Газови отоплителни пещи. Муфелни пещи за термична обработка на тръби В муфелна пещ при температура 820 градуса

Много често керамиците, които имат домашна муфелна пещ, се чудят как да измерват температурата в същата пещ. Има няколко доказани метода за това.

1. Определяне на температурата по цвета на парчето

Това е най-рентабилният начин. Но в същото време е доста сложно, защото... Температурата трябва да се определя от цвета на горещата керамика в пещта. С известно умение това може да се направи доста точно. Приблизителното съответствие между цвета и температурата на фурната е показано на фигурата по-долу.

Пирометричният конус е керамична пирамида, която под въздействието на определена температура започва да се омекотява и пада. Всеки конус има собствен номер и е проектиран за собствен температурен диапазон (вижте снимката по-горе).

Пирамидите са монтирани върху опори, изработени от материал, по-огнеупорен от самите пирометри, например шамот, на дълбочина 3-4 mm.

Обикновено се поставят няколко конуса с различен номер - един в средата за работна температура, другите за по-ниска и по-висока температура. По време на стрелба работещият пироскоп трябва да се наведе и да достигне основите. В този случай конусът с числото отдолу ляга почти изцяло, а този с числото отгоре леко се накланя. Състоянието на конусите обикновено се наблюдава по време на изпичане през прозорец за наблюдение и веднага щом работният конус докосне повърхността, пещта се изключва.

Това е традиционният начин за измерване на температурата във фурната. Вярно е, че с негова помощ се измерва не само и не толкова температурата в определена точка на пещта, а количеството топлина, което пироскопът е успял да поеме. Например, можете бързо да загреете пещта до 1050 ° C, докато конус № 105 може да не падне, но ако доведете температурата до 1030 ° C и задържите дълго време, конусът ще започне да се топи и пада. Това свойство на пирометричните конуси е много близко до свойствата на изпечената керамика, поради което "конусното изпичане" е много разпространено в наше време, т.к. позволява ви да постигнете подобни резултати в пещи с различни характеристики и различни програми за изпичане.

3. Температурни пръстени

Температурните пръстени са ново поколение пироскопи. Точно като конусите, пръстените ви позволяват да разберете количеството абсорбирана топлина и получените индикатори ще бъдат по-точни. При нагряване температурните пръстени се свиват по размер и като измерим диаметъра им след изпичане с микрометър, получаваме определена стойност, която след това може да се преобразува в температура.

Вярно е, че този метод не е подходящ, ако искаме да наблюдаваме температурата в пещта директно по време на изпичане, т.к пръстените се свиват с много малко количество, което не може да се види с просто око.

Пирометърът е устройство, което измерва дистанционно температурата в пещ. Когато пирометърът е насочен към обект, неговата температура се показва на екрана.

Високотемпературният пирометър е доста скъпо нещо, така че обикновено се използва в големи индустрии.

Може би най-често срещаният начин за измерване на температурата в муфелна пещ е с термодвойка. Термодвойка е основно две парчета тел, изработени от специални сплави, заварени заедно.

По някакъв неразбираем начин електричеството се генерира на върха на термодвойката и колкото по-висока е температурата, толкова повече миливолта получаваме на изхода. Тези миливолта могат да бъдат измерени с подходящо устройство и преобразувани в температура.

Най-разпространен е хромел-алумел, или К-тип според международната класификация. Тази термодвойка ви позволява да измервате температури до 1300°C. Освен това, колкото по-дебел е проводникът, толкова по-дълго ще издържи термодвойката при високи температури.
В момента има различни инструменти, които могат да измерват температура с помощта на TCA термодвойка. Ето един от най-простите.

Друга налична опция е мултицет M838 (DT-838) - той има функцията за измерване на температура с помощта на TCA и често е включена термодвойка. Вярно е, че е много тънък и няма да издържи дълго при високи температури.

Вторият често срещан тип термодвойка, която се инсталира в съвременните муфелни пещи, е термодвойка ТЕЦ - платина-родий-платина или S-тип. Тази термодвойка е много по-скъпа от хромел-алумел, но може да служи дълго време при високи температури до 1600 ° C. По правило се доставя в защитена кутия.

Термодвойката TPP, както и TXA, могат да бъдат свързани например към електронен термометър-контролер.

Това устройство ви позволява да измервате текущата температура и може също така да управлявате фурната според зададена от потребителя програма.

Термодвойката TXA може да бъде свързана директно към контролера, ако проводниците са достатъчно дълги. Ако не, тогава трябва да използвате проводник за температурна компенсация. По правило тази тел се състои от същата двойка метали - хромел-алумел, само с по-малък диаметър. За да свържете платинена термодвойка, можете да използвате обикновен меден проводник.

Ако просто свържете термодвойка към контролера и подадете захранване към него, той ще покаже текущата температура в пещта. Ако добавим някакъв контролен елемент към тази система - триак или твърдотелно реле, тогава ще можем да извършим стрелба според програмата и да освободим малко време за по-креативни задачи. Ще говорим за това как да свържете всичко и да го получите едновременно.

Междувременно се сбогувам с вас. До нови срещи и успех в правенето на керамика!

Лабораторна муфелна пещ е специална високотемпературно отоплително оборудване, предназначени за използване в лабораторни условия. Това устройство е пещ със специален дизайн.

Осигурява пълно липса на взаимодействиенагрети предмети с различни компоненти, отделяни във въздуха в резултат на изгаряне на гориво ( сажди, газообразни вещества и сажди).

За да се създадат такива условия на отопление, се използва заглушавам- огнеупорна камера, която е вид преграда между нагрятия продукт и използваното гориво.

Какво е лабораторна муфелна пещ?

Повечето от тези муфели са направени от огнеупорна тухла, топлоустойчива стоманаили високоякостни керамични влакна. Благодарение на това устройство производителите имат възможност да предотвратят замърсяването на различни скъпи метали, както и химически чисти проби от чужди вещества.

Поради факта, че оборудването има специални технически характеристики, то Подходящ за използване в много областииндустрия:

V химическилаборатории;
в предприятия, занимаващи се с производство бижута;
V геофизичнилаборатории;
в предприятия, които произвеждат восъчни предмети;
V хранаиндустрия;
в предприятия, изпълняващи Купелиране на различни благородни метали;
V зъболекарскицентрове;
да извършва различни аналитична работа(нагряване и сушене, изгаряне или отглеждане на кристали);
За изпичане на различни формиза отливане;
за производство на порцеланови или керамични изделия;
За плувки, и закаляване на различни металии техните сплави;
за кремация.

Съвременното оборудване трябва да има следните характеристики:

достатъчно вътрешно пространствотака че обработваните обекти да пасват свободно в устройството.
Голям температурен диапазонкоето ви позволява да извършвате различни видове работа.
Термостат.
Система качулки.
Възможност свързване към компютър(изискването важи за някои модели устройства).

Характеристики на дизайна

Оборудването има специална конструкция, която е пригодена за създаване на специални условия за обработка на различни продукти. Основна разликаот други видове фурни е наличността огнеупорна камераили така нареченото муфелно. Това създава бариера, която не позволява повърхността на материалите да взаимодейства с газообразни вещества, отделяни от използваното гориво.

За направата на муфел- основната част на устройството - и други елементи, производителите обикновено използват топлоустойчива стомана, огнеупорна тухла, както и керамични влакна, които имат висока якост.

Снимка 1. Схематично представяне на структурата на лабораторна муфелна пещ. Посочени са само основните части.

Как да изберем правилното устройство?

За да работите с оборудването възможно най-ефективно, трябва да обърнете внимание на следното: характеристики:

настроики;
максимално възможни натоварвания;
мощност;
максимална температура на изпичане;
работно напрежение;
захранващо напрежение;
равномерно нагряване;
безопасност на работата на оборудването;
цена.

На първо място, трябва да решите сила на звукаработна камера, както и температурен диапазон. Освен това е задължително да се обърне внимание на затруднено отопление.

Видове лабораторни пещи

Не по-малко важни показатели при избора на оборудване са скоростта и равномерно нагряванемуфелна камера.

В зависимост от индивидуалните изисквания, можете да изберете хоризонталнаили вертикаленфурна: първата има доста голям капацитет, а втората се загрява за кратък период от време.

Лабораторните муфелни пещи са оборудвани с отворенили затворени нагревателни елементи. Устройствата от първия тип са идеални за използване в условия, при които е необходимо да се затопли камерата до висока температура за кратко време. Такова оборудване обаче е по-податливо на отрицателните ефекти на различни агресивни вещества, отделяни по време на обработката на предмети.

Фурните, които използват затворен нагревателен елемент, се различават по-дълъг експлоатационен живот, равномерно нагряванеработна камера, но отнема много повече време за загряване до максимум. Значителен недостатък на устройствата от този тип е, че ако нагревателният елемент се повреди, цялата камера ще трябва да бъде заменена.

Най-простият дизайн е оборудване, което има едностепенен термостат. Основната му особеност— от самото начало камерата се нагрява до определена температура, след което се поддържа през целия работен процес. Най-често тези пещи се използват за прости задачи като сушене или изпичане.

За по-сложна аналитична работа са предназначени муфелни пещи, които работят поради специален програмен контрол.

Те ви позволяват да регулирате процеса на нагряване на няколко различни нива. Контролът се осъществява с помощта на микропроцесор с цифров индикатор и звукова аларма.

Ако е необходимо, програмата може да се стартира автоматично.

За да изберете работеща фурна, трябва да се провериоборудване за липса на каквито и да било механични повреди(стружки, ожулвания, драскотини и други) по всички компоненти.

Полезно видео

Гледайте видеоклип, който показва как изглежда муфелна пещ с голям обем за обработка на метали.

Започнете

Това начинание започна, както обикновено започват много подобни начинания - случайно влязох в работилницата на приятел и той ми показа нова „играчка“ - полуразглобена муфелна пещ MP-2UM ( Фиг. 1). Печката е стара, липсва оригиналното управление, няма термодвойка, но нагревателя е здрав и камерата е в добро състояние. Естествено, собственикът има въпрос: възможно ли е да прикачите някакъв вид домашно управление към него? Дори и да е просто, дори и с малка прецизност в поддържането на температурата, но за да работи фурната? Хм, вероятно е възможно ... Но първо би било хубаво да разгледате документацията за него, а след това да изясните техническите спецификации и да оцените възможностите за неговото прилагане.

И така, първо, документацията е онлайн и може лесно да бъде намерена чрез търсене на „MP-2UM“ (също включено в приложението към статията). От списъка с основните характеристики следва, че захранването на пещта е еднофазно 220 V, консумацията на енергия е приблизително 2,6 kW, горният температурен праг е 1000 ° C.

Второ, трябва да сглобите електронен блок, който да управлява захранването на нагревателя с консумация на ток от 12-13 A и също така да показва зададените и действителните температури в камерата. Когато проектирате блок за управление, не трябва да забравяте, че в сервиза няма нормално заземяване и не се знае кога ще има.

Като се вземат предвид горните условия и наличната електронна база данни, беше решено да се сглоби верига, която измерва потенциала на термодвойката и го сравнява със зададената „зададена“ стойност. Сравнението се извършва с компаратор, чийто изходен сигнал ще управлява релето, което от своя страна ще отваря и затваря мощен триак, през който ще се подава мрежово напрежение 220 V към нагревателния елемент. Отказът от фазово-импулсно управление на триак е свързан с високи токове в товара и липса на заземяване. Решихме, че ако с "дискретно" управление се окаже, че температурата в камерата варира в широки граници, тогава ще преобразуваме веригата във "фазова". Може да се използва циферблат за показване на температурата. Захранването на веригата е обикновен трансформатор; отказът от импулсно захранване също се дължи на липсата на заземяване.

Най-трудната част беше намирането на термодвойката. В нашия малък град магазините не продават такива неща, но, както обикновено, радиолюбителите се притекоха на помощ с желанието си да съхраняват завинаги всякакви радиоелектронни боклуци в гаражите си. Около седмица след като уведомих най-близките ми приятели за „нуждата от термодвойка“, един от най-старите радиолюбители в града се обади и каза, че има някакъв вид, който лежи наоколо от съветско време. Но ще трябва да се провери - може да се окаже, че това е нискотемпературен хромел-копел. Да, разбира се, ще го проверим, благодаря, но всеки ще е подходящ за експерименти.

Кратко „пътуване до мрежата“, за да разгледаме какво вече е направено от други по тази тема, показа, че основно според този принцип домашните хора ги конструират - „термодвойка - усилвател - компаратор - контрол на мощността“ ( Фиг.2). Затова няма да бъдем оригинални - ще се опитаме да повторим вече доказаното.

Експерименти

Първо, нека вземем решение за термодвойката - има само една и е с един преход, така че няма да има промяна в стайната температура в компенсационната верига. Чрез свързване на волтметър към клемите на термодвойката и издухване на въздух на кръстовището при различни температури от пистолет за горещ въздух ( Фиг.3), съставяме таблица с потенциали ( Фиг.4), от което може да се види, че напрежението се увеличава с градация от приблизително 5 mV за всеки 100 градуса. Като се вземе предвид външният вид на проводниците и се сравняват получените показания с характеристиките на различни кръстовища съгласно таблици, взети от мрежата ( Фиг.5), може да се приеме с голяма вероятност, че използваната термодвойка е хромел-алумел (TCA) и че може да се използва дълго време при температура 900-1000 °C.

След като определим характеристиките на термодвойката, експериментираме с дизайна на веригата ( Фиг.6). Веригата е тествана без силова секция, в първите версии е използван операционен усилвател LM358, а в крайната версия е инсталиран LMV722. Той също е двуканален и също е проектиран да работи с едно захранване (5 V), но, съдейки по описанието, има по-добра температурна стабилност. Въпреки че може да се окаже, че това е било прекомерно презастраховане, тъй като с използваната схема грешката в настройката и поддържането на зададената температура вече е доста голяма.

резултати

Крайната контролна диаграма е показана в Фиг.7. Тук потенциалът от клемите на термодвойка T1 се подава към директния и обратния вход на операционния усилвател OP1.1, който има усилване от приблизително 34 dB (50 пъти). След това усиленият сигнал преминава през нискочестотен филтър R5C2R6C3, където 50-THz шумът се отслабва до -26 dB от нивото, идващо от термодвойката (тази верига беше симулирана преди това в програмата, изчисленият резултат е показан в Фиг.8). След това филтрираното напрежение се подава към обратния вход на операционния усилвател OP1.2, който действа като компаратор. Праговото ниво на компаратора може да бъде избрано с помощта на променлив резистор R12 (приблизително от 0,1 V до 2,5 V). Максималната стойност зависи от схемата на свързване на регулируемия ценеров диод VR2, върху който е монтиран източникът на референтно напрежение.

