Статьи

Как сделать печь для плавки металла

Содержание

Как сделать печь для плавки металла?

Создание небольшого агрегата, позволяющего расплавить несколько килограмм алюминиевого лома — задача несложная. Для выкладки печи на садовом участке потребуются следующие материалы:

  • красные кирпичи — 20—25 шт.;
  • высокая консервная банка — 1 шт.;
  • гриль-решётка — 1 шт.;
  • сушильный фен — 1 шт.;
  • кусок трубы, по диаметру подходящий к выходному отверстию фена — 1 шт.;
  • моток изоленты;
  • отрезок стальной проволоки длиной 30—50 см;
  • уголь для розжига (количество зависит от того, сколько алюминия нужно расплавить).

Кирпичи будут являться одновременно и корпусом, и огнеупорным покрытием печи, консервная банка выполнит роль тигля. В верхней части банки делаются два отверстия напротив друг друга, и через них продевается проволока. За неё можно будет поднять и вытащить тигель с расплавом из печи. Воздух будет подаваться от включённого в режиме холодного воздуха фена. К выходному отверстию фена необходимо скотчем или изолентой примотать кусок трубы — это и будет воздухопровод.

Такая простая схема печи удобна тем, что инструментов для её создания фактически не требуется, все выполняется руками.

Важно! Не использовать для печи элементы с цинковым покрытием, т. к. при плавке алюминия будут выделяться токсичные пары цинка.

Устройство плавильной печи

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

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

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

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

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

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

Жестянки и прочий лом – на вторсырье! Как сделать печь для плавки алюминия своими руками

Алюминиевые сплавы обладают невысокой температурой плавления и хорошей обрабатываемостью деталей. А в хозяйстве всегда найдётся много алюминиевого лома.

Печь для плавки меди своими руками!

Поэтому алюминий часто плавят в домашних условиях для замены нестандартных или мелких частей механизмов: отливают болванку, а после обрабатывают её на токарном станке. Иногда из алюминия своими руками изготавливают сувениры и небольшие предметы интерьера.

План установки кирпичного колодца

  • Выкладывается один ряд кирпичей в виде прямоугольного колодца. Внутренние габариты отверстия должны составлять примерно длину и ширину одного кирпича. На одной из сторон два кирпича выкладываются так, чтобы образовать коридор для воздуховода. Ширина коридора равна диаметру трубки для подачи воздуха.
  • На выложенный ряд устанавливается решётка. Вместо решётки от гриля можно использовать любую металлическую крышку или пластину с отверстиями для подачи воздуха.
  • На решётку выкладывается второй ряд кирпичей, уже без зазора для воздуховода.

Законченный кирпичный колодец для плавильной печи. Края усилены металлическими полосами, видно отверстие воздуховода.

  • Создаётся воздуховод. К фену скотчем или изолентой приматывается кусок трубы. Для обеспечения прочности конструкции место соединения оборачивается плотной бумагой, а потом соединяется клейкой лентой. Изолента — более эластичный материал по сравнению со скотчем, поэтому работать с ней удобнее. Также скотчем на фене фиксируется кнопка подачи холодного воздуха. Готовый механизм подводится к нижнему ряду кирпичей.
  • В печной колодец на решётку насыпается и растапливается уголь для розжига. Включается фен, который активизирует процесс горения.

Совет. Интенсивность подачи воздуха можно регулировать, изменяя режим работы фена, а также расстояние между трубой и окном для воздуховода.

  • Консервная банка устанавливается на верхний ряд кирпичей за продетую в неё проволоку. Подобно котелку над костром, она висит над решёткой.
  • После растопки печи и установки тигля третьим рядом кладутся ещё два кирпича так, чтобы из прямоугольного отверстия получить квадратное. Это зафиксирует банку внутри корпуса и быстрее разогреет печное пространство.

После разогрева банки в неё можно загружать лом для переплава. Признаком прогрева банки служит её покраснение.

Важно! Плавить алюминий рекомендуется в подогретом тигле. При загрузке холодного лома в холодную банку больше вероятность того, что ёмкость прогорит, и алюминий вытечет из банки прямо на уголь.

Принцип устройства и работы такой печи очень прост и не вызывает трудностей. Однако всегда стоит помнить о технике безопасности:

  • работать в огнеупорных перчатках;
  • избегать попадания воды в расплав;
  • не использовать материалы, содержащие токсичные вещества.

Изготовление конструкции муфеля

В зависимости от материала и конфигурации корпуса начинаем делать отсек для нагрева металла. Можно сделать печь и без стального каркаса, но тогда потребуется уложить печь в слой теплоизоляции. Используем материалы, способные выдерживать высокие температуры. Но лучше сделать коробку из листового металла или из старой бочки или даже холодильника. Этапы работ:

  • Начинаем готовить блоки для обкладки огнеупорной камеры. Для небольшой камеры понадобится 7 шамотных больших кирпичей. С их помощью можно соорудить прямоугольную или цилиндрическую камеры нагрева и закаливания металла. Если требуется соорудить круглый отсек, понадобится болгаркой вырезать трапециевидные заготовки и предварительно укладывать их в конструкцию, намечая каждую деталь.
  • Подрезав грани, устанавливаем детали на ровную поверхность и несильно стягиваем их проволокой. Проверяем плотность прилегания граней блоков и отсутствие больших зазоров. Если нужно подрезаем блоки и снова собираем всю конструкцию на проволоке.
  • Обеспечив плотность прилегания деталей, выкладываем их в ровный ряд и длиной линейкой размечаем пазы для укладки нагревательных элементов печи – спиралей из нихромовой проволоки. В зависимости от диаметра самодельной или покупной спирали размечаем ряды так, чтобы они не соприкасались между собой. Если это произойдет – это грозит коротким замыканием и сработкой автомата и это в лучшем случае. Минимальный зазор – 20-30 мм.
  • Канавки выбираем дрелью с шарошкой или сверлом или болгаркой. Борозды лучше сделать под небольшим уклоном вниз, чтобы спирали не могли выпасть. Работа кропотливая и требует внимательности, не торопимся.
  • После проверки точности пропилов и исправления, неточных мест стыковки пазов переходим к сборке муфельной конструкции. Закрепляем блоки с помощью термостойкого клея или раствора. Самодельную смесь готовим из равных частей шамотной глины и просеянного кварцевого песка.

Для изготовления муфеля, небольшого по габаритам, можно использовать простую глину. Для этого выполняем несколько дополнительных операций:

  • Из картона или тонкого пластика делаем опалубку для заливки жидкого раствора глины, либо можно использовать обрезанную бочку. Учитываем толщину стенок и размеры корпуса печи.
  • Замачиваем раствор на 2-3 дня, чтобы он растворился и разбух. Такая смесь становится пластичной.
  • После этого заливаем в опалубку раствор. Толщина стенок – 50-70 мм. Обязательно уплотняем и протыкаем его тонким стержнем для удаления пузырей воздуха и монолитности конструкции.
  • Оставляем деталь до полного засыхания глины. Делаем пазы для укладки спиралей или отверстия для установки газовых горелок и вывода проводов.
  • Готовый глиняный муфель обязательно закаляем в печи и только после этого устанавливаем в корпус.

Такая монолитная обожженная конструкция будет прочной и не уступит по характеристикам муфелю из шамотного кирпича.

Устройство и схема

Устройство муфельной печи для плавки металла состоит из:

Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

Муфельная печь для расплава или закалки металлических изделий – прибор, позволяющий домашнему мастеру выполнить определенную работу. Простой агрегат, способный работать на разных видах топлива, для самостоятельного изготовления достаточно обладать навыками выполнения слесарных и электросварочных работ.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Муфельная печь для плавки металла своими руками – для такого прибора лучший вид топлива электричество. С его помощью можно разогреть металл до температуры плавления. Разберем подробно этапы проведения работ по самостоятельному изготовлению нагревательного агрегата.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

  • Понадобится запас проволоки из нихрома или другого сплава и простой пруток, подходящего сечения. Зажимаем конец прутка и проволоки в тисках и начинаем плотно наматывать спираль.
  • Витки можно укладывать вплотную, но без перехлестов. После намотки спираль немного растягиваем по длине, чтобы между витками был определенный зазор.
  • Готовые спиральки укладываем в подготовленные пазы в корпусе муфеля и фиксируем скобками из нихрома. Устанавливая скобки, следим, чтобы они не перемкнули виточки между собой. Для крепления еще используют раствор для кладки кирпича из глины и песка. Этот материал не проводит электрический ток.
  • Рассчитанные по мощности спирали обеспечат высокую температуру в печи. Для увеличения производительности и экономии электроэнергии советуем сделать несколько нагревательных контуров, которые можно включать отдельно. Так мы сможем поддерживать необходимую температуру в начале обжига металла и постепенно доводить ее до максимальной.
  • В местах выхода из корпуса закрываем проволоку керамическими предохранителями, а сразу после выхода подключаем медный электрический кабель большого сечения. Заводим кабель в электрический щиток и подключаем его к отдельному автомату. Печь должна быть надежно защищена от токов короткого замыкания, для защиты обязательно заземляем ее и подключаем к отдельному УЗО.

Для нагрева деталей можно использовать газовые горелки.

Необходимые инструменты

  • инструмент электрика;
  • инструмент каменщика, шпатель;
  • сварочный аппарат и средства защиты сварщика;
  • сварочные электроды для сваривания конструкционной стали;
  • болгарка с защитными очками;
  • зачистной и отрезные диски;
  • электродрель с набором сверел.

к содержанию

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.

Не рекомендуем работать в такой одежде, как на

Материалы и элементы для работы

Муфельная печь для плавки алюминия своими руками или закаливания стальных деталей – для производства подготавливаем полный набор материалов. Нам потребуется:

  • шамотный кирпич;
  • теплоизоляция;
  • листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции;
  • огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор;
  • электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.

к содержанию

Как сделать печь для плавки металла. Самостоятельное плавление меди

Литейные печи по виду используемой энергии делятся на две основные группы:

Простой горн для плавки цветного металла.

топливные печи, работающие на горючем углеродистом топливе (чаще жидком или газообразном, реже твердом);

READ  Из какого кирпича сделать фундамент

электрические печи (сопротивления, дуговые, индукционные и др.).

По конструкции печи делятся на тигельные, отражательные, шахтные, специальных конструкций; стационарные, поворотные или наклоняющиеся.

Топливные печи. Тигельные печи стационарного типа( рис.35 ) используют при небольшом масштабе производства для плавки медных сплавов и других легкоплавких сплавов. Тигель для легкоплавких сплавов, не взаимодействующих с металлом, может быть чугунным или стальным без внутренней футеровки. Если металл взаимодействует с железом, то необходима внутренняя футеровка тигля огнеупорным материалом. Для плавки медных сплавов используют шамотно-графитовые ( графитовые) тигли. При плавке алюминиевых и магниевых сплавов верхняя часть тигля изолируется от топочных газов огнеупорной кладкой и выходит из топочной части наружу. Емкость тиглей по металлу 100- 250 кг. После окончания плавки тигель извлекают из горна и н аправляют на разливку.

Поворотная пламенная печь для плавки медных сплавов емкостью по сплаву 300-1000 кг представляет собой стальной барабан, футерованный огнеупорным кирпичом. Внутреннее пространство печи разделено перегородкой на форкамеру и рабочую часть. Для плавки медных сплавов используется также поворотная печь емкостью 15 т. Стационарные печи отражательного типа для производства медных сплавов имеют емкость 11-36 т. Такого же типа печи используются для производства алюминиевых и магниевых сплавов.

Электрические печи. Тигельные электрические печи сопротивления с выемным тиглем используют для плавки алюминиевых и магниевых сплавов при небольших масштабах производства. Тигель чугунный емкостью 25-250 кг (реже 350-500 кг). Нагреватели расположены в углублениях кладки по боковым сторонам. Печи такого типа могут быть и поворотными.

Для плавки алюминиевых сплавов используют печи сопротивления типа САН (сопротивления, алюминиевая, наклоняющаяся) и САК (сопротивления, алюминиевая, камерная стационарного типа) емкостью 0,3-20 т. Нагреватели в печах типа САК (рис.36 ) сделаны из нихрома и расположены под сводом печи. Чушки металла загружают на наклонный под форкамеры печи, где и происходит их плавление.

Индукционные электропечи канального типа работают на частоте промышленного тока (50 Гц). Печи могут быть одно- и трехфазными с числом индукторов от одного до шести. Индукторы могут быть расположены внизу (вертикально или под углом) или сбоку (в горизонтальной плоскости). Мощность печей 400- 2000 кВт. Индукторы имеют железный сердечник и представляют собой трансформатор, первичная обмотка которого сделана из меди и состоит из большого числа витков. Вторичная обмотка представляет собой кольцевой канал, заполненный расплавленным металлом, в котором происходит преобразование электрической энергии в тепловую. Канал связан с основной ванной. Циркуляция металла по каналу обеспечивает передачу тепла металлу, находящемуся в ванне.

Печи с расположением индукторов снизу используют для плавки в основном медных, алюминиевых и никелевых сплавов. Печи этого типа делают наклоняющимися или поворотными вокруг горизонтальной оси для слива металла.

Печи с горизонтальным расположением индукторов используют, например, для переплавки катодного цинка. Эти печи стационарного типа.

Примером печей канального типа является печь ИЛК-6 (индукционная, латунная, канальная), используемая для получения отливок из медных сплавов. Емкость печи по меди 5-6 т, мощность 1600 кВт. Печь имеет четыре индуктора, расположенных под углом с двух сторон внизу.

Тигельные индукционные печи не имеют замкнутого магнитопровода. Они работают обычно на токах высокой частоты (до 440 кГц). Емкость печей этого типа от нескольких десятков килограммов до нескольких десятков тонн. Тигли могут быть графитовые, из жаропрочного чугуна (для алюминиевых сплавов), железные (для магниевых сплавов) и из других материалов. Индуктор сделан из водоохлаждаемых медных трубок, расположенных по наружной поверхности тигля в виде непрерывной спирали. В металле, находящемся в тигле, создаются токи Фуко, в результате чего электрическая энергия преобразуется в тепловую. Печи этого типа могут работать как при атмосферном давлении, так и в вакууме.

Дуговые печи используют для плавки относительно тугоплавких металлов и сплавов (медных, никелевых и др.) и тугоплавких (титана, молибдена, циркония и др.). Для плавки меди, бронзы и других металлов и сплавов часто применяют печи барабанного вида с независимой дугой типа ДМ (дуговая, медная) емкостью по меди 100-1000 кг. В крупных литейных цехах обычны круглые трехэлектродные поворотные печи с зависимой дугой большой мощности типа ДСП.

Медь и медные сплавы можно приготовить во всех печах, обеспечивающих получение температур 1000-1300°С. Однако предпочтительнее использовать агрегаты, в которых перегрев до этих температур осуществляется в более короткое время. В этом отношении применяемые в современной практике печи для плавки меди и медных сплавов можно расположить в следующей последовательности: электрические индукционные (высокочастотные, низкочастотные и на промышленной частоте) печи, электродуговые с косвенной дугой (ДМ), тигельные и отражательные (пламенные) печи, отапливаемые мазутом или газом. Выбор печи обусловлен типом сплава, потребностью в металле, требованиями, предъявляемыми к отливкам, территориальными условиями производства, экономическими соображениями и др. В меднолитейных цехах поэтому можно встретить и допотопные горны, отапливаемые коксом, и современные электрические печи. Наилучшее качество металла получается при плавке в индукционных печах, но при правильном ведении плавки хороших результатов можно добиться, используя любой из перечисленных печной агрегат.

Плавка меди, бронз и латуней в различных печах в основном похожа, но имеются специфические особенности в зависимости от конструкции печей, времени плавки, возможности применения флюсов, разнообразия шихты и др. Общим является требование, чтобы время плавки металла было минимальным, металл был чистым от окислов, газов и вредных примесей, безвозвратные потери металла были небольшими; технология была проста и надежна, а затраты на материалы и обслуживание были минимальными.

Чистая медь применяется в технике в основном в виде проката (проволока, листы, прутки и др.). Фасонные литые изделия из меди трудно получить из-за низких литейных свойств ее. Слитки под прокатку получают отливкой в водоохлаждаемые изложницы или непрерывным методом.

Плавку меди, если необходимо сразу большое количество металла, производят в пламенных отражательных печах емкостью до 50 т и выше. При небольшом производстве медь можно плавить в электрических, а также в тигельных печах. Особо чистую бескислородную медь плавят в вакуумных индукционных печах или в печах с контролируемой атмосферой, исключающей контакт с кислородом.

Плавка меди заключается либо в простом расплавлении и перегреве ее до нужных температур с последующим раскислением, либо одновременно в процессе плавки производят рафинирование (очистку) ее от примесей, если применяемая шихта содержит значительное количество примесей (5-10%).

Рафинировочная плавка проводится в отражательных пламенных печах, где можно легко изменять атмосферу. Процесс окислительно-рафинировочной плавки состоит последовательно из окисления примесей, удаления образовавшихся окислов примесей и восстановления растворенной закиси меди.

Окисление происходит с начала плавки и в течение всего периода расплавления шихты, для этого в печи поддерживают сильно окислительную атмосферу. Окисляются цинк, железо и Другие примеси. Естественно, одновременно окисляется также и медь. Для более полного удаления вредных примесей ванну расплавленной меди продувают сжатым воздухом или кислородом. Окисление примесей происходит в последовательности, соответствующей упругости диссоциации их окислов, как в результате прямой реакции между кислородом и примесью, так и благодаря взаимодействию закиси меди Cu 2 O с примесями, обладающими большим, чем у меди, химическим сродством к кислороду:

По закону действующих масс наибольшая часть примесей окисляется через посредство Cu 2 O, кроме того, Cu 2 O хорошо растворяется в меди и обеспечивает удобные условия окисления примесей по всему объему металла. Последовательность окисления примесей, присутствующих в меди, следующая: цинк, железо, сера, олово, свинец, мышьяк, сурьма и т. д. Если имеются примеси алюминия, магния, кремния, то они окисляются в первую очередь, как обладающие более высоким сродством к кислороду.

Образующиеся окислы, имеющие основной характер, всплывают и ошлаковываются кремнеземом шлака:

Вместе с примесями в шлак переходит также и Cu 2 O в количествах, определяемых химическим равновесием между металлом и шлаком:

Реакция эта нежелательна: она увеличивает потери меди. Поэтому шлак подбирают таким образом, чтобы в его состав входили окислы, у которых основность выше, чем у закиси меди, и они вытесняли бы Cu 2 O из шлака в металл по реакции

Такими окислами могут быть CaO, MnO, FeO и др. На практике для этой цели находит применение основной мартеновский шлак состава: 24-40% СаО, 10-15% FeO, 10-15% Аl 2 О 3. 8-12% MnО и 25-30% SiO 2. Шлак наводят на поверхность меди при плавке в количестве 1,5-2% от массы шихты. Для разжижения шлака в него дополнительно добавляют плавиковый шпат CaF 2. криолит Na 3 AlF 6. кальцинированную соду Na 2 CO 3 и др.

Ошлакование примесей ускоряют перемешиванием металла со шлаком. Перемешивание металла облегчает также удаление из меди свинца, так как он вследствие большей плотности оседает на дне. Сера удаляется в окислительный период в виде газообразного продукта SO 2 по реакции:

Во время удаления серы наблюдается «кипение» металла.

Полноту окисления расплава определяют путем взятия проб на излом. Плотный, неноздреватый грубокристаллический излом коричневого цвета свидетельствует об окончании окислительного периода плавки. С поверхности жидкого металла снимают шлак и приступают к восстановлению закиси меди, которой содержится в растворе после снятия шлака до 10%. Такая медь в твердом состоянии хрупкая и без раскисления непригодна для отливки слитков. Атмосферу печи делают восстановительной, т. е.

горение факела происходит с избытком топлива и недостатком воздуха (коптящее пламя). Восстановление меди из закиси усиливается операцией, которую принято называть «дразнением» металла. Дразнение производится погружением в расплав сырых осиновых или березовых бревен. При сгорании дерева выделяются водяные пары и продукты перегонки древесины (водород и углеводороды), вследствие чего металл бурно кипит, хорошо перемешивается и более активно взаимодействует с восстановительной атмосферой печи.

Поверхность ванны на этот период покрывают древесным углем для усиления восстановительной атмосферы. Закись меди, растворенная в металле, соприкасаясь с такой атмосферой, восстанавливается: Cu 2 O CO = 2Cu CO 2.

Поскольку медь в этот момент содержит большое количество кислорода, погружение сырых бревен относительно неопасно в отношении возможности насыщения металла водородом, так как его растворимость в меди при значительном количестве кислорода очень мала.

Проба на излом хорошо раскисленной меди имеет плотный, мелкозернистый излом светло-розового цвета. Металл считается готовым к разливке, когда закиси меди доводится примерно до 0,4%, дальнейшее уменьшение содержания Cu 2 O не считается желательным, так как с этого момента возрастает опасность насыщения меди водородом, который при последующей кристаллизации разлитой меди способен взаимодействовать с кислородом с образованием пузырьков паров воды, снижающих плотность и свойства меди.

Плавка меди из чистой шихты состоит из расплавления, перегрева, раскисления и разливки. Для этой цели в заготовительных цехах применяют электрические индукционные печи. Плавку ведут обычно под защитным покровом прокаленного древесного угля, который предохраняет металл от окисления. После расплавления шихты в ванну вводят раскислитель. фосфористую медь в количестве 0,1-0,3% от массы шихты. Затем расплав тщательно перемешивают, контролируют по излому, выдерживают в течение 3-5 мин, а затем по достижении температуры 1150-1200°С разливают.

Для удаления кислорода применяется также литий, который является хорошим раскислителем меди. Иногда применяют комплексный раскислитель из лития и фосфора (когда надо получить особо чистый металл), а также магний.

Однако почти все раскислители, оставаясь в меди, снижают ее важнейшее свойство. электропроводность, поэтому стремятся, чтобы их количество в меди было минимальным, а наиболее качественную бескислородную медь плавят в печах со специальной защитной атмосферой в виде генераторного газа или же в вакууме, при котором не требуется раскисления.

Бескислородная медь содержит не менее 99,97% Cu. она пластичнее меди обычного состава, более коррозионноустойчива и имеет высокую электропроводность.

Несмотря на плохие литейные свойства меди, в частности низкую жидкотекучесть, из нее можно получить довольно сложные пустотелые отливки литьем в песчаные или металлические формы. Медь в этом случае должна быть очень хорошо раскислена и очищена от водорода (продувкой азотом). Для улучшения ее литейных свойств вводят до 1,0% Sn Zn Pb. Чем при меньших количествах этих элементов возможно получение фасонной отливки, тем выше ее свойства (электропроводность и теплопроводность). Из такой меди отливают фурмы доменных печей, задвижки, кольца и другие детали.

READ  Чем оттереть краску с линолеума после покраски

В настоящее время в промышленности очень широко используется печное оборудование. В таких важных отраслях, как черная и цветная металлургия, машиностроение, производство строительных материалов, легкая и даже пищевая промышленность, эксплуатируется большое число различных печей и нагревательных установок. Развитие и совершенствование печного оборудования происходило по мере возникновения и развития всех важных отраслей промышленности.

По технологическому назначению металлургические печи делят на плавильные и нагревательные.

Плавильные печи предназначены для получения металлов из руд и переплавки металла с целью предания ему необходимых свойств. В этих печах металлы изменяют свое агрегатное состояние.

Нагревательные печи применяют для нагрева материала материалов с целью обжига и сушки, а также для придания металлу пластических свойств перед обработкой давлением, для термической обработки, чтобы изменить внутреннее строение и структуру металла. В нагревательных печах металлы и материалы не изменяют своего агрегатного состояния.

По схеме работы печи делятся на печи-теплообменники, усвоение тепла обрабатываемым материалом в зоне технологического процесса зависит от теплопередачи из зоны теплогенерации; и печи-теплогенераторы, тепло как возникает, так и усваивается непосредственно в зоне технологического процесса.

В цветной металлургии все более широко используются печи-теплогенераторы, в которых осуществляется теплогенерация за счет выгорания серы, содержащейся в размельченных шихтовых материалах, выдуваемых в рабочее пространство печи. Протекающие при этом процессы называются автогенными.

.2 Принцип работы печей для плавки на штейн

В печи для плавки шихты в жидкой ванне. Техноло­гический процесс осуществляется за счет тепловой энергии, выде­ляемой непосредственно в среде бар вотируемого газообразным окислителем шлак-штейнового расплава. В качестве окислителя в печи в зависимости от состава сырья используются воздух, дутье, обогащенное кислородом, или технически чистый кисло­род. Дутье подается в расплав через специальные фурмы, располо­женные по обе стороны ванны в боковых стенках печи. Образую­щиеся в результате протекания технологического процесса газы всплывают на поверхность ванны, способствуя ее интенсивному перемешиванию, и удаляются через вертикальный газоход, уста­новленный в центре печи. Перерабатываемая шихта без предвари­тельной подготовки (тонкий помол, глубокая сушка и т. п.) по­дается в печь сверху через загрузочное устройство. Попав на по­верхность ванны, шихта перемещается вглубь расплава, энергично перемешивается с ним и расплавляется под действием высоких температур. Жидкие продукты плавки в подфурменной зоне делятся на штейн и шлак, которые по мере накопления выво­дятся из агрегата через отстойники сифонного типа, расположен­ные с торцевых сторон печи.

фурмы; 2. устройство для загрузки шихты; 3. вертикальный газоход; 4. свод; 5. устройство для выпуска штейна; 6. устройство для выпуска шлака

Рисунок 2 – Схема печи для плавки в жидкой ванне

.1 Общие сведения

Автогенными принято называть технологические процессы, идущие за счет химической энергии сырьевых материалов. Тради­ционным является, например, использование этой энергии на на­грев воздушного дутья и расплавление холодных присадок при конвертировании штейнов, а также при протекании процессов обжига сульфидов в кипящем слое. Многолетние работы по рас­ширению области применения химической энергии сульфидов в производстве меди привели в начале пятидесятых годов к созда­нию принципиально новых промышленных агрегатов для плавки на штейн. Эти агрегаты имеют ряд существенных преимуществ перед топливными и электрическими печами аналогичного назна­чения, которые заключаются в значительном (примерно в два раза) сокращении энергозатрат на переработку шихты и полной ликви­дации выбросов сернистого газа в атмосферу. Вместе с тем опыт работы печей для автогенной плавки показал, что принцип их работы, а также конструктивные и режимные параметры во/многом зависят от состава перерабатываемого сырья. Чрезвычайное разнообразие применяемых в металлургии меди шихтовых мате­риалов, состав которых может изменяться даже в условиях одного

По принципу работы различают три основных типа агрегатов для автогенной плавки на штейн:

1) печи для плавки концентратов во взвешенном состоянии в потоке предварительно нагретого воздуха или дутья, обогащен­ного кислородом, именуемые печами взвешенной плавки (ПВП);

2) печи для плавки концентратов во взвешенном состоянии в потоке технически чистого кислорода, которые иногда называют печами кислородно-взвешенной плавки (КВП);

3) печи для плавки шихтовых материалов в среде барботируемого газообразным окислителем шлакового расплава, более из­вестные под названием печей для плавки в жидкой ванне (ПЖВ).

Печи для взвешенной плавки имеют различное конструктивное оформление, зависящее от характера применяемого окислителя и состава сырья. Использование предварительно нагретого воз­душного дутья позволяет варьировать в широком диапазоне соотношение между интенсивностями протекающих в печи тепло-генерационных и теплообменных процессов и тем самым создает возможность перерабатывать в ней шихтовые материалы различ­ного состава. В этом случае в печи образуется большое количество технологических газов, движущихся в рабочем пространстве агре­гата g высокими скоростями. Поэтому с целью снижения пыле-выноса в печах взвешенной плавки на воздушном и обогащенном кислородом дутье обычно применяют вертикальное расположение технологического факела, заключая его в специальную реакцион­ную камеру, С той же целью отвод газов из печи осуществляется через вертикальный газоход шахтного типа.

При использовании кислородного дутья возможности агрегата с точки зрения изменения его теплотехнических параметров в ходе плавки значительно ниже, чем при воздушном дутье. Однако сравнительно небольшое количество технологических газов, образующихся в процессе окисления сульфидов, дает возможность применить более компактную конструкцию агрегата о горизонтальным расположением технологического факела.

.3 Тепловой и температурный режимы работы печей для плавки на штейн

По энергетическому признаку агрегаты для автогенной плавки на штейн относятся к печам смешанного типа, потому что в их газо­образной окислитель и составляющие шихты, участвующие в экзо­термических реакциях, греются конкретно в процессе теплогенерации, тогда как другие продукты плавки получают тепло за счет термообмена. Термическая работа печей такового типа почти во всем находится в зависимости от нрава рассредотачивания тепла меж продук­тами плавки, т. е. от соотношения интенсивности протекающих в их процессов теплогенерации и термообмена. Как теплогенераторы они относятся к печам с массообменньм режимом работы, в каких интенсификация массообменных процессов получается из-за наибольшего роста обскурантистской поверхности суль­фидов.

При анализе работы этих агрегатов в качестве печей-теплооб­менников нужно учесть, что в той части рабочего про­странства печи, где происходит насыщенное окисление сульфидов кислородом дутья, преобладают процессы переноса тепла конвек­цией и излучением. В ванне, где происходит окончание процессов формирования расплава и его разделение на штейн и шлак, пере­дача тепла осуществляется в главном теплопроводимостью через шлак и конвекцией за счет осаждения штейна.

Закономерность тепло- и массопереноса в печах для автоген­ной плавки отличаются последним многообразием и сложностью. К огорчению, из-за относительной новизны процесса пока отсут­ствуют надежные экспериментальные данные о термический работе рассматриваемых печей, что в значимой степени затрудняет теоретические расчеты в этой области. В реальной практике оценка режимных характеристик агрегата осуществляется, обычно, на базе анализа вещественного и термического балансов протекающего в нем технологического процесса.

Печи для автогенной плавки являются агрегатами непрерыв­ного деяния с относительно постоянными во времени параме­трами термического и температурного режимов работы. При состав­лении термического баланса протекающего в печи технологического процесса могут быть применены понятия термических эквивален­тов сырьевых материалов и товаров плавки. В данном случае урав­нение термического баланса плавки приобретает вид

где А. производительность агрегата по проплавляемой шихте, т/ч;

Обусловьте нужный размер вашей печи. Для литья маленьких предметов весом наименее 1-2 килограмм, таких как ручная печать и т.п., довольно будет 30-сантиметровой (12 дюймов) плавильной камеры с тиглем вместимостью 1 литр.

Подберите материалы, которые выдержат температуры, создаваемые в вашей печи. В нашем примере в качестве горючего мы используем древесный уголь, так как он доступен и недорог. Температура его горения (теплотворность) в потоке воздуха составляет около 1250 градусов Цельсия. В то же время температура горения каменного угля в воздушном потоке превосходит 1650 градусов Цельсия, так что древесный уголь более подходящ в качестве горючего для плавильной печи, собранной из просто доступных конструкционных материалов. ведь в пламени каменного угля, обдуваемого воздухом, расплавится даже сталь. Мы используем для производства плавильной камеры листовую покрытую цинком сталь 14-го калибра.

Сделайте из вашего материала два цилиндра. На рисунке изображены цилиндры высотой около 30 см (12 дюймов), свернутые из листового материала, хотя алюминий полностью можно расплавить и в банках из-под краски либо железных ведрах для мусора. Но такие ненадежные емкости придут в негодность после нескольких плавок, потому лучше, приложив маленькие усилия, сделать более надежную емкость, которая выдержит запланированное вами число плавок.

  • Внутренний цилиндр должен быть довольно огромным, чтоб вместить ваш плавильный тигель, оставив при всем этом место для горючего вокруг тигля; также он должен быть довольно глубочайшим, чтоб вы смогли накрыть этот цилиндр совместно с тиглем крышкой, как будет описано ниже. Для тигля поперечником 20 см (8 дюймов) пригодится камера поперечником 36 см (14 дюймов), а если глубина тигля также составляет 20 см (8 дюймов), то высота камеры должна быть более 30 см (12 дюймов).
  • Наружняя стена камеры (больший цилиндр) создана для обеспечения дополнительной безопасности в случае расплавления внутренней стены, также для наилучшей термоизоляции внутренней камеры. Наружняя камера должна быть больше в поперечнике на 10 см (4 дюйма), и по последней мере на 5-10 см (несколько дюймов) выше, чем внутренняя. Согласно приведенной выше схеме, поперечник наружного цилиндра составляет 41 см (16 дюймов), а его высота. 41-46 см (16-18 дюймов).

Прикрепите наружный цилиндр к железному дну. Это можно сделать методом сварки, либо прикрутив саморезами. Если размер дна существенно превосходит поперечник цилиндра, это сделает конструкцию более устойчивой и неопасной.

Поставьте дно наружного цилиндра на огнеупорные кирпичи, добившись как можно большей стойкости. Эти теплостойкие кирпичи будут поддерживать вашу печь во время плавки и термоизолируют ее раскаленное дно.

Воткните внутренний цилиндр во наружный, проследив, чтоб он поместился ровно в центре. Место меж стенами цилиндров можно заполнить огнеупорным известковым веществом либо сухим песком, что даст конструкции бо льшую устойчивость; можно и просто зафиксировать цилиндры относительно друг дружку металлическими клиньями.

Просверлите либо вырежьте во наружном и внутреннем цилиндрах отверстие поперечником около 6 см (2 1/4 дюйма) поблизости дна под наклоном вовнутрь и ввысь, так чтоб воздух свободно поступал к тиглю, обеспечивая пылающее горючее кислородом.

Отрежьте железную трубку поперечником 6 см и длиной полуметра либо более (подойдет тонкостенная железная трубка для проводов). она послужит для подвода воздуха к плавильной камере; приварите ее к отверстию во наружном цилиндре либо прикрепите саморезами.

Отрежьте круг листового металла, довольно большой, чтоб он вполне закрывал камеру сверху. Вырежьте в этом круге отверстие размером 15X15 см (6X6 дюйма), которое будет служить для свободной циркуляции воздуха и для прибавления металла в тигель; вырезанный кусок послужит в качестве крышки. Для удобства вы сможете прикрепить крышку цепью к наружной стене печи, также приделать к крышке ручку.

Изготовьте тигель (плавильный котел). Можно использовать подходящий по размерам железный баллон от старенького термоса, либо котел из нержавеющей стали. Для того, чтоб можно было выливать расплавленный металл из тигля, прикрепите к нему железную ручку, которая выступала бы сверху из плавильной камеры.

Подсоедините воздуходувку к железной трубке, интегрированной ранее поблизости дна корпуса. Можно использовать старенькый фен либо маломощную машинку для сдувания листьев, прикрепив их к трубке скотчем. Если же у вас нет ни фена, ни машинки, подойдет хоть какое приспособление, которое обеспечит нужный воздушный поток через трубку. При всем этом помните, что очень сильный поток воздуха может привести к насыщенному и резвому сгоранию угля, а недостающий воздушный поток подавит горение и не обеспечит для вас нужную температуру.

  • Тигель
  • Щипцы для тигля
  • Муфельная печь
  • Древесный уголь
  • Бытовой пылесос
  • Крюк из металлической проволоки
  • Форма
READ  Виды уплотнителей для входных дверей

Если у вас появилась необходимость расплавить металл для каких-то целей, вы столкнетесь с рядом заморочек, которые можно решить и все равно выполнить данную функцию своими руками. К примеру, расплавить не так трудно, как многие другие материалы. И при желании это полностью реально сделать самому.

Найдите метод достигнуть температуры больше, чем 1083 градуса по Цельсию. Данная нужна для того, чтоб медь начала. Не веруйте историям о том, как люди смогли расплавить медь на костре в консервной банке либо кусок медной проволоки на ложке, используя только зажигалку. Даже если их реальны, вывод можно сделать один. это была не медь.

Пользоваться можно доменной печью, если имеется там, где вы живете либо если у вас есть возможность пользоваться ей. До того как снимать в аренду печь, удостоверьтесь, что она может греться до подходящей для вас температуры и в ней есть возможность регулировки жара, потому что нельзя, чтоб медь начинала вскипать. Необходимо уметь балансировать меж температурными перепадами.

Попытайтесь сконструировать печь для выплавки дома. Сделать дома печь для плавления можно из подручных материалов. Схемы, по которым такие печи, есть на каждом спец форуме. Часто встречающаяся конструкция создается из использованного огнетушителя. Если вы избрали этот вариант, тогда отпилите головку огнетушителя и приделайте закрывающуюся крышку. Обработайте внутреннюю часть глиной и установите плавильный. приобрести который можно в специализированных.

Помните, что форма, в которую будет произведен залив расплавленной меди, обязана иметь огромную температуру плавления, чем сама медь.

Изделия из меди могут быть очень красивы, и появляется соблазн сделать что-то медное своими руками. Для этого металл нужно расплавить. В литейном деле по большей части используются три главные разновидности этого металла: красноватая незапятнанная медь и ее сплавы: бронза и латунь.

  • Тигель
  • Щипцы для тигля
  • Муфельная печь
  • Древесный уголь
  • Бытовой пылесос
  • Крюк из металлической проволоки
  • Форма

При достижении подходящей температуры и расплавлении металла откройте дверцу, захватите тигель щипцами. Окисную пленку сдвиньте в сторону при помощи крюка из проволоки. Вылейте расплав в приготовленную заблаговременно форму. Если муфельная печь достаточной мощности, с ее помощью можно плавить любые сплавы и медь.

сделать, печь, плавка, металл

Если нет муфельной печи, можно расплавить медь автогеном, направив пламя от днища тигля ввысь. При всем этом плавление будет происходить при неплохом доступе. Для предохранения металла от насыщенного рекомендуется присыпать его поверхность слоем толченого древесного угля.

Если нет ни автогена, ни паяльной лампы, можно пользоваться обычным горном. В данном случае установите тигель на слой древесного угля. Для увеличения температуры горения угля примените принудительное вдувание в зону горения воздуха. Для этого подойдет бытовой пылесос, работающий на выдувание. Шланг пылесоса непременно обязан иметь железный наконечник. Отверстие наконечника можно заузить для получения более узкой струи воздуха.

Муфельная печь должна позволять получать последующие температуры: для плавления меди – 1083оС, для плавления бронзы – 930-1140оС, для плавления латуни. 880-950оС.

Красноватая медь является вязкоплавкой. Она малопригодна для узкой отливки. Для этих целей больше подходит латунь. Чем светлее латунь, тем паче легкоплавкой она является.

Горн представляет собой открытую печь с вытяжкой, в какой сжигают древесный уголь. Для роста температуры в горн вдувают дополнительный воздух при помощи мехов либо компрессора.

Для плавления меди используются глиняные и керам. тигли.

Заместо горна можно использовать автоген либо паяльную лампу.

Чтоб расплавить медь. как вобщем, и хоть какой другой металл лучше воспользоваться особым оборудованием и работать под управлением мастера. Но если происшествия вас принудили заняться плавкой металла дома, то сделайте специальную плавильную печь.

С обоих концов трубы сделайте по два отверстия (замковых), чтоб прикрепить нихромовую нить. Нихромовая нить является нагревательным элементом, прикрепить ее нужно вкупе с кусочком. который будет защищать витки проволоки при намотке.

Используя формулу L=RxS вычислите длину нити, где сопротивление нагревательного элемента нагревания –R, S. сечение проволоки (нихромовой); удельное сопротивление нихрома –р и равно 1,2; разыскиваемая длина – L.

Проволоку совместно со шнуром намотайте в виде спирали и обмажьте водянистым стеклом. Потом проводник удалите, спираль обмотайте асбестом.

Сделайте датчик температуры. Возьмите хромелевую и алюмелевую проволоку, скрутите их вместе. К одному концу скрутки присоедините провод идущий от трансформатора (латра). Регулятор трансформатора поставьте на нулевое деление.

Слева размещен датчик температур. 1). трансформатор (латр), 2).на зажиме 1-ый контакт, 3). от латра 2-ой контакт, 4,5). хромелевая и алюмелевая проволока, 6). чашечка из вещества, который ток, 7). (смесь) из буры и графита, 8). скрутка 2-ух проводков (спаиваемых).

На несколько секунд подайте ток. На месте контакта должен показаться шарик расплава. Рабочую часть термопары вмонтируйте в крышку печи и подсоедините к милливольту, который рассчитан на 500 милливольт.

Шкалу поновой отградуируйте, ориентиром может служить точка различных металлов. Эту операцию проводите уже в готовой печи. Верхнюю крышку печи и дно сделайте из глины (шамотной). Печь можно дополнить смотровым окошком из специального стекла.

1) теплоизоляция асбестовая 2). из глины, 3). спираль нихромовая, 4). крышка (верхняя), 5). выход нихромовой нити (проволоки),6). термопары, 7). милливольтметр, 8) под.Если шихту будет загружать конкретно в саму печь, а не в тигли, то внутреннюю часть печи обмажьте графитовой пастой. Пасту замешайте на водянистом.При работе с таковой печью соблюдайте технику безопасности.

До того как металл воплотится в конкретное изделие, он должен пройти долгий путь. А все начинается с неказистого кусочка горной породы, найденного геологами. Металлосодержащие состоят из рудного вещества и пустой породы. После процесса обогащения руда отчаливает на переплавку.

Чугун получают из 4 видов стальных руд –. бурого, шпатового и магнитного железняка, которые друг от друга процентным м. Чугун выплавляют в большущих доменных печах с добавлением марганца. Сначала в нее загрузите кокс, после этого слоями – агломерат и кокс. Агломерат представляет собой специально приготовленную руду, спеченную с флюсом. Плавка чугуна вдуванием в горн нагретого воздуха и кислорода, создающих нужную для этого температуру. А именно, подавайте в кольцевую трубу, опоясывающую нижнюю часть печи, и оттуда по трубкам через особые отверстия в горне – фурмы – в горн.

В горне происходит сгорание кокса с образованием CO2, который потом подымается через слои раскаленного кокса и, взаимодействуя с ним, образует CO– углерода. Он и восстанавливает значительную часть руды, вновь превращаясь в CO2. Помните, что восстановление руды происходит в главном вверху шахты.

Для того чтоб избавится от ненадобных примесей, используйте флюс, с которым они преобразуются в шлак. В процессе восстановления руды становится жестким. Опускаясь в распар – более жаркую часть печи – железо смешивается с углеродом, в итоге чего выходит чугун.

Металлический бак

Сделать печь для алюминия можно из железного бака. К примеру, корпуса стиральной машины с вертикальной загрузкой. Внутренняя часть конструкции выкладывается огнеупорным кирпичом. Снизу устанавливается труба для подачи воздуха. Таким макаром, выходит переносное оборудование.

Из бутылки

Один из необыкновенных методов, каким расплавляют алюминий. Вокруг бутылки наматывается проволока нихром. За ранее поверхность бутылки смазывается маслом. Сверху наносится смесь водянистого стекла и глины. Просушивание ведется в течение недели. Потом наматывается еще слой проволоки и наносится глина. После 7 дней, бутылка вынимается и остается только теплостойкая оболочка. К концам проволоки подключается напряжение для накаливания нихрома, а в очаг загружается сырье.

Плавка свинца

Электронная печь для плавки свинца состоит из последующих частей:

  • Круглый кожух, изготовленный из нержавейки, снутри которого проложен теплоизолятор. Он прикреплен кронштейнами к стенке.
  • Снизу подводится промышленный ТЕН.
  • Сверху размещен клапан поворотного типа.
  • Датчик, который находится на расстоянии 3 см от дна.
  • С боковой стороны размещен температурный регулятор.

Устанавливая регулятор на определенную температуру, прогреваем устройство. Находящийся снутри свинец плавится. В конце плавки, под низ подводится форма и раскрывается клапан. Расплавленный свинец заполняет внутреннее место формы.

Муфельная печь

Муфельные печи нередко употребляются для термической обработки деталей. Такое оборудование характеризуется огромным температурным спектром, от 20 до 1000 градусов.

Муфельная печь для закалки металла работает на различных видах энергии. Но в домашних критериях лучше использовать агрегат, работающий на электроэнергии. Закаливание ведется в муфеле печи.

Муфельная печь своими руками делается за несколько шагов:

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

Плавка меди

В домашних критериях для плавки меди можно использовать материал пенобетон. Вырезается из такового материала 2 цилиндра, поперечником 100 мм. Высота 1-го 100 мм, а второго 15. Накладывая один на другой, сверлится в центре отверстие поперечником 15 мм. В большем цилиндре, в центре, делается отверстие в виде воронки на глубину 85 мм. Посреди цилиндра, с внешней стороны, прорезается канавка и ведется стяжка проволокой. Она нужна для того, чтоб деталь не развалилась от температуры.

На газовую плиту, ставится переходник. Сверху размещается больший цилиндр так, чтоб конусная воронка была ориентирована ввысь. Сверху накрывается небольшим цилиндром с отверстием. Зажигая горелку, опускают кусок медного стержня в малеханькое отверстие до упора в стену воронки. Через минутку стержень расплавится.

Электрические печи для плавки металла

Базу таковой печи составляет асбест, который можно заменить кафелем. Электроды, установленные в плавильной печи своими руками обязаны иметь напряжение 25 В.

Делаются они в последующем порядке:

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

В качестве теплоизолятора, снутри печи выкладывается слюда. При подключении к сети необходимо использовать понижающий трансформатор. После производства, печь врубается и работает некое время в холостом режиме.

Самодельная печь для плавки и закалки металла в домашних условиях

В отличие от промышленного оборудования, самодельная печь для плавки металла — малогабаритное приспособление. На таком портативном оборудовании можно вести выплавку, закалку либо плавку цветных металлов.

Плавка металла и чугуна

Печь для плавки металла представляет собой корпус, сделанный из шамотного кирпича. Связывающим элементом является глина. Топка создана для горения угля. Снизу предусматривается отверстие, через которое ведется наддув в пекло. Понизу располагается металлическая решетка, которая именуется колосником. На ней выкладывается кокс либо уголь. Его можно снять со старенькой печи. Время от времени огнеупорный кирпич, при формировании корпуса, укладывается на ребро. Готовая конструкция скрепляется снаружи железным поясом.

Печь для переплавки металлов обязана иметь тигель. Это может быть эмалированный либо металлический казанок. Месторасположение тигля — рядом с пылающим коксом. С целью улучшения поддува рядом устанавливают вентилятор. Оборудование применяется для выплавки стали, но можно использовать как печь для выплавки чугуна.