Плавильная печь - это большое или портативное сооружение, в котором можно расплавить некоторое количество цветного металла. Широко известна индукционная плавильная печь. В производственных условиях для плавки металла в больших количествах устанавливаются в специальных помещениях значительных размеров. Они плавят металл, из которого отливают множество деталей для мотоциклов, автомашин, тракторов. Чтобы , можно построить собственные индукционные плавильные печи, установки на твердом топливе, газовые. Все они работают прекрасно. Как и из чего можно сделать домашнюю плавилку?
Факторы, влияющие на индукционный нагрев
Благодаря этой функции этот процесс имеет особенно высокий выход. Также возможно нагревать непроводящие материалы. Окружающая среда нагревается только косвенно. Глубина нагревателя детали зависит от характеристик металлического материала. Кроме того, текущая частота, подаваемая генератором, существенно влияет на глубину нагрева. Высокие частоты особенно подходят для зон обогрева с четко определенными контурами и снижением глубины проникновения. Низкие частоты рассчитаны на большие глубины проникновения.
Установка для плавки металла (рис. 1) собирается из кирпича. Он должен быть огнеупорным. В качестве связующего состава используется шамотная глина. Для топки устройства углем нужен принудительный наддув. Для него в нижней половине агрегата необходимо оставлять специальный канал для доступа воздуха. Под этим каналом размещается колосник. Это специальная чугунная решетка, на которой выкладывается уголь или кокс. Колосник можно использовать от старой печки или приобрести на рынке, в магазине стройхозтоваров. Для прочности некоторые обваривают готовое сооружение металлическим поясом. Кирпич можно класть на ребро.
Поэтому в зависимости от выполняемой операции необходимо провести конкретный анализ для определения идеального генератора для индукционного нагрева. Частота является одним из решающих факторов успешного индукционного нагрева. Однако материал, температура нагрева и количество обрабатываемых деталей оказывают решающее влияние на конструкцию раствора для индукционного нагрева.
Индукционная пайка возникает при пайке двух или более материалов с использованием литого металла с температурой плавления ниже, чем базовые материалы с индукционным нагревом. Обычно при индукционном нагреве железистые материалы быстро нагреваются электромагнитным полем, создаваемым переменным током индукционной катушки.
Печь для плавки не может обойтись без тигля. Вместо него можно использовать чугунный казанок. Его можно поискать в хозяйстве. Хорошо, если он окажется эмалированным. Тигель устанавливается ближе к горящему коксу. Осталось в качестве принудительного поддува поставить вентилятор, зажечь кокс и начать плавку. Печь своими руками готова. Ее можно использовать для плавки чугуна, меди, бронзы, алюминия.
Пайка предлагает проектировщикам и инженерам-изготовителям возможность пайки простых и сложных конструкций.
- Процесс является быстрым и позволяет быстро изготовить куски.
- Это позволяет пайки очень специфических и селективных областей.
Выпечка также может быть выполнена с использованием печей разных конструкций, включая периодические и непрерывные печи. Существуют различные виды выпечки, в том числе. Индукционная пайка может применяться только тогда, когда кусок ферромагнитный. В дополнение к вакууму инертная или реакционная атмосфера включает водород, азот, смесь водорода и других инертных газов, экзотермический газ и смесь водорода и других инертных газов. эндотермический, в дополнение к аргону и гелию.
Сооружение настольной печи
Из простых материалов можно соорудить газовые или электрические устройства, которые вполне вмещаются на столе или на верстаке. Для работы потребуются:
Асбест в последние годы запрещен к домашнему использованию, поэтому его можно заменить плиткой из кафеля или цемента. Размеры зависят от желания хозяина. Большую роль здесь играет мощность электрической сети и выходное напряжение трансформатора. На электроды достаточно подавать напряжение в 25 В. Для промышленного трансформатора, применяющегося на сварных работах, это напряжение обычно равно 50-60 В. В этом случае расстояние между электродами нужно увеличить. Многое делается опытным путем. В результате плавка 60-80 г металла является хорошим результатом.
Некоторые различные материалы трудно паять. Переменная среда с высокой частотой проходит через индукционную катушку и создает магнитное поле вокруг катушки. Когда проводящий материал, такой как сталь, находится в центре катушки, магнитное поле заставляет ток проходить через поверхность стали, которая нагревается. Суставы создаются с использованием металла с более низкой температурой плавления, который расплавляется быстрым нагревом поверхности, на которую он был нанесен.
Развитие цивилизации тесно связано с историей открытия металла человеком. Первые металлы, известные доисторическим людям, были обнаружены в природном состоянии, были мягкими и пластичными, могли быть сформированы в полезных формах и имели низкую температуру плавления. Медь была, вероятно, первой из них. Золото и серебро были известны и использовались тысячи лет назад.
Электроды лучше сделать из щеток от довольно мощного электрического мотора. У них очень удобный токоподводящий провод. Можно их выточить самостоятельно. Больших проблем с поиском материала быть не должно. В самодельном изделии нужно высверлить сбоку отверстия диаметром 5-6 мм, в них вставить медный многожильный провод, имеющий толщину около 5 мм, забить аккуратно гвоздь для закрепления провода. Останется сделать насечку напильником, она поможет улучшить контакт с графитом в виде порошка. Внутри печь выкладывается слюдой. Это отличный теплоизолятор. Снаружи стенки печи укрепляются плиткой.
Оксид железа нагревали в атмосфере восстановительного угля и затем полученное металлическое губчатое железо забивали в желаемую форму. В 19-ом столетии отмечается быстрое развитие, за которым следует почти полное исчезновение «порошковой металлургии».
Сооружение настольной печи
Однако примерно в середине 19 века печи слияния, прототипы которых были разработаны около 200 лет назад, были настолько улучшены, что побудили металлообрабатывающую промышленность перейти к литейным технологиям и пылевая металлургия была почти полностью оставлена.
Для питания печи можно взять трансформатор, который понижает сетевое напряжение до 52 В. Сетевую обмотку мотают 620 витками провода Ø1 мм. Понижающая обмотка намотана проводом 4,2х2,8 мм, имеющим стекловолоконную изоляцию. Количество витков — 70. Печь к трансформатору подключена проводами сечением 7-8 мм² в хорошей изоляции. Готовую установку нужно включить на некоторое время, чтобы выгорели все органические включения. Печь своими руками собрана.
Но даже при медленной скорости резания срок службы инструмента был очень коротким и нерегулярным. Доверенные термические обработки еще не были разработаны, и, насколько это было примитивно и разнообразно, был рассмотрен любой способ улучшения инструмента.
Эти новые сплавы были такими же твердыми, как и самая твердая обработанная сталь, они сохраняли свою твердость при красном огне и значительно увеличивали срок службы инструмента даже на 50% быстрее, чем те, которые могут быть достигнуты благодаря высокоскоростным стальным инструментам, Мы достигли порогов эпохи «цементированного карбида», и интересно посмотреть, как этот «металл» произвел революцию в индустрии переработки пластмасс и дал возможность для массового производства, которое мы знаем сегодня.
Плавка металла ведется так:
- с помощью совочка или лопатки насыпают графит и делают в нем лунку;
- в лунку закладывают заготовку материала;
- драгоценные металлы нужно поместить в ампулу из стекла;
- олово и алюминий закладывают в отдельную чашечку из железа;
- для сплавов сначала плавят тугоплавкий, затем легкоплавкий металл.
Нельзя в таких печах плавить магний, цинк, кадмий, контакты из серебра.
Затем было признано, что вольфрам обладает лучшими свойствами, чем филамент, но в то время был доступен только вольфрамовый порошок, химически произведенный. Моисан построил первую электродуговую печь с целью расплавления вольфрама, но угольные электроды реагировали с вольфрамом с образованием карбида, и Моисан считал, что эксперимент потерпел неудачу и бесполезен полученный продукт. Тем не менее, он подготовил карбиды всех огнеупорных материалов тем же методом и изучил физические и химические свойства.
Кадмий при плавке выгорает с образованием ядовитого дыма желтого цвета.
При работе с установкой нужно соблюдать технику безопасности:
- Нельзя допускать коротких замыканий в проводах.
- Выключатель сети должен находиться рядом с оператором.
- Нельзя оставлять устройство без присмотра во время работы.
- Рядом обязательно находится емкость, в которую налита вода, в которой остужаются заготовки.
- Для плавки чугуна и других металлов необходимо использовать защитные очки и рукавицы.
При желании можно сделать установки газовые. Они хорошо подойдут для плавки небольших партий цветного металла. Индукционные печи для плавки способны плавить любые металлы. Их можно применять как обычные установки для работы с цветными и драгоценными металлами, как плавильно раздаточные печи на производстве. Они подходят для различных нужд: для нагрева металлов, для изготовления сплавов нескольких металлов, для плавки чугуна.
Его исследования были настолько исчерпывающими, что даже сегодня мало что было добавлено к знанию этих материалов. Углерод имеет самую высокую температуру плавления между всеми элементами и вольфрамом во втором, поэтому единственной возможной печью для плавления вольфрама является «угольная печь», но поскольку эти два элемента взаимодействуют друг с другом с образованием карбида оказывается, что невозможно расплавить вольфрам в печь. Это ограничение привело к возрождению «пылевой металлургии», и прогресс был обусловлен спросом промышленности на вязкий вольфрам.
Индукционные нагреватели можно разделить на промышленные и бытовые. Одним из основных способов выработки тепла для плавления металла в металлургической промышленности являются печи индукционного типа. Приборы, работающие по индукционному принципу, являются сложным электрооборудованием и продаются в широком ассортименте.
Тигельные печи с транзисторным преобразователем
Кулидж запатентовал свое изобретение, чтобы сделать вольфрам пластичным при комнатной температуре. Этот процесс состоял из прессования порошков из вольфрамового порошка, предварительно отбирающего их в атмосфере водорода, чтобы сделать их более твердыми, а затем спекание их в водородную печь между электродами с водяным охлаждением угля при температуре, близкой к температуре плавления вольфрама. Впоследствии слитки удаляли, прессовали и забивали, и, наконец, их можно было нанести на требуемый диаметр.
Технология индукции заложена в основе таких приборов из нашей повседневности как микроволновки, электродуховки, индукционные кухонные плиты, водогрейные котлы, печи системы отопления. Кухонные плиты с индукционным принципом работы удобны, практичны и экономичны, но требуют применения специальной посуды .
В то время алмаз был единственным материалом, доступным для рисования вольфрамом. Как и многие другие страны, Германия зависела от иностранцев во всей своей потребности в ловушке алмазов. Полученный таким образом продукт был назван. Различные «твердые металлы», впоследствии обработанные, позволили металлургической промышленности добиться иначе немыслимых результатов с использованием традиционных материалов. Плавильные печи - очень распространенные машины, которые можно найти в небольших мастерских, а также на крупных промышленных предприятиях, поскольку такие инструменты необходимы для слияния металлов.
Наиболее распространены в быту печи с индукционным принципом работы для обогрева помещений. Вариантами такого обогрева являются котельные установки или автономные агрегаты. В ювелирном деле и в небольших мастерских незаменимы индукционные печи небольшого размера для плавления металла.
Достоинства плавления
Индукционный нагрев является прямым, бесконтактным и его принцип позволяет использовать выработанное тепло с максимальной эффективностью. Коэффициент полезного действия (КПД) при использовании этого способа стремится к 90%. Во время процесса плавления происходит тепловое и электродинамическое движение жидкого металла, что способствует равномерной температуры по всему объёму однородного материала.
Что такое плавильная печь? Плавильная печь - это машина, которая нагревает и смешивает материалы для промышленного использования. Существуют различные типы фюзеляжных печей, поскольку они различаются в зависимости от типов материалов, которые они могут нагревать, температуры, которую они могут достичь, и, конечно же, различных функций и функций, которые у каждого есть. Очевидно, что форма может быть и другой! Они, как правило, цилиндрические и облицованы внутри, чтобы защитить от истирания, тепла и окисления.
Особенности конструкции индукционных термопечей
Другой тип печи с горячим расплавом - индукционная печь. Индукционные печи характеризуются тем, что они покрыты внутренними компонентами огнеупорными материалами, такими как оксид алюминия или магний, и внутри них имеют медные катушки, что позволяет охлаждать водой. Эти плавильные печи идеально подходят для сплавления железа, но также и из цветных материалов.
Технологический потенциал таких устройств создаёт преимущества:
- быстродействие – сразу после включения можно использовать;
- высокая скорость процесса плавления;
- возможность регулировки температуры расплава;
- зонная и фокусированная направленность энергии;
- однородность расплавленного металла;
- отсутствие угара от легирующих элементов;
- экологическая чистота и безопасность.
Преимущества обогрева
Схемы
Мастеру, умеющему читать электрические схемы, вполне по силам сделать печь для обогрева или индукционную плавильную печь своими руками. Целесообразность монтажа самодельного агрегата каждый мастер должен определять для себя сам. Также необходимо хорошо представлять потенциальную опасность от неграмотно выполненных подобных конструкций.
Автоматический процесс слияния
Основная функция фюзеляжных печей заключается в смешении различных типов металлов самым быстрым и безопасным способом. Кроме того, онлайн-канал распространения позволяет вам работать с действительно хорошими ценами! Простота использования не подрывает универсальность этого инструмента: благодаря различным типам сменных тиглей вы можете использовать металлические литейные плавильные печи, которые вы хотите закончить. Например, помимо того, что он характеризуется прочной и компактной конструкцией, он особенно подходит для сплава благородных металлов.
