Печь оплавления своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 18.09.2024

Плавка металла методом индукции широко применяется в разных отраслях: металлургии, машиностроении, ювелирном деле. Простая индукционная печь для плавки металла собирается в домашних условиях несложно, ее можно собрать своими руками, имея схемы и руководство.

Принцип действия

Нагрев и плавка металлов в индукционных печах происходят за счет внутреннего нагрева и изменения кристаллической решетки металла при прохождении через них высокочастотных вихревых токов. В основе этого процесса лежит явление резонанса, при котором вихревые токи имеют максимальное значение.

Чтобы вызвать протекание вихревых токов через расплавляемый металл, его помещают в зону действия электромагнитного поля индуктора — катушки. Она может иметь форму спирали, восьмерки или трилистника. Форма индуктора зависит от размеров и формы нагреваемой заготовки.

Катушка индуктора подключается к источнику переменного тока. В производственных плавильных печах используют токи промышленной частоты 50 Гц, для плавки небольших объемов металлов в ювелирном деле используют высокочастотные генераторы, как более эффективные.

Вихревые токи замыкаются по контуру, ограниченному магнитным полем индуктора. Поэтому нагрев токопроводящих элементов возможен как внутри катушки, так и с внешней ее стороны.

Канальная печь слишком габаритная и рассчитана на промышленные объемы плавки металлов. Её используют при выплавке чугуна, алюминия и других цветных металлов.
Тигельная печь довольно компактна, ей пользуются ювелиры, радиолюбители, такую печь можно собрать своими руками и применять в домашних условиях.

Устройство

Тигель помещают в индуктор, концы обмотки подключают к источнику тока. При протекании тока по обмотке вокруг нее возникает электромагнитное поле с переменным вектором. В магнитном поле возникают вихревые токи, направленные перпендикулярно его вектору и проходящие по замкнутому контуру внутри обмотки. Они проходят через металл, положенный в тигель, при этом нагревая его до температуры плавления.

Достоинства индукционной печи:

быстрый и равномерный нагрев металла сразу после включения установки;
направленность нагрева — греется только металл, а не вся установка;
высокая скорость плавления и однородность расплава;
отсутствует испарение легирующих компонентов металла;
установка экологически чиста и безопасна.

В качестве генератора индукционной печи для плавки металла может быть использован сварочный инвертор. Также можно собрать генератор по представленным ниже схемам своими руками.

Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Эта конструкция отличается простотой и безопасностью, так как все инверторы оборудованы внутренними защитами от перегрузок. Вся сборка печи в этом случае сводится к изготовлению своими руками индуктора.

Индуктор можно закрепить в корпусе из графита или текстолита и установить внутрь тигель. Можно просто поставить индуктор на термостойкую поверхность. Корпус не должен проводить ток, иначе замыкание вихревых токов будет проходить через него, и мощность установки снизится. По этой же причине не рекомендуется располагать в зоне плавления посторонние предметы.

При работе от сварочного инвертора его корпус нужно обязательно заземлять! Розетка и проводка должны быть рассчитаны на потребляемый инвертором ток.

В основе системы отопления частного дома лежит работа печи или котла, высокая производительность и долгий бесперебойный срок службы которых зависит как от марки и установки самих отопительных приборов, так и от правильного монтажа дымохода.
В этой статье вы найдёте рекомендации по выбору твердотопливного котла, а в следующей — познакомитесь с видами и правилами установки дымохода:

Индукционная печь на транзисторах: схема

Существует множество различных способов собрать индукционный нагреватель своими руками. Достаточно простая и проверенная схема печи для плавки металла представлена на рисунке:

Последовательность сборки своими руками:

Полевые транзисторы устанавливают на радиаторы. Поскольку схема в процессе работы сильно греется, радиатор должны быть достаточно большими. Можно установить их и на один радиатор, но тогда нужно изолировать транзисторы от металла с помощью прокладок и шайб из резины и пластика. Распиновка полевых транзисторов приведена на рисунке.

Необходимо изготовить два дросселя. Для их изготовления медную проволоку диаметром 1,2 мм наматывают на кольца, снятые с блока питания любого компьютера. Эти кольца состоят их порошкового ферромагнитного железа. На них необходимо намотать от 7 до 15 витков проволоки, стараясь выдерживать расстояние между витками.

Собирают перечисленные выше конденсаторы в батарею общей емкостью 4,7 мкФ. Соединение конденсаторов — параллельное.

