Плавильные печи для металла

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

Я сделал выбор в пользу пропана, т.к. с ним печь должна быть чистой, не будет мусора и гари, она требует меньше места. Собрав несколько рецептов воедино, я купил гидроаккумулятор на 24 литра. Критерий выбора — диаметр.

Внутренний объем ограничит максимальное количество металла, которое вы сможете расплавить за раз. В остальном это может быть и простое металлическое ведро, или барабан от стиральной машины, или баллон от фреона, или из-под пропана или что-то похожее.

Лучше не покупать готовое изделие, а искать что есть под рукой, так выйдет дешевле.

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

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

Внутри бака я сделал теплоизоляцию из такого состава: молотый шамот плюс огнеупорная глина в пропорции 2/1 соответственно. Как это правильно сделать: из картона надо сделать цилиндр, который будет служить внутренней опалубкой и поставить в бак.

А образовавшуюся пустоту между цилиндром и стенкой заполнить раствором. Предупреждаю — раствор не должен быть жидким. При высыхании слишком жидкой смеси раствор даст огромные трещины, я переделывал после этой ошибки.

Раствор был таким, что я его буквально запихивал руками, а воздух удалял трамбовкой (какая-нибудь палка).

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

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

Здесь видна труба (ф50), в которую вставляется горелка. Труба входит в печь по касательной.

Это надо, чтобы создать в печи нужное завихрение, иначе пламя будет бить в одну точку, а нам надо равномерный нагрев все полости печи. На этом патрубке виден кусок малярной ленты.

Она там не нужна, но свидетельствует о том, что при работе этот патрубок, как и горелка, абсолютно холодные и за них можно браться руками (это правильный режим работы горелки).

На фото ниже видна горелка.

Горение не должно происходить внутри горелки, оно должно происходить в печи. Если горение будет внутри горелки, она раскалится и это не безопасно. Это говорит, что она неправильно работает. Как это обеспечить? Берем кровельную горелку, убираем с нее наконечник и вставляем в трубу (в моем случае диаметр около 40 мм).

Длина трубы произвольная, главное — достаточная, чтобы воздух из наддува успел качественно смешаться с пропаном. Еще — чем шире сопло горелки, тем больше жаропроизводительность, расход воздуха и пропана. Это золотое сечение надо искать опытным путем (конечно зависит и от объемов плавки).

Для моей печи описанный размер подходит.

На картинке также виден наддув. Это улитка от вытяжки (вроде 600 кубометров в час). Для регулировки количества воздуха я сделал заслонку. В данном случае она открыта на 1/4 и этого хватает за глаза.

Я видел горелки в газовых горнах с вентилятором от кулера. Обычно для регулировки люди используют ЛАТР, но у меня его нет.

Основная суть в том, что бы сбивать пламя к началу горелки и не допустить горения в трубе (и тем более у сопла).

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

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

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

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

P.S. Когда я еще не подобрал оптимальные размеры горелки и думал, что ничего не выйдет (было нестабильное пламя, малая температура), решил попробовать плавить на литейном коксе (подготовленный каменный уголь). В печи такого размера это вообще не вариант.

Места мало, уголь попадает в тигель. Нагрев локальный, холодный воздух поддува частично забирает тепло. На распал угля надо много энергии (загорается вроде при t~600C), очень инертное топливо, не для такой печи и не для разовых плавок.

Он хорош если запустил печь и палишь сутками без остановки.

Я надеюсь вам было интересно. Буду рад ответить на вопросы.

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.

Навигация:

1. Индукционные печи
2. Муфельные печи
3. Вакуумная печь
4. Климатические камеры

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.

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.

Электрометаллургические печи: классификация

4. Электроннолучевые печи

Электрометаллургические плавильные печи классифи­цируются по нескольким признакам. По назначению рассматриваемые печи разделяются на ферросплавные, предназначенные для выплавки ферросплавов, сталеплавиль­ные и шлакоплавильные.

В общем случае электрическая плавильная печь явля­ется агрегатом, в котором тепло, полученное в результате превращения электрической энергии в тепловую, пере­дается расплавляемому материалу.

В связи с этим од­ним из основных признаков классификации электроме­таллургических печей является способ преобразования электрической энергии в тепловую.

По этому признаку электрические плавильные печи делят на дуговые, печи сопротивления, комбинированные, электроннолучевые и индукционные.

Дуговые электропечи

В этих печах электроэнергия дуги превращается в тепло и передается нагреваемому материалу излучением. В зависимости от положения дуги относительно нагреваемого материала различают дуговые печи с закрытой дугой, а также печи прямого или косвенного нагрева (рис. 24).

В дуговых печах кос­венного нагрева дуга горит между электродами на не­котором расстоянии от расплавляемого материала (рис. 24,а). Большое теплоизлучение от открытой дуги и связанная с этим малая стойкость футеровки ограничи­вают мощность печей косвенного нагрева.

Подобные пе­чи иногда используют для плавки цветных металлов и чугуна в литейных цехах.

В дуговых печах прямого нагрева, получивших наи­большее распространение в сталеплавильном производ­стве, дуга горит между вертикально расположенными электродами и нагреваемым материалом (рис. 24,б и в).

Ток дуги проходит через материал. В зависимости от преимущественного направления движения тока разли­чают печи с непроводящей (рис. 24, б) и с проводящей (рис. 24, в) подиной. В печах с непроводящей подиной ток через металл проходит в горизонтальном направле­нии, в то время как в печах с проводящей подиной как в горизонтальном, так и вертикальном направлении от верхних электродов к подовым.

Наиболее рациональной является схема нагрева в пе­чах с закрытой дугой (рис.

24,г), в которых электриче­ская дута горит под слоем шихты, что обеспечивает хо­рошую защиту футеровки печи от теплового воздействия дуг и малые теплопотери.

Печи с закрытой дугой широ­ко используют для руднотермических процессов, напри­мер для производства ферросплавов, где необходимы вы­сокие температуры для обеспечения восстановительных процессов.

По характеру образования и температуре дуги дуго­вые печи делятся на дуговые, описанные выше, и плазменные.

В плазменных печах нагрев и плавление ма­териала осуществляются низкотемпературной плазмой (5000 — 20000°С), создаеваемой вследствие стабилизации электрической дуги газом или в результате высокочастотного индукционного разряда.

Эти печи предназна­чены для выплавки специальных сплавов, сталей и чис­тых металлов.

Печи сопротивления

Печи сопротивления характеризуются выделением те­пла в специальных нагревательных элементах или ис­ходных материалах в результате прохождения через них электрического тока.

В печах сопротивления косвенного нагрева нагревательные элементы выполняют в виде угольных, графитовых и карборундовых электродов, в виде засыпки (угольная крупка), а также в виде нагревательных трубок. Печи косвенного нагрева кон­струкции С.С. Штейнберга и И. П. Грамолина (рис.

25, а) применяются преимущественно в цветной металлургии. Недостатком этих печей является частый выход из строя контактов и трудность замены электродов в процессе плавки.

Печь Таммана (рис. 25.б) в связи с простотой кон­струкции и возможностью плавного регулирования тем­пературы в большом диапазоне температур (до 2000° С) широко используется в лабораториях.

К печам сопротивления относятся и установки электрошлакового переплава, тепло в которых выделяется при прохождении тока через шлак, в результате чего расходуемый электрод, опущенный в шлак, плавится.

Комбинированные печи

Комбинированные печи сочетают нагрев непосред­ственно от дуги в результате прохождения тока через нагреваемый материал. К этому типу печей можно от­нести руднотермические печи с закрытой дугой (см. рис. 24,г). Доля тепла, выделяемая в дуге, расплавляемом материале и расплавах, зависит от характера процесса, значения напряжения, свойств шихтовых материалов и т. д.

Электроннолучевые печи

Электроннолучевые печи характеризуются нагревом материала в результате бомбардировки его электронами. При этом часть своей энергии электроны передают на­греваемому материалу. Источником электронов служит катод, размещенный в специальной электронной пушке. Электроннолучевые печи используют для производства металлов высокой степени чистоты и получения высоко­качественных отливок.

Индукционные печи

В этих печах для нагрева метал­ла используются токи, создаваемые электромагнитной индукцией. По существу индукционные печи являются печами сопротивления, но отличаются от них способом передачи энергии нагреваемому металлу. В отличие от печей сопротивления в индукционных электрическая энергия превращается сначала в электромагнитную, за­тем снова в электрическую и, наконец, в тепловую.

Дуговые и индукционные сталеплавильные печи мо­гут быть открытыми и вакуумными. В вакуумных печах из плавильного пространства откачивают воздух и газы. Плазменные печи могут работать как вакуумные, а так­же с использованием инертных газов.

Переплавные печи

Плазменные, электроннолучевые, электрошлаковые и вакуумные дуговые печи некоторых типов работают на расходуемых электродах, специально выплавляемых в других агрегатах.

Поэтому печи этих типов часто вы­деляют в особую группу переплавных печей.

Некоторые типы переплавных печей, в связи с их относительно про­стой конструкцией носят названия установок, например установки электрошлакового переплава.

Электропечи классифицируются и по ряду других признаков: конструкции, типу футеровки и т. д.

Плавильные печи – индукционные, дуговые, вакуумные печи для плавки металлов. Применение и принцип работы плавильных печей

• В этой статье:
• 1. Печи для обжига сырья и полупродуктов
• 2. Печи для плавки руд, концентратов и полупродуктов, а также для рафинирования металлов
• 3. Печи для нагрева и термической обработки цветных металлов
• 4. Печи для приготовления и плавки литейных сплавов
• Печи цветной металлургии можно классифицировать по следующим признакам:

• По технологическому назначению: сушильные;
• обжиговые;
• плавильные;
• рафинировочные, литейные, нагревательные печи;
• печи для термической обработки.

По источнику тепла:

пылевидном, жидком и газообразном углеродистом топливе;

печи, работающие за счет тепла экзотермических реакций, происходящих в обрабатываемом материале;

электрические печи.

По способу передачи тепла:

печи, в которых тепло выделяется прямо в массе нагреваемого материала;

печи, в которых тепловыделение происходит раздельно от обрабатываемого материала и передается к нему путем теплообмена;

печи с изолированным тепловыделением (муфельные).

По форме рабочего пространства:

с вертикальным рабочим пространством — шахтные печи;

с горизонтальным рабочим пространством — пламенные печи; круглые;

прямоугольные;

цилиндрические печи и т. п.

По способу работы,

периодически действующие печи;

непрерывно действующие печи.

По способу использования тепла отходящих газов:

рекуперативные и регенеративные печи;

печи с котлами-утилизаторами;

печи с подогревом шихты

Виды плавильных печей

Плавильные печи – оборудование, разработанное для переплавки, закалки, отпуска и отжига металлических предметов.

Такие устройства требуются предприятиям как крупного, так и мелкого размера, например литейным цехам для переработки цветных металлов.

Тогда в цехах могут перерабатывать в сутки от нескольких тонн и до нескольких килограммов сырья (в зависимости от вида обрабатываемого металла).

Самыми популярными плавильными печами в современной промышленности являются:

• Термические. Работают от теплоносителя – раскалённого воздуха или газа.
• Потоковые. Функционируют, благодаря электронно-лучевому излучению или плазме.
• Электрические. Вмещают в себя несколько разновидностей печей, работающих от электросети. Они бывают индукционными, муфельными, дуговыми и сопротивления.
• Муфельные печи выполняют поставленную задачу, благодаря мощным ТЭНам, накаляющим содержимое до сверхъестественной температуры. Печи сопротивления характеризуются воздействием тока на обрабатываемые материалы. Индукционные расплавляют металлы, путём воздействия вихриевых токов на перерабатываемое сырьё, а дуговые используют для работы электрическую дугу, вырабатываемую самим устройством.

По сути, электрические печи работают от единого источника питания, но при этом по-разному воздействуют на помещённое внутрь сырьё.

Каждый из этих видов печей имеет вакуумную систему, благодаря которой металлические конструкции расплавляются быстрей и качественней.

Рассмотрим особенности вакуумных печей и индукционных устройств, которые рационально применять при небольших суточных плавильных работах.

Печи для обжига сырья и полупродуктов

Многоподовая печь представляет вертикальный цилиндр диаметром 4—8 м и высотой 4—12 м, разделенный по высоте горизонтальными подами. Исходная шихта загружается на верхний под и последовательно перемещается с пода на под перегребающим устройством, состоящим из центрального вала и рукоятей с гребками. Топливо и воздух подаются в печь через окна, имеющиеся на каждом поду.

Барабанная вращающаяся печь имеет форму горизонтально расположенного цилиндра диаметром 2—5 м и длиной 20— 150 м. Шихта и топливо поступают в печь обычно с противоположных концов печи. Движение шихты происходит вследствие вращения и некоторого наклона самой печи.

Агломерационная машина состоит из непрерывно движущейся цепочки стальных решеток шириной 1—4 м и длиной 10—50 м. Шихта насыпается слоем на поверхность решеток и зажигается в голове машины, а воздух, необходимый для обжига, просасывается через слой материала на решетках.

Печь для обжига в кипящем слое представлена камерой, имеющей поперечный размер 2—8 м и высоту 3—15 м. Воздух, поступающий в печь через под с большим числом отверстий, поддерживает обрабатываемый материал в состоянии непрерывного движения, напоминающего кипение жидкости.

Индукционная печь

Плавка латуни и других сортов металла в индукционных печах выполняется, путём воздействия вихриевых токов, возникающих в проводнике. Чаще всего электроники это явление расценивают, как негативное, ведь токи могут достигать высоких величин, что приводит к ненужной потере энергии. Однако в результате разработки индукционной печи, это явление стало полезным.

В данном случае индуктор играет роль короткозамкнутого трансформатора, имеющего 2 обмотки. Первая вырабатывает тепло, а вторая является камерой, перерабатывающей сырьё.

В результате взаимодействия 2 обмоток лом подвергается плавке, но в такой печи можно переплавить исключительно металлические предметы, ведь под действием нагревателя диэлектрики, не проводящие электричество накаляться не будут.

Сегодня широко известны кухонные плиты, работающие по такому же принципу. Они воздействуют исключительно на кастрюли, изготовленные из любого сорта металла, но на ледяной кубик абсолютно не воздействуют.

Печи для плавки руд, концентратов и полупродуктов, а также для рафинирования металлов

Отражательная печь имеет форму горизонтальной камеры шириной 4—10 м, длиной 10—35 м и высотой 2—4 м.

Исходная шихта загружается в печь через отверстия в своде или через окна в боковых стенках, а жидкие продукты плавки накапливаются в ванне печи. Топливо подается с головной части, а продукты горения отводятся в конце печи.

Жидкие продукты плавки по мере их накопления выпускаются из печи через специальные отверстия, расположенные на уровне ванны.

Шахтная печь состоит из вертикальной шахты шириной 1 — 2 м, длиной 5—15 м и высотой 5—8 м, собранной из водоохлаждаемых коробок (кессонов). Кусковая шихта и топливо загружаются сверху, а воздух подается через фурменные отверстия, расположенные в нижней части печи. Продукты плавки непрерывно выпускаются в отстойники или передние горны.

Электрическая печь для плавки руд и полупродуктов имеет форму рабочего пространства, подобную отражательной печи с несколько меньшими размерами. Через свод проходят 3—6 угольных электродов диаметром 0,6—1,4 м, по которым в рабочее пространство печи подается электроэнергия. Загрузка шихты и выпуск продуктов плавки также аналогичны отражательной печи.

