I en muffelugn vid en temperatur på 820 grader. Hur man själv bygger en muffelugn till ditt hem

Start

Denna satsning började, eftersom många liknande satsningar vanligtvis börjar - jag gick av misstag in i en väns verkstad, och han visade mig en ny "leksak" - en halvdemonterad MP-2UM muffelugn ( Figur 1). Kaminen är gammal, original styrenhet saknas, det finns inget termoelement, men värmaren är intakt och kammaren är i gott skick. Naturligtvis har ägaren en fråga: är det möjligt att fästa någon form av hemgjord kontroll på den? Även om det är enkelt, även med liten precision för att hålla temperaturen, men för att ugnen ska fungera? Hmm, det är förmodligen möjligt... Men först skulle det vara trevligt att titta på dokumentationen för det, och sedan förtydliga de tekniska specifikationerna och utvärdera möjligheterna för dess implementering.

Så för det första är dokumentationen online och kan lätt hittas genom att söka efter "MP-2UM" (inklusive i bilagan till artikeln). Av listan över huvudegenskaper följer att ugnens strömförsörjning är enfas 220 V, strömförbrukningen är cirka 2,6 kW, den övre temperaturtröskeln är 1000 ° C.

För det andra måste du montera en elektronisk enhet som kan styra strömförsörjningen till värmaren med en strömförbrukning på 12-13 A, och som också kan visa inställda och faktiska temperaturer i kammaren. När du designar en styrenhet bör du inte glömma att det inte finns någon normal jordning i verkstaden och det är inte känt när det kommer att finnas en.

Med hänsyn till ovanstående villkor och den tillgängliga elektroniska databasen beslutades det att montera en krets som mäter termoelementets potential och jämför den med det inställda "inställda" värdet. Jämförelsen utförs med en komparator, vars utsignal kommer att styra reläet, som i sin tur kommer att öppna och stänga en kraftfull triac, genom vilken 220 V-nätspänningen kommer att tillföras värmeelementet. Att vägra faspulsstyrning av en triac är förknippat med höga strömmar i lasten och brist på jordning. Vi bestämde att om det med "diskret" kontroll visar sig att temperaturen i kammaren fluktuerar inom vida gränser, kommer vi att omvandla kretsen till en "fas". En mätklocka kan användas för att indikera temperatur. Strömförsörjningen till kretsen är en vanlig transformator; vägran av en switchande strömförsörjning beror också på bristen på jordning.

Det svåraste var att hitta termoelementet. I vår lilla stad säljer inte butiker den här typen av grejer, men som vanligt kom radioamatörer till undsättning med sin önskan att för alltid lagra alla typer av radio-elektroniskt skräp i sina garage. Ungefär en vecka efter att ha meddelat mina närmaste vänner om "termoelementbehovet" ringde en av de äldsta radioamatörerna i staden och sa att det fanns någon sort som legat och legat sedan sovjettiden. Men det kommer att behöva kontrolleras - det kan visa sig att det är en lågtemperatur chromel-copel. Ja, naturligtvis kommer vi att kontrollera det, tack, men alla kommer att vara lämpliga för experiment.

En kort "resa till nätet" för att titta på vad som redan har gjorts av andra i detta ämne, visade att i grunden enligt denna princip konstruerar hemmagjorda människor dem - "termoelement - förstärkare - komparator - effektkontroll" ( Fig.2). Därför kommer vi inte att vara original - vi kommer att försöka upprepa det som redan har bevisats.

Experiment

Först, låt oss bestämma termoelementet - det finns bara en och den är enkelkoppling, så det blir ingen förändring i rumstemperaturen i kompensationskretsen. Genom att ansluta en voltmeter till termoelementets terminaler och blåsa luft vid korsningen vid olika temperaturer från en varmluftspistol ( Fig.3), sammanställ en tabell över potentialer ( Fig.4) av vilket det kan ses att spänningen ökar med en gradering på cirka 5 mV för varje 100 grader. Att ta hänsyn till ledarnas utseende och jämföra erhållna avläsningar med egenskaperna för olika korsningar enligt tabeller hämtade från nätverket ( Fig. 5), kan det med stor sannolikhet antas att termoelementet som används är kromel-alumel (TCA) och att det kan användas under lång tid vid en temperatur på 900-1000 °C.

Efter att ha bestämt termoelementets egenskaper experimenterar vi med kretsdesign ( Fig. 6). Kretsen testades utan effektsektion, i de första versionerna användes en LM358 operationsförstärkare och i den slutliga versionen installerades en LMV722. Den är också tvåkanalig och är också designad för att fungera med enkelmatningsström (5 V), men att döma av beskrivningen har den bättre temperaturstabilitet. Även om det mycket väl kan vara så att detta var överdriven återförsäkring, eftersom felet vid inställning och upprätthållande av den inställda temperaturen redan är ganska stort med de kretsar som används.

resultat

Det slutliga styrschemat visas i Fig. 7. Här tillförs potentialen från termoelementets T1 terminaler till de direkta och inversa ingångarna på operationsförstärkaren OP1.1, som har en förstärkning på cirka 34 dB (50 gånger). Den förstärkta signalen leds sedan genom ett lågpassfilter R5C2R6C3, där 50-THz bruset dämpas till -26 dB från nivån som kommer från termoelementet (denna krets simulerades tidigare i programmet, det beräknade resultatet visas i Fig. 8). Därefter tillförs den filtrerade spänningen den inversa ingången på operationsförstärkaren OP1.2, som fungerar som en komparator. Komparatortröskelnivån kan väljas med variabla motstånd R12 (ungefär från 0,1 V till 2,5 V). Det maximala värdet beror på anslutningskretsen för den justerbara zenerdioden VR2, på vilken referensspänningskällan är monterad.

För att säkerställa att komparatorn inte har omkopplings-"studs" vid ingångsspänningar som är nära i nivå, införs en positiv återkopplingskrets i den - ett högresistansmotstånd R14 är installerat. Detta gör att varje gång komparatorn triggas kan skifta referensspänningsnivån med flera millivolt, vilket leder till ett triggerläge och eliminerar "studsande". Utspänningen från komparatorn genom det strömbegränsande motståndet R17 matas till basen av transistorn VT1, som styr driften av reläet K1, vars kontakter öppnar eller stänger triac VS1, genom vilken en spänning på 220 V är tillförs muffelugnens värmare.

Strömförsörjningen för den elektroniska delen är baserad på transformator Tr1. Nätspänningen tillförs primärlindningen genom ett lågpassfilter C8L1L2C9. Växelspänningen från sekundärlindningen likriktas av en brygga på dioderna VD2...VD5 och, utjämnad på kondensatorn C7 vid en nivå av cirka +15 V, tillförs ingången på stabilisatormikrokretsen VR1, från utgången av vilket vi erhåller stabiliserade +5 V för att driva OP1. För att driva relä K1 tas en ostabiliserad spänning på +15 V, överspänningen "släcks" av motståndet R19.

Spänningens utseende i nätaggregatet indikeras av den gröna lysdioden HL1. Driftssättet för reläet K1, och därför ugnens uppvärmningsprocessen, visas av HL2 LED med ett rött sken.

Pekaranordning P1 tjänar till att indikera temperaturen i ugnskammaren i det vänstra läget av tryckknappsomkopplaren S1 och den erforderliga temperaturen i det högra läget av S1.

