Как сделать электрическую печь для создания сплавов

Обновлено: 20.05.2024

Как своими руками собрать индукционную печь для плавки металла в домашних условиях

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.

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:

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.

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.

Как сделать плавильную электрическую печь

Шаг первый: дизайн
Дизайн был смоделирован в программе SolidWorks. Во многих подобных конструкциях используется 6 вертикальных огнеупорных кирпичей для формирования топки плавильной печи. Чтобы сделать топку немного больше и придать ей более округлую форму, он решил использовать восемь кирпичей. Для основания и топки будут использоваться разные огнеупорные кирпичи, мягкие для топки и твердые для основания. По внешнему диаметру топки будет проходить три ряда нагревательной спирали.

Сама печь будет иметь откидную крышку, при открывании которой автоматически будет отключаться питание спирали.
Файл с проектом можно скачать ниже.
round foundry.STEP

Шаг второй: резка мягких кирпичей для топки
Как уже говорилось, топка будет сделана из мягкого огнеупорного кирпича.
Есть много способов разрезать мягкий огнеупорный кирпич. Этот кирпич очень мягкий, поэтому его можно разрезать практически любым лезвием. Можно использовать ручную пилу, ленточную пилу, циркулярную и т.д. Мастер использует циркулярную пилу. После резки пильный диск обычно тупится, поэтому лучше использовать старый диск.

Перед резкой лучше всего опустить кирпич на пару минут в воду. Так будет меньше пыли.

Самодельная электропечь для плавки металлов

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, серьги, 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.

Важно помнить, что такая печь потребляет много энергии, поэтому вся проводка должна быть исправна, а автомат должен выдерживать нагрузку, которую создает печь.

Шаг шестой. Тестируем печку
Перед запуском печь нужно установить подальше от веществ и материалов, которые могут легко загореться. Ее не следует включать на деревянном полу или полу с линолеумом. Это должен быть кирпич, бетон и так далее. Теперь печь можно включать и тестировать. Важно запомнить, на какую температуру рассчитан выбранный провод, чтобы не перегреть спираль.

Как сделать простую печь для плавки алюминия

Очень многое можно отлить из алюминия, начиная от сувениров, декоров для дома, и заканчивая деталями различных сложных механизмов. Чтобы расплавить металл, требуется плавильная печь. Ее можно изготовить своими руками.

Материалы:

Бочка от моторного масла 20 литров или жестяное ведро от краски;
дверная петля;
саморезы;
песок;
цемент;
сварная сетка;
жестяная банка от краски 3 л;
пенопласт;
огнестойкая вата;
гипс.

Процесс изготовления плавильной печи

Корпус печи изготавливается из бочки от моторного масла. У нее срезается болгаркой вальцовка сверху, чтобы отсоединить крышку.

Затем внизу бочки на стенке размечается дверца. Ее следует вырезать с одной стороны, и установить дверную петлю на саморезы.

Затем дверь вырезается полностью. Так ставить петлю гораздо удобней, чем потом, когда дверца уже вырезана полностью. Закрутив в дверь один саморез, можно получить ручку.

На уровне дверцы немного сбоку проделывается отверстие для подачи воздуха.

Затем из пенопласта нужно вырезать заглушку для проема двери со скругленным внутрь торцом, под стыковку с трехлитровой жестяной банкой.

Далее готовится бетон из цемента и песка в пропорции 1:4. Он заливается на дно бочки до уровня дверцы. Затем в бочку вставляется армирующий цилиндр из сетки, с прорезями под воздушное отверстие и дверцу.

В центр бочки вставляется жестяная банка без дна, и заполняется песком. Вплотную в нее упирается пенопластовая заглушка из двери, и картонная трубочка с отверстия поддува.

Бочка заливается бетоном до бортиков банки. Затем та приподымается выше, и снова досыпается песком. После этого бетон также заливается выше. Таким переходами нужно долить его до самого верха бочки. Затем банка вынимается, и раствор приглаживается.

Пока бетон застывает, можно сделать тигель для плавки. В его качестве подойдет дно от огнетушителя.

После схватывания раствора можно выбрать песок, а также убрать пенопласт и картонную трубку.

На дверцу печи с помощью гипса приклеивается огнеупорная вата.

На корпус плавильни устанавливаются ручки.

Полученная в итоге плавильня может использоваться как для плавки цветных металлов, так и готовки.

В первом случае, в нее вставляется пластиковая трубка, и камера сгорания забивается опилками.

Затем трубка убирается, и в патрубок для подачи воздуха подключается вентилятор, а опилки поджигаются. Сверху можно ставить решетку, и готовить.

Непосредственно для плавки алюминия, нужно поместить в камеру древесный уголь, и разжечь его горелкой через дверцу.

Затем на него ставится тигель, и в нем плавится алюминий.

Смотрите видео

Самодельная плавильная электропечь

Как-то в ходе работы над одним изобретением мне понадобилось плавильное устройство с широким спектром нагрева, которым было бы удобно пользоваться в домашних условиях. Перепробовал разные варианты газовых и электроспиральных нагревателей и убедился, что ни те ни другие не отвечают поставленной задаче: они получались либо громоздкими и неудобными в пользовании, либо не давали достаточного нагрева.

Вот, думаю, была бы электродуговая плавка, но действующая в более замедленном темпе! Так пришла в голову идея использовать для этой цели углеграфитовый порошок, который засыпается между двумя рабочими углеграфитовыми же электродами, к которым подводится напряжение питания в пределах 25-50 В от достаточно мощного (типа сварочного) трансформатора.

Несмотря на столь внушительный нагрев внутри печи, наружный слой угле-графитового порошка остается темноватого или красноватого цвета, так что ослепляющего свечения, как это бывает при электродуговой сварке, от печи не исходит. Время разогрева печи варьируется в интервале 3-5 минут, что позволяет легко контролировать и управлять процессом плавки, включая-отключая от сети трансформатор. Так как металла плавится немного, то он особо не расплывается внутри печи и порошок достаточно хорошо держит его форму.

Электропечь делается из простых и вполне доступных материалов: графита, слюды и асбестовой плитки. В связи с тем, что асбест по медицинским соображениям запрещен и становится редкостью, его можно заменить кафельной или цементной плиткой.

Размеры печи не являются строго определенными. Все зависит от мощности имеющейся электросети и выходного напряжения трансформатора. Чем больше выходное напряжение, тем шире должно быть расстояние между электродами. При тех размерах электропечи, что указаны на чертеже, достаточно подавать на электроды 25-30 вольт: печь разогревается в плавном режиме, но довольно интенсивно.

В случае применения сварочного трансформатора промышленного образца, который обычно выдает 50-60 вольт, расстояние между электродами надо увеличить примерно вдвое, до 150-200 мм. В объеме печи, приведенном на чертеже (100х65х50 мм), можно расплавить 60-80 граммов, например, серебра, что считается уже неплохим результатом.

В качестве электродов для печи подходят щетки от мощного электромотора. Они удобны тем, что имеют хороший токоподводящий гибкий провод. Если нет возможности достать такие электроды, их несложно выпилить самому из куска графита, например, от использованного стержня-электрода, применяемого в дугоплавильных печах.

В самодельном электроде надо лишь просверлить сбоку два отверстия диаметром 5-6 мм, вставить в них многожильный медный провод толщиной 5 мм и для уплотнения осторожно забить сюда еще подходящий гвоздь. На внутренней стороне электродов делается сетчатая насечка напильником - для улучшения контакта с порошком графита.

В качестве внутреннего футеровочного слоя стенок печи применяется слюда: благодаря своей слоистости она служит хорошим теплоизолирующим экраном. Наружные стенки дополнительно укрепляются асбестовой или цементной плиткой толщиной 5-10 мм. Для предельной простоты сборки стенки обвязываются мягкой медной или вязальной проволокой.

Изолирующей подставкой для печи служит обычный кирпич; под низ укладывается еще эмалированный металлический поддон с бортиками.

Углеграфитовый порошок можно получать из отслуживших стержней с помощью грубого напильника или многолезвийной ножовки по металлу. Надо учесть, что в процессе плавки порошок графита все же постепенно выгорает и его надо периодически подсыпать.

1 - порошок углеграфита; 2 - место плавки металла; 3 - провод-обвязка корпуса печи; 4 - футеровка из слюды; 5 - плитка асбестовая; 6 - электрод углеграфитовый; 7 - провод токоподводящий.

Понижающий трансформатор на 25 вольт. Сетевая обмотка содержит 620 витков медного эмалированного проводя диаметром 1 мм. Понижающая обмотка содержит 70 витков провода прямоугольного сечения 4,2х2,8 мм в стекловолоконной изоляции.

Собранная печь подключается к трансформатору достаточно толстыми медными проводами (7-8 мм) с обязательной наружной изоляцией, чтобы избежать во время работы случайного короткого замыкания.

Готовую к работе печь вначале как следует прогревают, чтобы дать выгореть органическим включениям (обеспечив при этом соответствующую вентиляцию в помещении). В дальнейшем печь работает практически без выделения копоти и гари.

Плавку металлов проводят по следующей схеме. Вначале с помощью небольшой лопатки в середине печи в порошке делают лунку, кладут в нее первую порцию металла и закапывают. Если используемый лом разной величины, то сначала помещают самый крупный кусочек, и только после его расплавления добавляют мелкие части.

Чтобы убедиться, что металл расплавился, печь можно слегка покачать - поверхность порошка в этом случае также начинает колыхаться. После остывания металла его переворачивают и снова расплавляют. Так повторяется несколько раз, пока заготовка не примет более-менее шаровидную форму, свидетельствующую о качестве расплава.

Когда надо плавить мелкую стружку или опилки простых металлов, их засыпают прямо в лунку и плавят как обычно. Более драгоценный металл, с целью его сохранности, помещают в стеклянную ампулу из-под лекарства и плавят вместе с ней. Образовавшаяся у расплава корочка из стекла легко обсыпается при охлаждении в воде.

Легкоплавкие металлы - олово, алюминий и тому подобное - лучше помещать в железную чашечку. Для получения сплавов сначала кладут в порошок более тугоплавкий металл, а после его расплавления вводят легкоплавкий. Например: медь + олово; медь + алюминий.

В электропечи можно плавить олово, алюминий, железо, никель, медь, серебро, золото, палладий. После плавки полученные заготовки подлежат ковке. Их надо расклепывать на наковальне не спеша особенно вначале, небольшим молотком.

И как можно чаще нагревать заготовку на газовой плите докрасна, затем остужать в холодной воде и снова расклепывать до нужных размеров.

Категорически нельзя плавить магний, свинец, кадмий, цинк и цинкосодержащие сплавы (цинковая латунь, мельхиор), а также серебряные контакты от различных типов реле, приборов, пускателей - в них содержится до 50% кадмия, который выгорает, образуя желтый ядовитый дым.

Если нет возможности приобрести мощный трансформатор, то его можно заменить составным. Для этого надо взять несколько менее мощных однотипных трансформаторов и параллельно соединить их выходные обмотки (при условии, что все они рассчитаны на одинаковое напряжение). Возможен и самодельный трансформатор.

Он собирается из Г-образных пермалоевых пластин с внутренним сечением 60х32 мм. Его сетевая обмотка наматывается эмалированным проводом толщиной 1 мм и содержит 620 витков. Понижающая обмотка наматывается проводом прямоугольного сечения 4,2х2,8 мм и содержит 70 витков.

Что касается техники безопасности при работе с этой печью, то надо помнить, что сварочный трансформатор требует крайне осторожного обращения. Нельзя допустить, чтобы произошло короткое замыкание в проводах или между электродами в самой печи. Выключатель сети трансформатора должен располагаться рядом, чтобы в любую секунду его было удобно отключить.

Нельзя также ни на минуту оставлять работающую печь без присмотра. Рядом всегда должна находиться емкость с водой, где остужаются горячие заготовки.

Электрическая печь для плавки металла своими руками

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 начали с 10 изолированных огнеупорных кирпичей. Есть несколько разных типов, поэтому обязательно используйте «мягкие» огненные кирпичи, такие как эти большие белые. Они обладают лучшими изоляционными свойствами по сравнению с «твердыми» огнеупорными кирпичами, которые представляют собой более мелкие кирпичи песочного цвета.

Вы можете использовать «твердые» кирпичи, если действительно хотите, но поскольку их функция в основном конструктивная, они проводят много тепла, и печи для литья потребуется очень много времени, чтобы нагреться до температуры, если вообще произойдет, поскольку будут большие потери тепла через поверхность кирпича.

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

Поскольку «мягкие» огнеупорные кирпичи действительно хрупкие, мы сделали простую металлическую конструкцию, чтобы защитить края литейного цеха.

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:

Ток = напряжение / сопротивление

Ток = 120 В / 9 Ом

Ток = 13,3 ампер, <Это намного ниже нашей схемы на 20 ампер

Затем мы можем вычислить нашу общую мощность:

Мощность = Ток x Вольт

Мощность = 13,3 А x 120 В

Мощность = 1600 Вт

Мы рассчитали, что для того, чтобы обернуть вокруг литейного цеха змеевик три раза для равномерного распределения тепла, нам нужно растянуть его на 2 метра.

После того, как мы использовали тиски для натяжения катушек, мы поместили их в пазы. Мы выпрямили оставшуюся стальную проволоку и профилировали скобы с помощью плоскогубцев, чтобы закрепить нагревательные спирали на стене.

Шаг 10: Окончательная разводка

Поместив нагревательные элементы во внутренние канавки, а концы выступают через отверстия, которые мы просверлили ранее, мы ввернули керамическую клеммную колодку в кирпич и прикрепили нагревательные катушки к одному концу клеммной колодки, а провода от ПИД-регулятора к другой конец.

Шаг 11: Зажигаем!

Спасибо, что прочитали нашу инструкцию! Если вам понравился проект, не забудьте поделиться им. Комментарии и отзывы всегда приветствуются.

Читайте также: