Il problema del riscaldamento ad alte temperature spesso affronta il maestro: può essere il trattamento termico dei metalli nelle tubature, la fusione di metalli non ferrosi per lo smaltimento di scarti o pezzi fusi, calcinazione di materiali, realizzazione di reazioni ad alte temperature. Nel settore della soffiatura del vetro, anche un forno ad alta temperatura è un attributo indispensabile: dopo la lavorazione del vetro, la ricottura è necessaria per alleviare le sollecitazioni interne, altrimenti è molto probabile che il prodotto si rompa.
La ricottura del vetro, di norma, si verifica a temperature non superiori a 600 ° C, ciò consente l'uso, tra l'altro di materiali comuni e non specializzati, che riduce notevolmente i costi di costruzione. Di seguito viene descritta la fabbricazione di un prototipo di tale forno. La sua muffola è composta (segata) da due mattoni refrattari refrattari, il riscaldatore è un filo di nicromo (spirali allineate - pezzi di ricambio per piastrelle elettriche), l'isolamento principale è il calcestruzzo espanso sotto forma di blocchi pronti. Il design ha utilizzato anche materiali: un po 'di cartone di amianto (isolamento intermedio che compensa l'espansione della muffola), miscela di murature resistente al calore per forni (per il rivestimento del riscaldatore del filo).
La parte più costosa della fornace era il controller PID della temperatura con AliExpress - un'unità di controllo è stata assemblata sulla base.
Ciò che è stato utilizzato al lavoro.
Strumenti.
Per il taglio di mattoni di calcestruzzo espanso, è stata utilizzata una sega a mano. Praticare fori nel calcestruzzo espanso (cavi del riscaldatore) - punta per metallo. Per saldare i cavi del riscaldatore, è stato utilizzato un piccolo inverter di saldatura con un elettrodo di grafite, ma è possibile cavarsela.
materiale
Oltre alla muffola finita, sono stati utilizzati quattro blocchi di calcestruzzo espanso. Un po 'di cartone di amianto, filo di nicromo, una miscela di muratura refrattaria, sciocchezze correlate.
riscaldatore
Realizzato in filo di nicromo. La potenza è calcolata da metodologia. Il modo più semplice è prendere un riscaldatore pronto: una nuova (vecchia fragile) spirale da una stufa elettrica per una potenza adeguata. La spirale viene livellata, la sua lunghezza viene misurata e in base alle dimensioni geometriche della muffola, vengono calcolati il numero di giri e il passo degli avvolgimenti. Le facce della muffola sono contrassegnate (passo) con una matita e il riscaldatore è avvolto.Per fissare il passo tortuoso e le curve generalmente tentacolari, il riscaldatore è rivestito con una composizione refrattaria. Qui sono stati utilizzati mattoni refrattari in “terracotta”, prestare attenzione alle caratteristiche.
Lo spessore dello strato di rivestimento era di circa 5 mm, un'uscita aggiuntiva nel mezzo della muffola è media. Sono stati avvolti due avvolgimenti di una stufa elettrica, il passo degli avvolgimenti era di circa 4 mm. Gli avvolgitori sono collegati in serie. Si è rivelato un valore di potenza inferiore dell'intervallo consigliato per questo volume della camera - circa 300 W / l.
Cavi del riscaldatore
I cavi corti del riscaldatore (nicromo) sono stati saldati ai fili di rame con un inverter di saldatura regolato sulla corrente più piccola - circa 10A. Elettrodo di grafite, proveniente da una cella galvanica guasta. Flusso: borace secco o soluzione di borace in acqua (opzione - in acido borico).
Inoltre, la parte attorcigliata dei fili era piegata da un anello e fissata in parte al terminale a vite.
Test, prototipo di forno
Per i test, la muffola deve essere isolata termicamente. La prima opzione di isolamento termico è stata montata - da uno spesso cordone di amianto. Una muffola è stata avvolta in diversi strati. La temperatura era controllata da una termocoppia (tipo K o chromel-alumel) - all'inizio, standard, che fa parte del multimetro, quindi collegato a un improvvisato unità di controllo basata su un controller PID di temperatura.
Ho una termocoppia piuttosto corta - circa 300 mm. Nella foto: le sue estremità vengono fatte passare attraverso la parete dell'unità di controllo e collegate direttamente ai morsetti a vite del termoregolatore. La muffola e l'unità di controllo dovevano essere disposte a forma di T.
È meglio eseguire il primo avvio molto gradualmente, in modo da evaporare uniformemente tutta l'umidità residua nei materiali - ha funzionato in questo modo - riscaldando a 100 ° C, tenendo per 3 ... 4 ore, 200 ° C, altre 2 ore, 300 ° C - 2 ore e così via.
Durante i test si è rivelato un momento spiacevole - il cordone di amianto è "amianto" solo in modo condizionale - all'esterno aveva davvero fili di amianto, all'interno, era qualcosa di simile al cotone idrofilo. Tutto ciò inizia a fumare e collassare a temperature superiori a 400 ° C, mentre l'amianto “corretto” funziona fino a 800 ° C. È stato questo cavo che mi ha deluso durante il test del precedente muffola - dal talco con vetro liquido.
Il cavo che ha iniziato a rompersi rimosso, allo stesso tempo, è stato possibile valutare il danno al rivestimento in argilla del riscaldatore. Era in ottime condizioni, c'era uno sfortunato crack. Come test di isolamento termico, è stato deciso di utilizzare il calcestruzzo espanso - Yuri Nikolaevich Bondarenko - uno scienziato, soffiatore di vetro, astronomo in corrispondenza, ha consigliato di utilizzare l'isolamento termico dalla mollica di calcestruzzo espanso - funziona in modo economico e sicuro fino a 600 ° C. Usa un tale riempimento termoisolante per muffole cilindriche in ceramica (tubo in ceramica da reostato) e metallo.
Dal momento che la mia muffola è con pareti dritte e angoli, è stato deciso di utilizzare interi blocchi di calcestruzzo espanso. Tra l'altro, ciò ha permesso di aggiungere, senza incollare, dai blocchi montati un prototipo di forno a muffola. Ciò rende possibile per un certo periodo, rassegnandosi a disagi durante il funzionamento, l'utilizzo della fornace per valutare la velocità di distruzione di un materiale non destinato a tali temperature. Alla fine del periodo di prova, concludi se vale la pena realizzare un telaio metallico con una porta e un meccanismo di apertura.
Sulla parte superiore del rivestimento refrattario, avvolgere la muffola con diversi strati di cartone di amianto. Questo è un materiale molto buono ed economico, attorno al quale l'isteria più completa viene gonfiata ingiustamente. Non devi averne paura, devi rispettare alcune delle caratteristiche del lavoro con sostanze e materiali potenzialmente pericolosi. In questo caso, non respirare regolarmente la polvere di amianto. Qualsiasi operazione sulla formazione di cartone di amianto, è meglio eseguire, dopo aver bagnato il materiale. Dopo averlo immerso bene, puoi praticamente modellare i dettagli necessari dall'amianto. Qui veniva usato l'amianto vecchio, di seconda mano, di due varietà. Fino a completa asciugatura, l'isolamento è fissato con un rinforzo di filo di rame.
Sull'estremità in mattoni, dietro, venivano fatti due tagli per i conduttori di rame del riscaldatore e veniva praticato un foro per la termocoppia.
termocoppia
Su Ali Express è stato acquistato un set di tre termocoppie di tipo K. Shellless, realizzato con fili spessi, in speciali "perline" in ceramica con due canali ciascuno. Ogni termocoppia è lunga circa 300 mm. È piuttosto scomodo usarli senza fili speciali di "compensazione". Per non aspettare una lunga consegna, li ho fatti, fili, da una termocoppia di alloggiamento extra correlata (anche di tipo K) da un multimetro. È economico e realizzato con fili flessibili molto sottili. La termocoppia "tester" è già stata utilizzata più volte in luoghi diversi, a seguito di tutte le sue evoluzioni, si è notevolmente accorciata, era necessario, con riluttanza, usarne un'altra rigida, liberandola dalla ceramica.
Si è rivelato anche un miracolo: l'estremità rigida è comodamente e saldamente bloccata nei terminali del controller, il centro morbido consente di posizionare l'unità di controllo nella posizione desiderata. I fili sottili sono incorporati nei termotubi, tutti i collegamenti sono realizzati mediante saldatura secondo Bastanov ("300 consigli pratici"), così come i cavi del riscaldatore - 10A, elettrodo di grafite, trapano. Non dimenticare di collegare i fili "allo stesso modo": da cromel a chromel, da kopel a kopel. Il modo più semplice per farlo è saldare una termocoppia da ciascuna coppia (allo stesso tempo per esercitarsi) e collegarla al controller, contrassegnare "+" e "-".
Conclusione, conclusioni, errori
La stufa in questa forma è stata utilizzata poco più di un mese, quasi ogni giorno. Rispetto alla foto, uno spazio di 40 ... 50 mm è stato disposto tra il fondo del forno e il tavolo, e per la ventilazione - l'umidità è stata evaporata dai blocchi di cemento espanso poroso ai primi avviamenti. Il forno viene semplicemente posizionato su due barre di legno - a una temperatura di lavoro di 550 ° C, le pareti esterne sono state riscaldate molto moderatamente - non superiore a 40 ° C per molte ore di funzionamento. Anche i danni all'isolamento termico sono insignificanti: sulla superficie interna dei blocchi sono presenti crepe poco profonde. In generale, la condizione è buona, puoi realizzare un telaio metallico.
Nella foto, la piastra più “distrutta” è quella in alto, ha l'unica, profonda crepa, le parti rimanenti sembrano molto migliori. L'isolamento termico è stato studiato periodicamente e si può dire che la sua principale distruzione sia apparsa al primo momento dell'operazione, secondo la teoria dell'affidabilità.
Come se non ci fossero errori significativi, tuttavia, qualcosa può essere migliorato. Innanzitutto, la "velocità di riscaldamento" è piuttosto piccola - la potenza del riscaldatore è un po 'piccola. La fornace guadagna la temperatura di funzionamento, ma in due ore con una coda. Questo è stato il risultato dell'uso di spirali già pronte da stufe elettriche. Ce ne sono due, collegati in serie. Può essere collegato in parallelo, ma non è necessario. Una bassa velocità di riscaldamento renderà più facile il lavoro con il vetro, riduce lo shock termico, che nel nostro caso (l'uso di materiali per uso generale a basso costo) è molto utile. Durante i normali lavori in officina, non si verificano inconvenienti.
Il riscaldatore conduce. Va detto che il bellissimo composto rame-nicromo non fu mai realizzato - soddisfacente, ma niente di più. Probabilmente il caso è in materiali molto diversi. Le saldature rame-rame o nichelcromo-nichelcromo sono molto migliori, e qui c'è un'interessante opportunità: trarre un'uscita senza riscaldamento da un riscaldatore. La conclusione dovrebbe essere fatta anche con filo di nicromo, ma di una sezione trasversale molto più grande (due o tre dei quali sono piegati allo stesso modo). La resistenza di uscita sarà molto più bassa, non sarà riscaldata e i materiali uniformi dovranno essere saldati. Bene, o non preoccuparti affatto della saldatura e trarre conclusioni con lo stesso filo del riscaldatore: lasciare le estremità lunghe, quindi chiuderle in "perline" di ceramica o argilla.
