Направете муфилна пещ

Съдържанието на статията

• Части на тялото
• Нагревателни елементи
• Пещ и облицовка
• Топлоизолация на пещта
• Автоматизация със задачи температура и време

Имайки муфелна пещ в домашна работилница, вече е възможно сериозно да овладеете топлинната обработка на металите, което е задължително при производството на ножове, части от механизми и технология на инструментите. Предлагаме опростен и евтин дизайн за автоматична втвърдяваща пещ.

Части на тялото

Електрическата пещ за закаляване може лесно да се изгради на базата на контейнер с тънки стени с обем от 15 литра или повече. За най-компактните опции е подходяща обикновена поцинкована кофа, а за по-големи можете да използвате резервоар за перални машини, технически контейнери или например да навиете лист от покривно желязо в цилиндър и да сгънете дъното с единична гънка. Корпусът не трябва да е огнеупорен, достатъчно е да издържа на температури от 80-100 ° С.

Тялото трябва да бъде монтирано така, че хлабината от повърхността да е около 100 мм, за което трябва да прикрепите най-простите крака. Като тези, резбовите пръти, огънати от скоба, краищата на които се вкарват в дупките в тялото и се затягат с гайки от двете страни. Височината на краката трябва незабавно да се регулира и гайките трябва да бъдат сигурно фиксирани.

В задната част на кутията трябва да се направи отвор за електрическо свързване. Най-добре е да изрежете прозорец с размери 50х70 мм и след това на това място да инсталирате панел от фибростъкло с размери около 100х120 мм. Свързването на нагревателните елементи се осъществява на щифтове, като е възможно да се изведат две или повече двойки за организиране на няколко етапа или работа от трифазна мрежа.

Нагревателни елементи

Първият етап в производството на самата втвърдителна пещ ще бъде изчисляването и търсенето на нагревателни елементи с последващото им сглобяване в един горивен контур. Това може да стане по два начина: чрез избор на готови нагревателни бобини или като ги направите сами..

Изборът на спирали не е много труден, просто трябва да се уверите, че те са направени от правилния материал и имат достатъчно напречно сечение. Не се препоръчва използването на телени нагревателни елементи с дебелина на проводника по-малка от 0,4 мм за втвърдяващи пещи. Оптималният вариант на спираловидния материал е фехрал X27Yu5T или Kh23Yu5-N-VI. Най-важното правило при работа с такива сплави е да не се нагрява до окончателното формиране и сглобяване на горивната верига..

Изчисляването на нагревателните елементи трябва да се извърши индивидуално, като се вземат предвид размерите на пещта и съответната топлинна мощност. Като пример можете да вземете пещ с размери на отоплителната камера 150x100x300 mm. За загряване на такова пространство до температура 1100 ° C, ще е необходима обща мощност на нагревателните елементи от около 4 kW, но загряването ще бъде най-икономично, когато общата мощност на намотките е 5,5–6 kW. Когато е свързан към 220 V мрежа, токът ще бъде 28 A, а общото съпротивление на нагревателя е 7,86 Ohm.

Използвайки тези данни, можем лесно да намерим необходимата дължина на проводника с известна електрическа проводимост. Средното съпротивление на един фехрал е 1,25 Ohmmm²/ м. Ако използвате тел с диаметър 0,9 мм, напречното му сечение ще бъде 0,64 мм², което означава, че съпротивлението на един метър ще бъде равно на 0,8 ома. По този начин е необходимо да се създаде нагревателен елемент с обща дължина на проводника 9,83 м. За да завъртите спиралата, трябва да използвате дорник, предварително изчислил дължината на един оборот. Ако бобината има външен диаметър 8 мм, дължината на намотката ще се окаже малко повече от 25 мм, тоест целият нагревателен елемент ще се състои от 393 оборота.

В напречното сечение периметърът на камерата е 500 mm, с нормална плътност на опаковане в камина с дълбочина 300 mm, спиралата се поставя в 5 реда с отстъп от предния ръб 40 mm. По този начин общата дължина на спиралата е 2,5 метра, намотката трябва да бъде равномерно опъната до тази дължина. Ако изчислите приблизително, след разтягане разстоянието между завоите на спиралата ще се окаже малко повече от 5 мм, което ще осигури достатъчна плътност на нагряване. Ако стъпката се окаже по-висока от 8 мм, диаметърът на проводника трябва да бъде намален, с стъпка на завой по-малък от 3 мм – за да се увеличи.

Пещ и облицовка

Самата концепция за муфелна пещ предполага наличието на муфел – вътрешна термоустойчива капсула, която затваря спиралата на отоплителния кръг, предпазвайки я от фини отломки и мащаби. Муфелът като правило е сменяем в пещите, което позволява ремонт и подмяна на нагревателни елементи.

Основната трудност е едновременно да се изработи муфелът и тялото за отопление. Това изисква два вида термоустойчива керамика: единият за направа на корпус с канали, а другият за тънкостенна муфела. За керамична основа е по-добре да използвате смес от огнеупорна глина със съдържание на алуминиев оксид най-малко 30%. Глината трябва да се разрежда с излишна вода и да се остави да набъбне за един ден, след това отстранете отстояната вода отгоре и оставете само набъбналата утайка.

Керамичното тяло на нагревателя е масивно, поради което не може да бъде направено от чисто свързващо вещество, необходим е пълнител. Като последно, стъклени влакна, сух кварцов пясък или натрошен шамот са добре подходящи. Общото съдържание на глина в разтвора не трябва да бъде по-малко от 50 обемни%, в резултат на което сместа придобива консистенция на вискозна пластмасова паста. Ако съставът се окаже по-течен, излишната влага се отстранява чрез добавяне на малки порции лепенка непосредствено преди употреба..

Шамотен прах

Тялото на нагревателя е направено върху обемна шаблона от велпапе, чиито размери трябва да са с 15-20 мм по-големи от планираните размери на камината от всяка страна. Първо, върху шаблона трябва да се навие шнур или силиконов маркуч с подходящ диаметър, образувайки необходимия брой канали за спиралата. След това шаблонът с шнур трябва да бъде залепен с глина от всички страни, като се избягва образуването на празнини и се постига дебелина на стената най-малко 40 мм. Добавянето на алабастър помага на парчето да запази формата си преди изпичането. Внимателно извадете картонената вложка от изсушеното керамично тяло и издърпайте шнура от каналите.

За облицовката на пещта се използва керамика, изработена от по-качествен каолин. Обогатената глина от марката KFN-2 е най-подходяща; като пълнител е по-добре да се използва натрошена шамота с висока чистота със съдържание на около 20-25 обемни% сухи компоненти. Сместа се запечатва както е описано по-горе и се използва за оформяне на вътрешната облицовка..

За да се отдели лесно муфелът, спиралите се поставят предварително в керамичното тяло. След това вътрешната повърхност се залепва с парченца газетна хартия според принципа на папие-маше. Трябва да получите поне 8-10 слоя, докато вътрешната повърхност трябва да съдържа възможно най-малко грапавост. След като хартията изсъхне, отвътре се нанася огнеупорна облицовъчна смес. По-добре е да направите това на няколко преминавания, което позволява да се изпари излишната влага, в резултат на това стената на муфела трябва да достигне дебелина 15-20 mm. В това състояние целият монтаж се изсушава в продължение на няколко дни до пълната загуба на пластичност и появата на звънещ звук при натискане.

След изсушаване се извършва първично изпичане – напрежението се прилага към спиралите и горещият продукт се задържа в продължение на 4–6 часа. По време на процеса на изпичане фехралът преминава прага на кристализация и, ставайки по-крехък, приема формата на канали. Глината в керамичната вложка и муфела е изпечена и стъклена, придобива устойчивост на циклични температурни промени. Е, остатъците от хартия и лепило просто изгарят, като същевременно образуват минимална технологична празнина за лесно отстраняване и инсталиране на муфела.

С този метод на производство можете да използвате някои трикове. Например, за да се оформи керамично тяло върху конусен шаблон, за да се улесни премахването на муфелата. Също така няма да е излишно да удължите предната част на монтажа, където няма нагреватели, или да поставите малка спирала в долната част на камерата. Самите муфели за една пещ можете да направите няколко копия наведнъж.

Топлоизолация на пещта

В резултат на описаните действия се получава почти завършена пещ на втвърдителната пещ, тя трябва само да бъде поставена в кутията, сигурно закрепена и сведена до минимум загубата на топлина. За това е удобен предварително направен контейнер с крака.

Вътрешният обем на контейнера трябва да бъде запълнен с минерална вата с плътност 45-50 кг / м³. Памучната вата трябва да се навива в спирала, като първо я поставите под външните стени и постепенно се придвижвате към центъра. Плътността на опаковане трябва да бъде възможно най-висока, но самият памук не трябва да се повреди. В резултат на това пълната камина трябва да бъде поставена в централната част. Ако плътността на памучната вата е достатъчна, нагревателната част няма да смаже изолацията с теглото си. Всички спирални проводници трябва да бъдат внимателно опаковани с фибростъкло, да се поставят между тях дистанционери, направени от остатъци от минерална вата, и след това да бъдат изведени през задната стена, свързани с гърба на шиповете и панела, инсталиран на място.

За да фиксирате надеждно камината и да монтирате вратата, памучната вата трябва да бъде смачкана и потънала на 6–8 см по-дълбоко от страните. Повърхността на изолацията трябва да се поръси с алабастърно мляко няколко пъти, така че памучната вата да се втвърди и да спре интензивно да абсорбира влагата. След това предната част на пещта се пълни със смес от алабастър, пясък и минерални влакна. Докато съставът не е замразен, в него са вградени врати за пещ или ипотеки за фиксирането му.

Автоматизация със задачи температура и време

Има три вида автоматизация на втвърдяващите пещи. Разходите за организиране на управлението на фурната се покачват заедно с комфорта на използване. Най-простият вариант е по-опростен термостат с термодвойка като сензор за температура. Това устройство просто ще поддържа зададената температура с хистерезис от около 30-50 ° C. Времето на задържане се управлява ръчно, както и момента на достигане на температурата.

По-модерна автоматизация се разработва специално за електрически фурни. Термоконтролерите от типа Autonics TCN4 имат пропорционална функция за регулиране на мощността, осигурявайки регулируема хистерезис до 1 ° C. Също така, устройството е оборудвано с допълнителни функции, като аларма за достигане на предварително зададена температура. Ако желаете, аларменият канал може да се използва за активиране на релето за забавяне във времето последователно с термостата.

Най-напредналите в това отношение са устройствата за автоматизация на пещи от типа „Profile-M“. Те се различават не само по вградените силови релета, но и по възможността за по-гъвкава конфигурация. В такива контролери е предварително зададен таймер и също така е възможно да се настрои термична обработка със сложен температурен профил, последователно да се определят продължителността на интервалите от време, в които трябва да се поддържа определена температура.