Для создания работоспособной печи без готовой схемы надо иметь представление об основах физики индукционного нагрева. Без определённых знаний конструировать и монтировать подобный электроприбор не представляется возможным. Конструирование устройств состоит из разработки, проектирования, составления схемы.
Для тех разумных хозяев, кому нужна безопасная индукционная печь, схема особенно важна, так как объединяет все наработки домашнего умельца. Такие популярные приборы, как индукционные печи, схемы сборки имеют разнообразные, где мастера имеют возможность выбора:
Фиксированные и наклонные индукционные печи с металлическим тиглем
ООО «Технокоммер Инжиниринг» установило и наложило на рынок индукционные печи металлическим тиглем для плавки металлов и сплавов с температурой плавления ниже точки Кюри. Их можно использовать для расплавления алюминия, магния, цинка, свинца и их сплавов. Они подходят для литья отходов цветных металлов, производства алюминиевых сплавов, работы с литьевыми машинами, литья и формования. Для литья алюминия, цинка и свинца используется тигель из чугуна и для литья магниевого стального тигля. Типичной особенностью такого типа печей является низкое энергопотребление и высокая производительность.
- ёмкости печи;
- рабочей частоты;
- способа футеровки.
Характеристики
При создании индукционной плавильной печи своими руками необходимо учитывать определённые технические характеристики
, влияющие на скорость плавления металла:
Основные виды плавильных печей
Производятся четырехмерные печи такого типа мощностью от 60 до 120 дм. Три из них стационарные, а одна - наклонная. В печах с металлической индукционной печью проводится интенсивное перемещение металла для содействия гомогенизации композиции и повышения свойств готового продукта. Таким образом, высокое качество отливок достигается за счет сокращения брака субъективного характера. Печи имеют вторую электронную систему, которая служит в качестве теплового предохранителя для неисправностей основной системы управления.
- генераторная мощность;
- импульсная частота;
- потери на вихревые потоки;
- гистерезисные потери;
- интенсивность теплопередачи (охлаждение).
Принцип работы
Основа работы индукционной печи - получение тепла от электричества, вырабатываемого переменным электромагнитным полем (ЭМП) катушкой индуктивности (индуктором). То есть электромагнитная энергия преобразуется в вихревую электрическую, а затем в тепловую.
Компания предлагает технологии для кровельного покрытия и материалов для его реализации. Печи пригодны для изготовления медных сплавов. Они отличаются высокой производительностью и низким потреблением энергии. Печи имеют взаимозаменяемые индукторы и воздушное охлаждение.
Стационарные индукционные печи для плавки меди, латуни и бронзы
Печи представляют собой индукционный нагрев с промышленной частотой. Они пригодны для плавки отходов цветных металлов, легирования, прессования, литья и литья. Печи имеют две камеры, соединенные с нагревательным каналом. Металл удаляется с помощью ложки для литья или автоматического устройства.
Замкнутые внутри тел (вихревые) токи выделяют тепловую энергию, которая нагревает металл изнутри. Многоступенчатое преобразование энергии не снижает эффективности работы печи. Из-за простого принципа работы и возможности самостоятельной сборки по схемам повышается рентабельность использования таких приборов.
Эти эффективные устройства в упрощённом варианте и с уменьшенными габаритами работают от стандартной сети в 220В, но необходимо наличие выпрямителя. В таких устройствах возможно нагревание и плавление только электропроводящих материалов.
Конструкция
Индукционное устройство своего рода трансформатор, в котором питаемый от источника переменного тока индуктор - первичная обмотка , нагреваемое тело – вторичная обмотка.
Наипростейшим индуктором нагрева низкой частоты можно считать изолированный проводник (прямая сердцевина или спираль), расположенный по поверхности или внутри металлической трубы.
Основными узлами устройства , работающего по принципу индукции, считают:
Питание от генератора запускает мощные токи различной частоты в индуктор, который создаёт электромагнитное поле. Это поле является источником вихревых токов, которые поглощаются металлом и расплавляют его.
Система отопления
При монтаже самодельных индукционных нагревателей в системе отопления мастера нередко используют недорогие модели сварочных инверторов (преобразователи постоянного напряжения в переменное). Потребление энергии инвертором большое, поэтому для постоянной работы таких систем нужен кабель сечением 4–6 мм2 вместо обычных 2,5 мм2.