За да се гарантира, че компараторът няма превключващо „подскачане“ при входни напрежения, които са близки по ниво, в него се въвежда верига за положителна обратна връзка - монтиран е резистор с високо съпротивление R14. Това позволява всеки път, когато компараторът се задейства, да измести референтното ниво на напрежение с няколко миливолта, което води до режим на задействане и елиминира „подскачането“. Изходното напрежение на компаратора през резистора за ограничаване на тока R17 се подава към основата на транзистора VT1, който управлява работата на релето K1, чиито контакти отварят или затварят триака VS1, през който се подава напрежение от 220 V подадени към нагревателя на муфелната пещ.

Захранването на електронната част е базирано на трансформатор Tr1. Мрежовото напрежение се подава към първичната намотка през нискочестотен филтър C8L1L2C9. Променливото напрежение от вторичната намотка се изправя чрез мост върху диоди VD2...VD5 и, изгладено на кондензатор C7 на ниво от около +15 V, се подава към входа на микросхемата на стабилизатора VR1, от изхода на които получаваме стабилизирани +5 V за захранване на OP1. За да работи реле K1, се взема нестабилизирано напрежение от +15 V, излишното напрежение се "гаси" от резистора R19.

Появата на напрежение в захранването се индикира от зеления светодиод HL1. Режимът на работа на реле K1 и следователно процесът на нагряване на пещта се показва от светодиода HL2 с червена светлина.

Указателното устройство P1 служи за индикация на температурата в камерата на пещта в ляво положение на бутонния превключвател S1 и необходимата температура в дясно положение на S1.

Детайли и дизайн

Частите във веригата се използват както обикновени изходни, така и предназначени за повърхностен монтаж. Почти всички са монтирани на печатна платка от едностранно фолио PCB с размери 100х145 мм. Към него също са прикрепени силов трансформатор, елементи за защита от пренапрежение и радиатор с триак. На Фиг.9показва изглед на платката от страната на печат (файлът в програмния формат е в приложението към статията; чертежът за LUT трябва да бъде „огледален“). Показана е възможност за инсталиране на платката в кутията ориз. 10. Тук също можете да видите показалеца P1, светодиодите HL1 и HL2, бутона S1, резистора R12 и пакетния превключвател S2, монтирани на предната стена.

Ядрата на феритните пръстени за защитата от пренапрежение се вземат от старо компютърно захранване и след това се увиват, докато се напълнят с изолиран проводник. Можете да използвате други видове дросели, но тогава ще трябва да направите необходимите промени в печатната платка.

Точно преди да инсталирате контролния блок на печката, в процепа на един от проводниците, преминаващ от филтъра към трансформатора, беше запоен прекъсващ резистор. Целта му е не толкова да защити захранването, колкото да намали качествения фактор на резонансната верига, получена чрез шунтиране на първичната намотка на трансформатора с кондензатор С9.

Предпазител F1 е запоен на входа 220 V към платката (монтиран вертикално).

Подходящ е всеки силов трансформатор с мощност над 3...5 W и с напрежение на вторичната намотка в диапазона 10...17 V. Възможно е с по-малко, тогава ще трябва да инсталирате реле при по-ниско работно напрежение (например петволтово).

Операционният усилвател OP1 може да бъде заменен с LM358, транзистор VT1 с подобни параметри, имащ статичен коефициент на пренос на ток над 50 и работен колекторен ток над 50...100 mA (KT3102, KT3117). На печатната платка също има място за инсталиране на SMD транзистор (BC817, BC846, BC847).

Резисторите R3 и R4 със съпротивление 50 kOhm са 4 резистора с номинална стойност 100 kOhm, два паралелни.

R15 и R16 са запоени към клемите на светодиодите HL1, HL2.

Реле К1 – OSA-SS-212DM5. Резистор R19 е съставен от няколко свързани последователно, за да не прегрява.

Променлив резистор R12 – RK-1111N.

Бутонен превключвател S1 – KM1-I. Пакетен превключвател S2 – PV 3-16 (версия 1) или подобен от серията PV или PP за необходимия брой полюси.

Триак VS1 – TC132-40-10 или друг от серията TC122…142, подходящ за ток и напрежение. Елементите R20, R21, R22 и C10 са свързани към клемите на триака. Радиаторът е взет от старо компютърно захранване.

Всеки подходящ размер и чувствителност до 1 mA може да се използва като показалец електроизмервателно устройство P1.

Проводниците, преминаващи от термодвойката към контролния блок, са направени възможно най-къси и са направени под формата на симетрична четирипроводна линия (както е описано).

Входящият захранващ кабел има напречно сечение на жилата около 1,5 кв. мм.

Настройка и конфигурация

По-добре е веригата да се отстранява стъпка по стъпка. Тези. запоете токоизправителните елементи със стабилизатори на напрежение - проверете напреженията. Запояйте електронната част, свържете термодвойката - проверете праговете на реакция на релето (на този етап ще ви е необходим или някакъв нагревателен елемент, свързан към външно допълнително захранване ( Фиг.11), или поне свещ или запалка). След това разпойте цялата захранваща секция и свържете товара (например електрическа крушка ( Фиг.12И Фиг.13)) уверете се, че контролният блок поддържа зададената температура, като включвате и изключвате електрическата крушка.

Регулирането може да е необходимо само в частта за усилване - основното тук е напрежението на изхода на OP1.1 при максимално нагряване на термодвойката да не надвишава нивото от 2,5 V. Следователно, ако изходното напрежение е високо, тогава трябва да се намали чрез промяна на усилването на каскадата (чрез намаляване на съпротивлението на резисторите R3 и R4). Ако се използва термодвойка с ниска стойност на изходния ЕМП и напрежението на изхода на OP1.1 е малко, тогава в този случай е необходимо да се увеличи каскадното усилване.

Стойността на настройващия резистор R7 зависи от чувствителността на използваното устройство P1.

Възможно е да се сглоби версия на контролния блок без индикация на напрежението и съответно без режим за предварително задаване на желания температурен праг - т.е. премахнете S1, P1 и R7 от веригата и след това, за да изберете температурата, трябва да направите маркировка върху дръжката на резистора R12 и да нарисувате скала с температурни знаци върху тялото на блока.

Не е трудно да се калибрира скалата - при долните граници това може да се направи с помощта на пистолет за горещ въздух на поялника (но трябва да загреете термодвойката възможно най-много, така че нейните дълги и относително студени проводници да не се охладят. термичен възел). А по-високите температури могат да се определят от топенето на различни метали в камерата на пещта ( Фиг.14) – това е относително дълъг процес, тъй като е необходимо да се променят настройките на малки стъпки и да се даде достатъчно време на пещта да се загрее.

Снимката е показана на ориз. 15, направени при първите пускания в сервиза. Калибрирането на температурата все още не е направено, така че скалата на устройството е чиста - в бъдеще върху нея ще се появят много разноцветни маркировки, нанесени с маркер директно върху стъклото.

След известно време собственикът на печката се обади и се оплака, че червеният светодиод спря да свети. При оглед се оказало, че не работи. Най-вероятно това се е случило поради факта, че последният път, когато е включен, възможностите на фурната са проверени и камерата, според собственика, се нагрява до бяло. Светодиодът беше сменен, но контролният блок не беше преместен - първо, може би не беше въпрос на прегряване на контролния блок, и второ, няма да има повече такива екстремни режими, тъй като няма нужда от такива температури.

Андрей Голцов, r9o-11, Искитим, лято 2017 г

Списък на радиоелементите

Обозначаване	Тип	Деноминация	Количество	Забележка	Моят бележник
OP1	Операционен усилвател	LMV722	1	Може да се замени с LM358	Към бележника
VR1	Линеен регулатор	LM78L05	1		Към бележника
VR2	Еталонно напрежение IC	TL431	1		Към бележника
VT1	Биполярен транзистор	КТ315В	1		Към бележника
HL1	Светодиод	AL307VM	1		Към бележника
HL2	Светодиод	AL307AM	1		Към бележника
VD1...VD5	Изправителен диод	1N4003	5		Към бележника
VS1	Тиристор и триак	TS132-40-12	1		Към бележника
R1, R2, R5, R6, R9, R17	Резистор	1 kOhm	6	smd 0805	Към бележника
R3, R4	Резистор	100 kOhm	4	вижте текста	Към бележника
R8, R10, R11	Резистор	15 kOhm	3	smd 0805	Към бележника
R13	Резистор	51 ома	1	smd 0805	Към бележника
R14	Резистор	1,5 MOhm	1	smd или MLT-0.125	Към бележника
R15, R16	Резистор	1,2 kOhm	2	MLT-0,125	Към бележника
R18	Резистор	510 ома	1	smd 0805	Към бележника
R19	Резистор	160 ома	1	smd 0805, виж текста	Към бележника
R20	Резистор	300 ома	1	МЛТ-2	Към бележника
R21	Резистор

Нагряване на форма без външен пръстен на колбата X6 Ако формата X6 се нагрее до 270° C, нейната диаграма на нагряване се променя. По-голямото количество прах (320 g) изисква и значително по-голямо количество течност (приблизително 48-60 ml) в зависимост от вида на пясъка за формоване.

Температурната крива показва, че процесът на изпаряване сега се забавя и матрицата остава по-дълго в температурния диапазон между 110°C ... 120°C.

Сега времето за калциниране е 30 минути нагряване плюс 45 минути задържане, докато температурата на формовъчния пясък в центъра на формата достигне 265 ° C. Едва след това температурата на нагряване в муфелната пещ се повишава.

Когато се използва стоманен пръстен за колба с вискозна облицовка, нагряването се спира в диапазона от 270 ° C ... 300 ° C (използвайки същата формовъчна смес). Експозицията и температурните условия не се променят.

Нагряване на форма със стоманен пръстен за колба и синтетичен дистанционер X6. В този случай се използва формовъчна смес с високо съдържание на влага, което значително забавя процеса на изпаряване при температура от 110 ° C ... 120 ° C. Добавете 68 до 80 ml течност на 320 g прах.

Следователно е необходимо значително да се увеличи времето за нагряване в сравнение с формовъчните смеси, съдържащи по-малко влага.

След 30 минути нагряване до 300°C поддържайте още 75 минути при постоянна температура, така че матрицата в центъра да се затопли до 265°C, след което процесът на предварително загряване продължава.

Времето на задържане се определя единствено от количеството влага във формовъчния пясък, а не от конструктивните характеристики на формата.

Нагряване на формовъчния пясък без пръстен за колба X9

При изработката на форма с размер Х9 увеличаваме количеството на праха до 480 гр. и съответно обема на течността от 72 на 90 мл. В резултат на това, когато формата се нагрява, температурата остава в рамките на 110°...120°C дори по-дълго.

Температурната крива на сглобена форма X9 се състои от 30 минути рязко повишаване на температурата и 60 минути постоянно нагряване при 270°C (докато центърът на матрицата достигне действителна температура от 265°C), след което процесът на нагряване продължава .

Когато се използва стоманен пръстен за колба с уплътнение от вискоза (със същите видове формовъчни смеси), не се променя времето на задържане, а само температурата на нагряване в първата фаза на задържане.

X9 нагряване на формата със стоманен пръстен и синтетично уплътнение

При маса на прах от 480 g и обем на течността от 102 до 120 ml, времето на експозиция се увеличава до 90 минути. Това се дължи на продължителното изпаряване на голям обем влага от формата.

Времето за предварително загряване е 120 минути (при температура на фурната 300°C, температурата в центъра на формата трябва да достигне 265°C), след което може да се извърши допълнително загряване.

Трансформация на кварца

Трансформацията на кварца по време на нагряването на сглобената форма започва при температура на формовъчния пясък 570° C и е свързана с продължителността на процеса.

Както показва съседната диаграма, промените започват едва при 570°C. Краят на трансформацията зависи от нейната продължителност. За пълен преход кварцът трябва да се държи 30 минути при температура 570°C ... 580°C.

Важното е не каква температура създава муфелната пещ, а кога точно температурата на формовъчния пясък в центъра на формата действително достига тази стойност.

Формовъчен калъп X3 Инвестиционният пръстен с формовъчната маса се изсушава напълно при 450°C. В този нагревателен участък от 300°C до 600°C, восъкът или пластмасата за моделиране напълно изгарят в муфелната пещ, т.е. също се получава термичен ефект.

Тъй като формовъчната маса в колбата е напълно изсъхнала, сега има значение само размерът на сглобената форма, а не количеството влага (тъй като тя вече се е изпарила). Температурата на нагряване се повишава със скорост по-малка от 8°C на минута до температура от 580°C.

Формата с размер X3 трябва да се държи само 10 минути, докато масата достигне зададената температура, след което започва кварцовата трансформация. Сглобената форма отлежава в муфелна пещ (ако е необходимо допълнително нагряване), така че в този случай 30 минути за фазата на задържане са достатъчни.

Shape X6 С Shape X6 пясъкът отнема приблизително 15 минути, за да достигне температура от 570° C, след което започва фазата на кварцова трансформация.

След 30 минути излагане, формата може да се нагрее допълнително. Форма X9 Сглобената форма с размер X9 трябва да се нагрее за 20 минути до температура от 570°C в центъра на формата. Ето защо, за този размер и отливка на сложни обемни конструкции, се препоръчва скоростта на затвора да се настрои на 40 минути.

Това е много важно, ако говорим за дълга рамка или солидна вторична структура. Масивните рамки са доста големи и оптималното разширение е предпоставка за добро прилягане в бъдеще.

Агломериране на кварц във формовъчен пясък Агломерирането на кварц става в температурния диапазон между 820° C ... 870° C и не е ограничено във времето.

Ако температурата във формата е достигнала 870° C, тогава кварцът, независимо от изминалото време, ще се спича. Спеченият кварц не се разширява или свива при температурни промени.

Преминаването през тази фаза на термична обработка е от голямо значение за дългосрочната работа на монтажа. В края на процеса на синтероване формовъчната маса, охладена под 580° C, връща кварцовия баланс до първоначалната му точка.

Температурата на нагряване на формовъчния пясък трябва винаги да достига 900° C, ако се изисква оптимален резултат от леене и монтаж с много добра повърхност за леене.

Сплавта също трябва да се нагрее до почти 900° C; допълнителните температури на топене трябва да бъдат посочени в инструкциите на производителя на сплавта. Сравняването на измерванията на дълбочината на грапавостта в съседната илюстрация показва ясно подобрение в качеството на повърхността.

Повърхностно синтероване

Линейни графики за нагряване:

Нагряване на формата без пръстен за колба X9 - 480 g прах, 75 ml течност за смесване

Тази диаграма на нагряване се получава след комбиниране на предишните резултати от физикохимичните трансформации и графиката на повишаване на температурата в пещта.

Максималното въздействие върху компонентите на формовъчната маса се оказва чрез периоди на температурно излагане.

Те гарантират повторение на висококачествени резултати от отливане и монтаж. Някои процеси са подчинени на физични и химични закони и не могат да бъдат променяни според нашите желания.

Нагряване на формата със стоманен пръстен за колба и синтетичен дистанционер X9 - 480 g прах, 75 ml течност за смесване

При сравняване на графика на нагряване на матрица със стоманен пръстен на колбата и вискозна обвивка с графика на нагряване на форма без пръстен, се наблюдава идентична последователност във всичко, с изключение на температурата в муфелната пещ при 300° C.

В този случай сглобената форма в центъра достига същата температура от 265°C като формовъчната смес без пръстена на колбата при температура на задържане в пещта от 270°C. Когато температурата на нагряване на муфелната пещ е над 450° C, топлинната реакция на различните форми е идентична.

Вероятно всеки е чувал за муфелни пещи, но рядко някой се заема да обясни не само структурата, но и целта на това устройство. Междувременно муфелната пещ е високоспециализиран дизайн, предназначен за топене на метали, изпичане на глинени или керамични продукти, стерилизиране на инструменти или отглеждане на определени кристали. В допълнение към промишлените пещи, понякога има муфелна пещ за дома, тъй като продуктите на домашните занаятчии са широко известни.

Компактните фабрични фурни, които са предназначени за домашна употреба, са доста скъпи, така че все по-често хората говорят за изграждането на устройството сами. За да разберете напълно всеки етап от производството на пещ, първо трябва да се запознаете с общите теоретични въпроси, свързани с неговите характеристики, структура и класификация.

Готов фабричен вариант

Класификация

Първият признак за разделяне на подгрупи е външният вид. Въз основа на ориентацията пещите се делят на вертикални и хоризонтални. Материалът може да се обработва в нормално въздушно пространство, в безвъздушно пространство или в капсула, пълна с инертен газ. Ще бъде невъзможно да направите сами втория и третия метод на обработка, което трябва да се вземе предвид преди започване на работа.

Дървата за огрев не могат да служат като източник на топлина, тъй като температурата в муфела може да достигне над 1000°C градуса, а дървесината няма такава специфична топлина на изгаряне. Следователно се използват само два варианта за производство на нагревателя:

Първият вариант е газова муфелна пещ, която може да се намери само в производството. Известно е, че всякакви манипулации с газово оборудване незабавно се спират от няколко регулаторни органи и не може да се говори за производство на каквито и да е устройства по домашен метод.
Електрическата муфелна пещ ви позволява да използвате малко творчество, при условие че са изпълнени всички необходими условия за безопасност.

Голяма пещ в производство

Подготовка за работа

Всяка работа трябва да започне с определен подготвителен етап. Дори ако е одобрен план за действие, е необходимо да се подготвят инструменти и материали, в противен случай може да има дълги прекъсвания в работата, които ще се отразят негативно на работата на майстора и качеството на изградената конструкция.

Преди да започне реалното строителство, ще трябва незабавно да подготвите мелница за рязане на ламарина и обработка на шамотни тухли. Кръговете за мелницата трябва да са подходящи. Списъкът ще бъде допълнен с електрозаваряване с консумативи и други ВиК инструменти за ежедневието.

Материалите включват нихромова или фехралова тел, базалтова вата, шамотна тухла и ламарина с дебелина най-малко 2 mm. В зависимост от това как е направена конструкцията, някои инструменти или материали може да не са необходими, а допълнителни ще бъдат придобити по време на процеса.

Домашна печка

Някои готови елементи за направата на печка

Когато планирате работа, ще трябва да покажете не само търпение и умение да използвате инструменти, но и изобретателност. В крайна сметка сме заобиколени от толкова много ненужни неща, които могат да се превърнат в готови ключови елементи на някои структури. В момента ще използваме готовия опит и наблюденията на някои занаятчии, за да опростим процеса на правене на печка сами.

Можете да използвате метална фурна като тяло на бъдещата фурна. Със сигурност знаете откъде да вземете стар газов котлон или електрическа фурна. Ако металната повърхност не е повредена от корозия, тогава находката може да служи като корпус, тъй като е структурно адаптирана да издържа на високи температури. Остава само да демонтирате ненужните части и да се отървете от пластмасовите елементи.

Стара фурна

Ще трябва да направите нагревателния елемент сами, тъй като в много електрически уреди той е пълен с изолиращо вещество и е малко вероятно да бъде демонтиран без повреда. Но при самостоятелното производство има едно значително предимство - възможността да се създаде елемент от желаната геометрия с посочените параметри.

Най-предпочитано е да се използва фехрал, тъй като може да издържи на по-високи температури и контактът с въздуха не му причинява много вреда, което не може да се каже за нихрома.