Detaljer och design

Delarna i kretsen används både för vanliga utgångsdelar och de som är avsedda för ytmontering. Nästan alla av dem är installerade på ett kretskort tillverkat av enkelsidig folie-PCB som mäter 100x145 mm. En krafttransformator, överspänningsskyddselement och en radiator med en triac är också fästa på den. På Fig. 9 visar en vy av tavlan från trycksidan (filen i programformat finns i bilagan till artikeln; ritningen för LUT ska vara ”spegelvänd”). Ett alternativ för att installera kortet i höljet visas i ris. 10. Här kan du även se pekaren P1, lysdioderna HL1 och HL2, knapp S1, motstånd R12 och paketomkopplare S2 monterade på frontväggen.

Ferritringkärnorna för överspänningsskyddet tas från en gammal datorströmkälla och lindas sedan tills de fylls med isolerad tråd. Du kan använda andra typer av chokes, men då måste du göra nödvändiga ändringar på kretskortet.

Strax innan styrenheten installerades på kaminen löddes ett brottmotstånd in i gapet på en av ledarna som går från filtret till transformatorn. Dess syfte är inte så mycket att skydda strömförsörjningen som att minska kvalitetsfaktorn för resonanskretsen som erhålls genom att shunta transformatorns primärlindning med kondensator C9.

Säkring F1 är lödd vid 220 V-ingången till kortet (monterad vertikalt).

Vilken krafttransformator som helst är lämplig, med en effekt på mer än 3...5 W och med en spänning på sekundärlindningen i intervallet 10...17 V. Det är möjligt med mindre, då måste du installera relä vid en lägre driftsspänning (till exempel fem volt).

Operationsförstärkare OP1 kan ersättas med LM358, transistor VT1 med liknande parametrar, med en statisk strömöverföringskoefficient på mer än 50 och en driftskollektorström på mer än 50...100 mA (KT3102, KT3117). Det finns även plats på kretskortet för installation av en SMD-transistor (BC817, BC846, BC847).

Motstånd R3 och R4 med ett motstånd på 50 kOhm är 4 motstånd med ett nominellt värde på 100 kOhm, två parallella.

R15 och R16 är lödda till terminalerna på lysdioderna HL1, HL2.

Relä K1 – OSA-SS-212DM5. Motstånd R19 består av flera seriekopplade för att inte överhettas.

Variabelt motstånd R12 – RK-1111N.

Tryckknappsomkopplare S1 – KM1-I. Paketbrytare S2 – PV 3-16 (version 1) eller liknande från PV- eller PP-serien för erforderligt antal poler.

Triac VS1 – TC132-40-10 eller annan från TC122…142-serien, lämplig för ström och spänning. Element R20, R21, R22 och C10 är anslutna till triacens terminaler. Kylflänsen togs från en gammal datorströmkälla.

Vilken som helst lämplig storlek och känslighet upp till 1 mA kan användas som en elektrisk pekare P1.

Ledarna som går från termoelementet till styrenheten är gjorda så korta som möjligt och är gjorda i form av en symmetrisk fyrtrådsledning (enligt beskrivning).

Strömingångskabeln har ett kärntvärsnitt på ca 1,5 mm2.

Inställning och konfiguration

Det är bättre att felsöka kretsen steg för steg. De där. löd likriktarelementen med spänningsstabilisatorer - kontrollera spänningarna. Löd den elektroniska delen, anslut termoelementet - kontrollera reläsvarströskelvärdena (i detta skede behöver du antingen någon form av värmeelement anslutet till en extern extra strömförsörjning ( Fig. 11), eller åtminstone ett ljus eller tändare). Löda sedan upp hela kraftdelen och anslut lasten (till exempel en glödlampa ( Fig. 12 Och Fig. 13)) se till att styrenheten håller den inställda temperaturen genom att tända och släcka glödlampan.

Justering kan bara vara nödvändig i förstärkardelen - huvudsaken här är att spänningen vid utgången av OP1.1 vid maximal uppvärmning av termoelementet inte överstiger nivån 2,5 V. Därför, om utspänningen är hög, då den bör sänkas genom att ändra kaskadens förstärkning (genom att minska resistansen hos motstånden R3 och R4). Om ett termoelement med ett lågt utgående EMF-värde används och spänningen vid utgången av OP1.1 är liten, är det i detta fall nödvändigt att öka kaskadförstärkningen.

Värdet på avstämningsmotståndet R7 beror på känsligheten hos den använda enheten P1.

Det är möjligt att montera en version av styrenheten utan spänningsindikering och följaktligen utan ett läge för att förinställa den önskade temperaturtröskeln - d.v.s. ta bort S1, P1 och R7 från kretsen och sedan för att välja temperatur ska du göra ett märke på handtaget på motståndet R12 och rita en skala med temperaturmärken på blockkroppen.

Det är inte svårt att kalibrera skalan - vid de nedre gränserna kan detta göras med en lödkolv varmluftspistol (men du måste värma upp termoelementet så mycket som möjligt så att dess långa och relativt kalla ledningar inte kyler ner termisk korsning). Och högre temperaturer kan bestämmas genom smältning av olika metaller i ugnskammaren ( Fig. 14) – detta är en relativt lång process, eftersom det är nödvändigt att ändra inställningarna i små steg och ge ugnen tillräckligt med tid att värma upp.

Bilden visas på ris. 15, gjort under de första starterna i verkstaden. Temperaturkalibrering har ännu inte gjorts, så enhetens skala är ren - i framtiden kommer många flerfärgade märken att visas på den, applicerade med en markör direkt på glaset.

Efter en tid ringde kaminens ägare och klagade på att den röda lysdioden slutade lysa. Vid besiktning visade det sig att den var ur funktion. Troligtvis hände detta på grund av det faktum att förra gången den slogs på, kontrollerades ugnens kapacitet och kammaren, enligt ägaren, värmdes upp till vit. Lysdioden byttes ut, men styrenheten flyttades inte - för det första var det kanske inte en fråga om överhettning av styrenheten, och för det andra kommer det inte att finnas fler sådana extrema lägen, eftersom det inte finns något behov av sådana temperaturer.

Andrey Goltsov, r9o-11, Iskitim, sommaren 2017

Lista över radioelement

Beteckning	Typ	Valör	Kvantitet	Notera	Mitt anteckningsblock
OP1	Operationsförstärkare	LMV722	1	Kan ersättas med LM358	Till anteckningsblock
VR1	Linjär regulator	LM78L05	1		Till anteckningsblock
VR2	Spänningsreferens IC	TL431	1		Till anteckningsblock
VT1	Bipolär transistor	KT315V	1		Till anteckningsblock
HL1	Ljusdiod	AL307VM	1		Till anteckningsblock
HL2	Ljusdiod	AL307AM	1		Till anteckningsblock
VD1...VD5	Likriktardiod	1N4003	5		Till anteckningsblock
VS1	Thyristor & Triac	TS132-40-12	1		Till anteckningsblock
R1, R2, R5, R6, R9, R17	Motstånd	1 kOhm	6	smd 0805	Till anteckningsblock
R3, R4	Motstånd	100 kOhm	4	se text	Till anteckningsblock
R8, R10, R11	Motstånd	15 kOhm	3	smd 0805	Till anteckningsblock
R13	Motstånd	51 Ohm	1	smd 0805	Till anteckningsblock
R14	Motstånd	1,5 MOhm	1	smd eller MLT-0.125	Till anteckningsblock
R15, R16	Motstånd	1,2 kOhm	2	MLT-0,125	Till anteckningsblock
R18	Motstånd	510 Ohm	1	smd 0805	Till anteckningsblock
R19	Motstånd	160 Ohm	1	smd 0805, se text	Till anteckningsblock
20 kr	Motstånd	300 Ohm	1	MLT-2	Till anteckningsblock
R21	Motstånd

En muffelugn är utformad för att likformigt värma ämnen till olika temperaturer. Muffeln som finns i den skyddar det uppvärmda föremålet från direkt exponering för förbränningsprodukter.

Navigering:

Muffelugnar särskiljs enligt flera kriterier.

Genom värmekälla.
Enligt bearbetningsläge.
Enligt designdata.

Värmekällan för en muffelugn kan vara gas eller elektricitet.

Bearbetningsläget är:

i normal (luft)atmosfär;
i en speciell gasmiljö - väte, argon, kväve och andra gaser;
vid vakuumtryck.

Strukturellt är muffelugnar indelade i ugnar:

toppladdning;
horisontell fyllning;
klockformad - ugnen kommer att separeras från härden;
rörugnar.

Dessutom finns det flera typer av ugnar enligt termiska indikatorer:

ugnar med låga temperaturer: 100 - 500 grader;
ugnar med medeltemperatur: 400 - 900 grader;
högtemperaturugnar: 400 - 1400 grader;
ugnar med mycket höga temperaturer: upp till 1700 - 2000 grader.

Notera. Temperaturen på muffelugnen bestämmer direkt dess kostnad, det vill säga ju högre maxtemperaturen är, desto dyrare blir ugnen.

Fördelarna med muffelugnar inkluderar skydd av det uppvärmda ämnet från bränsleförbränningsprodukter eller förångning av värmeelement och dess enhetliga uppvärmning i hela kammaren.

I händelse av ett muffelfel gör ugnsdesignen att den snabbt kan bytas ut, vilket i hög grad underlättar reparationer.

Nackdelen är den långsamma uppvärmningshastigheten (även om detta inte alltid är nödvändigt). Det är omöjligt att producera höghastighetsuppvärmningslägen i en muffelugn. Detta beror på att det tar tid för muffeln att värmas upp. Vilket medför ytterligare en nackdel - extra energikostnader för uppvärmning.

Huvudkomponenten i en muffelugn är muffeln, som oftast är gjord av keramik. Detta material är universellt för tillverkning av olika typer av ugnar. Det finns också korundmufflar, men de används bara i kemiska miljöer.

Ett värmeelement i form av en tråd lindas runt muffeln och täcks med keramisk beläggning.

Det finns värmeisoleringsmaterial runt muffeln och det hela är mantlat med ett metallhölje av en plåt 1,5-2 mm tjock.

Eftersom uppvärmningen av ugnen börjar runt muffeln är det inte möjligt att nå höga temperaturer (över 1150 grader). I detta avseende har tillverkare utvecklat ett speciellt fibermaterial för tillverkning av muffeln, vilket gör att värmeelementen kan placeras från insidan. Detta gör det möjligt att höja temperaturgränsen för muffelugnar. Men nackdelen med fibröst material är dess bräcklighet: under påverkan av gasångor, salter och oljor från det uppvärmda materialet förstörs fibern.

Idag, för högtemperaturmuffelugnar, används japanska mycket högkvalitativa värmeelement, som gör det möjligt att nå temperaturer i ugnen på upp till 1750 grader.

Ugnar som drivs med gasformigt bränsle har initialt högre temperaturer.

För att värma arbetskammaren jämnare bygger vissa tillverkare in ventilation. Och för att ta bort förbränningsprodukter finns det en avgasmekanism som tar bort rök och ånga från ugnen genom ett rör.

För att styra och reglera temperaturen i ugnen används en elektronisk termostat, som kopplas till en värmare och ett termoelement. Termostaten låter dig styra inte bara temperaturen utan också produktens hålltid i ugnen. Dessutom har dessa indikatorer mycket hög noggrannhet, särskilt i en laboratoriemuffelugn, eftersom noggrannheten i forskningen beror på deras värde och det erhållna resultatet.

Applicering av muffelugnar

Muffelugnen används flitigt, främst som utrustning för värmebehandling av metaller. Men tack vare dess fördelar har muffelugnen (som kan köpas i vilken region som helst i Ryssland) kraftigt utökat sitt tillämpningsområde, och detta är:

värmebehandling av metaller (härdning, härdning, glödgning, åldring);
bränning av keramiska material är det sista steget av keramisk bearbetning;
askning - omvandling av testämnet till aska utan förbränning för undersökning;
kremering;
Analysanalys är en metod för att identifiera och separera ädelmetaller (guld, silver, platina) från malmer, legeringar och färdiga produkter;
torkning - separering av fukt i form av vatten eller annan flytande substans från material;
sterilisering av instrument inom medicin (tandvård).

Värmebehandling av metaller kan göras hemma, i ett laboratorium eller i industriell skala. Utifrån detta finns en hel rad muffelugnar med olika arbetskammarevolymer, kapaciteter och maximala uppvärmningstemperaturer. För personligt bruk kan du köpa en muffelugn för härdning av knivar, för forskning är en laboratoriemuffelugn lämplig.

För värmebehandling av metaller och legeringar måste en muffelugn ha speciella egenskaper.

Först och främst måste en muffelugn för metallhärdning, härdning etc. ha mycket goda isoleringsegenskaper. De är vanligtvis försedda med flera lager: eldtegel, fiberkeramiskt material och ett skyddande hölje av plåt. Ugnens botten måste vara utrustad med speciella kiselkarbidplattor och en extra bricka för att skydda den från stötar från värmeelement under lastning och lossning. Och viktigast av allt, en elektrisk muffelugn måste ha speciella värmeslingor gjorda av högkvalitativ legering för att säkerställa en tillräckligt hög uppvärmningstemperatur - upp till 1400 grader.

En laboratoriemuffelugn (priset beror på kraften och designfunktionerna) kan användas för att värma material med olika sammansättning.

En muffelugn för bränning av keramik används i konst- och keramikverkstäder. Förutom att bränna värmer den upp kolvarna och smälter glaset. Muffelugnen för keramik har ett temperaturområde på upp till 1300 grader och är utrustad med en automatisk regulator som gör att du långsamt kan värma och kyla produkter utan temperaturhopp. En sådan mjuk övergång är också nödvändig när lera eldas i en muffelugn.

Du kan köpa en muffelugn för keramik direkt från tillverkaren, vilket avsevärt minskar kostnaden.

Notera. En muffelugn är ofta utrustad med löstagbara värmeelement som enkelt kan bytas ut om de går sönder.

En muffelugn för bränning av keramik (priset beror på storlek, effekt, laddningsmetod och konfiguration) kan ha en inre kammarvolym från 1 liter till 200 liter och ännu mer. Utformningen av ugnen kan vara rund med laddning uppifrån, kammare med laddning framför, det finns ugnar av klocktyp. Därför är en muffelugn för att bränna keramik, som du till och med kan köpa för hemmabruk, tillgänglig för ett brett utbud av aktiviteter för alla hantverkare.

För att arbeta med ädelmetaller, såväl som inom tandvården, är en liten muffelugn eller till och med en minimuffelugn med en arbetskammarvolym på cirka två liter perfekt.

När du tänker på hur mycket en muffelugn kostar, bör du ta hänsyn till de nödvändiga egenskaperna som bör finnas i den och välja en bra tillverkare. Rysktillverkade muffelugnar har fått bra recensioner bland konsumenter och har en bra prispolicy.

Ett brett utbud av modeller låter dig välja RF-muffelugnar av olika design: horisontella och vertikala muffelugnar med den erforderliga laddningsplatsen, laboratoriemuffelugnar (produktionsbasen ligger i Samara).

Nacal muffelugnar är kända för sin kvalitet. Denna muffelugn (du kan köpa den i Moskva omedelbart med leverans) har fått många positiva recensioner från ledande företag inom olika områden.

Muffelugnen (du kan köpa olika modeller i St. Petersburg) från företaget Elektropribor har också visat sig väl bland köparna.

Den vitryska muffelugnen är av god kvalitet (att köpa den i Minsk kommer inte att vara ett problem, eftersom det finns många onlinebutiker som har sådana ugnar).

Vissa hantverkare tar på sig uppgiften att tillverka en muffelugn med sina egna händer, eftersom en fabriksmuffelugn (vars pris fortfarande är ganska högt) är över deras förmåga. När du gör en ugn själv måste du vara mycket uppmärksam på att göra muffeln. För hemmabruk kan muffeln vara gjord av eldfast lera, som bildar en arbetskammare runt en kartongram. När leran torkar tas kartongen bort. Strax innan ytterligare montering, se till att bränna lermuffeln så att den stelnar och får den nödvändiga hårdheten. Ytterligare montering skiljer sig inte från fabriken.

Men det finns inte många sådana hemmagjorda specialister; de flesta konsumenter föredrar fortfarande att köpa en muffelugn; priset väljs efter deras kapacitet.

Uppfinningen hänför sig till teknikområdet för skumsilikatmaterial. Det tekniska resultatet av uppfinningen är att skapa ett förfarande för framställning av granulat för framställning av glaskristallina skummaterial utan att utföra glassmältningsprocessen. En fraktion av råmaterial med hög kiseldioxidhalt med en SiO2-halt på mer än 60 viktprocent framställs genom upphettning vid en temperatur av 200-450°C. Därefter tillsätts soda i en mängd av 12-16 viktprocent, den resulterande blandningen komprimeras i en värmebeständig stålform. Formen placeras i en kontinuerlig ugn och värmebehandlas vid en maximal temperatur av 10-20 minuter, och den resulterande kakan krossas. 1 bord

Uppfinningen hänför sig till teknikområdet för skumsilikatmaterial erhållna genom skumning vid temperaturer över 800°C - skumglas, expanderad lera, petrositer, inklusive penozeoliter, och kan användas för tillverkning av värmeisoleringsmaterial med en densitet av 150- 350 kg/m 3. Innan den initiala blandningen skummas erhålls granuler eller granuler, som i vissa fall krossas till ett pulver med en specifik yta på 6000-7000 m 2 /g.

Det finns ett känt förfarande för framställning av granulat för skumning genom formning av plastmassor på skruv- eller valspressar, följt av torkning vid en temperatur av 100-120°C, medan skumning av materialet sker vid temperaturer av 1180-1200°C. Nackdelen med denna metod är dess begränsade tillämpbarhet - endast för lerhaltiga laddningar vid framställning av granulärt poröst material (Onatsky S.P. Expanded clay production. - M.: Stroyizdat, 1987). Det är omöjligt att erhålla den initiala blandningen för skumning, till exempel från cullet, med denna metod.

Det finns en känd metod för att framställa glasgranulat genom att blanda komponenterna i satsen av den erforderliga sammansättningen och smälta glassmältan vid temperaturer över 1400°C, kyla glassmältan, följt av krossning och malning till en specifik yta av 6000-7000 m2/g (Kitaygorodsky I.I., Keshishyan T.N. Foam glass. - M., 1958; Demidovich V.K. Foam glass. - Minsk, 1975). Nackdelen med denna metod är behovet av att organisera processen vid höga temperaturer med hög energiförbrukning.

Närmast den föreslagna lösningen när det gäller teknisk väsen är metoden för att producera granulat, som inkluderar att bereda en del av råmaterial med hög kiseldioxidhalt, tillsätta soda, blanda pulver och bränna i kontinuerliga ugnar vid en temperatur på 750-850 ° C (Ivanenko V.N. Byggmaterial och produkter tillverkade av kiselhaltiga raser - Kiev: Budivelnik, 1978, s. 22-25). Nackdelen med denna metod är dess begränsade tillämpbarhet - termoliter erhålls som används som porösa aggregat för betong, som endast är gjorda av kiselhaltiga opalstenar (diatomit, tripolite, opoka).

Syftet med uppfinningen är att framställa granulat baserat på värmebehandling av en blandning av komponenter: a) råmaterial med SiO 2 mer än 60 viktprocent, till exempel zeolit-tuffar, marshalliter, kiselalger, tripoli, etc. och b) tekniska tillsatser som säkerställer silikatbildningsprocesser utan att glaset smälter.

Målet uppnås enligt följande:

1. Kiselsten innehållande SiO2 mer än 60 viktprocent krossas, krossas, siktas (fraktion mindre än 0,3 mm);

2. Kiselhaltigt bergpulver aktiveras genom upphettning vid en temperatur av 200-450°C för att avlägsna sk. "molekylärt vatten";

3. För att förbereda råmaterialblandningen, tillsätt soda i en mängd av 12-16 viktprocent;

4. Den resulterande blandningen komprimeras i en form gjord av värmebeständigt stål och värmebehandlas i kontinuerliga ugnar vid en temperatur av 750-850°C med exponering vid en maximal temperatur av 10-20 minuter;

5. Den resulterande kakan krossas till en fraktion av mindre än 0,15 mm och används för att framställa en laddning med ett jäsmedel och andra tillsatser för framställning av skumglas och skumglaskristallina material med användning av kända tekniska processer.

Den föreslagna metoden för att framställa granulat illustreras med ett exempel:

1. Zeolitiserad tuff från Sakhaptinskoe-fyndigheten (Krasnoyarsk-territoriet) med följande kemiska sammansättning, viktprocent: SiO 2 - 66,1; Al2O3 - 12,51; Fe2O3 - 2,36; CaO - 2,27; MgO - 1,66; Na2O - 1,04; K2O - 3,24; Ti02 - 0,34; förlust vid tändning - 10,28.

2. Det beredda provet - krossat, siktat med en fraktion på mindre än 0,3 mm - aktiveras genom upphettning i en ugn vid 400°C i 10 minuter.

3. Beräkningen av mängden soda utförs utifrån förutsättningarna för maximal bildning av Na 2 SiO 3 under fastfasinteraktionen av SiO 2 och Na 2 CO 3 - d.v.s. per 100 g aktiverat prov tillsätts 18,62 g soda.

4. För sintring används formar av värmebeständigt stål. Formens insida är belagd med en kaolinsuspension för att förhindra att beläggningen fastnar på metallen.

5. Den beredda pulverblandningen komprimeras i en form, placeras i en muffelugn och upphettas till en temperatur av 800°C och hålls i 15 minuter.

6. Den resulterande kakan med en glasfashalt på 65-85% kyls, krossas och är en halvfärdig produkt för framställning av en laddning för framställning av skumglas.

Granulatet som erhålls med denna metod har testats i den tekniska processen för skumglasproduktion:

Granulatet krossades till en fraktion av mindre än 0,15 mm;

Ett gasbildande medel - koks, antracit, flytande kolväten i en mängd av 1 viktprocent - infördes i den resulterande pulverblandningen;

Laddningen komprimerades i formar och värmebehandlades i en muffelugn vid en temperatur av 820°C under 15 minuter. Efter härdning avlägsnades formarna från ugnen för att kyla och stabilisera den cellulära strukturen.

Ett glaskristallint skummaterial med de egenskaper som anges i tabellen erhölls.

Sålunda föreslår författarna en metod för att framställa granulat för framställning av glaskristallint skummaterial, som tillåter användning av naturliga råvaror istället för knappa skärvor. Den tekniska processen kräver inga höga temperaturer, vilket gör produktionen kostnadseffektiv.


Huvudegenskaper hos metoden och egenskaper hos glaskristallint skummaterial
Typ av granulat	Bearbetningsläge, parameter					Egenskaper hos skumglaskristallit
Typ av granulat	Bearbetningstemperatur, °C	Granulatpartikelstorlek för satsberedning	Temperatur för framställning av skumglas och skumglaskristallit, °C	Hålltemperatur, min	Mängd glasfas, viktprocent	Densitet kg/m3	Tryckhållfasthet, MPa
Glasgranulat (smält zeolit + sodablandning)	1480-1500	6000 cm2/g	820	15	100	300	08,-1,5
Fastfassintring av zeolit + sodablandning	750	0,15 mm	820	15	65	350	3-4
Samma	800	0,15 mm	820	15	70	300	2,5-3,5
Samma	850	0,15 mm	820	15	80	300	2,5-3,5
Kullet	1500	6000 cm2/g	750-850	15	100	150-200	0,8-2,0

KRAV

En metod för framställning av granulat för framställning av skumglas och skumglaskristallina material, inklusive framställning av en fraktion av råmaterial med hög kiseldioxidhalt med en SiO 2-halt på mer än 60 viktprocent, tillsats av soda, blandning av pulver och bränning i kontinuerliga ugnar vid en temperatur av 750-850 °C, kännetecknad av att den resulterande fraktionen av råmaterial med hög kiseldioxid aktiveras genom uppvärmning vid en temperatur av 200-450 °C, sedan tillsätts soda i en mängd av 12- 16 viktprocent, den resulterande blandningen komprimeras i en form gjord av värmebeständigt stål, formen placeras i en kontinuerlig ugn, värmebehandlas med exponering vid en maximal temperatur av 10-20 min och den resulterande kakan krossas.

För närvarande värms och kyls ett ganska varierat utbud av kritiska rör under värmebehandling i kontinuerliga muffelugnar av olika utformningar med tillförsel av skyddsgas till dem för att få en ljus yta. Mufflarna värms upp utifrån antingen av förbränningsprodukter eller av elektriska värmare. Ugnarna är skrymmande, elektriska värmare i högtemperaturugnar brinner ofta ut och mufflarnas livslängd är kort på grund av ojämn uppvärmning och skevhet. Deras huvudsakliga nackdel är emellertid bristen på mekanisering: för att organisera ett kontinuerligt flöde (ett rör genom varje muffel) på ugnens inloppssida förbinds rören manuellt med varandra med hjälp av bussningar, och på utloppssidan är de manuellt. avdockat. Detta minskar arbetsproduktiviteten och leder till märkbara defekter, särskilt på rör med liten diameter (6-12 mm). Transportörmuffelugnar är skrymmande, oekonomiska och misslyckas ofta på grund av brutna kretsar.

Att organisera den kontinuerliga transporten av rör med liten diameter (särskilt tunnväggiga sådana) när de värms direkt av en fluidiserad bädd orsakar också betydande svårigheter, för att inte tala om tekniska processer där röret, som en tråd, rör sig i form av en kontinuerlig ändlös tråd.

Anställda vid Pervouralsk New Pipe Plant föreslog att man skulle utföra värmebehandling (värme och kyla) av kalldeformerade rör av perlitklass för att lindra påfrestningar som uppstår vid deformation i mufflar som värms upp från utsidan av en fluidiserad bädd. Den första sådana enheten beskrivs.

Preliminära experiment har visat att uppvärmningshastigheten i virvelbäddsuppvärmda muffel är ungefär hälften av hastigheten för direkt uppvärmning av dessa rör i en fluidiserad bädd av 320 mm korundpartiklar, men betydligt högre än i en flamgasmuffelugn med kedjetransportör. Vid samma muffeltemperatur (920 °C) var uppvärmningstiden i muffeln på 25 X 2-röret (stål 20) till 820 °C 2,5 respektive 6 minuter, och temperaturen i lågugnens arbetsutrymme var 70-80 °C högre än koktemperaturskiktet. Skillnaden i uppvärmningshastigheter under dessa förhållanden förklaras av den stora massan av metall i kedjorna, som värms upp tillsammans med röret till transportörugnen, och de ojämna temperaturerna längs muffelns längd. Detta förklarar också den ungefär hälften lägre kylhastigheten för rör i en transportugn. Det är intressant att i en muffel med liten diameter (25 mm) visade sig ytan på de uppvärmda rören vara lätt även utan att tillföra skyddsgas till dem på grund av förbränningen av smörjmedlet, eftersom icke-skummade rör värmdes upp direkt efter HPTR-bruket.

Baserat på dessa data designade anläggningens designavdelning och värmetekniska laboratoriet tillsammans med UPI en helt mekaniserad femtrådig muffelenhet. Den innehåller ett lastbord med ställ; en anordning som för in rör i ugnen och består av en femtrådig rörapparat med en individuell elektrisk drivning och en pneumatisk tryckanordning; en värmekammare med en fluidiserad bädd, i vilken fem mufflar med en längd på ~2,8 m (längden på den uppvärmda delen är 1,3 m) med en diameter på 114 mm och en väggtjocklek på 10 mm gjorda av X23N18 stål är placerade vid en stigning på 175 mm; en rörformad vattenkylare (rör i ett rör) 1,7 m lång, vilket egentligen är en fortsättning på muffeln; anordningsmottagande rör (magnetisk rulle med en individuell elektrisk drivning, vars rotationshastighet är lika med drivanordningens hastighet); rullbana med släta rullar och kedjeutkastare.

En ugn med fluidiserad bädd har en värmekammare med rektangulärt tvärsnitt, fodrad med eldfast lera på flytande glas, med en gastät metallfoder. Härdens roll i ugnen utförs av två avtagbara gasdistributionsgaller med en yta på 960 x 570 mm, som var och en har 40 (faktiskt 39) lock tillverkade av X23N18 stål med en huvuddiameter på 50 mm, installerade med en stigning på 110 mm i hörnen av torget. Varje lock har sex hål med en diameter på 2,8 mm, genom vilka en gas-luftblandning tillförs från blandningskamrarna. För torkning av ugnen och uppvärmning tillhandahålls en tvåtrådsbrännare GNP-2. Det fluidiserade materialet är korund nr 32 (320 mikron) GOST 3647-71 och OH-11-60 med en bulklagerhöjd (från hålen i locken) på 300 mm.

Enheten tillverkades och installerades av anläggningen och togs i kommersiell drift i december 1970. Den uppskattade kostnaden för ugnen är 9 tusen rubel, varav 2,5 tusen rubel är för murverk. och korund EB-32 laddade i ugnen 1,5 tusen rubel. De faktiska kostnaderna för korund är betydligt mindre, eftersom det kostar 293 rubel/t, och dess belastning överstiger inte 1 ton. En fläkt kostar -2 tusen rubel. Den beräknade kostnaden för mekanisering är 11 tusen rubel, instrumentering och automatisering - 4 tusen rubel.

Accelerationen av uppvärmning av rör i en fluidiserad bäddenhet gjorde det möjligt att minska dess längd jämfört med flammuffelugnar, vilket eliminerade behovet av att sammanfoga rör. Eftersom längden på ugnen med ett kylskåp är mindre än längden på de värmebehandlade rören, finns det alltid en fri ände av röret utanför ugnen, placerad antingen i en rörskjutanordning före ugnen, eller i en magnetisk rullen drar den efter kylskåpet. Efter att ha passerat magnetrullen faller rören ned på en kedjeutkastare, som styrs automatiskt eller på distans, och skjuts ut från leveransbordet.

Den enda manuella operationen på enheten är uppgiften att packa rör in i stamapparaten, och från 1 till 30 rör rör sig samtidigt genom varje muffel med en hastighet av 1,0-0,2 m/min, beroende på rörens diameter och väggtjocklek .

Temperaturen i ugnen upprätthålls automatiskt genom att ändra gasflödet vid en konstant luftflödeshastighet för en given nominell temperatur, som avsevärt överstiger den teoretiskt erforderliga mängden (a = 1,15-2,5). Driftshastigheterna för fluidisering är 0,5-0,8 m/s vid en ugnstemperatur på 900-1100° C. Denna kontrollmetod ökar förlusterna med avgaser, men förenklar automatiseringssystemet och låter dig reglera temperaturen utan att praktiskt ändra den inställda hastigheten av fluidiseringsmedlet. När den nominella temperaturen ökar, ökas luftflödet av regulatorn.

Mätningar med hjälp av tätade termoelement visade att efter att ugnen värmts upp och den nått ett stationärt läge (cirka 2 timmar efter tändning), blev temperaturen på alla mufflar densamma både längs längden och tvärsnittet och nästan lika med temperaturen på den fluidiserade säng. Endast temperaturen vid muffelns inloppsände var något lägre. Följaktligen, i muffelugnar med en fluidiserad bädd, begränsar värmeöverföringen från skiktet till muffeln inte uppvärmningshastigheten för rören, som endast bestäms av intern värmeöverföring.

Ugnen arbetar normalt vid 900-1000°C. Tomgång vid 900°C; Vid 950 och 1000°C är naturgasförbrukningen reducerad till normala förhållanden 16, 21 respektive 24 m 3 /h. Det kan ses att med en ökning av ugnsproduktiviteten ökar den totala gasförbrukningen något, och den specifika gasförbrukningen minskar kraftigt. Data från olika författare om den specifika värmeförbrukningen som spenderas på att värma 1 ton rörformiga produkter i kontinuerliga ugnar presenteras, det är tydligt att i en ugn med fluidiserad bädd är den specifika värmeförbrukningen 1,9-1,25 gånger mindre än i flamugnar.

Balanstest utförda vid en ugnstemperatur på 1000°C och uppvärmning av 520 kg/h av rör som mäter 8 X 1,5 mm till 820°C i den visade att 29,8% av den tillförda värmen förbrukas för uppvärmning av rören, förluster genom murverket är 18,7 %, strålningsförlusterna genom den öppna toppen av ugnen är 11 %, uppvärmningen av den skyddande gasen (kväve) som tillförs muffeln är 5,2 %, förlusterna med rökgaser är 35,3 %. Beroendet av ugnens effektivitet på dess produktivitet visade sig vara ganska nära den beräknade som låg till grund för projektet.

Termogram som erhållits genom att mäta temperaturen på ett rör som rör sig i en muffel med ett termoelement insatt i det visar att tiden för uppvärmning av varje rör till en given temperatur ökar med en ökning av antalet rör i muffeln, trots den resulterande minskningen i rörens rörelsehastighet ökar ugnens produktivitet. Om ett rör med en diameter på 40 X 2 mm med en hastighet av 0,55 m/min värms upp till 820 ° C på 120-130 s, då två - på 180 s, vilket, med en minskning av hastigheten med 1,5 gånger, tillåter för en ökning av produktiviteten med cirka 35 %.

När du analyserar data är det nödvändigt att tänka på: närvaron av vatten och smörjmedel i rör större än 10 mm, vilket saktar ner uppvärmningen i den första delen; långsam uppvärmning av rören i den del av muffeln som ligger i murverket; kylning av muffelns och rörens utloppsände genom värmeledningsförmåga (muffeln är ansluten till kylskåpet utan värmeisolerande packning, så att kylning av rören börjar redan i muffelns utloppsdel).

I den beskrivna ugnen, som var i kontinuerlig industriell drift från december 1970 till mars 1972, glödgades rör av mellan- och slutstorlek (inklusive för export) av stål 10; 20; 35; 45; 15X; 20X; 40X; 20A med en diameter på 4-12 mm med väggtjocklek<4,0 мм, а также готовых труб для ВАЗа из сталей 10, 20 диаметром 6-36 мм толщиной стенки <55,0 мм. Механические свойства как по длине отдельной трубы, так и по разным трубам всех пяти муфелей, заметно не различались (o в и о s обычно не более чем ±1-2 кгс/мм 2 , б не более ±4%), были стабильны по времени и вполне удовлетворяли техническим условиям. Металлографические исследования показали, что микроструктура металла труб после отжига в кипящем слое представляет собой равноосные зерна феррита и перлита.

Under normala driftsförhållanden har värmebehandlade rör en ljus yta. Med en ökning av produktiviteten lämnar rören kylskåpet uppvärmt till en temperatur som överstiger 300 ° C, så skamfilade färger visas på ytan (tillåtet av tekniska förhållanden).

Under 1971 arbetade ugnen under belastning i 6589 timmar med en genomsnittlig produktivitet på 300 kg/h, d.v.s. den producerade -2000 ton produkt (-1000 timmar ugnen arbetade utan laddning - tomgång, testning, arbetslägen; -1000 timmar var stillestånd), och under 2 månader 1972 - 1116 timmar med en genomsnittlig produktivitet på 322 kg/h. Ugnens maximala produktivitet vid en skikttemperatur på 1000 ° C på rör av färdiga storlekar (5 X 1-8 X 1 mm) når (från 3,6-4 till 1 mm eller mindre). Under verksamhetsåret bearbetade ugnen mer än 3,5 tusen ton rör. Jämförande indikatorer för muffelugnar med fluidiserad bädd och låguppvärmning ges i tabellen. 27, sammanställd enligt butiksdata.

Från bordet 27 kan man se att avlägsnandet av rör från 1 m 2 av ugnsbotten vid byte till en fluidiserad bädd ökas från 58,5 till 240 kg/(m 2 h), dvs sex gånger. Antalet servicearbetare har halverats (från två till en per skift). Kostnaden för ugnen med utrustning och instrumentering var 35,5 tusen rubel, den ekonomiska effekten var mer än 45 tusen rubel / år.

Med hjälp av den positiva erfarenheten av att driva dessa ugnar satte anställda vid samma PNTZ-verkstad i november 1972 i kommersiell drift den tredje tio-muffelenheten för lätt värmebehandling av rör för VAZ och andra kunder.

Enhetens sammansättning Fig. 74 inkluderar ställ 1; rullbord uppgift 2; tre elektromagnetiska sektionsrullar 3 med en elektrisk drivning, som driver rör in i ugnen; tio mufflar 4 med en diameter på 89x6 mm gjorda av stål X23N18, placerade i en värmekammare 5 med ett fluidiserat lager av elektrokorund 0,4 mm; rörformig vattenkylare 6; elektromagnetisk sektionsrulle 7 för frånkoppling av rör; styrrör 8 gjorda av icke-magnetiskt stål med elektriska spolar som signalerar rörets passage och öppnar rörutloppsrännorna 10; elektromagnetisk drivrulle 9, som för rören in i utloppsrännan 10; en bandtransportör för rör som faller från rännan 10 in i fickan 11. Innan de matas in i ugnen förenas rören av två arbetare med hjälp av icke-magnetiska stålrör.

Vid utgången ur kylskåpet lossas rören automatiskt av rullen 7, vars rotationshastighet är högre än rörupparbetningsrullarnas, och rören faller fritt ned i korgen. I området för leveransbordet och transportbandet finns en tryckknappsfjärrkontroll för manuell styrning av rörutsläpp, som vid behov servas av en tredje arbetare. Enheten värmer rör med en diameter på 12-30 mm med en väggtjocklek på 0,5-3,5 mm gjorda av kolstål. Grundläggande krav på kvaliteten på värmebehandlade rör:

Kvaliteten på rör som bearbetas på enheten uppfyller de specificerade kraven. För att få en ljus yta tillförs 70-80 m 3 /h skyddsgas (95-96% kväve, 4-5% väte) till muffeln. Mufflarna monteras på stöd gjorda av samma rör som mufflarna. Praxis visar att det optimala avståndet mellan stöden för mufflar med väggtjocklekar på 5-7 och 10-14 mm är 300 respektive 500 mm. Närvaron av stöd påverkar inte fluidiseringen av materialet.

Längs längden av enhetens värmekammare, liknande de som visas i fig. 69 och 74, med invändiga planmått på 3,78 x 1,58 m och en expansion på toppen på upp till 2,04 m, finns tre gasfördelningsgaller med en yta på 1,94 m 2, och följaktligen tre oberoende temperaturkontrollzoner . Under tillverkningen svetsas 180 kapsyler in i varje galler med en stigning på 100x100 mm. Som med kaminen som visas i fig. 74, kåporna är gjorda av ett rör (stål X23N18) med en diameter på 24 mm, vars ena ände är smidd, och fyra hål med en diameter på 3 mm borras nedanför (rörväggtjocklek 7 mm). Sådana lock, som inte är arbetskrävande att tillverka, har visat sig vara utmärkta på den andra femmuffelugnen (under hela driftperioden misslyckades ingen av dem). Det finns en perforerad båge i den övre delen av värmekammaren. Höjden på bulkskiktet är 250 mm, motståndet hos gallret och skiktet (totalt) är ~8 kN/m2. Den villkorade hastigheten för pneumatisk kondensering (beräknad för en kall blandning) vid nominellt läge och vid uppstart är 0,1-0,15 respektive 0,22-0,25 m/s.

I enlighet med kraven i den tekniska regimen upprätthålls olika temperaturer i ugnens tre zoner. Vid bearbetning av rör av färdiga storlekar för VAZ (rör 30x1,5 och 36x2,1 mm, TUZ-208-69), är de 850, 820 och 810 ° C, respektive. Rörrörelsehastigheterna är 0,8-1,2 m/min, vilket ger en genomsnittlig produktivitet på 600 kg/h. För rör av färdiga och färdiga storlekar i enlighet med GOST 9567-60 och andra zontemperaturer är 950, 920 och 820 ° C, och rörrörelsehastigheter är 0,8-8 m/min, beroende på väggtjockleken. Den genomsnittliga produktiviteten på dessa rör når 1 t/h.

Det är viktigt att notera att övergången från en temperaturregim till en annan (till exempel att öka temperaturen från 820 till 950 ° C) varar bara 5-6 minuter, vilket praktiskt taget eliminerar ugnsavbrott när man byter till ett annat sortiment av rör. Temperaturreglering utförs automatiskt genom att ändra gasflödet för varje zon vid konstant luftflöde. Den absoluta bränsleförbrukningen (naturgas) i detta läge sträcker sig från 55-80 m 3 /h. Kapitalkostnaderna för enheten uppgick till 12 086 RUB för ugnen, 8 461 RUB för instrumentering och automation och 23 048 RUB för mekanisk utrustning.

Eftersom denna enhet var en rekonstruerad flammuffelugn var det inte möjligt att skapa ett optimalt mekaniseringsalternativ. Under tiden har vi nu alla initiala data för att skapa mekanisering av sådana ugnar, vilket nästan helt eliminerar manuellt arbete. Vi håller just nu på att utveckla en sådan ugn. Ändå, även med den befintliga dyra och inte särskilt avancerade mekaniseringen, är den uppskattade ekonomiska effekten från återuppbyggnaden av ugnen 81 tusen rubel/år. Av beräkningsmetoden som ges i det sista kapitlet följer det att användningen av en fluidiserad bädd i muffelenheter är mer lönsam, ju högre termisk belastning muffeln har, det vill säga desto mer metall passerar genom den per tidsenhet. Det är därför en enhet med fluidiserad bädd, till skillnad från en låga, ger större produktivitet när muffelns hela tvärsnitt är fyllt med rör. Detta betyder att muffelenheter med fluidiserad bädd är mycket lovande och för lätt uppvärmning i muffel ganska massiva produkter (rör, spindlar, ringar etc.), vilket också gör det möjligt att mekanisera deras rörelse mycket enkelt. Vi håller just nu på att färdigställa konstruktionen av en muffelenhet med fluidiserad bädd för uppvärmning av lagerringar vid en av anläggningarna. Experiment har visat att ringar med en diameter på 130-140 mm, en tjocklek på 20 och en bredd på 30-50 mm värms upp till 1100-1150 ° C på 8-12 minuter. Beräkning med följande metod ger samma indikatorer.

På rörfabriker är muffeltransportugnar för lätt riskfri bearbetning av rör ganska vanliga. I dessa ugnar kräver uppvärmning av transportkedjan som transporterar rör i mufflar flera gånger mer värme än uppvärmning av själva rören, vilket resulterar i en kraftig ökning av både uppvärmningstiden till en given temperatur och nedkylningstiden. Analysen visade att användningen av en fluidiserad bädd för att värma mufflar gör det möjligt att under dessa förhållanden avsevärt intensifiera värmeöverföringen. Dessutom löper vanligtvis samma transportörkedja genom både ugnen och kylaren. Genom att dela upp en transportör i två kedjor (en i ugnen, den andra i kylskåpet) kan du vända nackdelen med transportörugnar till deras fördel, eftersom den första kedjan i detta fall kommer att vara varm längs nästan hela längden, dvs. det kommer att påskynda uppvärmningen av rören, och den andra, kyla längs hela längden hjälper till att kyla rören. Att minska längden på den varma kedjan kommer att minska de mekaniska och termiska belastningarna på den och öka tillförlitligheten för dess drift. En sådan enhet utvecklas för närvarande av oss tillsammans med PNTZ-anställda.

Administrering Totalt betyg för artikeln: Publicerad: 2012.05.21

Alla har säkert hört talas om muffelugnar, men sällan åtar sig någon att förklara inte bara strukturen utan också syftet med denna enhet. Samtidigt är en muffelugn en mycket specialiserad design som är designad för att smälta metaller, bränna lera eller keramiska produkter, sterilisera instrument eller odla vissa kristaller. Förutom industriella ugnar finns det ibland en muffelugn för hemmet, eftersom produkterna från hemhantverkare är allmänt kända.

Kompakta fabrikstillverkade ugnar, som är avsedda för hemmabruk, är ganska dyra, så allt oftare talar folk om att bygga enheten själva. För att till fullo förstå varje steg i ugnstillverkningen bör du först bekanta dig med allmänna teoretiska frågor relaterade till dess egenskaper, struktur och klassificering.

Färdig fabriksversion

Klassificering

Det första tecknet för indelning i undergrupper är utseendet. Baserat på orientering delas ugnar in i vertikala och horisontella. Materialet kan bearbetas i normalt luftutrymme, i ett luftlöst utrymme eller i en kapsel fylld med en inert gas. Det kommer att vara omöjligt att göra den andra och tredje bearbetningsmetoderna själv, vilket måste beaktas innan arbetet påbörjas.

Ved kan inte fungera som värmekälla, eftersom temperaturen i muffeln kan nå över 1000°C grader och ved inte har en sådan specifik förbränningsvärme. Därför används endast två alternativ för tillverkning av värmaren:

Det första alternativet är en gasmuffelugn, som endast kan hittas i produktion. Det är känt att alla manipulationer med gasutrustning omedelbart stoppas av flera tillsynsmyndigheter, och det kan inte vara tal om att göra några enheter med en hemmagjord metod.
En elektrisk muffelugn låter dig använda lite kreativitet, förutsatt att alla nödvändiga säkerhetsvillkor är uppfyllda.

Stor ugn i produktion

Förbereder för arbete

Allt arbete måste börja med ett visst förberedande skede. Även om en handlingsplan har godkänts är det nödvändigt att förbereda verktyg och material, annars kan det bli långa avbrott i arbetet som negativt påverkar hantverkarens prestanda och kvaliteten på den konstruerade konstruktionen.

Innan den faktiska konstruktionen börjar måste du omedelbart förbereda en kvarn för skärning av plåt och bearbetning av lerstenar. Cirklarna för kvarnen måste vara lämpliga. Listan kommer att kompletteras med elsvetsning med tillsatsmaterial och andra VVS-verktyg för vardagsbruk.

Materialen inkluderar nikrom eller fechral tråd, basaltull, brinnande tegel och järnplåt med en tjocklek på minst 2 mm. Beroende på hur strukturen är gjord kanske vissa verktyg eller material inte behövs, och ytterligare kommer att förvärvas under processen.

Hemlagad spis

Några färdiga element för att göra en spis

När du planerar arbete måste du visa inte bara tålamod och förmågan att använda verktyg, utan också uppfinningsrikedom. Vi är trots allt omgivna av så många onödiga saker som kan bli färdiga nyckelelement i vissa strukturer. För tillfället kommer vi att använda färdiga erfarenheter och observationer från några hantverkare för att förenkla processen att göra en spis själv.

Du kan använda en metallugn som kroppen av den framtida ugnen. Du vet säkert var du kan få tag i en gammal gasspis eller elektrisk ugn. Om metallytan inte är skadad av korrosion, kan fyndet fungera som ett hus, eftersom det är strukturellt anpassat för att motstå höga temperaturer. Allt som återstår är att demontera de onödiga delarna och bli av med plastelementen.

Gammal ugn

Du måste göra värmeelementet själv, eftersom det i många elektriska apparater är fyllt med ett isolerande ämne, och det är osannolikt att det demonteras utan skador. Men det finns en betydande fördel med självtillverkning - förmågan att skapa ett element av önskad geometri med de angivna parametrarna.

Det är mest att föredra att använda fechral, eftersom det tål högre temperaturer och kontakt med luft inte orsakar mycket skada på det, vilket inte kan sägas om nikrom.

Tråden ska ha en diameter på 2 mm. Diametern på spolen och längden på tråden kan enkelt beräknas baserat på dimensionerna på värmeelementet med hjälp av en elementär fysisk formel. Det bör genast noteras att den resulterande ugnen förbrukar mycket ström. Dess värde når 4 kW, vilket innebär att du måste dra en separat linje från panelen med en strömbrytare klassad till 25 A.

Färdig tråd

Som värmeisolering måste du använda material som inte bara har låg värmeledningsförmåga, utan också tål höga temperaturer. För att inte tvinga läsaren att rota igenom fysiska tabeller, noterar vi omedelbart att lämpliga material är basaltull, värmebeständigt lim, som köps i butiken, och firlera tegelstenar eller firlera. Om du inte tillhandahåller rätt isoleringsgrad kommer en stor del av värmen att försvinna planlöst, vilket leder till onödig energiförbrukning.

Egenproduktion

Om det inte går att hitta en gammal ugn måste du använda plåt och elektrisk svetsning. Med hjälp av en kvarn skärs väggarna i vår framtida produkt ut av en plåt enligt de nödvändiga måtten. För att förenkla processen är ugnen gjord i en cylindrisk form. Sedan rullas metallremsan till en cylinder och svetsas med en söm.

Metallcirkeln kommer att fungera som ena änden, och en dörr kommer att installeras på andra sidan lite senare. Strukturen måste stärkas, och för detta måste du svetsa flera hörn i korsningen mellan cylinderns väggar och cirkeln.

Böj en plåt till en cylinder

De inre väggarna på den resulterande cylindern är fodrade med basaltull. Detta material valdes inte av en slump. Den maximala temperaturen vid kontakt med öppen eld är 1114°C grader, materialet har dålig värmeledningsförmåga, vilket helt enkelt är nödvändigt för oss under dessa förhållanden, och är också säkert för människors hälsa även vid kritiska temperaturer.

Kanterna på lerstenen bearbetas med en kvarn så att den i tvärsnitt ser ut som en trapets. Dessa element kan användas för att bilda en slags brandbeständig ring.

Skapa en brandsäker ring

Eftersom kanterna kommer att vara i olika vinklar och strukturen måste demonteras, rekommenderas det att sätta ett serienummer på varje tegelsten. Efter att ha lagt tegelstenarna på en plan yta så att de inre kanterna "kikar" upp, gör grunda slitsar i en liten vinkel, en spiral kommer att sättas in i dessa slitsar. Spåren ska isolera spiralvarven från varandra och säkerställa fördelningen av värmeelementet i hela den aktiva zonen. Nu måste du återigen montera tegelstenarna till en ring och dra åt dem med tråd eller en klämma.

Den förberedda spiralen placeras i spåret och dess ändar förs ut, där anslutningsterminalerna kommer att monteras. Spiralringen representerar ugnens värmeelement.

Spiral läggning

Cylindern med basaltull är installerad med sin ände på ett horisontellt plan. Fireclay tegelstenar placeras i botten för att skydda den runda väggen från exponering för höga temperaturer. Ett värmeelement sätts in inuti, och alla tomrum är fyllda med värmebeständigt lim. Det kommer att ta flera dagar för enheten att torka. Under denna tid kan du designa och göra en lucka till ugnen. Ju tätare den täcker eldstaden, desto längre håller den hemmagjorda spiralen. En egenbyggd muffelugn kan smälta ädelmetaller, elda lera och smälta vissa metaller.

För att elda små lerprodukter hemma kan du göra en enklare variant av ugnen. Den består av en elektrisk spis med ett exponerat värmeelement och en keramikgryta av lämplig storlek. Det är omöjligt att placera delen direkt på spiralen, så lerstenar placeras under den och täcks med en kruka ovanpå.

Material för att skapa en ugn

Nackdelar med hemgjord design

Varje enhet är inte utan vissa brister, och en hemmagjord enhet multiplicerar dem också. Med tanke på det uppsatta målet kan du offra vissa krav för att uppfylla andra. Alla bör dock känna till listan över negativa konsekvenser.

En hemgjord design berövas alla garantier, inklusive säkerhetsgarantier.
Avdunstning av metall från värmeslingan kan leda till att den finns i form av föroreningar i sammansättningen av den ädelmetall som bearbetas.
Hemmagjord värmeisolering ger inte full koncentration av värme i eldstaden, så kroppen på en hemmagjord spis är mycket varm och kräver noggrann hantering. Detta är förresten också en nackdel med vissa fabriksmodeller.
Underlåtenhet att korrekt övervaka och reglera temperaturen kan leda till att ugnen inte kan utföra en viss värmebehandlingsuppgift.

Färdiga fabrikstillverkade ugnar är designade för att utföra ett ganska smalt utbud av uppgifter, men detta är mer en indikator på professionalism än en nackdel. Huvudparametrarna och tillämpningsområdet för en viss enhet anges i dess pass.

Ledarna inom produktionen av kompakta och stationära muffelugnar är sådana företag som TSMP Ltd (England), SNOL-TERM (Ryssland), CZYLOK (Polen), Daihan (Sydkorea). Den presenterade listan återspeglar topplistan över företag för att utvärdera leverantörer av högtemperaturutrustning till den ryska marknaden.