Выполняют обмотку индуктора из медной проволоки диаметром 2 мм. Наматывают на подходящий по диаметру тигля цилиндрический предмет 7-8 витков обмотки, оставляют достаточно длинные концы для подключения к схеме.
Соединяют элементы на плате в соответствии со схемой. В качестве источника питания используют аккумулятор на 12 В, 7,2 A/h. Потребляемый ток в режиме работы — около 10 А, емкости аккумулятора в этом случае хватит примерно на 40 минут.При необходимости изготовляют корпус печи из термостойкого материала, например, текстолита.Мощность устройства можно изменить, поменяв количество витков обмотки индуктора и их диаметр.

При продолжительной работе элементы нагревателя могут перегреваться! Для их охлаждения можно использовать вентилятор.

Индукционный нагреватель для плавки металла: видео

Индукционная печь на лампах

Более мощную индукционную печь для плавки металлов можно собрать своими руками на электронных лампах. Схема устройства приведена на рисунке.

Для генерации высокочастотного тока используются 4 лучевые лампы, соединенные параллельно. В качестве индуктора используется медная трубка диаметром 10 мм. Установка оснащена подстроечным конденсатором для регулировки мощности. Выдаваемая частота — 27,12 МГц.

Для сборки схемы необходимы:

4 электронные лампы — тетрода, можно использовать 6L6, 6П3 или Г807;
4 дросселя на 100…1000 мкГн;
4 конденсатора на 0,01 мкФ;
неоновая лампа-индикатор;
подстроечный конденсатор.

Сборка устройства своими руками:

Для всех любителей деликатесов, приготовленных методом холодного копчения, предлагаем узнать здесь как быстро и просто своими руками сделать коптильню, а тут познакомиться с фото и видео инструкцией по изготовлению генератора дыма для холодного копчения.

Охлаждение схемы

Промышленные плавильные установки оснащены системой принудительного охлаждения на воде или антифризе. Выполнение водяного охлаждения в домашних условиях потребует дополнительных затрат, сопоставимых по цене со стоимостью самой установки для плавки металла.

Выполнить воздушное охлаждение с помощью вентилятора можно при условии достаточно удаленного расположения вентилятора. В противном случае металлическая обмотка и другие элементы вентилятора будут служить дополнительным контуром для замыкания вихревых токов, что снизит эффективность работы установки.

Элементы электронной и ламповой схемы также способны активно нагреваться. Для их охлаждения предусматривают теплоотводящие радиаторы.

Индукционная печь для плавки металла — где купить и цены

Меры безопасности при работе

Основная опасность при работе с самодельной установкой — опасность получения ожогов от нагреваемых элементов установки и расплавленного металла.
Ламповая схема включает элементы с высоким напряжением, поэтому её нужно разместить в закрытом корпусе, исключив случайное прикосновение к элементам.
Электромагнитное поле способно воздействовать на предметы, находящиеся вне корпуса прибора. Поэтому перед работой лучше надеть одежду без металлических элементов, убрать из зоны действия сложные устройства: телефоны, цифровые камеры.

Печь для плавки металлов в домашних условиях может использоваться также для быстрого нагрева металлических элементов, например, при их лужении или формовке. Характеристики работы представленных установок можно подогнать под конкретную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок — так можно добиться их максимальной эффективности.

В этом посте я расскажу про печь. Будет много букв и немного картинок. Это не универсальная конструкция, вариантов может быть очень много, их можно найти в гугле и на тематических форумах. Здесь я описываю только свой опыт и впечатления от эксплуатации.

Я сделал выбор в пользу пропана, т.к. с ним печь должна быть чистой, не будет мусора и гари, она требует меньше места. Собрав несколько рецептов воедино, я купил гидроаккумулятор на 24 литра. Критерий выбора - диаметр. Внутренний объем ограничит максимальное количество металла, которое вы сможете расплавить за раз. В остальном это может быть и простое металлическое ведро, или барабан от стиральной машины, или баллон от фреона, или из-под пропана или что-то похожее. Лучше не покупать готовое изделие, а искать что есть под рукой, так выйдет дешевле.

Получившийся корпус я зачистил и сделал каркас, фото поможет понять о чем я:

Крышка поворачивается на гаражной петле, которую я приварил. Конструкция с тремя колесами (одно поворачивается)не очень устойчива, но позволяет катить печь с минимальными усилиями и без длинных ручек (а она тяжелая).