Телта трябва да има диаметър 2 mm. Диаметърът на намотката и дължината на жицата могат лесно да се изчислят въз основа на размерите на нагревателния елемент, като се използва елементарна физическа формула. Веднага трябва да се отбележи, че получената фурна консумира много енергия. Стойността му достига 4 kW, което означава, че ще трябва да изкарате отделна линия от таблото с прекъсвач с номинална мощност 25 A.

Завършена тел

Като топлоизолация трябва да използвате материали, които не само имат ниска топлопроводимост, но и издържат на високи температури. За да не принуждаваме читателя да се рови във физически таблици, веднага отбелязваме, че подходящите материали са базалтова вата, топлоустойчиво лепило, което се закупува в магазина, и шамотни тухли или шамотна глина. Ако не осигурите необходимата степен на изолация, тогава голяма част от топлината ще отиде безцелно, което ще доведе до ненужна консумация на енергия.

Самопроизводство

Ако не можете да намерите стара фурна, тогава ще трябва да използвате ламарина и електрическо заваряване. С помощта на мелница стените на нашия бъдещ продукт се изрязват от метален лист според необходимите размери. За да се опрости процеса, фурната е направена в цилиндрична форма. След това лентата от метал се навива на цилиндър и се заварява с един шев.

Металният кръг ще служи като един край, а от другата страна малко по-късно ще бъде монтирана врата. Конструкцията трябва да бъде укрепена и за това ще трябва да заварите няколко ъгъла на кръстопътя на стените на цилиндъра и кръга.

Огънете лист метал в цилиндър

Вътрешните стени на получения цилиндър са облицовани с базалтова вата. Този материал не е избран случайно. Максималната температура при контакт с открит огън е 1114 ° C градуса, материалът има лоша топлопроводимост, която е просто необходима за нас в тези условия, а също така е безопасна за човешкото здраве дори при критични температури.

Ръбовете на шамотната тухла се обработват с мелница, така че в напречно сечение изглежда като трапец. Тези елементи могат да се използват за образуване на своеобразен огнеупорен пръстен.

Създаване на огнеупорен пръстен

Тъй като ръбовете ще бъдат под различни ъгли и конструкцията ще трябва да бъде разглобена, препоръчително е да поставите сериен номер на всяка тухла. След като поставите тухлите върху равна повърхност, така че вътрешните ръбове да „гледат“ нагоре, направете плитки прорези под лек ъгъл, в тези прорези ще бъде вкарана спирала. Жлебовете трябва да изолират спиралните навивки един от друг и да осигурят разпределение на нагревателния елемент в цялата активна зона. Сега отново ще трябва да сглобите тухлите в пръстен и да ги затегнете с тел или скоба.

Подготвената спирала се поставя в жлеба, а краищата й се извеждат навън, където ще се монтират съединителните клеми. Пръстенът със спиралата представлява нагревателния елемент на фурната.

Спирално полагане

Цилиндърът с базалтова вата е монтиран с края си в хоризонтална равнина. На дъното се поставят шамотни тухли, които предпазват кръглата стена от високи температури. Вътре е поставен нагревателен елемент и всички празнини са запълнени с топлоустойчиво лепило. Ще отнеме няколко дни, докато устройството изсъхне. През това време можете да проектирате и направите врата за фурната. Колкото по-плътно покрива камината, толкова по-дълго ще издържи домашната спирала. Самоизградената муфелна пещ е в състояние да топи благородни метали, да изпича глина и да топи някои метали.

За да изпечете малки глинени продукти у дома, можете да направите по-проста версия на пещта. Състои се от електрическа печка с открит нагревателен елемент и подходяща по размер керамична тенджера. Невъзможно е частта да се постави директно върху спиралата, така че под нея се поставят шамотни тухли и отгоре се покриват с гърне.

Материали за създаване на пещ

Недостатъци на домашния дизайн

Всяко устройство не е без определени недостатъци, а домашно приготвеното устройство ги умножава. Като се има предвид поставената цел, можете да пожертвате някои изисквания в името на изпълнението на други. Всеки обаче трябва да знае списъка с негативните последици.

Самоделният дизайн е лишен от всякакви гаранции, включително гаранции за безопасност.
Изпаряването на метал от бобината на нагревателя може да доведе до неговото задържане под формата на примеси в състава на обработвания благороден метал.
Домашната топлоизолация няма да осигури пълна концентрация на топлина в камината, така че тялото на домашно направената печка е много горещо и изисква внимателно боравене. Между другото, това също е недостатък на някои фабрични модели.
Неправилното наблюдение и регулиране на температурата може да доведе до невъзможност на фурната да изпълни определена задача за термична обработка.

Готовите фабрични фурни са проектирани да изпълняват доста тесен кръг от задачи, но това е по-скоро показател за професионализъм, отколкото недостатък. Основните параметри и обхватът на приложение на конкретно устройство са посочени в неговия паспорт.

Лидерите в производството на компактни и стационарни муфелни пещи са компании като TSMP Ltd (Англия), SNOL-TERM (Русия), CZYLOK (Полша), Daihan (Южна Корея). Представеният списък отразява топ списъка на компаниите за оценка на доставчиците на високотемпературно оборудване на руския пазар.