Небольшая простая самодельная печь для плавки алюминия. Печь для плавки алюминия своими руками: виды, особенности изготовления и отзывы Самодельная газовая печь для плавки алюминия

Как известно, температура плавления алюминия составляет свыше 660°С. Используя домашние бытовые нагревательные приборы, такие как утюг, духовка или газовая плита, добиться такой температуры вряд ли получится. Поэтому плавка алюминия в домашних условиях становится возможной при наличие соответствующего оборудования и, конечно же, самого сырья для плавки - алюминия.

Для плавки алюминия обычно используют тигельную муфельную печь, изготовленную своими руками . Особенность данной печи заключается в верхней загрузке в рабочую камеру так называемого тигля - специального ковша для плавки алюминия, в который помещается сырье. Компактные размеры муфельной печи с вертикальной загрузкой позволяют легко хранить и использовать ее дома на балконе, в гараже или на даче.

Теперь поговорим непосредственно о процессе плавки алюминия в домашних условиях.

Как уже говорилось, для плавки алюминия в муфельной печи нужен тигель. Он обычно изготавливается из огнеупорного материала или из металла с гораздо большей температурой плавления, чем у алюминия.

Для изготовления тиглей применяют корунд, графит, фарфор, кварц, чугун или сталь. Мне самостоятельно удалось изготовить тигель из стали. Тигель из других материалов можно купить и готовый, но сделать самодельный тигель из стали оказалось куда проще и практичнее, особенно если у вас есть сварочный аппарат и начальные навыки сварки и орудования болгаркой.

Размер тигля следует подбирать исходя из количества алюминия, которое вы хотите расплавить. Тепло должно равномерно передаваться от раскаленного тигля к сырью. В свою очередь тигель также должен равномерно прогреваться. Для муфельной печи своей конструкции я планирую изготовить несколько тиглей различного объема для работа с одним или двумя ТЭНами одновременно.

Алюминий заправляется в тигель как можно плотнее. Для этого исходное сырье желательно измельчить и немного спрессовать. Я использовал для плавки обычную алюминиевую проволоку, поэтому я просто нарезал ее кусачками и плотно спрессовал пасатижами.

При плавлении алюминий значительно уменьшается в объеме по сравнению с исходным материалом (ведь, в принципе, мы затем его и плавим), поэтому в процессе плавки алюминия в домашних условиях нам потребуется периодически добавлять сырье в тигель.

Следует отметить, что это может быть крайне опасно! Все дело в том, что в добавляемом нами сырье где-то может задержаться влага, а при попадании воды в расплавленный алюминий происходит резкий всплеск, и металл может выплеснуться из муфельной печи, повредив вас серьезными ожогами. И уж совсем плачевные последствия будут при попадании расплавленного металла в глаза. Поэтому всегда следите за своей безопасностью - работайте исключительно в защитных очках или маске, а еще лучше - в специальном огнеупорном костюме металлурга.

В процессе плавки алюминия в домашних условиях на поверхности расплавленного металла будет образовываться оксидная пленка и всплывать на поверхность всякий шлак. Количество шлака зависит от качества используемого для переплавки алюминия сырья. Где-то был подкрашен, где-то испачкан - все это уйдет из металла в виде шлака. Непосредственно перед самым литьем расплавленного алюминия по формам шлак рекомендуют снять при помощи специального приспособления.

Также после того, как алюминий расплавился и образовал однородную блестящую каплю, как это делал жидкий терминатор в фильме «Терминатор 2″, тигель рекомендуют еще немного подержать в печи для придания расплавленному алюминию большей текучести. Это сильно упростит дальнейшее его литье.

Тем, кто следит за моим блогом, рад сообщить, что я продолжаю трудиться над созданием домашнего производства, и у меня есть некоторый прогресс.

В этот раз я расскажу вам о моей третьей по счету печи для плавки алюминия. Первая была . В ней я успешно плавил алюминий, но в малых количествах. Второй моей печкой стала . В ней мне удалось расплавить почти полный чугунный котелок алюминия (около 4 литров). Отливка получилась килограммов на 5, но для выплавки такого количества алюминия я потратил около двух ведер каменного угля, что очень много, если посчитать все по-умному.