Конвертер представляет горизонтальный цилиндр диаметром 2-4 м и длиной 4—10 м, имеющий поворот вокруг горизонтальной оси. Жидкий штейн и флюсы загружаются в конвертер через горловину, а воздух подается через фурмы прямо в ванну.

Особенности печей индукционного типа

Сегодня индукционные печи разделяются на несколько видов:

• Канальные. Имеют такое название из-за наличия короткозамкнутого кольцевого канала с расплавленным металлом на 2 витке. Конструкция представляет собой трансформатор с высокой рабочей частотностью, работающий на основе промышленного тока переменного происхождения.
• Обычно такие конструкции приобретают, ведь они обладают высоким КПД, в них удобно беспрерывно подавать и изымать расплавленный металл из рабочей камеры, но прежде чем приступить к работе, специалистам требуется наполнить канал раскалённым металлом, что усложняет запуск индукционной плавильной печи.
• Тигельные. Основным элементом данной конструкции является тигель, внутрь которого помещают подвергаемое плавке сырьё. Он расположен непосредственно внутри самого индуктора. По достижению поставленной задачи, металл сливают и наполняют тигель новой партией лома. Такая конструкция удобна тем, что устройство способно работать в широком диапазоне кГц, вырабатывающимся высокочастотным генератором. Также, тигельные индукционные печи востребованы по причине малых теплопотерь, что способствует быстрому нагреванию термопечи и достижению желаемых результатов.

Каждый из этих видов печей хорошо справляется с расплавкой металлических конструкций чёрного и цветного типа. Выбирая данную конструкцию для собственного предприятия, следует определить наиболее подходящий тип тигля и режим плавки.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=slgYjH_HRjY

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.

Вакуумные печи

Практически все современные печи оснащены вакуумной системой, которая способствует качественной обработке сырья.

Основным элементом данной системы является вакуумный насос, нагнетающий вакуум и создающий давление внутри рабочей камеры.

Вспомогательным устройством, помещённым внутрь вакуумной печи для термообработки, является вентилятор, благодаря которому жар равномерно циркулирует по всей камере и способствует равномерному накалу всего содержимого вакуумной печи.

Следовательно, каждая промышленная индукционная печь (или любая другая вакуумная печь) по-своему будет полезна металлургическому предприятию или литейному цеху, поэтому выбирая себе такое устройство следует определить, какие материалы будут подвергаться обработке и, какое количество сырья нужно перерабатывать ежедневно. Однако многие предприятия устанавливают сразу несколько установок, работающих по разным принципам, чтобы в случае необходимости можно было выполнять объём работы больше или меньше запланированного.

Сборка индуктора

Нагревательным элементом тигельной плечи в домашних условиях обычно является индуктор. Он имеет цилиндрическую форму с полостью внутри. В эту полость и помещается самодельный тигель с металлической стружкой.

Индуктор изготавливается из огнеупорного материала, внутри него обмотка из проволоки, чаще всего используется медная проволока. При помощи специального генератора в эту обмотку подается ток, который и создает электромагнитное поле. Что, в свою очередь, создает вихревой ток в тигле и в помещённом в него металле.

Они и плавят стружку. Сам индуктор собирается из 4 электронных ламп с параллельным соединением. Такой индуктор можно подключить к обычной розетке.

Есть еще один вариант сборки индуктора своими руками из электромагнитного сердечника и двух слоев обмотки. Первый слой – 10 витков медной проволоки с толщиной 4 мм, а второй – один виток, материалом для которого служит металлическая пластина с сечением 15*5 миллиметров.

Электромагнитный сердечник имеет П-образную форму и представляет собой набор стальных пластин. Вокруг пластин делается первая обмотка, которая помещается в изолированный корпус, вторичная обмотка соединяет сердечник и металлические бруски, между которыми должно быть расстояние равное размерам тигля.

Вся эта конструкция помещается в корпус печи.

Итак, получается печь, в которой расположен индуктор. От индуктора идут провода к розетке. В эту печь помещается тигель таким образом, чтобы замкнуть собой бруски. Если он помещен правильно, то раздаться гудение, сообщающее о том, что появилось напряжение и плавление началось. Если звука нет, то при помощи ручки нужно подвинуть тигель до полного замыкания цепи.

  Укладка песчаника-пластушки на цоколь загородного дома

Принцип действия

Принцип работы индукционной печи для плавки металла

Принцип работы индукционной печи является замечательным примером, как нежелательное явление используется с повышенным КПД. Так называемые вихревые индукционные токи Фуко, которые обычно мешают в любом виде электротехники, здесь направлены только на положительный результат.

Для того чтобы структура металла начала нагреваться, а затем и плавиться, его необходимо поместить под эти самые токи Фуко, а образуются они в индукционной катушке, чем по большому счёту и является печь.

Проще говоря, все знают, что во время работы любой электрический прибор начинает нагреваться. Индукционная печь для плавки металла использует этот нежелательных в других случаях эффект на полную мощность.

Изготовление тигля из глины

Можно изготовить тигель из шамотной глины. Это недорогой вариант и к тому же обладающий высокой стойкостью к большим температурам. Такую глину используют при кладке печей и ее можно купить в любом строительном магазине. Шамотная глина способна выдержать температуру до 1600 градусов по Цельсию.

Итак, понадобится шамотная глина (продается в мешках в строительных магазинах), жидкое стекло (продается там же) и молотый шамот. Его можно купить или изготовить из шамотного кирпича.

Для того чтобы сделать смесь, из которой в будущем будет вылеплен тигель, берется 7 частей глины, 3 части шамота и на литр сухой смеси 10 ложек жидкого стекла. Смешивается шамот и глина до однородного состояния.

После этого потихоньку доливается вода. Чтобы не испортить заготовку можно часть смеси отсыпать, а в случае большого количества воды — добавить сухого порошка.

Месить нужно до момента, когда глина перестанет липнуть к рукам.

Только после того, как будет замешана глина нужной консистенции, можно добавлять стекло. При добавлении стекла нужно тщательно все вымешивать до состояния, когда глина перестанет трескаться.

Лучше всего в ком глины добавить стекло и раскатать в рулон, потом несколько раз сложить и повторять процедуру до тех пор, пока не перестанет трескаться. Материал для тигля готов.

До того момента когда он будет использован, хранить нужно в нескольких слоях целлофана.

Глина есть, теперь чтобы изготовить тигель нужно взять форму, самый простой способ – это использование гипсовой формы. Как сделать такую форму можно найти на любом сайте по лепке из гипса. Итак, непосредственно изготовление тигля.

Перед началом лепки нужно отбить весь воздух из глины, для этого на пол можно постелить газету и несколько раз с силой бросить ком на него, раз десять будет достаточно.

Теперь берется ком глины и тщательно вминается в дно формы, после этого небольшими комочками формируются стены изделия. Их толщину можно контролировать по краю формы. Очень важно тщательно приминать глину к форме, чтобы там не образовалось воздушных подушек.

После того как тигель вылеплен, нужно сделать ровной внутреннюю поверхность. Для этого достаточно смочить глину водой.

После этого наступает момент сушки. Форма с глиной помещается картонную коробку и накрывается крышкой. Часов через семь вся вода из глины испарится и форма будущего тигля немного «сядет», так что достать ее из формы не особо сложно.

После этого тигель продолжает сушиться в той же коробке, по мере сушки все дефекты сами собой устранятся и горшочек приобретет серый окрас. Иногда могут появиться небольшие трещинки. Их можно замазать мокрой глиной.

Далее горшки обжигаются при температуре 800 градусов в муфельной печи. После обжига тигель готов к использованию.