Миниатюрная электрическая плавильная печь — тигель своими руками

Что даёт простое решение формы палисада (сегментации) тигля?

Простейшая конструкция тигля с холодной стенкой выполнена кольцеобразной формой, выстроенной одиночными медными столбами (сегментами), закреплёнными на нижней плите (своего рода палисад).

Охлаждаемые водой сегменты из меди электрически не контактируют один с другим. Потоком индуцированных токов в области палисада создаются единичные магнитные поля, формирующие общее переменное магнитное поле.

Этим общим переменным магнитным полем, воздействующим на материал, генерируется тепло в рабочем материале по закону омических потерь. Образующийся твёрдый металлический слой («скорлупа») на границе раздела расплава и стенки тигля, действует как слой изоляции.

На картинке ниже показан схематический чертёж тигля с холодной стенкой внутри индукционной катушки – инструмент работы над тугоплавкими металлами.

shema-ustroistva-tigelya-600x361.jpg
Схематичное изображение конструкции: 1 – вход охлаждающей жидкости; 2 – выход охлаждающей жидкости; 3 – основание палисада; 4 – катушка индуктивности; 5 – сегменты палисада; 6, 7 – расплавляемый металл

Достаточно высокая приложенная мощность (интенсивные магнитные поля) – электромагнитные силы Лоренца по кругу палисада, приводят к образованию так называемой подушки расплава.

То есть расплав металла физически не контактирует напрямую с палисадом тигля. Здесь демонстрируется явное преимущество в отношении характеристик плавления для достижения высокой чистоты материала и снижения тепловых потерь.

Тигельная плавильная печь МКПА-02

Тигельная печь для плавки алюминия максимальной вместимостью 200кг и мощностью горелки 200 кВт. Печь предназначена для переплавки лома и отходов алюминия с целью получения вторичных алюминиевых сплавов.

image001.jpg

Конструкция индукционного тигля с холодными стенками

Химические реакции с керамикой или графитом образуют примеси в расплаве. Эти примеси способствуют характерной деградации металлов при последующем использовании. Например, плавка титана (сплавов) внутри тигля на основе оксидной керамики сопровождается поглощением кислорода из материала. Это приводит к дефекту охрупчивания металла.

Совсем иное дело — медный тигель индукционного нагрева с водяным охлаждением (картинка ниже). На границе контакта металлического расплава и стенки тигля тепло резко отбирается от расплава, за счёт чего образуется твёрдый металлический слой — барьер между стенкой тигля и металлическим расплавом.

Промежуточный слой исключает непосредственный контакт рабочего металла с материалом тигля, предотвращает ход химической реакции. Соответственно, исключается диффузия примесных элементов. Таким образом, тугоплавкие металлы успешно обрабатываются установкой подобного типа без нарушения чистоты расплава.

indukzionnii-tigel-s-palisadom-600x337.jpg
Примерно такой выглядит конструкция палисада тигля (сегментированная), благодаря которой удаётся осуществлять работу с тугоплавкими металлами без потерь чистоты сплава

Плавление металлов внутри тиглей с холодными стенками представляет собой особый вид нагрева электропроводящих материалов переменными электрическими полями.

Согласно теории Ампера, электрический ток, следующий по виткам индукционной катушки, создаёт магнитное поле, действующее на электрический проводник.

В данном случае проводник, — это холодная стенка медного тигля, помещаемого во внутренней области катушки индуктивности, через которую пропускается переменный ток.

Печь из металлического бака

Dlya-plavki-alyuminiya.jpgСовсем необязательно печь должна быть утоплена в землю. Несложно изготовить своими руками и переносную печь. Для этого подойдёт любой цилиндрический бак из термостойкого металла, например, бак от старой стиральной машины с вертикальной загрузкой. Изнутри диаметр бака уменьшается за счёт кирпичей и глины. Тем самым, толщина нашей печи составит 10-15 сантиметров. Не забываем монтировать внизу корпуса трубу для надува. Воздух можно подавать в неё любым удобным образом. Тигель с сырьём алюминия вешается внутрь топки. Как можно заметить, принципиальных отличий от предыдущего варианта нет. Его так же просто изготовить своими руками, различия лишь в необходимых инструментах и деталях.

Читайте также:  Схема кладки печи трехоборотки

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий