Индукционное отопления своими руками

Отличия самодельного и заводского агрегата

Чтобы понять разницу, нужно взять за точку отсчета цель использования оборудования. Агрегаты домашней сборки обычно нужны для периодического применения (перерывы могут быть существенными), поэтому на первый план в них выходит минимальная себестоимость, возможность выполнения простейших манипуляций, нетребовательность в обслуживании.

В том случае, если результаты плавки используются для получения заработка, целесообразнее приобрести заводскую индукционную модель – такое оборудование способствует аккуратной работе, помогает точно соблюдать замеры, сводит к нулю вероятность попадания нежелательных примесей.Такое же оборудование сложно выполнить своими руками – сборка индуктора, выбор тигля, обустройство экрана требует профильных навыков. Создать конденсаторную батарею и генератор сможет не каждый.

Тигельная печь своими руками

Нельзя упускать из внимания эргономические показатели печей. В кустарных заготовках им уделяется минимум ресурсов, как правило, такие вариации неудобны в использовании, зачастую опасны ввиду применения подручных материалов. В заводских линейках для обеспечения комфортной работы применяются проверенные технологии, в частности, это касается конфигурации и поворотного механизма тигля

Важно, что в них созданы условия для предотвращения травматизма

Футеровка индукционных печей

Футеровка индукционных печей – что это такое и для чего она проводится? Все очень просто: футеровка необходима для защиты кожуха печи от пагубного воздействия высоких температур. Более того, она позволяет существенно сократить тепловые потери, а значит, повысить эффективность всего процесса.

В качестве материала футеровки обычно используют кварцит (модификация кремнезема). Для того чтобы футеровка успешно выполнила все свои функции, необходимо обеспечить три зоны различного состояния материала: буферную, монолитную и промежуточную. Лишь такое трехслойное покрытие сможет в полной мере осуществить защитную функцию.

Что пагубно влияет на футеровку:

• неправильная укладка;

низкое качество защитных материалов;

тяжелые условия эксплуатации

Индукционные тигельные печи без сердечника

Работа
индукционной тигельной печи основана
на поглощении электромагнитной энергии
проводящей садки. Садка размещена
внутри цилиндрической катушки, называемой
индуктором.

Реальные
индукционные тигельные печи имеют
механизм загрузки – выгрузки и систему
водяного охлаждения индуктора.

Тигель печи на
время плавки закрывают футерованной
крышкой. Иногда печь снабжают внешними
магнитопроводами, снижающими активные
потери в металлическом кожухе из-за
рассеяния. С электрической точки зрения,
индукционная тигельная печь представляет
собой короткозамкнутый воздушный
трансформатор, вторичной обмоткой
которого является проводящая садка.
Такое выполнение печи имеет некоторые
технологические преимущества:

1. Непосредственное
   выделение тепловой энергии проводящей
   садки повышает КПД установки, позволяет
   получать высокие температуры, необходимые
   для выплавки тугоплавких металлов.

2. Металл в тигле
   интенсивно перемешивается благодаря
   электродинамическому взаимодействию
   электромагнитного поля индуктора и
   вихревых токов в жидком металле. Это
   позволяет получить металл высокого
   качества.

3. Имеется возможность
   полностью изолировать тигель от
   окружающей среды и проводить плавку
   под вакуумом или специальной, необходимой
   по технологии атмосфере (инертные
   газы).

Эти преимущества
в большей степени реализуются при
выплавке чугунов. Однако построение
печи в виде воздушного трансформатор
имеет недостатки:

1. Эти трансформаторы
   более эффективны на высоких и повышенных
   частотах. Это вынуждает во многих
   случаях питать тигельные печи от
   источников питания, работающих в
   диапазоне от 500 до 10000 Гц.

2. Значительное
   рассеяние воздушного трансформатора
   обуславливает весьма низкое значениеcos
   (0,05 – 0,2),.
   Такое низкое значение cos
   заставляет
   как на частоте 50 Гц, так и на повышенных
   частотах использовать емкостную
   компенсацию реактивной мощности в
   цепи индуктора. Тигельную печь вместе
   с параллельной компенсирующей емкостью
   часто представляют в виде параллельно
   соединенных активного, индуктивного
   и емкостного сопротивлений.

x_L,
R – сопротивления
системы индуктор-садка.

x_C
– емкостное
сопротивление компенсирующей батареи.

Величины
x_L,
R в
значительной степени зависят от режима
работы печи. На них оказывают влияние
осадка, спекание, оплавление шихты,
температура в тигле, размеры кусков
шихты, равномерность ее измельчения и
др.

t₁:
нагрев
твердой шихты до точки Кюри – это такая
точка, при которой теряются магнитные
свойства ферромагнетика.

t₂:
дальнейший
нагрев шихты, потерявшей магнитные
свойства до полурасплавления.

Значительное
изменение сопротивлений системы
индуктор-садка во время плавки приводит
к значительным колебаниям активной и
реактивной мощности, потребляемой
печью. Это вынуждает использовать
автоматическое регулирование режима
работы печи.

Тигельная печь своими руками пошаговая инструкция

Если предстоит периодически плавить до 3 кг лома, будет достаточно производительности агрегата, сложенного из печного кирпича.

Материалы и технология

Необходимо подготовить:

• 20-25 красных кирпичей;
• решетку-гриль;
• изоленту;
• фен и отрезок трубы, подходящий под диаметр его сопла;
• консервную банку с высокими толстыми стенками;
• стальную проволоку;
• уголь (понадобится для розжига).

Кирпичи закладываются в основу корпуса, они служат огнеупорной защитой агрегата. Тигель в этом случае – консервная банка, с противоположных сторон верхней ее части выполняют 2 отверстия и пропускают через них стальную проволоку. Эта импровизированная ручка поможет вытащить из печи емкость со сплавом.

Для подачи воздуха домашние мастера используют фен, включенный в «холодном» режиме, к нему приматывают с помощью изоленты отрезок трубы, конструкция превращается в импровизированный воздуховод.

Схема такой тигельной печи для плавки алюминия предельно проста, ее можно выполнить и без специфических навыков. При изготовлении нельзя использовать расходные материалы, имеющие цинковое покрытие: в процессе использования могут выделяться токсичные пары.

Сборка кирпичного колодца

Первый ряд выкладывается в виде прямоугольного контура, внутреннее отверстие должно иметь такие параметры, чтобы в него поместился целый кирпич. Следующий ряд выполняется аналогично, но на одной стороне два кирпича должны образовать коридор, в который будет поступать кислород, с габаритами, соответствующими описанному выше воздуховоду.

Кирпичи в основе корпуса служат огнеупорной защитой печи

Сверху устанавливается решетка-гриль, если ее нет, можно воспользоваться металлической пластиной или крышкой с отверстиями.Решетку фиксирует третий ряд кирпичей, здесь уже не нужно оставлять проем для воздуховода.

Заготовку из фена и трубы подводят к соответствующему кирпичному ряду, включают воздуховод только после того, как насыпанный на решетку уголь будет растоплен. Интенсивность горения можно менять, переключая рычажок режимов фена. Тигель подвешивают на крайнюю кладку за проволоку, при необходимости ее можно дополнительно зафиксировать с помощью 2 кирпичей. Когда банка разогреется и слегка покраснеет, в нее можно загрузить алюминиевый лом.

Опытные мастера рекомендуют плавить металл именно в подогретом тигле, потому что сочетание холодной банки и холодного лома может привести к прогоранию емкости, в этом случае ставший жидким алюминий вытечет в огонь.

Подобная печь проста в устройстве, работа с ней не вызовет затруднений. После того, как металл расплавится, тигель аккуратно вынимают, держа за проволоку. Чтобы избежать при этом ожогов, рекомендуется использовать огнеупорные перчатки. Нужно заблаговременно убедиться в том, что все используемые компоненты не имеют в составе токсичных веществ. В процессе эксплуатации также нужно следить, чтобы в емкость не попадали брызги воды.

Устройство тигельной печи

Индукционная плавильная печь состоит из каркаса, индуктора, камеры нагрева, механизма наклона, вакуумной системы. Агрегат не имеет сердечника, в нем цилиндрический плавильный тигель размещается непосредственно в полости индуктора. Смесь исходных материалов плавится в тигле под воздействием электромагнитной энергии. Все компоненты заключаются в кожух – этот каркас обеспечивает жесткость конструкции, предотвращает рассеивание мощности.

Внешний вид индукционной плавильной печи

Более простыми являются схемы тигельных печей, функционирующих на базе твердого топлива, к примеру, на древесном угле – их легче выполнить своими руками из подручных материалов. Корпус из металлического цилиндра укрепляется огнеупорным слоем из бетона или шамотной глины с песком. В эту шахту впоследствии помещают топливо. Сверху устанавливают тигель, например, чайник, консервную банку с толстыми стенками, любую крепкую емкость из нержавейки.

В нижнем секторе шахты присутствует отверстие, предназначенное для подачи воздуха, здесь же расположено решетчатое основание. Эти элементы позволяют поддерживать процесс горения, менять температуру. Лишний воздух выводится через заслонку. Для нагнетания обычно используют трубу пылесоса или фен.

Тигельные печи, предназначенные для единовременного плавления более 10 кг алюминия, оснащают крышкой, чтобы металл равномерно прогревался. Все элементы примитивных моделей выполняют из чугуна или стали – эти материалы не деформируются при нагревании в кустарных условиях.