Такие системы отопления должны быть закрытыми и управляться автоматически. Также для безопасности работы необходим насос для принудительной циркуляции теплоносителя, приспособления для отвода попавшего в систему воздуха, манометр. От потолка и пола нагреватель должен находиться на расстоянии не менее 1 м, а от стен и мебели не менее 30 см.
Генератор
Питание от установки промышленной частоты в 50 Гц получают индукторы в заводских условиях. А от генераторов и преобразователей высокой, средней и низких частот (индивидуальных источников питания) индукторы работают и в быту. Наиболее эффективно привлечение к сборке высокочастотных генераторов. В индукционных мини-печах могут использоваться токи разных частот
.
Генератор переменного тока не должен давать жёсткий спектр тока. По одной из наиболее популярных схем сборки индукционных печей в бытовых условиях рекомендуется частота генератора 27,12 МГц. Собирают один из таких генераторов из деталей:
- 4 тетрода (электронные лампы) большой мощности (марки 6п3с), с параллельным подключением;
- 1 неоновая дополнительная - индикатор готовности устройства к работе.
Индуктор
Различные модификации индуктора могут быть представлены в форме трилистника, восьмёрки и в других вариантах. Центром узла является электропроводящая графитовая или металлическая заготовка, вокруг которой наматывается проводник.
До высоких температур хорошо разогреваются графитовые щётки (плавильные печи) и нихромовая спираль (нагревательный прибор). Проще всего изготавливается индуктор виде спирали, внутренний диаметр которой 80–150 мм. Материалом для нагревательной змейки проводника также зачастую служит медная трубка или провод ПЭВ 0,8.
Количество витков нагревательной катушки должно быть не менее 8–10. Необходимое расстояние между витками 5–7 мм, а диаметр медной трубки обычно составляет 10 мм. Минимальный зазор между индуктором и другими частями прибора должен быть не менее 50 мм.
Виды
Различают виды индукционных печей своими руками:
- канальные – расплавляемый металл располагается в жёлобе вокруг сердечника индуктора;
- тигельные – металл находится в вынимаемом тигле внутри индуктора.
На больших производствах канальные печи работают от устройств промышленной частоты, а тигельные печи на промышленной, средней и высокой частоте. В металлургической промышленности тигельный тип печей используется при выплавке:
- чугуна;
- стали;
- меди;
- магния;
- алюминия;
- драгоценных металлов.
Канальный вид индукционных печей применяют при выплавке:
- чугуна;
- различных цветных металлов и их сплавов.
Канальные
Индукционная печь канального типа должна иметь при своём разогреве электропроводящее тело в зоне тепловыделения. При первичном запуске такой печи внутрь зоны плавления заливают расплавленный металл или вставляют заготовленный металлический шаблон. По завершении плавки металла сырьё сливают не полностью, оставляя «болото» на следующую плавку.
Тигельные
Тигельные индукционные печи наиболее популярны у мастеров, потому что просты в исполнении. Тигля - специальная вынимаемая ёмкость, помещаемая в индуктор вместе с металлом для последующего нагрева или плавления. Тигля может быть изготовлена из керамики, стали, графита и многих других материалов. Отличается от канального типа отсутствием сердечника.
Охлаждение
Увеличивает эффективность работы плавильной печи в промышленных условиях и в бытовых небольших приборах заводского изготовления охлаждение. В случае непродолжительной работы и малой мощности самодельного прибора можно обойтись и без этой функции.
Самостоятельно выполнить задачу охлаждения домашнему мастеру не представляется возможным. Окалина на меди может привести к утрате работоспособности прибора, поэтому потребуется регулярная замена индуктора.
В промышленных условиях применяется водяное охлаждение, при помощи антифриза, а также комбинируют с воздушным. Принудительное воздушное охлаждение в самодельных бытовых приборах неприемлемо, так как вентилятор может перетянуть на себя ЭМП, что приведёт к перегреву корпуса вентилятора и понижению КПД печи.
Безопасность
При работе с печью следует остерегаться термических ожогов и учитывать высокую пожарную опасность прибора. При работе приборов их запрещается перемещать. Особенно предусмотрительными надо быть при установке печей обогрева в жилых помещениях.
ЭМП воздействует и разогревает всё окружающее пространство и эта особенность тесно связана с мощностью и частотой излучения прибора. Мощные промышленные устройства могут воздействовать на металлические детали рядом с собой, на ткани людей, на предметы в карманах одежды.
Необходимо учитывать возможное воздействие таких приборов во время работы на людей с имплантированными кардиостимуляторами. При покупке приборов с индукционным принципом работы необходимо внимательно прочитать инструкцию по эксплуатации.