Внутри бака я сделал теплоизоляцию из такого состава: молотый шамот плюс огнеупорная глина в пропорции 2/1 соответственно. Как это правильно сделать: из картона надо сделать цилиндр, который будет служить внутренней опалубкой и поставить в бак. А образовавшуюся пустоту между цилиндром и стенкой заполнить раствором. Предупреждаю - раствор не должен быть жидким. При высыхании слишком жидкой смеси раствор даст огромные трещины, я переделывал после этой ошибки. Раствор был таким, что я его буквально запихивал руками, а воздух удалял трамбовкой (какая-нибудь палка).

Все это сохнет недели две-три. Раствор даст усадку, поэтому щели я заполнил огнеупорной ватой, она даст дополнительную теплоизоляцию. Потеря тепла - основной враг такой печи.

Крышку внутри тоже заполняет раствором. Что бы он не вывалился после высыхания, я насверлил отверстий по бокам крышки и закрутил болты (шляпками наружу). За них раствор цепляется и не падает вниз. На фото ниже видна готовая печь, покрашенная огнеупорной краской.

Здесь видна труба (ф50), в которую вставляется горелка. Труба входит в печь по касательной. Это надо, чтобы создать в печи нужное завихрение, иначе пламя будет бить в одну точку, а нам надо равномерный нагрев все полости печи. На этом патрубке виден кусок малярной ленты. Она там не нужна, но свидетельствует о том, что при работе этот патрубок, как и горелка, абсолютно холодные и за них можно браться руками (это правильный режим работы горелки).

На фото ниже видна горелка.

Горение не должно происходить внутри горелки, оно должно происходить в печи. Если горение будет внутри горелки, она раскалится и это не безопасно. Это говорит, что она неправильно работает. Как это обеспечить? Берем кровельную горелку, убираем с нее наконечник и вставляем в трубу (в моем случае диаметр около 40 мм). Длина трубы произвольная, главное - достаточная, чтобы воздух из наддува успел качественно смешаться с пропаном. Еще - чем шире сопло горелки, тем больше жаропроизводительность, расход воздуха и пропана. Это золотое сечение надо искать опытным путем (конечно зависит и от объемов плавки). Для моей печи описанный размер подходит.

На картинке также виден наддув. Это улитка от вытяжки (вроде 600 кубометров в час). Для регулировки количества воздуха я сделал заслонку. В данном случае она открыта на 1/4 и этого хватает за глаза. Я видел горелки в газовых горнах с вентилятором от кулера. Обычно для регулировки люди используют ЛАТР, но у меня его нет. Основная суть в том, что бы сбивать пламя к началу горелки и не допустить горения в трубе (и тем более у сопла).

На картинке ниже видна теплоизоляция печи. Именно про этот ограниченный объем я и говорил при выборе корпуса печи, поэтому про это следует подучать заранее. Я бы сделал побольше, но что есть то есть. Видна сдвинутая в сторону крышка и тигель на заднем плане. Тигель - обрезанный маленький огнетушитель. После нагревов скалывется слоями. На долго его не хватит.

Все это добро питается пропаном. При 1/4 (от мощности улитки) воздуха я ставил на редукторе 1,2 атм. Горит нормально, запас по мощности есть.

2,5 кг бронзы расплавились и перегрелись за полчаса. 300 грамм алюминия за 11 минут.

При расходе газа в 1,2 атм баллон покрывается конденсатом. Читал, что некоторые ставят баллоны в воду, что бы не покрылись инеем.

Как известно, алюминий часто используется самодельщиками, для изготовления различных самодельных деталей. Алюминиевые сплавы обладают невысокой температурой плавления и хорошей обрабатываемостью деталей. А в хозяйстве всегда найдётся много алюминиевого лома. Средняя температура плавления алюминия 650–660 ℃, поэтому этот металл можно плавить и в домашних условиях, отливать чушки и заготовки для деталей.

В связи с этим мы подготовили для вас эту статью-инструкцию по изготовлению своей электрической печи для переплавки алюминиевого лома в слитки, которые затем можно подвергнуть повторной механической обработке.

Отказ от ответственности: в данном проекте используются источники питания высокого напряжения, и присутствует серьезный риск получения травм (например, нагревательный элемент находится под напряжением при использовании и может иметь электрический потенциал даже при отключении). Также электрическая печь для плавки металла создает чрезвычайно высокие температуры и расплавленный металл, что также представляет серьезный риск получения травм. Используйте соответствующие меры предосторожности, защитное оборудование и обратитесь к опытному профессионалу!

Комплектующие:

Вот список расходных материалов, которые мы использовали:

Изоляционные огнеупорные кирпичи;
Печной цемент;
Щипцы для тиглей;
Керамические клеммные колодки;
Высокотемпературный провод;
Форма для выпечки;
Графитовый тигель;
Термопара типа К;
Провод катушки нагревательного элемента;
ПИД-регулятор;
Угловой утюг 1 ”;
Тумблер 125/250 В;
Кабель питания 14 калибра.

