На сегодняшний день существует огромное количество разных печей. Одни печи служат для отопления ваших помещений, другие для приготовления вкусной еды, а есть и такие печи, в которых проводят плавку различных металлов, сплавов, а также хранят уже расплавившийся материал. По-другому их еще называют плавильные тигельные печи. Особой популярностью эти печи пользуются среди больших предприятий, заводов, и лабораторий. Но мы то с вами понимаем, плавкой в каких размерах, там занимаются, и это не значит, что если вам дома потребуется расплавить несколько килограмм алюминия, то вы будете вынуждены купить дорогие импортные аппараты. Вы совершенно спокойно можете сделать тигельную печь своими руками. Для этого вам необходимо три важные вещи:
Первое, минимальные технические навыки и знания, хотя я думаю, что если вы взялись за это дело, то имеете понятие, о том, что вам придется делать. Второе, определенный набор материалов, которые я приведу чуть позже. И третье, трудолюбие и желание что-то сделать своими руками. (См. также: Как самому сделать тепловую пушку)
Разновидности тиглей
Что же такое тигли? Тигли — это ёмкости из огнеупорного материала, в которых посредством нагрева до определенной температуры производится плавка металлов. Для изготовления тиглей принято использовать следующие материалы: чугун, керамика и графит.
Керамические тигли считают самым оптимальным вариантом для производства различных сплавов, в особенности на основе палладия, так как при использовании этих материалов не происходят каких-либо изменения в составе самого вещества. Только в керамических тиглях, вы можете уверенно расплавлять различных неблагородные металлы и сплавы на основе кобальта, хрома и молибдена.
Графитовые тигли в свою очередь имеют более высокую стойкость к окислению и более долгий срок службы. Этот вид тиглей является универсальными для плавки любых металлов, но особенно они хороши для цинковых сплавов и латуни, а также напрямую для использования в индукционных печах. Графитовые тигли безупречно справляются с плавлением и тепловой выдержкой алюминия в электропечах при температуре до 800°С.
Графитовые тигли наиболее часто используют для литья золота, и прочих драгоценных металлов.
Тиглями из чугуна в производстве пользуются не так часто, они имеют достаточно узкую специальность и имеют целый ряд недостатков: недостаточно высокая температура плавленья, высокая реактивность, способность к окислению, и взаимодействию с другими элементами, короткий срок службы. Но с другой стороны, чугун имеет один весомый плюс: он дешевый и доступный. Вот почему при монтаже нашей самодельной тигельной печи мы будем использовать именно этот материал.
Разновидности оборудования
Широкое применение получили только два типа печи: тигельные и канальные. Они обладают сходными преимуществами и недостатками, отличия заключаются лишь в применяемом методе работы:
- В тигельный тип печи приходится проводить загрузку каждой порции шихты отдельно. Принцип работы устройства заключается в следующем: металл загружается внутрь индуктора, после расплавки он сливается и проводится загрузка новой порции. Как правило, подобная модель приобретается для небольших мастерских, когда работа ведется с небольшим количеством сырья.
- Канальные отличаются тем, что позволяют проводить плавку металла непрерывно. Конструкция позволяет проводить погрузку новой порции металла и слив уже расплавленного во время работы. Недостатком можно назвать лишь то, что трудности возникают на момент слива, так как канал слива должен быть заполнен.
Большей популярностью пользуется тигельная разновидность индукционных печей. Это связано с их высокой производительностью и простотой в эксплуатации. Кроме этого, подобную конструкцию при необходимости можно изготовить самостоятельно.
Самодельные варианты исполнения встречаются довольно часто. Для их создания требуются:
- Генератор.
- Тигель.
- Индуктор.
Опытный электрик при необходимости может сделать индуктор своими руками. Этот элемент конструкции представлен обмоткой из медной проволоки. Тигель можно приобрести в магазине, а вот в качестве генератора используется ламповая схема, собранная своими руками батарея их транзисторов или сварочный инвертор.
Использование сварочного инвертора
Печь индукционная для плавки металла своими руками может быть создана при применении сварочного инвертора в качестве генератора. Этот вариант получил самое широкое распространение, так как прилагаемые усилия касаются лишь изготовления индуктора:
- В качестве основного материала применяется тонкостенная медная трубка. Рекомендуемый диаметр составляет 8—10 см.
- Трубка изгибается по нужному шаблону, который зависит от особенностей применяемого корпуса.
- Между витками должно быть расстояние не более 8 мм.
- Индуктор располагают в текстолитовом или графитовом корпусе.
После создания индуктора и его размещения в корпусе остается только установить на свое место приобретенный тигель.
Применение транзисторов
Подобная схема довольно сложна в исполнении, предусматривает применение резисторов, нескольких диодов, транзисторов различной емкости, пленочного конденсатора, медного провода с двумя различными диаметрами и колец от дросселей. Рекомендации по сборке следующие:
- При применении рассматриваемой схемы конструкция будет сильно нагреваться. Именно поэтому следует использовать эффективное охлаждение.
- Приобретенные конденсаторы собираются в одну схему для получения батареи.
- В качестве основы для индуктора применяются дроссельные кольца. На них наматывается ранее приобретенная медная трубка диаметром около 1 мм. Количество витков определяет то, какой мощностью будет самодельная печь. Рекомендуемый диапазон от 7 до 15 витков.
- На предмет цилиндрической формы наматывается вторая медная трубка, диаметр которой должен быть около 2 мм. Стоит учитывать, что концы этой трубки следует оставлять большими, так как они будут использоваться для подключения к источнику питания.
- В качестве источника питания можно использовать аккумулятор с мощностью 12 В.
Созданная схема помещается в текстолитовый или графитовый корпус, которые являются диэлектриками. Схема, предусматривающая применение транзисторов, довольно сложна в исполнении. Поэтому браться за изготовление подобной печи следует исключительно при наличии определенных навыков работы.
Печь на лампах
В последнее время печь на лампах создают все реже, так как она требует осторожности при обращении. Применяемая схема проще в сравнении со случаем применения транзисторов. Сборку можно провести в несколько этапов:
- В качестве генератора тока применяются 4 лучевые лампы, которые соединяются при параллельном подключении.
- Применяемая проволока из меди должна соединяться по спирали. Создаваемые витки должны иметь диаметр от 8 до 16 см, расстояние между ними не менее 5 миллиметров. Стоит учитывать, что понадобится довольно большое количество проволоки, так как внутри витков должен поместиться тигель.
- Создаваемая спираль помещается в корпус из материала, который не проводит электрический ток.
- Повысить эффективность схемы можно при дополнительном подключении подстроечного конденсатора.
Применяемые ламы должны быть защищены от механического воздействия.
Материал для тигельной печи
Теперь давайте займемся поиском материалов, да-да, именно поиском, так как все необходимое вы сможете найти на своей даче, в гараже или сарае, то, что еще вчера было мусором и захламляло ваш двор, или же какие-нибудь другие места, теперь станет элементами вашей будущей самодельной тигельной печи.
Для того, что бы произвести монтаж тигельной печи своими руками, вам понадобятся следующие материалы:
- обрезок чугунной трубы (его размеры вы определяете сами) главное, что бы толщина стенок была 4-5 мм,
- небольшой лист металла (для носика),
- кусок арматуры,
- 1 гайка,
- 1 шуруп.
Если вы нашли или купили все необходимые материалы, можем начать монтаж тигельной печи своими руками. Обычно тигель принято делать в форме конуса или же цилиндра.
Изготовление тигеля своими руками
Изготовление тигеля не трудоемкое занятие. Чтобы его изготовить своими руками на основе мартеля потребуется:
- измельченный графит;
- целый графит;
- трубка графитовая;
- мартель шамотный;
- магнезит;
- фетр.
https://youtube.com/watch?v=IQuBnPbZTKI
Технологическая последовательность:
- Взять плотную бумагу. Из нее свернуть два цилиндра разного диаметра. Внешний цилиндр полый и большего диаметра, а внутренний закрытый с обоих сторон и меньше по размеру.
- Мартель и остальные компоненты перемешать в отдельной емкости. Далее смешать с жидким стеклом до получения однородной массы, консистенция которой сопоставима с песочным тестом.
- Часть полученной массы распределяется на ровной и гладкой поверхности. Затем на нее установить бумажные цилиндры один в другой для получения формы тигеля. Расстояние между бумажными цилиндрами – толщина стенок тигеля.
- Оставшейся массой заполняется приготовленная форма.
- После формирования удаляются бумажные элементы формы и заготовку необходимо немного просушить при комнатной температуре.
- Затем тигель помещается в индукционную печь для того, чтобы из смеси выгнать оставшуюся влагу. Прогревать следует при невысоких температурах, чтобы форма не лопнула. Процесс занимает значительное время.
- После сушки тигель обжигается при температуре не более 600 °С.
- Качество тигеля проверяется простукиванием, как хрустальный бокал.
Делаем тигельную печь
Самый несложный простой способ изготовления тигля – это просто сварить его из обрезка трубы наиболее подходящего диаметра. Выбирая сам обрезок вам необходимо учесть несколько важных факторов.
Первое, ширина стенок должна быть, как минимум, пол сантиметра. Второе, ваш обрезок должен быть изготовлен из металла, который плавится при большей температуре, чем те сплавы, которые вы планируете плавить. Для этого вам идеально подойдет чугун. После этого трубу необходимо зачистить, или же все лишние просто обжечь в печи. Теперь ваша самодельная тигельная печь, ни чем не уступит любой другой.
Что бы безопасно извлекать расплавленный металл из тигля, приделайте к нему небольшой носик. Для этого немножко сточите сверху болгаркой и пройдитесь напильником. Для изготовления используйте спиленный под углом кусочек металла.
Так же к вашей самодельной тигельной печи можно приделать ручку, используйте гайку, в нее вворачиваете ручку, которая поможет более безопасно погружать и вынимать тигель из печи. Вам будет достаточно всего пару оборотов ручки, и ваш тигель будет держаться мертвой хваткой, таким образом, вы исключите случайное опрокидывание или пролив расплавленного алюминия на себе или людей, которые в этот момент могут оказаться рядом. Все названные выше меры безопасности будут очень даже кстати во время плавки цветных металлов на дому. Как вы теперь видите, установка тигельной печи своими руками довольно простое задание. Надеюсь, вы теперь больше никогда не зададитесь вопросом: как сделать тигельную печь?
Как сделать тигель для плавки свинца своими руками?
Многие из нас в детстве занимались сдиранием со старых аккумуляторов свинца с целью его дальнейшей переплавки в колечки или кулончики. Тогда правила переплавки никого не интересовали, а потому в качестве сосуда для этого действия служили консервные банки, удерживаемые «обручем» из только что сорванных веточек.
Сейчас же многие люди, желающие переплавить какой-либо материал, подходят к этому более серьезно. И у них часто возникает вопрос: как сделать это так, чтобы не испортить ничего вокруг и не оставить себе пару памятных ожогов?
Из данного материала вы узнаете о том, как смастерить тигель для плавки свинца своими руками. А чертежи примерного результата можно увидеть выше.
Но для начала — определение.
Тигельная печь индукционного типа: преимущества и недостатки
Тигельная индукционная печь – это особенная установка для плавления металлов и сплавов путём высокочастотного электромагнитного воздействия на них.
Самым важным рабочим органом тигельной печи индукционного типа является индуктор – другими словами проводник, навитый без сердечника – внутрь которого помещают плавильный тигель, обычно имеющий форму цилиндра. Как правило, его изготавливают из огнеупорного материала.
Если сравнить тигельные индукционные печи с оборудованием подобного назначения других типов, то они обладают такими преимуществами:
- действие на обрабатываемый материал происходит напрямую, без каких-либо промежуточных нагревательных элементов, что дает возможность избежать ненужных потерь энергии
- возможность создавать в тигле атмосферы заданного типа при требуемом значении самого давления
- равномерный прогрев всего объёма материала, а также высокая интенсивность циркуляции расплава
- возможность полного слива расплава, что является необходимым при периодических работах, таким образом, дает лёгкость перехода от работ с одними сплавами к другим
- экологический процесс плавки, за счёт отсутствия выбросов вредных продуктов сгорания в атмосферу
- особенности работы установки приводят к возможности полной автоматизации всего процесса плавки;
- легкость управления процессами, простота и удобство обслуживания;
К недостаткам индукционных тигельных печей относятся:
Шлак в индукционных тигельных печах разогревается напрямую от металла, из-за чего его температура будет всегда меньше.
Сравнительно с другими, низкая стойкость футеровки при очень высоких температурах расплава, а также наличие резких колебаний температуры футеровки при полном сливе металла.
Но все же преимущества индукционных тигельных печей перед другими плавильными агрегатами значительно выше, благодаря чему им удалось найти себе достаточно широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности.
Принцип работы индукционной печи
Нагревание металла, помещённого внутрь устройства, происходит путём перехода электромагнитных импульсов в энергию тепла. Электромагнитные импульсы вырабатываются катушкой с витками из медной проволоки или трубы.
Схема индукционной печи и схемы проведения нагрева
При подключении устройства через катушку начинает проходить электрический ток, а вокруг появляется электрическое поле со временем меняющее своё направление. Впервые работоспособность такой установки была описана Джеймсом Максвеллом.
Объект, который нужно нагреть, необходимо поместить внутрь катушки или недалеко от неё. Целевой предмет будет пронизываться потоком магнитной индукции, а внутри появится магнитное поле вихревого типа. Таким образом, индукционная энергия перейдёт в тепловую.
Классификация тигельных печей
В зависимости от того, где идёт процесс плавки, различают печи:
- открытые (работа на воздухе)
- вакуумные (работа в вакууме)
- компрессорные (работа под избыточным давлением).
По организации процесса времени:
- периодического действия
- на половину непрерывного действия
- непрерывного действия
Также различают печи в зависимости от конструкции плавильного тигля:
- с керамическим тиглем
- с проводящим металлическим тиглем
- с проводящим графитовым тиглем
- с водоохлаждаемым металлическим тиглем.
