Закалка металла в домашних условиях: закаливаем сталь правильно

Муфельные печи представляют собой конструкцию, нагревательные элементы которой позволяют добиться температуры, необходимой для обжига керамики, плавки металлов, закалки стали в личной мастерской. Ювелиры и другие мастера, чья мастерская находится дома, понимают всю ценность такой конструкции. А учитывая высокую стоимость муфельных печей, производимых заводским путем, подобная печь, выполненная самостоятельно, приобретает особое значение.

Устройство муфельной электрической печи

Плавка металла и чугуна

Печь для плавки металла представляет собой корпус, изготовленный из шамотного кирпича. Связующим элементом является глина. Топка предназначена для горения угля. Снизу предусматривается отверстие, через которое ведется наддув в пекло. Внизу размещается чугунная решетка, которая называется колосником. На ней выкладывается кокс или уголь. Его можно снять со старой печи. Иногда огнеупорный кирпич, при формировании корпуса, укладывается на ребро. Готовая конструкция скрепляется снаружи металлическим поясом.

Устройство индукционных электропечей

Если говорить кратко, то действие их основана на явлении токов Фуко — вихревых индукционных токов в проводнике. В большинстве случаев инженеры‑электротехники борются с ними, как с вредным явлением. Например, именно из‑за них сердечники трансформаторов выполняются из стальных пластин или ленты: в сплошном куске металла эти токи могут достигать значительных величин, приводящим к бесполезным потерям энергии на его нагревание.

В индукционно‑плавильной электропечи это явление применяется с пользой. По сути она и представляет собой своеобразный трансформатор, в котором роль короткозамкнутой вторичной обмотки, а в некоторых случаях и сердечника выполняет расплавляемый металлический образец. Именно металлический — нагревать в ней можно только проводящие электричество материалы, диэлектрики же будут оставаться холодными. Роль индуктора — первичной обмотки трансформатора выполняют несколько витков толстой свернутой в катушку медной трубки, по которой циркулирует охлаждающая жидкость.

Кстати, на том же принципе действуют ставшие чрезвычайно популярными кухонные варочные поверхности с индукционным высокочастотным нагревом. Положенный на них кусок льда даже не растает, а поставленная металлическая посуда нагреется почти мгновенно.

Электрические печи для плавки металла

Основу такой печи составляет асбест, который можно заменить кафелем. Электроды, установленные в плавильной печи своими руками должны иметь напряжение 25 В.

Изготавливаются они в следующем порядке:

• Вытачиваются из щеток электрического мотора.
• Сбору сверлятся отверстия 6 мм.
• В них пропускается провод, сечением 5 мм.
• Для закрепления проводки вбивается гвоздь.
• С целью улучшения контакта с графитом, напильником, делаются насечки.

Плaвильныe печи для алюминия

Плавильные печи для алюминия имеют свои особенности, ведь температура плавления у алюминия составляет 660 °C, (390 кДж/кг). При выборе печи под алюминий вы должны знать, что тиристорный преобразователь не должен быть мощный, а сам плавильный узел отличается своими размерами от узла для стали или меди в 2-3 раза. Соответственно не рекомендуется в нем производить плавки других металлов.

Плавить алюминиевые сплавы можно в печах с нефтяным, газовым и электрическим обогревом, в пламенных отражательных печах, но самый качественный металл и высокая скорость получается при плавке в индукционных плавильных печах, за счет однородного состава шихты, которая отлично перемешивается в индукционном поле.

Муфельная печь

Муфельные печи часто используются для термообработки деталей. Такое оборудование характеризуется большим температурным диапазоном, от 20 до 1000 градусов.

Муфельная печь для закалки металла работает на разных видах энергии. Однако в домашних условиях лучше применять агрегат, работающий на электроэнергии. Закаливание ведется в муфеле печи.

Муфельная печь своими руками изготавливается за несколько этапов:

• Изготовление муфеля ведется из шамотного кирпича. Из-за круглой формы корпуса печи, у них скашиваются углы. В каждом кирпиче выбираются канавки, куда ведется закладка спирали.
• Если муфельная печь для плавки изготавливается из духовки, то внутри она обкладывается огнестойким кирпичом. В кладке прорезаются канавки для спирали.
• Изготовленная из огнеупорного кирпича камера, помещается в корпус, сделанный из стали. На дно укладывается изоляция. Зазор между боковыми стенками камеры и корпуса составляет 4 см, куда вставляется утеплитель. Верх состоит из 2 слоев металла и утеплителя.
• В корпусе сверлятся отверстия, и через них выводятся концы спирали, которые подключаются к сетевому кабелю.
• В случае использования духовки, утеплитель не требуется. Он в ней уже предусмотрен.

Читать также: Как заводить бензопилу stihl

Особенности плавления некоторых металлов

Для того, чтобы расплавить металл в домашних условиях этот элемент необходимо поместить в небольшую чашечку или тигель. Чашка с материалом вставляется в печь. Затем начинается его плавка. Чтобы расплавить драгоценные элементы их помещают в ампулу из стекла. Для того, чтобы сделать сплав из нескольких компонентов следуют такой инструкции:

• Вначале в чашечку для плавления кладется тугоплавкий элемент – медь или железо.
• Затем кладется более легкоплавкий компонент – олово, алюминий.

Плавка алюминия в самодельной печи

Сталь является тугоплавким материалом. Ее температура плавления составляет тысячу четыреста градусов по Цельсию. Поэтому, чтобы расплавить сталь в домашних условиях надо следовать следующей инструкции:

• Для плавки стали в домашних условиях ввести дополнительные регенераторы. Если печь работает на электричестве, то используется электроэнергия.
• При индукционном нагреве добавляются шлаки. Они увеличивают быстроту плавки.
• Постоянно вести наблюдение за показаниями приборов. Если необходимо, то понижать температуру плавления, переходя на более умеренный режим.
• Всегда верно определять готова ли сталь к работе или к плавлению. Выдерживать все вышеперечисленные шаги. Только тогда металл на выходе будет качественного изготовления.

Для плавки железа в домашних условиях печь необходимо заранее прогреть. Вначале помещается крупный кусок, а потом мелкие. Железо необходимо вовремя переворачивать. А правильно расплавленный металл будет иметь шаровидную форму.

Если вы собираетесь сделать бронзу, то вначале необходимо поместить в лунку для плавления медь. Так как этот компонент более тугоплавкий. Когда медь расплавилась добавляется олово.

Ни в коем случае нельзя плавить такие элементы, как кадмий, свинец или цинк. При выгорании они образуют ядовитый дым желтоватого цвета.

А при плавке алюминия, олово или железа необходимо соблюдать неспешность. Расклепывать медленно и делать это надо небольшим молотком. Часто нагревайте материал до покраснения и остужайте в холодной воде. Только тогда вы получите идеальный сплав на выходе.

Плавка алюминия

Изготовить печь для плавки алюминия своими руками вещь реальная. В промышленном производстве, агрегаты с названием — печи карусельного типа — очень дорогостоящие.

Чтобы понять, как сделать печь для плавки алюминия, нужно понять их принцип действия. Существует несколько видов, где проводится плавление цветного металла.

Мини-печь

Берется автомобильный диск и закапывается в землю так, чтобы верхний срез не выступал наружу. Посередине изготавливается отверстие для патрубка. Один конец пропускается в отверстие, а другой выводится наружу. На него одевается кулер, для нагнетания воздуха. Плавильня заполняется углями и алюминиевым ломом. Подается воздух и температура поднимается.

Металлический бак

Изготовить печь для алюминия можно из металлического бака. Например, корпуса стиральной машины с вертикальной загрузкой. Внутренняя часть конструкции выкладывается огнеупорным кирпичом. Снизу монтируется труба для подачи воздуха. Таким образом, получается переносное оборудование.

Из бутылки

Один из необычных способов, каким расплавляют алюминий. Вокруг бутылки наматывается проволока нихром. Предварительно поверхность бутылки смазывается маслом. Сверху наносится смесь жидкого стекла и глины. Просушивание ведется в течение недели. Затем наматывается еще слой проволоки и наносится глина. После 7 дней, бутылка вынимается и остается только термостойкая оболочка. К концам проволоки подключается напряжение для накаливания нихрома, а в очаг загружается сырье.

Инструкция по монтажу

Промышленные термоплавильные агрегаты — устройства с большим энергопотреблением. Их установка и электромонтаж должны проводиться квалифицированными специалистами. Подключение небольших агрегатов с загрузкой до 150 кг может быть выполнено квалифицированным электриком с соблюдением обычных правил монтажа электроустановок.

Например, печь ИПП‑35, мощностью 35 кВт с объемом выработки черных металлов 12 кг, а цветных — до 40 имеет массу 140 кг. Соответственно, установка ее будет заключаться в следующих шагах:

1. Выбор подходящего места размещения с прочным основанием для термоплавильного узла и высоковольтного индукционного блока с водяным охлаждением и конденсаторной батареей. Расположение агрегата должно соответствовать всем эксплуатационным требованиям и правилам электро‑ и пожарной безопасности.
2. Обеспечение установки линией водоохлаждения. Описываемая электроплавильная печь в комплекте поставки не имеет средств охлаждения, которые нужно приобрести дополнительно. Лучшим решением для нее будет двухконтурная градирня с замкнутым циклом.
3. Подведению отдельной электрической линии с кабелем, сечение которого обеспечивает соответствующую нагрузку. Силовой щит также должен обеспечивать требуемую нагрузку с запасом по мощности

Для маленьких мастерских и домашнего применения выпускаются мини‑печи, например, УПИ‑60‑2, мощностью 2 кВт с объемом тигля 60 см³ для плавления цветных металлов: меди, латуни, бронзы ~ 0,6 кг, серебра ~ 0,9 кг, золота ~ 1,2 кг. Вес самой установки — 11 кг, габариты — 40х25х25 см. Ее монтаж заключается в размещении на металлическом верстаке, подведении проточного водяного охлаждения и включении в розетку.

Плавка свинца

Электрическая печь для плавки свинца состоит из следующих элементов:

• Круглый кожух, сделанный из нержавейки, внутри которого проложен утеплитель. Он прикреплен кронштейнами к стене.
• Снизу подводится промышленный ТЕН.
• Сверху расположен клапан поворотного типа.
• Датчик, который находится на расстоянии 3 см от дна.
• Сбоку расположен температурный регулятор.

Устанавливая регулятор на определенную температуру, прогреваем прибор. Находящийся внутри свинец плавится. В конце плавки, под низ подводится форма и открывается клапан. Расплавленный свинец заполняет внутреннее пространство формы.

Параметры выбора

Таким образом, основными критериями выбора того или иного вида термопечи являются объемы и непрерывность производства. Для небольшой литейной мастерской, например, в большинстве случаев подойдет тигельная электропечь, а предприятию по переработке вторсырья — канальная.

Кроме того, в числе основных параметром тигельной термопечи — объем одной плавки, исходя из которого и следует выбирать конкретную модель. Немаловажными характеристиками являются также максимальная рабочая мощность и тип тока: однофазный или трехфазный.

Плавка меди

В домашних условиях для плавки меди можно использовать материал пенобетон. Вырезается из такого материала 2 цилиндра, диаметром 100 мм. Высота одного 100 мм, а второго 15. Накладывая один на другой, сверлится посередине отверстие диаметром 15 мм. В большем цилиндре, посередине, изготавливается отверстие в виде воронки на глубину 85 мм. В середине цилиндра, с наружной стороны, прорезается канавка и ведется стяжка проволокой. Она нужна для того, чтобы деталь не развалилась от температуры.

На газовую плиту, ставится переходник. Сверху располагается больший цилиндр так, чтобы конусная воронка была направлена вверх. Сверху накрывается маленьким цилиндром с отверстием. Зажигая горелку, опускают кусочек медного стержня в маленькое отверстие до упора в стенку воронки. Через минуту стержень расплавится.

Технология использования

Перед началом работы с тигельной электропечью следует обязательно проверить состояние тиглей и футеровки — внутренней защитной теплоизоляции. Если она рассчитана на применение двух видов тиглей: керамических и графитовых, необходимо выбрать по инструкции соответствующий загружаемому материалу.

Обычно керамические тигли используются для черных металлов, графитовые — для цветных.

Порядок работы:

• Тигель вставить внутрь индуктора и, загрузив рабочим материалом, накрыть теплоизоляционной крышкой.
• Включить водяное охлаждение. Многие модели электроплавильных агрегатов не запустятся, если нет необходимого давления воды.

• Процесс плавки в тигельной ИПП начинается с ее включения и выхода на рабочий режим. Если есть регулятор мощности, перед включением установить его в минимальное положение.
• Плавно поднять мощность до рабочей, соответствующей загруженному материалу.
• После расплавления металла мощность снизить до четверти от рабочей для поддержания материала в расплавленном состоянии.
• Перед разливом убрать регулятор до минимума.
• По окончании плавки — обесточить установку. Водяное охлаждение отключить после ее остывания.

Все время плавки агрегат должен находиться под наблюдением. Любые манипуляции с тиглями нужно производить с помощью щипцов и в защитных рукавицах. В случае возгорания установку следует немедленно обесточить и сбить пламя брезентом либо затушить любым огнетушителем, кроме кислотного. Заливать же водой категорически запрещено.

Плавка золота и серебра

Печь для плавки золота легко сделать в домашних условиях. Она применима и для плавки серебра.

Порядок работы следующий:

• Берется шамотный кирпич и разрезается на 2 части. Победитовым сверлом диаметра 48 мм, делается в одной половинке, в середине, сквозное отверстие. А во второй отверстие сверлится на половину высоты.
• Через отверстие, проводится спираль и обе половинки стягиваются болтами, отверстия для которых сверлятся с боков.
• Сверху устанавливается графитовый тигель.
• Изготавливается металлический каркас и обе половинки вставляются в него.
• Все боковые зазоры замазываются глиной.
• К выведенным концам спирали подводится напряжение.
• В тигель бросаются куски золота или серебра.
• В процессе нагрева идет расплавление цветного металла.

Изготовление печей для плавки металла своими руками процесс сложный, но выполнимый. Для этого нужно изучить характеристики видов оборудования. Определиться какое из них наиболее предпочтительно к данным условиям. Затраты на изготовление быстро себя окупят.

На крупных предприятиях системы Вторчермета экономически выгодно производить не только первичную переработку металлолома, но также и его плавление с последующей прокаткой полученных полуфабрикатов — слитков. Этим повышается рентабельность функционирования таких предприятий, поскольку эксплуатационные затраты на приобретение оборудования окупаются быстрой реализацией продукции. Она, при условии соблюдения технических норм производства, оказывается практически того же качества, что и сталь, выпущенная на специализированных металлургических комбинатах. Первым звеном в этой цепи являются печи для выплавки металла из металлолома.

Преимущества ДСП [ править | править код ]

Использование электрической энергии (электрического тока), возможность расплавить шихту (металлолом) практически любого состава, точное регулирование температуры металла и его химического состава подтолкнуло промышленность к использованию ДСП в ходе второй мировой войны для производства легированной стали, качественного литья и, как следствие, деталей оружия и боеприпасов. Сегодня дуговые сталеплавильные печи производят различные сорта сталей и чугунов, а также могут являться источником сырья (полупродукта) для АКП и МНЛЗ.

Виды печей для получения слитков из металлолома

Из всего многообразия плавильных агрегатов, предназначенных для плавки металлолома, наибольшее практическое применение находят два вида: электродуговые печи и печи электрошлакового переплава. Первые более подходят для производств со сравнительно небольшим товарооборотом, вторые – более производительные и позволяющие автоматизировать процесс выплавки – устанавливаются на крупных предприятиях.

Читать также: Пособие по электрике для начинающих

Каждый из указанных типов плавильного оборудования имеет свои преимущества и недостатки. Например, дуговые печи отличаются более высоким КПД и возможностью в одном и том же агрегате производить плавку различных сортов стали. В свою очередь, в печах электрошлакового переплава металл получается более высокого качества. Например, в слитках, полученных этим способом, отсутствует газовая пористость, а конечный металл выходит гораздо более чистым, что способствует увеличению спроса на него. В отличие от электродуговых печей печи электрошлакового переплава могут быть заказаны и на неспециализированных металлообрабатывающих производствах.

Оба типа оборудования одинаково подходят для получения не только чёрных, но и цветных металлов. Преимущество дуговых печей при этом заключается в том, что для строительства таких печей потребуются значительно меньшие площади.

История [ править | править код ]

Впервые в мире возможность использования дуги для плавления металлов была показана В. В. Петровым в 1803 году. Петров показал, что с помощью такой дуги можно не только расплавлять металлы, но и восстанавливать их из окислов, нагревая их в присутствии углеродистых восстановителей. Кроме того, ему удалось получить сваривание металлов в электрической дуге.

• 1810 г. Сэр Гемфри Дэви провёл экспериментальную демонстрацию горения дуги
• 1853 г. Пишон попытался построить электротермическую печь
• 1878-79 г. Сэр Вильгельм Сименс получил патент на электрическую печь дугового типа
• 1899 г. Первая дуговая сталеплавильная печь прямого действия, построенная Эру.

Хотя ДСП применялись во время второй мировой войны для получения сплавов стали, широкое распространение получила только после её окончания.

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).

Процесс выплавки [ править | править код ]

Плавка в ДСП, после осмотра печи и ремонта пострадавших участков футеровки (заправка), начинается с завалки шихты. В современные печи шихту загружают сверху при помощи загрузочной бадьи (корзины). Для предохранения подины от ударов крупными кусками шихты на дно бадьи загружают мелкий лом. Для раннего шлакообразования в завалку вводят известь 2-3 % от массы металлической шихты. После окончания завалки в печь опускают электроды, включают высоковольтный выключатель и начинают период плавления. На данном этапе возможна поломка электродов (при плохой проводимости между электродом и шихтой исчезает электрическая дуга и электрод упирается в непроводящий кусок шихты). Регулирование отдаваемой мощности осуществляется изменением положения электродов (длины электрической дуги) либо напряжения на электродах. После периода расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Шлак скачивают через шлаковую летку (рабочее окно), постоянно присаживая шлакообразующие, в течение всего периода плавления, с целью удаления фосфора из расплава. Шлак вспенивают углеродсодержащими материалами для закрытия дуг, для лучшей его скачиваемости и уменьшения угара металла.

Выпуск готовой стали и шлака в стальковш осуществляется через сталевыпускное отверстие и жёлоб путём наклона рабочего пространства (или, если печь оборудована вместо жёлоба донным выпуском, то через него). Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки (замер температуры металла и отбор пробы химического состава металла). Также рабочее окно может использоваться для подачи шлакообразующих и легирующих материалов (на малых печах). На современных сверхмощных печах подача шлакообразующих во время плавки осуществляется через специальное отверстие в своде конвейерной подачей. Углеродистые материалы для вспенивания шлака подаются в печь либо порционно через свод, либо вводятся инжекционными горелками струёй сжатого воздуха. Перед выпуском и во время выпуска в стальковш добавляются легирующие и раскислители, а при отсекании печного шлака ещё и шлакообразующие материалы.

Печи электрошлакового переплава

В отличие от оборудования предыдущего типа электрическое замыкание здесь происходит без образования дугового разряда, а непосредственно через шихту. Поскольку шлаки имеют повышенное электросопротивление, то они в процессе нагрева получают более высокую температуру (до 2100 0 С) чем металл. Он, проходя в капельной форме сквозь шлаки, далее застывает в специальной кристаллизационной ванне, имеющей необходимую форму.

Печь электрошлакового переплава

Типовая конструкция печи электрошлакового переплава включает в себя:

1. Саму вагранку, где происходит расплавление сырья.
2. Кристаллизатор со встроенным охладителем.
3. Ковш, в котором осуществляется раскисление (в качестве раскислителя также используется алюминий).
4. Загрузочные бункеры для лома, рафинирующих добавок и т.д.
5. Теплообменники.
6. Опорную раму.

Схема электрошлакового переплава

В таких печах металл получается более высокого качества, поскольку при прохождении сквозь шлаки производится очистка полуфабриката от вредных включений, в частности, серы. В отличие от дуговой печи, установки электрошлакового переплава могут работать в непрерывном режиме, а потому обеспечивать более высокую производительность процесса выплавки. Минимальный объём плавки для обеспечения рентабельности должен составлять от 2 тонн.

Выбор места для монтажа

Размещение индукционной печи в цехе или мастерской должно обеспечивать свободный подход к ней для безопасного выполнения всех технологический операций в процессе плавки:

• загрузки сырья;
• манипуляций во время рабочего цикла;
• выгрузки готового расплава.

Место установки должно быть обеспечено необходимыми электрическими сетями с требуемым рабочим напряжением и количеством фаз, защитным заземлением с возможностью быстрого аварийного отключения агрегата. Также установку нужно обеспечить подводом воды для охлаждения.

Настольные конструкции небольших габаритов должны тем не менее устанавливаться на прочные и надежные индивидуальные основания, не предназначенные для других операций. Напольным аппаратам также необходимо обеспечить прочный укрепленный фундамент.

В районе выгрузки расплава запрещено располагать пожаро‑ и взрывоопасные материалы. Рядом с местом размещения печи необходимо повесить пожарный щит со средствами тушения.

Сборка газовой горелки

В своем примере мы рассмотрим, как можно сделать муфельную печь, работающую на газу своими руками. Она отлично подойдет для плавки металлов, температура плавления которых находится в пределах 1300°F. Печь состоит из корпуса и горелки.

Для изготовления газовой горелки нам понадобится кусок трубы диаметром примерно 1,5-2 см. и длинной 10-15 см., с одной стороны которой мы сделаем внешнюю резьбу, а с другой просверлим ряд отверстий.

Самое первое отверстие от края должно быть сквозным. В него будет вставлена трубка, через которую будет подводиться газ. Остальные три отверстия находятся немного дальше от края, они будут служить для поджига горелки, а также забора воздуха. Сквозное отверстие для газоподводящей трубки должно быть перпендикулярно остальным трем отверстиям. Если присмотреться на рисунке видно еще одно небольшое отверстие с краю, его ось пересекается с осью сквозного отверстия, оно предназначено для затяжного болта газоподводящей трубки.

Газоподводящая трубка представляет собой кусок медной трубы диаметром примерно 0,8 см., с обоих торцов которой нарезана резьба, а посередине сделано несквозное отверстие (для выхода газа). С одной стороны трубки на резьбу с использованием ФУМ-ленты навинчена заглушка, а с другой уголок с внутренней и наружной резьбой. В дальнейшем к уголку будет присоединяться шланг от газового баллона. Для того чтобы избежать проворота газоподводящей трубки в горелке, с боку на ней делается неглубокий спил – место для фиксации затяжным болтом горелки.

В сборе горелка с газоподводящим шлангом выгладит, как показано на рисунке ниже. Там же можно увидеть и газовый баллон с пропаном и две жестяные бадьи, которые будут использованы для изготовления корпуса печи.

Важным моментом, при соединении газового шланга с горелкой, является то, что для обеспечения безопасности между ними нужно поставить огнепреградительный клапан.

Возможные проблемы при создании печи

При изготовлении устройства сложности возникают с подбором материала и монтажом системы контроля за температурой.

Неправильно выбранные материалы приводят к быстрому разрушению муфеля.

Так, некоторые мастера из экономии используют кирпич низкого качества, глиняно-песчаный раствор вместо шамотного. Это приводит к появлению трещин в муфеле и потере тепла.

Потрескавшийся муфель на время заделывают раствором шамотной глины. Камеру нужно вынуть и заменить на новую.

Если печь подключают к сети без терморегулятора, температура в муфеле не контролируется. Это приводит к порче изделий, которые требуют обжига при заданной температуре.

Для решения проблемы следует приобрести терморегулятор и электрическое оборудование, собрать блок управления и подключить его к нагревательным элементам муфеля.

Для удобства сборки его лучше изготовить со съемными передней и задней крышками, которые крепятся на винтах. К передней крышке крепится на петле дверца, которая должна откидываться горизонтально. На дверце при помощи двух болтов через асбестовые прокладки устанавливается керамический элемент, а зазоры заделываются глиной.

Концы нихромовой проволоки выводятся к задней крышке корпуса. На оба вывода должны быть нанизаны керамические изолирующие «бусы». Проволока присоединяется к штырьковому разъему. Такие разъемы, а также изолирующие «бусы» можно взять от старых электроприборов. К разъему будет присоединен стандартный шнур с вилкой для включения в электрическую сеть.

Все свободное пространство между нагревательными элементами и корпусом следует плотно забить асбестовой крошкой. Кроме того, в конструкции печи должна быть предусмотрена клемма заземления.

Для удобства работы в нагревательной камере нужно сделать два небольших отверстия: одно на задней стенке диаметром 10 мм – для установки термопары, другое на дверце диаметром 18–20 м – для наблюдения за внутренним пространством печи во время работы. Оба отверстия должны быть снабжены закрывающими металлическими шторками.

На дно рабочей камеры следует положить пластину-подкладку из тонкой нержавеющей стали 0,5–0,8 мм.

Печь рассчитана на 220 В переменного тока. Разогревается до максимальной температуры 950 градусов в течение часа. Вес печи около 10 кг.

Преимущества и недостатки

Применение электродуговых печей для выплавки стали широко используется в металлургической промышленности. Основными преимуществами использования такого оборудования является возможность проведения таких операций:

• расплавка шихты независимо от ее состава;
• быстрый нагрев металла в печи;
• регулировка температурного режима;
• раскисление металла и получение в результате материала с низким содержанием примесей.

При переплавке стали в печном агрегате создаются все условия для снижения угара легирующих компонентов. Это обеспечивает снизить потери металлов в результате окисления при высоких температурах.

Электродуговые агрегаты широко используются в промышленных целях для переплавки различных металлов. С их помощью можно получить качественные крепкие стальные сплавы. Эффективность работы дуговой печи во многом зависит от качества теплового прибора. Поэтому приобретать следует надежное оборудование у известных и проверенных производителей.

Температура плавления

Плавление – процесс, при котором металл переходит из твердой формы в жидкое состояние. Для каждого материала есть своя температура плавления, под которой можно получить жидкое состояние. Большую роль в выплавке отыгрывает наличие присутствующих примесей.

Сам металл начинает плавиться от 1083 градусов. Если в составе содержится олово, то температура сокращается, и будет колебаться от 930 до 1140 градусов. Подобная разница температуры именно за счет наличия в составе олова. Если включен цинк, то растопить сплав получится в температурном диапазоне 900-1050 градусов.

Данный металл может кипеть при относительно невысокой температуре для металлов. Она составляет 2560 градусов, во время кипения процесс будет аналогичным другим жидкостям в таком состоянии. Литьё начинает пузыриться, выделяется газ.

Чтобы знать, как плавить материал дома, нужно изучить пошаговую инструкцию и различные варианты процедуры, описанные ниже.

Сфера применения

Первые дуговые печи изобрели еще в девятнадцатом веке. Использовались они для выплавки металлов. Со временем оборудования существенно усовершенствовали. На сегодняшний день дуговые печи стали незаменимыми в металлургической промышленности.

Процесс переплавки стали в дуговых печах осуществляется за счет высокого температурного режима, который достигается посредством электрической дуги. Таким образом, происходит преобразование энергии электрической в тепловую.

Благодаря высоким техническим характеристикам дуговые печи применяют для создания различных сплавов, которые используют в своих нуждах оборонные и авиационные структуры. С помощью такого теплового оборудования можно получить однородные сплавы любых металлов.

Некоторые виды дуговых печей используют для определения физико-химических анализов. Такие исследования в основном проводятся для выявления количества составляющих различных материалов.

Особенности классификации

Лабораторная электропечь СНОЛ

Исходя из типа используемого топлива, муфельная печь может быть двух видов:

• газовая;
• электрическая.

Важно! Самостоятельно изготовить газовую печь не представляется возможным, поскольку это запрещает действующее законодательство.

Относительно конструкции различают следующие виды печей:

• Горизонтальные, которые являются самыми простыми;
• Горшкового типа или вертикальные;
• Трубчатые;
• Колпаковые.

Нагрев таких печей может быть выполнен в вакууме, воздушной или газовой среде. Муфельная печь, которую вы будете возводить своими руками, может предусматривать только воздушную среду для обработки изделий.

Важно! Помимо экономии денег, самостоятельное изготовление такой печи выгодно тем, что мастер может создать конструкцию наиболее удобного для себя объема и формы.

Читатели считают данные материалы полезными:

• Изготовление чудо-печки для отопления своими руками: особенности работы печи из баллона
• Обзор отопительных печей Термофор для дома и бани — лучшее из Сибири

Принцип работы сталеплавильных электродуговых агрегатов

Основной функцией дуговых печей является выделение тепла дуге, за счет высокого скопления электроэнергии. Благодаря этому выполняется плавка металла со значительной скоростью нагрева.

Гореть дуга может как в парах перерабатываемого материала, так и в обычной атмосфере. Самыми востребованными в промышленной сфере являются электродуговые сталеплавильные печи. Для производства стали расходуется вторичное сырье – лом. Процесс его расплавки состоит из нескольких этапов:

• подымается свод;
• загружается в печь шихта с помощью специального крана;
• свод закрепляется на место;
• подается электрическое питание на электроды;
• электропроводники касаются загруженного в агрегат лома;
• образуется межфазное замыкание;
• срабатывает автоматический подъем держателей с электродами;
• происходит загорание электрической дуги.

Таким образом, начинается работа печи, которая происходит при высокой температуре мощности. Состоит она из таких основных стадий:

1. Расплавление металлического лома. Накаленная шихта покрывается защитной пленкой, которая преграждает к материалу доступ вредных газов. При этом осуществляется впитывание различных плохо влияющих на качество металла веществ.
2. Процесс окисления. Происходит корректировка вредных элементов. В это время повышается температура в агрегате. Ее значение становится на 120 градусов выше установленного для плавки металла предела. Фосфор и сера должны занимать в общем составе не более 0,15 процентов. Также осуществляется контроль уровня водорода и азота.
3. Восстановление. С материала устраняются элементы серы, и состав металла доводится до нормативных показателей.

Процесс работы печного устройства во многом зависит от его конструктивных и функциональных особенностей.

Методы для закалки металла

Существует несколько способов обработки металлов с помощью данного устройства:

• Термообработка: отжиг, закалка, отпуск, состаривание.
• Работа с ценными материалами, переплавка металлов, когда использование открытого огня недопустимо.
• Для получения ровного тона поверхности, особенно при обработке керамики(высокохудожественной) используется муфельная печь.
• Сушка диэлектриков.
• Кремация, сжигание до минеральных компонентов.

Технология сборки

Чтобы собрать электрокаменку для сауны своими руками, необходимо выполнить такие действия:

1. Сначала составляют чертеж будущей печи, который зависит от таких данных: площадь печи, необходимая мощность нагрева, максимальные и минимальные габариты, месторасположение. Обычно электропечи делаются небольшими, основное пространство их конструкции — это клеть для камней.
2. Расчет числа ТЭНов для печи. Их количество зависит от мощности будущей конструкции, размеров печи, мощности одного ТЭНа, который будет использоваться.
3. После этого можно приступать к сборке печи для бань. Для этого ТЭНы фиксируются на раме, соединяются перемычками. Лист стали с толщиной в 3 мм используется в качестве основы, к нему крепят остальные детали, используя болты и сварку.
4. Если каркас готов, необходимо сверху уложить камни максимально плотно, между ними почти не должно оставаться зазоров.
5. Далее ставится защитный кожух, который также может изготавливаться из стального листа, как и основная конструкция. Дополнительно можно поставить кирпичную стенку, предусмотрев для этого постройку небольшого постамента под печь.
6. Подключение электропечи выполняется с использованием последовательного, параллельного соединений ТЭНов, обязательно наличие терморегулятора, при помощи которого будет контролироваться нагрев камней. В данном случае рекомендуется использовать поворотные либо барабанные выключатели, сам элемент управления надо расположить таким образом, чтобы он находился в удобном для использования месте. Обычно регулятор ставится в парилке, чтобы можно было, не выходя из нее, самостоятельно устанавливать комфортную температуру в помещении.
7. Последним этапом является проверка работоспособности печи, безопасности и комфорта ее использования.

Сегодня для небольших домашних саун лучше всего использовать не массивные кирпичные печи, которые занимают очень много места, а небольшие и компактные, но удобные электрические. Стоимость таких конструкций может быть довольно высокой, но можно сэкономить, поставить электропечь для нагрева камней своими руками. Технология ее изготовления доступная. Это клеть для камней, в которой для нагрева используются ТЭНы.

Плавильные печи для меди

Медь, медные сплавы, бронза, латунь можно расплавить во всех плавильных печах, где поддерживается температурный режим 1000 — 1300 °С. Однако предпочтительнее использовать индукционные плавильные печи, так как одна плавка в них не будет превышать 40 минут. Медь, которую сегодня используют в России, не отличается особой чистотой. Обычно она содержит следующие примеси: железо, никель, сурьма, мышьяк. Чистым металлом считается медь с содержанием примесей 1%.

Основное важное качество металла — это высокие показатели электропроводности и теплопроводности. Этим обуславливается невысокая температура для плавки. Температура плавки меди — 1084°С. Медь является достаточно гибким металлом, который широко используют в различных технических отраслях промышленности, вот некоторые ее особенности:

• Плавить медь можно в открытой среде, в вакууме и в среде защитных газов;
• В вакууме плавят медь для получения бескислородной меди, с возможностью понизить O (Oxygenium) кислород практический до нуля 0,001 %;
• Основная шихта при получении бескислородной меди это катодные листы 99,95 %, перед тем как загрузить листы в печь необходимо их разрезать, промыть и просушить от электролита;
• Футеровка плавильной печи выше уровня металла делают из магнезита;
• Чтобы избежать окисления, плавка ведется с применением древесного угля, флюсов, стекла и других компонентов.

Характеристики

Медь относится к одному из первых металлов, который люди начали получать и использовать для дальнейшей переработки. Изделия из сплава или чистой меди применялись еще до нашей эры. Такой спрос появился в результате легкой обработке обычными методами, а также простоте плавления и литья.

Материал имеет характерный красно-желтый оттенок, а за счет мягкости, можно легко деформировать, переплавлять, обрабатывать и делать разные предметы. Поверхность при контакте с кислородом начинает образовывать оксидную пленку, что и дает красивый оттенок.

Очень значимая характеристика – электро и теплопроводность материала, которые имеют второе место среди всех видов металлов, на первом месте стоит серебро. Эти характеристики дали возможность применять ее в электрической сфере, а также для быстрого отвода тепла.

Правила эксплуатации

Электрические или газовые печи для расплавления материалов или закаливания деталей – приборы повышенной опасности.

Перед началом работ обязательно проверяем надежность подключения к газовой сети или изоляцию проводов и состояние спиралей. В помещении необходимо обеспечить надежную систему вентиляции.

Печь устанавливаем на теплоизоляционную подставку. Лучше взять несколько шамотных кирпичей и склеить их жаростойким клеем.

Не рекомендуем работать в такой одежде, как на фото:

Только спецодежда сможет защитить вас от ожогов при работе с расплавленным металлом. Только спилковые перчатки соответствуют правилам охраны труда. Одежда из плотного материала. Все участки тела должны быть закрыты, обувь из плотной кожи или заменителя. Никаких тапочек или сланцев.

Разновидности печей для сауны

Ровно посередине установки есть специальный бак, в котором располагаются камни. Практически у изголовья прибора располагается горловина, в которую добавляют воду. Справа сверху располагается такое же отверстие для подогрева сухого воздуха, как и снизу.

Конструкция устройства с генератором пара также довольно проста. Здесь есть всего несколько важных составляющих: датчик для оповещения о возможной опасности, резервуар для жидкости, насос, приводящий в движение паровые выделения и воду, блок, в котором подготавливается для дальнейшей эксплуатации вода, отдел, в котором образуется пар. Для удобства пользователей на внешней стороне размещают различные индикаторы и панель, с помощью которой осуществляется управление.

Третий вариант прибора — печь с каменкой. Она максимально удобна в эксплуатации, потому что её владельцу не нужно делать практически ничего для того, чтобы конструкция функционировала. Задача хозяина — выставить те параметры, в которых он нуждается.

Фото 1. Схема строения банной электрической печи с каменкой. Внутри устройства расположен ТЭН, который передает тепло расположенному вокруг него каменному наполнителю.

Также существуют электро-дровяные устройства для бань и саун. В них основным видом топлива остаются дрова, но по мере их прогорания и понижения температуры, включается электрический нагреватель. ТЭНы поддерживают необходимую температуру в помещении и в каменке. Главный плюс подобного устройства — его универсальность: при необходимости можно топить исключительно дровами или электричеством.

Популярны следующие типы:

1. Кирпичная печь для бани своими руками — это довольно массивная конструкция, которая требует установки отдельного фундамента, а схема ее кладки должна выполняться в точности, согласно порядовке. Для работы применяется красный печной кирпич, в качестве топлива — дрова. Печь теплоемкая, но нагревается медленно, требует наличия дымохода для отвода продуктов горения, необходима и вентиляция, для подачи свежего воздуха.
2. Металлическая дровяная печь легче традиционной кирпичной, она изготавливается из листовой стали, в качестве топлива используются сухие дрова. Вес этой конструкции меньше, специального фундамента не требуется, но нужен постамент, защитная стенка.
3. Электрическая печь сегодня считается наиболее подходящей для небольших саун или бань. Это компактное устройство, которое фактически состоит из нагревательного элемента и емкости для камней, воды. Такую конструкцию легко сделать своими руками, она практична, отличается простым использованием. Для такой печи нет необходимости устанавливать дымоход. Сауна получится с таким агрегатом комфортной и удобной.