Шаг 1: Изолированные огнеупорные кирпичи

Мы расположили кирпичи так, чтобы получился простой ящик для тигля, позволяющий загружать его сверху.

Шаг 2: Резка кирпичей

Мы разрезаем два кирпича пополам, чтобы поставить их в углы нашей конструкции. Эти кирпичи очень легко резать и придавать им форму, главное следить за тем, чтобы разрез оставался прямым.

Шаг 3: Делаем канавки для нагревательного элемента

Затем мы измерили три равномерно расположенных линии от пола литейного цеха до верхнего края по периметру внутренней части. Этим обозначены три ряда, в которые будет вставлена электрическая катушка.

Используя квадратный напильник, мы проделали канавки в кирпичах и использовали кусок электрической катушки, чтобы обеспечить правильную глубину.

Шаг 4: Шлифование и склеивание

Мы сделали небольшую сборочную линию, чтобы сделать процесс немного управляемым. Мы запилили пазы для всех внутренних стен, а затем склеили готовые детали печным цементом.

Шаг 5: Сверление и окончательная склейка

На одной из коротких стенок мы сделали бороздки в виде наклонной поверхности, что позволяет нагревательному змеевику достигать следующего ряда. Здесь же мы хотели, чтобы концы нагревательной спирали выходили, поэтому просверлили небольшое отверстие с помощью стандартного сверла.

Затем мы склеили все стены печным цементом и дали ему застыть в течение ночи.

Шаг 6: Создание внешней структуры

Используя стальной уголок толщиной 1 дюйм, мы измерили длину всех внешних углов и сварили их вместе.

Чтобы не усложнять, мы просто перекрыли соответствующие части, а не ослабляли каждое соединение. Если у вас нет сварщика, вы также можете использовать гайки и болты, просверлив отверстие в каждом соединении и затянув гайки и болты.

Шаг 7: Электроника - регулятор температуры

Переходим к электрической части. Мы использовали ПИД-регулятор и твердотельное реле, термоизолированный провод и термопару типа K, которая показывает 0 - 1300 ° C.

Чтобы разместить все вместе, мы напечатали на 3D-принтере корпус и установили тумблер и электрическую розетку, которые мы вытащили из старого блока питания компьютера.

Мы приложили общую схему подключения для справки, но разные ПИД регуляторы могут иметь разные инструкции по подключению, поэтому дважды проверьте свою модель.

После того, как все было подключено и смонтировано в корпусе, мы прикрутили к металлической конструкции литейного цеха гайки и болты. Позже мы обнаружили, что конструкция немного нагревается и смягчает корпус, напечатанный на 3D-принтере, поэтому было бы полезно иметь изоляционный слой, такой как дерево.

Мы обязательно подключили заземляющий провод к монтажному болту, чтобы конструкция могла быть электрически заземлена для безопасной работы.

Шаг 8: Установка термопары

Затем мы измерили и просверлили отверстие для термопары.

Температура измеряется всего в 1 дюйме от кончика термопары, поэтому мы хотели расположить эту область ближе к полу литейного цеха, чтобы получить наиболее точные показания.

Мы сделали небольшой рычаг с небольшой регулировкой для установки термопары. После этого закрыли корпус.

Шаг 9: Нагревательный элемент

Используя катушку из стальной проволоки в качестве нагревательного элемента, мы рассчитали сопротивление около 9 Ом, чтобы дать нам достаточную мощность, не перегружая нашу схему на 20 А и давая нам приличный запас для включения других инструментов в цепи, если это необходимо.

Чтобы рассчитать, используя нашу схему 120 В с 9 Ом, измеренным на нагревательном элементе:

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала

Началось все с того, что мне понадобилась печь для . всякого. Хотелось и плавить и калить сталь и руки жечь, полный набор, короче. Решил пойти простым путем и заказал вот такую с али за 10к (+5к пересылка):

Проработала ровно две плавки >_ Жми на иконку и подписывайся!

Информация об этом сообществе

Цена размещения 150 жетонов
Социальный капитал 278
Количество читателей
Длительность 24 часа
Минимальная ставка 150 жетонов

За все время существования сообщества kak_eto_sdelano (с 2011 года) я перечитал более тысячи различных производственных репортажей, как с заводов, так и из мастерских, о различных технических сооружениях и технике, как военной, так и гражданской и спортивной. Сам подготовил и…

Читайте также: