Плавка металла в домашних условиях

Плавка металла в домашних условиях

Уже давно мужчины стали думать о том, как создать собственную печь для плавки металла в домашних условиях. Она должна быть портативной и соответствовать всем условиям. На производстве установлены печи для плавки большого количества металла. В домашних условиях можно собрать печь для плавки до пяти килограмм алюминия. Рассмотрим, как сделать плавильню в домашних условиях.

Параметры плавильных печей, от которых зависит производительность, сферы применения оборудования:

  • мощность (для электрических моделей);
  • количество нагревательных элементов;
  • тип применяемого топлива;
  • размеры, масса оборудования;
  • параметры рабочей камеры;
  • объем и материал, из которого изготовлен тигель;
  • толщина стенок рабочей камеры;
  • тип передачи тепловой энергии;
  • наличие дополнительных функций.

Характеристики печей для термообработки металлов указываются в государственных документах ГОСТ 27462-87, ГОСТ 27727-88, ГОСТ 27729-88, ГОСТ 27867-88, ГОСТ 28721-90.

Основные типы плавильных печей

Современные типы плавильных печей отличаются устройством, габаритами, мощностью и прочими параметрами. Благодаря этому они подходят для выполнения задач разной сложности. Их применяют на производстве и в лабораториях. Используются печи для плавки алюминия и других металлов, термообработки керамики, стекла и прочего сырья.

Их условно можно разделить на такие типы:

1. Индукционные печи

Промышленная или лабораторная индукционная плавильная печь выполняет нагрев образцов, выделяя жар при движении тока через металлические составляющие в тигле. Под воздействием электромагнитного излучения, образуемого индуктором, и возникает напряжение. Конструкция выполнена из:

  • Асбоцементного корпуса.
  • Катушки с множеством витков (индуктора).
  • Узла для плавки, с тиглем из плотного материала.
  • Шинообразных проводов.
  • Батареи для компенсирующих конденсаторов.
  • Охлаждаемых водой катушек редукторов.

КПД плавильной печи способствует качественной обработке металлов с различными свойствами и показателями. Технику можно применять для переплавки стали и чугуна, меди, латуни, цинка, алюминия и прочих сплавов. В зависимости от термических возможностей, модели делятся на:

  • Низкотемпературные – от 100 до 1300°С.
  • Высокотемпературные – от 1200 до 2300°С.

Плавильные печи SNOL отличаются высоким качеством расплава, независимо от типа обрабатываемого сплава

Выбирая индукционную печь, учитывайте размер тигля. От характеристик данного элемента напрямую зависит, какое количество продукции будет обработано в течение одного цикла загрузки

2. Дуговые печи

В дуговой плавильной печи в качестве источника тепла выступает переменный или постоянный ток. Напряжение возникает при прохождении заряда между электродами из графита и металлом. При плавке сырья происходит одновременное покачивание в камере, для равномерной обработки. Такое оборудование подходит для железных сплавов и цветных металлов, а также чугуна и стали.

Устройство плавильной печи может быть с подом разных конфигураций. Для корректной работы оборудования необходима надежная система охлаждения. Состоит конструкция из:

  • Корпуса.
  • Стального кожуха.
  • Огнеупорной футеровки.
  • Емкости для плавки.
  • Приточных отверстий.
  • Сливных отверстий.
  • Ребер охлаждения.

Плавильные печи SNOL высокоэффективны, при этом характеризуются экономным потреблением электроэнергии

3.Газовые печи

Газовая плавильная печь выполняется из материалов с высокими изоляционными характеристиками. Благодаря этому тепловые потери сводятся к минимуму. Среди особенностей эксплуатации можно выделить возможность предельно точной регулировки температуры в камере нагрева. Применяют технику для:

  • Переплавки ценных металлов.
  • Искусственного старения поверхностей.
  • Обжига керамики.
  • Сушки образцов с высокой теплопроводностью.

Будь то шахтная или мини плавильная печь, она образует газово-воздушную смесь, которая сгорая, выделяет большое количество энергии. Состав накаляет жаростойкий тигель до разной температуры. Благодаря этому оборудование используется не только для плавления, но и нагрева различных материалов.

Плавильные печи SNOL используются в разных отраслях промышленности

4. Электрические печи

Электрическая плавильная печь сопротивления функционирует по тому же принципу, что и ток в проводнике. В данной разновидности оборудования применяются пластины из нихрома. Несмотря на то, что элементы требуют частой замены, это не отражается на стоимости производимой продукции.

Электрическая печь для обработки металла подходит для установки в цехах и на производстве. Модели различных конфигураций оснащаются всевозможными дополнительными функциями. Конструкции могут быть оснащены:

  • Выдвижным, выкатным или неподвижным подом.
  • Дополнительными полками и противнями, подвесами.
  • Принудительной или естественной конвекцией.

Печи SNOL для плавки разных сплавов могут иметь одну или несколько камер

5. Муфельные печи

Схема плавильной печи такого типа в обязательном порядке содержит муфель, который необходим для защиты нагреваемого образца. Он требуется для того, чтобы обезопасить обрабатываемый материал от взаимодействия с продуктами сгорания. Материалы изготовления камер очень разнообразны, для них используется:

  • Тонкостенная керамика.
  • Минеральная вата.
  • Сплавы металлов.
  • Кирпич.
  • Плиты из асбеста.
  • Глины.

В печах SNOL предусмотрена возможность выбора разных типов открывания дверей камеры

Плавильные печи применяются для изготовления образцов и проведения исследований. При работе с химически агрессивными веществами необходимо устанавливать дополнительные вытяжные приспособления

Ювелирные плавильные печи, модели для обработки металлов, стекла, керамики и прочих материалов, необходимо подбирать с учетом рабочих задач и предполагаемых производственных объемов. При соблюдении рекомендаций по эксплуатации и требований к безопасности, оборудование для сушки обжига и прокалки будет не только предельно эффективным, но и долговечным. Подробнее об особенностях разных типов печей можно узнать у специалистов компании «Лабор». Мы ждем Вашего звонка!

Размещение печи

Компактная индукционная печь, в зависимости от размеров может быть напольной и настольной. Какой бы вариант вы не выбрали, есть несколько основных правил для выбора места, куда её поставить.

  • При всей простоте обращения с печью – это всё-таки электрический прибор, который требует соблюдения мер безопасности. И первое, что необходимо учитывать при установке – наличие правильного источника питания, соответствующего модели аппарата.
  • Возможность провести качественное заземление.
  • Обеспечение установки подводом воды.
  • Для настольных печей необходимо устойчивое основание.
  • Но самое главное, во время работы ничего не должно мешать. Если даже расплав по объёму и массе не слишком большой, его температура больше 1000 градусов и случайно выплеснуть его из формы, значит, нанести очень сильную травму или себе или тому, что находится рядом.

Про то, что вблизи работающей индукционной печи не должно быть никаких горючих и тем более взрывоопасных материалов и говорить нечего. А вот пожарный щит в шаговой доступности абсолютно необходим.

Плавильная печь – устройство и принцип работы. Применение плавильных печей. Плавка металлов

Плавильная печь — это один из наиболее востребованных вакуумных агрегатов на рынке, за который некоторые люди готовы отдавать огромные деньги. Главной причиной такой популярности среди населения являются характеристики самого устройства, которые на самом деле выглядят просто потрясающе. Но не мене важным аспектом является широкий спектр применения плавильных печей, так как они нашли себе место чуть ли не во всех ключевых областях.

Плавильные печи привыкли разделять на несколько категорий по принципу работы. Именно об этой классификации мы сейчас и поговорим, дабы узнать какой вид плавильной печи лучше всего подходит под выполнение отдельных задач.

  • Муфельная печь — это одна из наиболее практичных разновидностей вакуумных печей, так как подобная категория установок нашла свое применение в большинстве ключевых отраслей. Главная особенность данной системы заключается в наличии муфеля, который служит не только в роли защиты внутренних элементов а и выполняет функцию нагрева и лишь с его помощью система достигает высочайшего уровня температуры, за максимально короткий срок. Но это еще далеко не все те преимущества, которыми может похвастаться данная система, так как кроме всего прочего, она еще и является максимально надежной и если верить официальным источникам, подобные установки реже всего поддаются поломкам, из-за чего их так часто и скупают различные предприятия.
  • Плавильная печь сопротивления — данная категория печей работает по принципу тепловой активности сопротивления электрического тока в проводнике. В подобных установках чаще всего используются крупные пластины из нихрома, которые способны демонстрировать максимальные показатели в плане производительности. Кроме этого, пластины также могут похвастаться и особой надежностью, что также играет далеко не последнюю роль.
  • Газовая плавильная печь — данная категория печей имеет несколько ключевых отличий от других, главной из которых является возможность определения точных показателей температуры. При этом, в панели управления можно регулировать практически все параметры, какими бы незначительными они не были. Стоит отметить также и отличную внутреннюю изоляцию, благодаря которой в системе удается выдерживать определенный уровень температуры, и она не теряется внутри механизма. В подобных системах внутри всегда есть оптимальная газовоздушная смесь, которая выделяется во время горения топлива и помогает достигать максимальных отметок температуры.
Читайте также  Как склеить пластмассу встык

Такие установки чаще всего используют для плавки различных металлов, или же нагрева материалов до определенного показателя температуры. Газовые печи способны обрабатывать такие материалы, как:

  • Олово
  • Драгоценные металлы
  • Алюминий
  • Медь

Достигать плавки этих металлов удается при помощи высокого диапазона температуры, которую удается получить внутри системы. Максимальные показатели температуры, которых можно достичь в данной печи — это 1400 градусов, чего просто с головой хватит для выполнения всех этих задач.

  • Электрическая дуговая плавильная печь — в данной категории печей главным элементом является электрическая дуга, которая может быть как переменного тока, так и постоянного. Процесс обработки начинается после того, как ток появляться между графитовыми электродами и самим материалом, после чего они вступают в реакцию. Такой метод на данный момент еще не является столь востребованным, но как показывает практика, подобные установки могут быть более чем эффективными.

Такие установки можно использовать в самых разных направлениях, но все-таки чаще всего они используются при плавке таких материалов, как:

  • Сталь
  • Сплавы железа
  • Чугун

Но это лишь самые часто обрабатываемые материалы, и кроме них установки подобного типа способны справляться еще с огромным количеством различных материалов.

  • Индукционная плавильная печь — В отличие от других систем, такие печи используются немного иной принцип нагрева, который к слову показывает себя весьма неплохо. В данной категории печей нагрев происходит при прохождении тока через сам механизм, вследствие чего и возникает тепло.

Такие установки уже нашли огромное количество сфере применения, где они используются уже в штатном режиме.

Ключевые сферы применения:

  • Ювелирная промышленность
  • Плавка таких металлов, как: Цинк, латунь, алюминий, медь, чугун.
  • Использование при работе в литейных цехах

Это лишь три ключевые отрасли, где такие установки уже работают в штатном режиме. Но если учитывать огромное количество других отраслей, где подобные установки еще не стали основными, то можно в очередной раз убедиться в том, что индукционные печи действительно качественные, надежные и производительные, несмотря на то, что говорят другие.

Индукционные печи

Если же рассматривать вариант индукционных печей подробнее, то не трудно предположить, что у них, как собственно и у других установок, существую свои характерные преимущества и недостатки. Сейчас мы попытаемся узнать, чего же все-таки больше, дабы вы при покупке могли опираться на эти знания и покупать себе лишь качественные устройства.

Преимущества индукционных печей:

  • Метод передачи энергии, который построен на совершенно другой структуре и позволяет проводить процесс обработки металла, не поддавая его воздействию окружающего мира
  • Отсутствие концентрации в ключевом источнике тепла, что позволяет проводить максимально качественные и быстрые процессы обработки.
  • Отсутствие больших шумов, что также можно записать как преимущество, ведь огромное количество подобных установок жутко шумят во время обработки, что довольно неприятно.
  • Максимальное регулирование рабочего процесса, благодаря чему удается достигать максимально точных результатов в производстве.

Недостатки индукционных печей:

  • Чрезмерный нагрев шлака, из-за чего время от времени в системе могут происходить определенные сбои.
  • Долгое начало работы, что обусловливается сложной структурой механизма, для запуска которой требует около 40 минут чистого времени.

Муфельные печи

Ранее мы уже кратко затрагивали тему муфельных печей, где собственно и выяснили ключевые преимущества подобного рода систем. Никому не секрет, что такой элемент, как муфель служит настоящим преимуществом. Так как именно он защищает всю систему от различных загрязнений и в то же время является ключевым элементом при нагреве. Единственным недостатком муфельной системы, является одноразовость самого муфеля, что в определенных рядах является одной из самых главных причин не покупать себе муфельных печей.

Но если рассмотреть это дело с другой стороны, то можно понять, что замена муфеля — это далеко не самый сложный процесс и денег на это практически не требуется. Но зато взамен на небольшие неудобства, вы сможете получить агрегат, который показывает действительно высокие показатели производительности, так еще и при этом является максимально качественным.

Так что если вы решили покупать себе муфельную печь, но боитесь это делать из-за наличия муфеля, то можете даже не беспокоиться на эту тему. Замена муфеля не отберет у вас много времени, но зато этот агрегат сможет проводить огромное количество полезных процессов, которые вам уж явно пригодятся.

Вакуумная печь

Что касается этой категории печей, то сюда можно отнести огромное количество устройств, которые работают на вакуумном принципе. В эту категорию можно отнести огромное количество различных установок, которые имеют свои характерные особенности в принципе работы. Но все-таки ключевой задачей всей вакуумных печей является плавка металлов, с чем они справляются действительно очень хорошо.

Если брать установки подобного типа и ставить их в сравнение даже с более инновационными агрегатами, этой ценовой категории, то можно и самому убедиться в том, что вакуумный принцип работы действительно эффективнее, и что немаловажно, надежнее.

Сейчас вакуумные установки уже набрали огромной популярности, и большинство крупных предприятий давным-давно используют именно вакуумные печи, так как они способны выдавать более высокие показатели производительности, нежели какие-то другие агрегаты. Конечно, в подобных системах есть и определенные недостатки, но если сопоставить их со всеми преимуществами данной системы, то становится понятно, что плюсом намного больше.

Климатические камеры

Такая разновидность камер, как климатические — это вообще отдельная категория, так как они выполняют лишь несколько функций, но при этом все равно являются очень востребованными. Зачастую, задача этих печей состоит в том, чтобы поддерживать определенный уровень температуры в системе, при этом, не позволяя воздействию окружающей среды, как-то влиять на внутренние элементы системы.

Климатические печи делятся на несколько категорий по своему назначению:

  • Камера холода
  • Камера тепла
  • Камера тепло холод влага
  • Камера соляного тумана

Это четыре ключевые разновидности климатических камер, каждая из которых предназначена для выполнения определенных задач. Даже по самому названию можно понять, какая именно цель у каждой из этих камер. К слову, подобные установки сейчас активно используются на производствах и самой распространенной из них, является комбинационная климатическая камера тепло холод влага, которая способна одновременно выполнять несколько функций. Такая установка намного дороже других, но и функционал у неё намного шире, что позволяет проводить все процессы одновременно, при этом, делать это в одной системе.

Устройство плавильной печи

Самодельные печи для плавки алюминия состоят из корпуса — металлического цилиндра (2), облицованного огнеупором (шамотом с песком или бетоном). Внутри шахты находится древесный уголь (8), служащий топливом. В него устанавливается тигель (3) — ёмкость, в которой будет плавиться металл. Тиглем может быть толстая консервная банка, чайник или любая ёмкость из нержавеющей стали.

В нижней части шахты (6) сделано отверстие для нагнетания воздуха (7) через решетчатое основание (4), что позволяет поддерживать горение и регулировать температуру в печи.

Читайте также  Расчет шестерен онлайн

В качестве нагнетателя применяют фен или трубу пылесоса. Заслонка (5) необходима для отведения излишнего воздуха.

Для печей ёмкостью несколько десятков килограммов нужна крышка (1) для быстрого и равномерного прогревания металла. В маленьких печах можно обойтись без неё.

Элементы печи не должны деформироваться и плавиться при нагреве. Поэтому использование алюминиевых корпусов, трубок и тиглей недопустимо. Лучше всего для постройки конструкции взять стальные или чугунные детали.

Справка. В качестве топлива для плавки алюминия используют также природный газ или электроэнергию.

Самодельная индукционная печь

Для мастера, умеющего читать проектную документацию и собрать индукционную плавильную печь своими руками, схема доступна в интернете. Прибор может стать как помощником, так и опасным соседом, если в процессе сборки были допущены ошибки в выборе комплектующих деталей или расходных материалов. Основным условием создания функционального аппарата является знание основ физических свойств индукционного оборудования и меди для трубки.

От мастера также требуются навыки конструирования и монтажа электроприборов. Безопасность устройства индивидуальной сборки заключается в ряде особенностей:

  1. емкости оборудования;
  2. рабочей частоты импульса;
  3. мощности генератора;
  4. вихревых потерь;
  5. гистерезисных потерь;
  6. интенсивности тепловой отдачи;
  7. способа футеровки.

Обеспечить стабильную работу плавильного агрегата поможет профессиональная отделка или футеровка индукционной печи с целью возможных повреждений химическими средствами, термическими, механическими или физическими воздействиями. Для выполнения футеровки выбираются материалы с высокими огнеупорными свойствами с учетом метода нанесения облицовки.

Защитный слой обеспечивает качество плавильного процесса и химическую чистоту конечного продукта. Плавка стали в индукционных печах должна проводиться в безопасном для обслуживающего персонала режиме, иметь экономические показатели, мало потреблять электрической энергии, работать с недефицитными рабочими материалами, выделять минимальные отходы в производственном процессе.

Электродуговые печи для плавки лома

Наиболее компактная печь электродугового переплава состоит из следующих узлов:

Устройство дуговой печи

  1. Графитизированных электродов, с помощью которых к расплавляемой массе металла подводится электрический ток (с увеличением числа электродов производительность агрегата возрастает, но их увеличение более трёх параллельно и усложняет конструкцию печи).
  2. Цилиндрического стального корпуса, которые внутри облицлван кислыми или щелочными футеровочными материалами.
  3. Подиной, куда загружается исходный материал (лом).
  4. Огнепрочного свода с отверстиями, через которые подводятся электроды.
  5. Узла выпуска готового расплава с отводящим жёлобом.
  6. Привода для поворота и наклона корпуса для слива полуфабриката.
  7. Опорной рамы.

Для функционирования такой печи при переплавке подготовленных металлоотходов потребуется шихта – добавки и примеси, обеспечивающие получение металла необходимого качества. При выплавке легированных сталей достаточно иметь на подине сырьё необходимого химического состава. В условиях действующих предприятий Вторчермета это выполнить трудно, поскольку необходима предварительная и точная сортировка металлолома по сорту стали.

Электродуговая печь Siemens

В состав сырья для загрузки печи входят:

  • Предварительно размельчённый или порезанный для мерные фрагменты металлолом;
  • Чушки из передельного чугуна;
  • Кокс или бой электродов;
  • Известь, предназначенную для раскисления.

Процентный состав составляющих должен быть точно рассчитан для получения стали необходимого качества в соответствии с требованиями ГОСТ 1050. На практике это возможно далеко не всегда, поэтому в большинстве случаев ограничиваются выплавкой стали с заданными механическими свойствами, т.е., обыкновенного качества по ГОСТ 380.

Получение стали происходит в следующей последовательности. После опускания электродов до контакта с ломом, включают ток и производят расплавление сырья. В подаче воздуха в рабочее пространство печи происходит окисление компонентов сырья, а образующиеся шлаки связывают вредные добавки – серу и фосфор. При достижении температуры расплава более 1560 0 С, производится удаление шлаков, после чего выполняют раскисление жидкого металла алюминием и силикатами кальция. Готовую продукцию по жёлобу сливают в подготовленные под заливку формы.

Старый советский обучающий фильм – Устройство дуговой электросталеплавильной печи (современные конструкции печей принципиально ни чем не отличаются).

Обзор модели «САК 05»

Индукционные печи для плавки металла «САК 05» отличаются большой емкостью — 0.5 т. При этом мощность питающего преобразователя составляет 400 кВт. Рабочая скорость расплавления в данной печи довольно высокая. Номинальное напряжение устройства равняется 0.3 кВ. За час работы воды для охлаждения системы расходуется примерно 11 кубических метров. Также следует отметить, что расход электроэнергии немалый и составляет 530 кВт. Преобразователь частоты в устройстве имеется класса «ТПЧ-400». При этом он способен нагнетать предельную температуру до 800 градусов. Предназначена индукционная печь «САК 05» исключительно для расплава алюминия и бронзы. Теплообменный шкаф установлен производителем марки «ИМ». Еще следует отметить удобный пульт для управления. Сигнализация и гидростанция в системе имеются.

Помимо прочего, в стандартный комплект включается набор турбошин и монтажных принадлежностей. В целом модель «САК 05» получилась довольно защищенной, и пользоваться ей можно без риска для здоровья. Во многом это было достигнуто за счет штоков, которые крепятся на гидроцилиндрах. При этом металл практически не брызгает. Непосредственно подстройка частоты во время работы происходит в автоматическом режиме. Конденсаторы применяются в этой модели среднего напряжения.