Я полностью пересобрал плавильную печь на угле, сделал ее более компактной, сварил для нее металлический каркас и купил чугунный колосник, начал делать нормальный вентиляторный наддув, построил навес и сделал вытяжную трубу 5 метров, а также вытяжку как у кузнечного горна. Но из-за ошибок в прикидках вытяжная система не заработала правильно, и я немного приуныл.

А потом взял, и решил построить печь для плавки алюминия на газу! Решение такое было обусловлено стремлением к максимальной эффективности, минимальной стоимости и удобству в эксплуатации. Газовую печь, в отличие от угля, не нужно разжигать. Ей не нужна вытяжка. Она получается компактная и транспортабельная. Кроме того, тепловые потери в ней сведены к минимуму благодаря герметичности конструкции.

Я не стал замахиваться на домну с выработкой в сотни литров расплава, а решил, что мне вполне хватит до 1,5 литров алюминия (4 кг). Главное, чтобы плавилось быстро и дешево. 1 литр газа сейчас стоит 18 рублей. Где-то читал, что израсходовав 12 литров газа можно расплавить до 40 кг алюминия. Выходит, что 1 литра газа должно хватить на 3 кг алюминия, т.е. по 6 рублей за 1 килограмм алюминия.

Газовая печь для плавки алюминия в моем исполнении сделана из бачка гидро-аккумулятора на 24 литра. Его можно легко купить в любом магазине с насосным и отопительным оборудованием. Цена около 2000 рублей. Верхнюю крышку аккуратно спиливаем болгаркой — крышка нам еще понадобится. Верхней я считаю ту часть гидро-аккумулятора, к которой на винтах крепится дюймовый вход. Винты эти я открутил и вынул резиновый баллон.

В нижней боковой части бака высверливаем отверстие Ф50 мм, смещенное относительно центра где-то на 25 мм, и ввариваем в него металлическую трубу Ф50 мм. В нее мы будем вставлять газовую горелку. Смещение нужно для того, чтобы пламя входило в рабочую камеру печи для плавки алюминия по касательной, и закручивалось в спираль, огибая плавильный тигель.

Всю внутреннюю поверхность бака и крышку я обмазал слоем гипса в 1 см толщиной. Гипс я смешивал маленькими порциями с добавлением пары-тройки щепоток стекловолокна, которое должно дать гипсу некоторую армировку. Это стеклолволокно я случайно заметил в строительном магазине. Продается в маленьких пластиковых контейнерах (как морская капуста) по цене около 300 рублей за баночку. Дороговато, но застывший гипс отходит от смесительной емкости цельной коркой, значит стекловолокно работает. Зачем обмазал все гипсом? Подумал, что он даст некоторый теплоизолирующий эффект. Асбест весь я потратил на муфельную печь, да и канцероген он — зараза! А гипс — экологично. Пора и о здоровье подумать

Пока сохло гипсовое теплоизоляционное покрытие, я занялся дроблением шамотного кирпича. Мне повезло, потому что мне попался сыпучий легковесный. Попавшийся мне твердый огнеупорный кирпич я раздробил с большим трудом! Дальше старался дробить только легковес! Зачем я вообще начал дробить кирпич? Дело в том, что я хотел получить идеальную округлую поверхность внутренней камеры плавильной печи. Смысл в том, чтобы языки пламени плавно огибали камеру, закручиваясь в спираль. Чем больше неровностей на внутренней поверхности камеры, и чем дальше она от округлой формы, тем сложнее будет пламени распространяться в рабочей камере. Хотя некоторые люди складывают кирпичи шестигранником и обвязывают/заливают их, и также успешно плавят. Но мне было не лень покрошить кирпичи, поэтому я это сделал

Итак, толченый шамотный кирпич готов. Берем обычную канализационную трубу диаметром 100 мм и вставляем в середину бака. Замешиваем специальную огнеупорную смесь для кладки печей и каминов до состояния жидкой сметаны (можно влить туда крышечку жидкого стекла), и добавляем туда толченый кирпич. Итоговый бетон должен получиться довольно крутым, чтобы уже не тек, с трудом перемешивался и на вид был даже слегка суховатым. Этим бетоном начинаем закидывать между стенками металлического бака и канализационной трубы. Мешать нужно в несколько заходов (потому как такой бетон за раз не смешать как следует), и каждый последующий слой довольно интенсивно трамбуется деревянным брусочком. Смесь эту я также нашел в строительном магазине. Она так и называлась — «Смесь огнеупорная до 1600° С» Также эту смесь иногда продают под названием «Мертель шамотный» МШ- и какие-то циферки, но такого я не нашел.

После заливки бетоном эта смесь будет очень-очень долго сохнуть. Первые пару дней вообще не особо заметно, что что-то сохнет: смесь все также пластична и проминается пальцем. На упаковке написано, что застывает через 36 часов, а полное высыхание через 14 дней. Я на третий день не выдержал, и потащил сырую обжигать. Обжигал газовой горелкой. Сперва попробовал на крышке. Грел-грел. Смотрю — начала светлеть! Ура, вода испаряется! Попробовал пальцем — стала довольно твердой В общем, обжег сразу всю печку и снаружи и внутри — ничего не потрескалось и не осыпалось, а напротив — довольно неплохо затвердело.

А про газовую горелку нужно писать отдельный пост! Все дело в том, что собрать горелку очень просто, а вот заставить ее правильно работать — та еще задачка, особенно если это горелка для газового горна или плавильной печи, где горение происходит в закрытом объеме. Итак, вот моя . Изучайте!

В этой статье объединено много различных пошаговых инструкций, которые помогут вам сделать отличный тигель для плавки алюминия. Это займет всего пару дней и немного денег.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

В процессе плавки алюминия в домашних условиях вы столкнетесь с огнем и расплавленным металлом. Не пренебрегайте средствами безопасности и спецодеждой. Ответственность за любые причиненные травмы лежит исключительно на вас! Я не имею к этому никакого отношения.

Шаг 1: Материалы и инструменты

Показать еще 4 изображения

Оглядываясь назад, я могу сказать, что, хоть список и большой, все эти материалы достать несложно. Самой дорогой оказалась горелка . Я пытался экономить, но, честно говоря, это очень полезная покупка.

Остальные материалы для плавильни:

• Быстрозастывающий цементный раствор. Я взял ведерко 9 кг за 500 рублей.
• Ёмкость, в которой будем мешать раствор
• Приспособление, которым будем размешивать раствор
• Большая кофейная банка (15 см)
• Маленькая кофейная банка (10 см)
• Ножовка по металлу
• Дрель (или другой инструмент для изготовления отверстий в металле)
• Газовый баллон на 0.4 кг (убедитесь, что он пустой)
• Стальной стержень, например, из принтера, длиной около 30 сантиметров (вы можете купить стальной стержень 20 см в местном строительном магазине)
• Маркер (или любой другой инструмент для маркировки)
• Клейкая лента
• Картон
• Короткая (5-7 см) железная или стальная труба, в которую входит конец горелки. (Необязательно)
• Круглый молоток (подойдет и другой)
• Немного пропана (я покупаю в туристическом магазине, 250 рублей за два баллона по 450 гр)
• Печь (необязательно)
• Тиски (необязательно, однако очень пригодятся)
• Небольшая форма для выпечки (необязательно, вам просто нужно что-то, куда можно залить алюминий).
• Немного дешевой проволоки (не больше 3 мм, но достаточно прочная, чтобы выдержать небольшой вес)

Шаг 2: Делаем тигель

Показать еще 10 изображений

Итак, я взял пустой газовый баллон и зажал его в тисках. Ножовкой я обрезал его по сварному шву и срезал края. Если вы посмотрите на дно, вы увидите 4 отверстия. Используйте маркер, чтобы разметить линии на уровне с ними.

Молотком отбейте металл там, где находится линия. Таким образом появится носик. (это может быть сложно, однако, когда носик будет готов, заливка станет в разы проще).

Теперь нарисуйте линии вверх по бокам от отверстий, находящихся около носика. Отступите 6 мм сверху, отметьте линию и просверлите ее с обеих сторон. Я использовал дрель, но можно было использовать любой другой сверлильный инструмент. Убедитесь, что отверстия соответствуют размеру металлического стержня.

Наденьте пару кожаных рабочих перчаток. Теперь отметьте центр стержня. Нагрейте его над горелкой. Когда металл станет красным, согните его пополам, чтобы сделать острый угол. (см. рисунок)

Окуните металл в воду и нагрейте концы по одному. Согните их, чтобы они смотрели друг на друга. Окуните концы в воду и повторно нагрейте центральный изгиб. Отклоните его и разверните так, чтобы концы, которые вы согнули, входили в отверстия в пропановом баке.

Охладите центральный изгиб и убедитесь, что ваша новая рукоятка свободно перемещается в отверстиях.
Теперь у вас есть отличный тигель.

Шаг 3: Делаем горн

Показать еще 10 изображений

Работа с плавильной печью для алюминия довольно сложная, поэтому мы будем делать её в несколько этапов.

1. Прорежьте отверстие в боку большой банки примерно на 2.5 см от основания.
2. Убедитесь, что туда входит труба (можно померить с помощью листа бумаги или картона)
3. Используя нож, вырежьте отверстие в нижней части маленькой кофейной банки в форме мышиной норы (убедитесь, что труба туда входит).
4. Оберните маленькую банку в картон (это делается, чтобы её проще было достать) и вырежьте такое же отверстие в картоне в форме мышиной норы.
5. Разведите бетонный раствор. Я использовал 11 чашек цемента и около 2.5 чашек воды.
6. Плотно залейте раствор на дно большой банки до уровня отверстия.
7. Поместите трубу в отверстие, а маленькую банку поместите в большую, соединив их трубой через мышиные отверстия. Попытайтесь центрировать маленькую банку.
8. Желательно выставить трубу по диагонали. Это поможет создать спираль пламени. (см. рисунок)
9. Заполните стенки бетоном и плотно утрамбуйте.
10. Я дал раствору немного настояться, затем поставил банку в духовку и установил на 200 градусов.
11. Через 30 минут вытащите её и достаньте маленькую банку, обернутую в картон.
12. Верните сосуд в духовку на 2 часа. Это поможет устранить влагу.
13. Используйте духовые рукавицы и выньте банку из духовки. Принесите его на рабочее место.
14. Подготовьте горелку и вставьте её в трубу.

Я советую использовать защиту для глаз. Первый обжиг необходим для устранения влаги. Вы можете увидеть пар, выходящий из цемента. Дайте ему прогореть примерно полчаса, затем оставьте просохнуть на ночь. В конце мы поместили туда тигель, чтобы обжечь его от старой краски.

Шаг 4: Плавим алюминий

Показать еще 11 изображений

Литье алюминия в домашних условиях — это очень опасно, поэтому держите при себе воду и наденьте толстые кожаные или сварочные перчатки, а также защитные очки и убедитесь, что помещение хорошо вентилируется.

Разогрейте печь и поместите туда тигель. Я подождал, пока дно тигля не станет красным.

Начните с небольших кусков алюминия. (У меня были старые трубки от дверного колокольчика). Вы можете использовать банки, но в них, как правило, много шлака. Я бы подождал, пока накопится некоторое количество алюминия, прежде чем начать плавку алюминиевых банок.

Вам, вероятно, поначалу будет непросто, поэтому не торопитесь. После того, как вы получите достаточное количество алюминия, он сможет поддерживать температуру плавления, и вы сможете плавить большие куски за считанные секунды. В гараже я нашел старую раму от самоката, который уже отработал своё. Теперь эта рама превратится в нечто новое.

Я обнаружил, что можно накрыть тигель верхней частью газового баллона. Это позволяет лучше сохранять тепло и быстрее плавить металл.

У меня был проблемный кусок самоката, из которого не получалось выкрутить стальной винт, поэтому я окунул его в бассейн расплавленного металла, и назад он уже не вернулся. Молоток помогал справиться с трудными кусками металла и осадками в тигле.

После того, как тигель заполнится, либо закончится алюминий, вам нужно соскоблить шлак. Шлак будет плавать сверху и будет выглядеть немного иначе, чем металл под ним.

Для удаления шлака пригодится ненужный кусок металла. Мы использовали тот же металлолом и сделали из него крюк, чтобы поднять тигель, и еще одну деталь, которая помещается в отверстия на дне тигля, чтобы его было проще опустошить. Для этого вы можете использовать небольшую отвертку.

Удостоверьтесь, что у вас есть что-то, куда можно вылить алюминий. Я собираюсь оставить его на будущее, поэтому формую алюминий в небольшие брикеты — они маленькие и удобно плавятся в тигле. Вы можете просто использовать углубление во влажном песке или что-то в этом роде. Удобнее всего использовать формы для кексов, однако, их больше не получится использовать по назначению.

Разлейте металл по формам. Он очень горячий, поэтому не забывайте использовать защиту для рук и глаз!

Поскольку я нетерпелив, я не жду, пока алюминий остынет, а кидаю его в холодную воду. В таком случае вода может бурно кипеть. Это зрелищно, но очень опасно. Будьте осторожны!

Шаг 5: Что дальше?

У нас теперь много слитков. Вы можете скопить на небольшой токарный станок, примерно за 10 тыс. рублей, и сделать из алюминия различные интересные детали!

Ниже представлена классификация печей для плавки алюминия с точки зрения их конструкции. На рисунке – обзор плавильных печей, которые применяют в алюминиевой промышленности.

Классификация плавильных печей для алюминия

Рисунок – Классификация плавильных печей для алюминия

• 1.00 – отражательная печь, стационарная
• 1.11 – печь с загрузкой шихты сверху
• 1.12 – круглая печь
• 1.13 – печь с загрузочным колодцем
• 1.14 – двухкамерная печь
• 1.15 – печь с сухим подом
• 1.16 – печь скоростного плавления
• 1.17 – шахтная печь
• 1.21 – отражательная печь, наклоняемая
• 1.22 – наклоняемая цилиндрическая печь
• 1.23 – наклоняемая овальная печь
• 2.00 – тигельная печь
• 2.11 – газовая тигельная печь
• 2.12 – электрическая тигельная печь сопротивления
• 2.21 – тигельная индукционная печь
• 2.22 – канальная индукционная печь
• 3.00 – роторная печь
• 3.10 – наклоняемая роторная печь

Три класса плавильных печей для алюминия

Чаще всего в производстве вторичного алюминия применяют так называемые отражательные (подовые) печи. Этот тип печей для плавки алюминия (1.00) имеет много модификаций. Все эти модификации, так или иначе, приспосабливают классическую отражательную печь под особые условия работы и специальную шихту.

Популярными являются тигельные печи (2.00), особенно, на малых производствах.

Производители вторичного алюминия широко применяют в качестве плавильных печей роторные печи (3.00), особенно для переработки лома с высокой удельной поверхностью, например, алюминиевую стружку, а также сильно загрязненный алюминиевый лом.

Семейное древо плавильных печей, которое показано на рисунке, относится именно к производству вторичного алюминия. Некоторые технологии плавления алюминия имеют очень ограниченное и специальное применение.

Кроме того, производители вторичного оборудования применяют различное оборудование в зависимости от назначения своей продукции и типа алюминиевого лома, который они применяют.

Печи для литейного вторичного алюминия

Производителей вторичного алюминия обычно подразделяют на две категории. К первой категории относят производства, которые выпускают в основном литейные сплавы для производителей алюминиевых отливок, а также алюминий для раскисления стали. Сырьем для этих производителей является «старый» лом и производственные отходы литейных производств. По-английски их называют «refiners». Эти производства кроме введения легирующих элементов для доводки заданного сплава применяют оборудование для очистки алюминиевого расплава и удаления нежелательных химических элементов и примесей.

Роторные плавильные печи применяют именно эти переработчики алюминиевого лома.

Литейные предприятия, которые изготавливают алюминиевые отливки из вторичного литейного алюминия, широко применяют тигельные печи – газовые и электрические, индукционные и сопротивления, как для плавки и выдержки алюминия, так и для разливки алюминиевого расплава в литейные формы.

Печи для деформируемого вторичного алюминия

Вторая категория производителей вторичного алюминия включает производства для получения деформируемых алюминиевых сплавов. Они применяют в качестве шихты чистый и отсортированный лом деформируемых алюминиевых сплавов. Продукция этих производителей вторичного алюминия – слябы и слитки для прокатки и экструзии (прессования). Их по-английски называют «remelters». К ним относятся и производства, которые являются подразделениями заводов по прокатке и прессованию алюминиевой продукции и которые перерабатывают в основном собственные технологические отходы.

Эти плавильщики-литейщики алюминиевого лома применяют в основном отражательные (подовые) печи – стационарные и наклоняемые. Различные конструкции этих печей отвечают требованиям конкретных производств: по энергетической эффективности, по чистоте металла, по производительности и т. д.

В таблице представлен обзор применения различных типов печей в алюминиевой промышленности. Индексы типов печей – по схеме классификации печей на рисунке.

Таблица – Применение печей (плавильных, для выдержки, раздаточных) в алюминиевой промышленности

Обозначения: 0 – не применяется, 1 – применяется в отдельных случаях, 2 – часто применяется, 3 – стандартная технология, 4 – ключевая технология