенной ранее вблизи дна корпуса. Можно использовать старый фен или маломощную машинку для сдувания листьев, прикрепив их к трубке скотчем. Если же у вас нет ни фена, ни машинки, подойдет любое приспособление, которое обеспечит необходимый воздушный поток через трубку. При этом помните, что слишком сильный поток воздуха может привести к интенсивному и быстрому сгоранию угля, а недостаточный воздушный поток подавит горение и не обеспечит вам необходимую температуру.

    Технологии плавления металлов прошли долгий путь эволюции. Можно сказать, что уже несколько тысячелетий печи развивались вместе с человечеством, и новые технологические открытия вносили свои коррективы в металлургию.

    В данной статье мы рассмотрим:

    • плавка латуни в индукционных печах;
    • индукционные плавильные печи цена;
    • плавка чугуна в индукционной печи;
    • производство стали в индукционных печах;
    • заводы производители индукционных тигельных печей;
    • индукционные печи для плавки меди;
    • плавка металла в индукционной печи;
    • плавка стали в индукционных печах;
    • плавка палладия в индукционной печи;
    • индукционные тигельные печи от производителя;
    • промышленные индукционные печи;
    • индукционные печи литейная.

    Навигация по разделу:

    Вначале люди использовали глину для создания куполообразных печей, которые потом ломали, чтобы доставать металл, а затем восстанавливали для проведения следующего цикла. Нужная температура достигалась с трудом, для ее получения поджигали дрова или уголь, поэтому весь цикл требовал участия человека. Современные же аппараты работают на электричестве, они оснащены автоматикой, которая контролирует процесс.

    Основные виды плавильных печей

    Современная металлургия четко делится на два сегмента: черную, которая занимает 90% всего рынка, и цветную, на долю которой приходятся остальные 10%. Подобная двойственность и влияет на размеры агрегатов для плавки сырья. Например, для получения железа и чугуна применяются гигантские домны и другие устройства, которые обрабатывают сотни тонн металла зараз. С цветными металлами все иначе, поскольку многие из них редкие и дорогостоящие и объем их производства не очень велик, т. к. в нем нет потребности. Так что порой бывают необходимы аппараты, где можно плавить несколько тонн или, наоборот, всего десяток килограммов сырья. Последние используются в ювелирных мастерских, декоративных ковальнях или для производства изделий из металла небольшого объема.

    На основе методов нагревания печи разделяются на несколько категорий:

    • Термические, которые используют сильно разогретый газ или воздух;
    • Электрические, в которых применяется тепловой эффект электротока;
    • Дуговые, работающие на основе температуры электродуги;
    • Потоковые, с применением плазмы или электрического луча;
    • Муфельные, которые греются ТЕН-ом спирального типа;
    • Индукционные, в которых нужная внутренняя температура достигается с помощью вихревых потоков;
    • Печи сопротивления, внутри которых через металл пропускают электрический ток большого напряжения.

    Принципы работы индукционных печей

    Рассмотрим принцип работы индукционных печей. Плавка металла в индукционной печи происходит из-за вихревых потоков (токи Фуко), которые образуются из-за воздействия магнитных полей металлов.

    Вихри появляются только при контакте с металлом. По конструкции индукционная печь напоминает трансформатор, где металлическое сырье играет роль вторичной обмотки или сердечника. При этом вместо первичной обмотки используется медная труба, которая охлаждается внутренней жидкостью.


    Где лучше установить индукционную печь?

    При выборе места надо учесть, что доступ к индукционной печи должен быть свободным. Это облегчит погрузку металлов для плавления и выгрузку готового сырья. И также необходимо позаботиться о безопасности местоположения. Нужно провести к аппарату электричество, учитывая потребности в напряжении и количеством фаз. Не надо забывать о заземлении и аварийном выключателе. Поскольку аппарат использует воду для охлаждения, трубопровод к нему подвести тоже требуется.

    Встречаются также гигантские промышленные индукционные печи, которые на воздушном охлаждении, и к ним нужны особые условия.

    Если используется настольная модель индукционной печи, то стол должен быть предназначен только для неё, а конструкцию стола необходимо сделать крепкой. При напольных аппаратах следует укрепить фундамент.

    Все, что может воспламениться или взорваться на месте производства, должно быть установлено подальше от самой печи, а также от погрузочных и выгрузочных материалов.

    Немаловажным фактором безопасности является огнетушитель, который всегда располагаться вблизи от места производства.

    Технология использования

    Прежде чем включить печь, необходимо понять технологию использования печи. Для начала нужно проверить состояние тигелей, т. е. горшков для плавки металла, которые бывают из графита (для плавки цветных металлов) или керамики (для работы с чёрными). После загрузки горшка сырьем для плавки нужно его закрыть крышкой для теплоизоляции. Перед включением электрического напряжения требуется запустить водяное охлаждения.

    Заводы производители индукционных тигельных печей специально на многих моделях ставят ограничители, которые не дают печи включаться без нужного гидродавления.

    После запуска тока начинается процесс плавления. При наличии на аппарате регулятора он должен быть на минимальной мощности, и поднимать напряжение нужно плавно до необходимого для плавки конкретного металла. Когда сырье уже приобрело жидкую консистенцию, мощность можно сбросить на 25%, и снизить до минимума, когда начинается время разлива. Даже после того, как работа окончена и аппарат выключен, нельзя выключать воду для охлаждения, пока печь полностью не остынет.

    Не стоит забывать и о личной безопасности: чтобы достать тигель, нужно обязательно надеть рукавицы и воспользоваться щипцами. Если же по какой-то причине при плавлении начался пожар, следует отключить питание установки, а затем постараться сбить пламя с помощью огнетушителя (любого, кроме кислотного) или брезента. Ни в коем случае не направляйте на огонь струю воды! Это может быть опасно не только для оборудования, но и для жизни людей, которые в этот момент находятся в мастерской.

    Преимущества и недостатки

    Наиболее ощутимым преимуществом индукционных печей является отсутствие примесей в готовом растворе. Она достигается благодаря тому, что сырье нагревается с использованием электромагнитного поля, а не контактного теплоэлемента, как в других устройствах. Так, выплавка стали в индукционны х печах дает возможность использовать его в чувствительных электроприборах.

    Наиболее популярны индукционные печи для плавки меди, поскольку этот металл часто переплавляется и имеет большое потребление в современном обществе.

    А плавка латуни в индукционных печах применяется для изготовления декоративных предметов и т.д.

    Даже ювелирное производство вполне может использовать металлы, полученные индукционным способом. Плавка таких дорогих и редких металлов, как палладия осуществляется в индукционной печи.

    КПД описываемых печей близок к максимальным 100%. В сочетании с быстрой скоростью плавки это обеспечивает отличную производительность. И вам не нужно тратить время на предварительный разогрев, ведь ИПП приобретает нужную температуры практически за 1 час. Если же размеры мастерской не позволяют разместить объемную установку, то литейные индукционные печи вместительностью до 200 кг помогут сэкономить пространство, и при этом их будет легко использовать и монтировать. Данное качество особенно хорошо для владельцев небольших ювелирных мастерских, ведь работа с драгоценными металлами проводится на небольших объемах, требующих особого внимания и тщательности.

    Производство стали в индукционных печах имеет свои нюансы. Нужно использовать довольно чистое сере, желательно делать переплавку, поскольку в этих печах нечто не способствует удалению сгоревшего шлака.

    Единственным недостатком модели можно считать потребление электроэнергии как теплоносителя, что не является очень экономным. Из-за этой причины плавка чугуна в индукционной печи почти не осуществляется, ведь его стоимость будет выше рыночной. Однако этот минус сполна компенсируется высокой производительностью и высоким качеством получаемого продукта. Так, плавка стали в индукционных печах делает его намного чище и высококачественен.

    Сколько стоят индукционные печи для плавки меди?

    Цена Индукционных плавильных печей варьируется от несколько десятков тысяч рублей до нескольких миллионов. Все зависит от вместительности и мощности аппарата.


    Если у вас есть необходимость в отжиге металлов, создании керамики, плавке цветных и том числе драгоценных металлов, можете соорудить себе вот такую простую печь. Большинство подобных печей стоит кучу денег, по словам автора, в его регионе цены находятся в районе 600-12000 $ за печь. В нашем же случае печь обошлась всего в 120 $, не считая регулятора температуры. Эта небольшая печь может выдавать температуру в районе 1100 o C.

    Собирается самоделка просто, все детали стоят не дорого, а еще их можно быстро заменить при неисправности печи.

    Некоторые умельцы умудряются изготавливать в таких печах обручальные кольца, различные талисманы, кастеты и многое другое.


    Материалы и инструменты для самоделки:

    Материалы:
    - болты и гайки (8x10, 1/4 дюйма);
    - семь огнеупорных кирпичей (они должны быть мягкими, так как в них нужно будет проделать канавки, размеры 4 1/2" x 9 "x 2 1/2");
    - уголок для создания рамы;
    - квадратный лист металла для двери (автор использовал алюминий);
    - нагревательный элемент (можно купить для печи уже готовые спирали, или же намотать свою собственную из нихрома)
    - жаропрочные винты-контакты для крепления спирали;
    - кусок хорошего кабеля (должен выдерживать как минимум 10А).

    Из инструментов:
    - ручной бур с подходящей насадкой для вырезки канавок в кирпиче;
    - гаечный ключ;
    - плоскогубцы;
    - ножовка;
    - дрель;
    - кусачки и другое.

    Процесс изготовления самодельной печи:

    Шаг первый. Делаем канавки
    Сперва нужно определиться с тем, какой ширины спираль, в зависимости от этого определяется глубина и ширина будущих канавок в кирпичах. Далее их нужно нарисовать на кирпиче карандашом. У автора канавки имеют форму в виде буквы «U», всего канавки такой формы две штуки, то есть вырезаны на двух кирпичах. На том кирпиче, который будет находиться в задней части печи, нужно проделать две параллельные канавки как на фото. В итоге после сборки печи, спираль получит примерно «П»-образную форму.


    Шаг второй. Установка нагревательного элемента
    Перед установкой нагревательного элемента нужно собрать кирпичи, определившись с размерами печи. Скорее всего, кирпичи, которые идут на пол печи, придется резать, так как два таких кирпича будет образовывать слишком большое дно. Отрезать их можно болгаркой с диском по бетону, ну или даже обычным отрезным диском.






    Ну а далее можно устанавливать спираль. Скорее всего, ее предварительно нужно растянуть до нужной длины. Если спираль вы будете наматывать сами, то нужно рассчитать, какой длины и толщины должна быть проволока, в интернете для этого есть масса информации.

    Ну а далее можно укладывать печь в канавку. Для фиксирования спирали автор использует металлические скобки, под которые в кирпиче нужно будет проделать отверстия. Особое внимание нужно уделить подключению спирали к проводу. Здесь должны использоваться специальные винты с керамическими шайбами, причем винты нужно брать подлиннее. В противном случае будет либо постоянно гореть и вонять изоляция провода, или он вовсе будет постоянно гореть из-за высокой температуры.

    Наш народ научился делать такие контакты из старых автомобильных свечей, когда использовались древние электрические плитки с открытой спиралью.

    Особое внимание следует уделить выбору материала, из которой делается спираль. От этого будет зависеть максимальная температура, которую может выдать печь. Спираль должна выдерживать большие температурные нагрузки. Для таких целей автор выбрал провод типа NiCr. Большая часть таких проводов рассчитана на температуру порядка 1340 о С. Если вам требуются более высокие температуры, то можно выбрать и другие виды провода, которые для этого подходят.

    Шаг третий. Делаем раму печки
    Для создания рамы понадобится уголок, можно использовать сталь или алюминий. Четыре куска алюминия образуют ножки, а еще два идут в нижнюю часть и поддерживают вес всех кирпичей. Можно использовать для создания нижней опоры не два уголка, а четыре. Впрочем, это не обязательно, в итоге конструкция все равно стягивается болтами с гайками, эти болты и удерживают кирпичи внизу.

    В верхней части печи нужно будет уложить также два или полтора кирпича, как и внизу. Ну а как все собирается, можно детально увидеть на фото.


    Шаг четвертый. Делаем дверь
    Для создания двери нужен будет лист металла, автор использовал алюминий. Сперва на листе нужно нарисовать квадрат или четырехугольник, в зависимости от размеров и формы двери. Далее этот квадрат нужно еще обвести по кругу, отступив нужно расстояние для крепления огнеупорного материала. Ну а потом по углам вырезать куски, как видно на фото.

    В качестве огнеупорного материала авто использовал плиту Kaowool. Ее нужно отрезать по размеру нарисованного ранее квадрата. Ну а далее плита укладывается на лист, а оставшиеся края листа загибаются, тем самым они удерживают плиту.





    Вот и все, теперь дверь нужно шарнирно прикрепить винтами с гайками к печи, просверлив пару отверстий. В качестве изоляционного материала можно использовать и другие комплектующие. Защелку для двери можно делать, а можно нет.

    Шаг пятый. Подаем электричество
    Для подключения спирали нужно использовать хороший провод с толстой жилой, который может выдержать как минимум 10А. Помимо всего прочего, печь подключается через регулятор, он позволит поддерживать температуру в заданном состоянии. Также нужен будет печной градусник, по которому можно будет более точно следить за температурой в печи.

    В настоящее время в промышленности очень широко используется печное оборудование. В таких важных отраслях, как черная и цветная металлургия, машиностроение, производство строительных материалов, легкая и даже пищевая промышленность, эксплуатируется большое число различных печей и нагревательных установок. Развитие и совершенствование печного оборудования происходило по мере возникновения и развития всех важных отраслей промышленности.

    По технологическому назначению металлургические печи делят на плавильные и нагревательные.

    Плавильные печи предназначены для получения металлов из руд и переплавки металла с целью предания ему необходимых свойств. В этих печах металлы изменяют свое агрегатное состояние.

    Нагревательные печи применяют для нагрева материала материалов с целью обжига и сушки, а также для придания металлу пластических свойств перед обработкой давлением, для термической обработки, чтобы изменить внутреннее строение и структуру металла. В нагревательных печах металлы и материалы не изменяют своего агрегатного состояния.

    По схеме работы печи делятся на печи-теплообменники, усвоение тепла обрабатываемым материалом в зоне технологического процесса зависит от теплопередачи из зоны теплогенерации; и печи-теплогенераторы, тепло как возникает, так и усваивается непосредственно в зоне технологического процесса.

    В цветной металлургии все более широко используются печи-теплогенераторы, в которых осуществляется теплогенерация за счет выгорания серы, содержащейся в размельченных шихтовых материалах, выдуваемых в рабочее пространство печи. Протекающие при этом процессы называются автогенными.

    1.1 Общие сведения

    Автогенными принято называть технологические процессы, идущие за счет химической энергии сырьевых материалов. Тради­ционным является, например, использование этой энергии на на­грев воздушного дутья и расплавление холодных присадок при конвертировании штейнов, а также при протекании процессов обжига сульфидов в кипящем слое. Многолетние работы по рас­ширению области применения химической энергии сульфидов в производстве меди привели в начале пятидесятых годов к созда­нию принципиально новых промышленных агрегатов для плавки на штейн. Эти агрегаты имеют ряд существенных преимуществ перед топливными и электрическими печами аналогичного назна­чения, которые заключаются в значительном (примерно в два раза) сокращении энергозатрат на переработку шихты и полной ликви­дации выбросов сернистого газа в атмосферу. Вместе с тем опыт работы печей для автогенной плавки показал, что принцип их работы, а также конструктивные и режимные параметры во/многом зависят от состава перерабатываемого сырья. Чрезвычайное разнообразие применяемых в металлургии меди шихтовых мате­риалов, состав которых может изменяться даже в условиях одного

    По принципу работы различают три основных типа агрегатов для автогенной плавки на штейн:

    1) печи для плавки концентратов во взвешенном состоянии в потоке предварительно нагретого воздуха или дутья, обогащен­ного кислородом, именуемые печами взвешенной плавки (ПВП);

    2) печи для плавки концентратов во взвешенном состоянии в потоке технически чистого кислорода, которые иногда называют печами кислородно-взвешенной плавки (КВП);

    3) печи для плавки шихтовых материалов в среде барботируемого газообразным окислителем шлакового расплава, более из­вестные под названием печей для плавки в жидкой ванне (ПЖВ).

    Печи для взвешенной плавки имеют различное конструктивное оформление, зависящее от характера применяемого окислителя и состава сырья. Использование предварительно нагретого воз­душного дутья позволяет варьировать в широком диапазоне соотношение между интенсивностями протекающих в печи тепло-генерационных и теплообменных процессов и тем самым создает возможность перерабатывать в ней шихтовые материалы различ­ного состава. В этом случае в печи образуется большое количество технологических газов, движущихся в рабочем пространстве агре­гата g высокими скоростями. Поэтому с целью снижения пыле-выноса в печах взвешенной плавки на воздушном и обогащенном кислородом дутье обычно применяют вертикальное расположение технологического факела, заключая его в специальную реакцион­ную камеру, С той же целью отвод газов из печи осуществляется через вертикальный газоход шахтного типа.

    При использовании кислородного дутья возможности агрегата с точки зрения изменения его теплотехнических параметров в ходе плавки значительно ниже, чем при воздушном дутье. Однако сравнительно небольшое количество технологических газов, образующихся в процессе окисления сульфидов, дает возможность применить более компактную конструкцию агрегата о горизонтальным расположением технологического факела.

    1.2 Принцип работы печей для плавки на штейн

    В печи для плавки шихты в жидкой ванне. Техноло­гический процесс осуществляется за счет тепловой энергии, выде­ляемой непосредственно в среде бар вотируемого газообразным окислителем шлак-штейнового расплава. В качестве окислителя в печи в зависимости от состава сырья используются воздух, дутье, обогащенное кислородом, или технически чистый кисло­род. Дутье подается в расплав через специальные фурмы, располо­женные по обе стороны ванны в боковых стенках печи. Образую­щиеся в результате протекания технологического процесса газы всплывают на поверхность ванны, способствуя ее интенсивному перемешиванию, и удаляются через вертикальный газоход, уста­новленный в центре печи. Перерабатываемая шихта без предвари­тельной подготовки (тонкий помол, глубокая сушка и т. п.) по­дается в печь сверху через загрузочное устройство. Попав на по­верхность ванны, шихта перемещается вглубь расплава, энергично перемешивается с ним и расплавляется под действием высоких температур. Жидкие продукты плавки в подфурменной зоне делятся на штейн и шлак, которые по мере накопления выво­дятся из агрегата через отстойники сифонного типа, расположен­ные с торцевых сторон печи.

    1 - фурмы; 2 - устройство для загрузки шихты; 3 - вертикальный газоход; 4 - свод; 5 - устройство для выпуска штейна; 6 - устройство для выпуска шлака

    Рисунок 2 – Схема печи для плавки в жидкой ванне

    1.3 Тепловой и температурный режимы работы печей для плавки на штейн

    По энергетическому признаку агрегаты для автогенной плавки на штейн относятся к печам смешанного типа, так как в них газо­образной окислитель и компоненты шихты, участвующие в экзо­термических реакциях, нагреваются непосредственно в процессе теплогенерации, тогда как остальные продукты плавки получают тепло за счет теплообмена. Тепловая работа печей такого типа во многом зависит от характера распределения тепла между продук­тами плавки, т. е. от соотношения интенсивности протекающих в них процессов теплогенерации и теплообмена. Как теплогенераторы они относятся к печам с массообменньм режимом работы, в которых интенсификация массообменных процессов достигается за счет максимального увеличения реакционной поверхности суль­фидов.

    При анализе работы этих агрегатов в качестве печей-теплооб­менников необходимо учитывать, что в той части рабочего про­странства печи, где происходит интенсивное окисление сульфидов кислородом дутья, преобладают процессы переноса тепла конвек­цией и излучением. В ванне, где происходит завершение процессов формирования расплава и его разделение на штейн и шлак, пере­дача тепла осуществляется в основном теплопроводностью через шлак и конвекцией за счет осаждения штейна.

    Закономерность тепло- и массопереноса в печах для автоген­ной плавки отличаются крайним разнообразием и сложностью. К сожалению, из-за относительной новизны процесса пока отсут­ствуют надежные экспериментальные данные о тепловой работе рассматриваемых печей, что в значительной степени затрудняет теоретические расчеты в этой области. В реальной практике оценка режимных параметров агрегата осуществляется, как правило, на основе анализа материального и теплового балансов протекающего в нем технологического процесса.

    Печи для автогенной плавки являются агрегатами непрерыв­ного действия с относительно неизменными во времени параме­трами теплового и температурного режимов работы. При состав­лении теплового баланса протекающего в печи технологического процесса могут быть использованы понятия тепловых эквивален­тов сырьевых материалов и продуктов плавки. В этом случае урав­нение теплового баланса плавки приобретает вид

    (1)

    где А - производительность агрегата по проплавляемой шихте, т/ч;

    - соответственно теплогенерационные и теплообменные составляющие тепловых эквивалентов шихтовых материалов и продуктов плавки, кДж/кг;

    Муфельная печь - специализированная конструкция, позволяющая нагревать различные металлы до необходимой температуры.

    Муфель обладает свойством сохранять металл от прямого контакта с топливом или газами. Печи со стационарной нагревательной камерой и сменными муфелями работают по схожему принципу.

    Методы для закалки металла

    Существует несколько способов обработки металлов с помощью данного устройства:

    • Термообработка: отжиг, закалка, отпуск, состаривание.
    • Работа с ценными материалами , переплавка металлов, когда использование открытого огня недопустимо.
    • Для получения ровного тона поверхности , особенно при обработке керамики(высокохудожественной) используется муфельная печь.
    • Сушка диэлектриков.
    • Кремация , сжигание до минеральных компонентов.

    Как работает муфельная печь?

    Для того, чтобы понять, как работает устройство для закалки металла, происходит процесс взаимодействия различных элементов, рассмотрим внимательно ее строение:

    • Корпус печи . Если осталась старая газовая плита, с встроенным духовым шкафом, то она прекрасно подойдет для основы устройства. Лучший размер для такого духового шкафа: 70см-50см-60см. Такие габариты удобны для работы с термообработкой.

    Внимание! Если вы решились использовать как основную конструкцию бывшую газовую плиту, то произведите демонтаж пластиковых составляющих . Иначе произойдет расплавление всех материалов.

    • Внутренний слой . Непосредственный контакт с поверхностью топки. Коэффициент полезных действий зависит от этой части конструкции, поэтому использовать следует огнеупорный шамотный кирпич.

    Фото 1. Огнеупорный шамотный кирпич - обязательный элемент для внутреннего слоя при изготовлении печи своими руками.

    • Внешний слой . Его цель - сокращение потерь передачи тепла. Широко используются перелит и базальтовая вата для достижения эффекта.

    Совет! Не используйте асбест как внешний слой. Нагреваясь, этот материал выделяет канцерогены.

    • Нагрев рабочего пространства. Спирали, созданные из нихромовой или фехралевой проволоки, отвечают за процесс нагревания всей газовой плиты. Лучше использовать фехралевые, так как они более пластичны, но нихромовые - дешевле.

    Устройство для плавки алюминия и меди

    Легкоплавкие металлы отличаются хрупкостью. Важно соблюдать схемы работы с данным типом металлов.

    Так, например, для плавления меди или алюминия, муфельная печь должна разогреться до 1083 , а для плавления бронзы - 930 по Цельсию.

    Эти материалы среди остальных легкоплавких имеют самые высокие показатели температуры плавления.

    Значит, напрашивается вывод: для работы с легкоплавкими металлами необходима печь, разогревающаяся максимум до 1100 градусов.

    Нюанс! Для крупного литья при работе с легкоплавкими металлами устанавливается горн. А плавить металл можно в емкости с «носиком» (тигель). Так легче всего предать ему в последующем форму.

    Этапы работы с легкоплавкими материалами

    1. Прокалка печи для заливки на температуре 600 градусов .
    2. Погружение формы .
    3. Нагревание температуры до 900 градусов.
    4. Засекаем время пребывания формы в печи - 120 минут.
    5. Вынимаем форму и остужаем до 500 градусов.
    6. Легкоплавкий материал помещается в форму.

    Плавка золота

    Тугоплавкие металлы, например, золото, в работе отличаются высокой температурой плавления. Так, для успешного решения задачи, необходимо будет разогреть печь до 1300 градусов , при условии того, что мы работаем со сталью (по другим материалами надо смотреть коэффициент тугоплавкости).

    Необходимо учитывать фактор материалов растопки . Так, протопить печь можно всеми бытовыми ненужными материалами, исключая токсичные, то есть выделяющие ядовитые вещества в процессе горения.

    Вам также будет интересно:

    Этапы работы с тугоплавкими материалами


    Индукционная муфельная печь своими руками

    Муфельные печи - это конструкция, необходимая для творчества ювелиров, кузнецов , других мастеров, работающих с керамикой, с закалкой стали. Обычно индукционная муфельная печь для плавки дорогостоящая, но есть возможность сделать ее своими руками.

    Необходимые материалы и инструменты


    Изготовление конструкции

    • Монтаж основной части. На внутренних сторонах шамотных кирпичей выпиливаем поперечные отверстия. Они служат для установки нагревательной спирали. Такие пазы увеличивают объем печи, то есть внутреннего пространства, с которым работать эффективнее. Кирпичи складываем и закрепляем в форме призмы. Ликвидируем щели.​
    • Изготовление стенок. Используемые материалы: кантал, фехраль, нихром. Устанавливать материалы можно совершенно любым способом, но лучше сложить их кругом. Так, не будет перепада температур, так негативно влияющих на процесс термической обработки.

    Фото 2. Основная часть муфельной печи собирается из шамотных кирпичей, в которых выпиливаются отверстия.

    • Установление теплоизоляции. Эффективность зависит от степени удерживания температуры внутри конструкции. Сама теплоизоляция - это смесь, состоящая из 0,8 частей цемента и 0,2 частей перлита . Смесь между призмой и стенками должна настояться около 48 часов .
    • Изготовление дна. Создаем изогнутую заготовку для нижней части изделия, прикрепляем четыре маленьких кусочка стальной трубы - это ножки, на которые будет опираться печь. Внутрь изделия наливаем цементную смесь, после застывания прикладываем проволоку в виде сетки, для создания ровного и одномерного слоя. В конце наносим тальк.
    • Изготовление крышки. Одного размера с дном создаем заготовку, прикрепляем к нему ручки. Крышку заполняем раствором с цементом и перелитом.
    • Изготовление спирали. Нихромовую проволоку с сечением 0,1 см и прут из железа радиусом 3 мм . После снятия с прута проволоки получаем спираль. Витки не должны соприкасаться. Готовая спираль помещается в прорези, сделанные на первых этапах производства.

    Фото 3. Спираль из нихромовой проволоки помещается в специальные прорези в огнеупорных кирпичах таким образом, чтобы витки не соприкасались.