Главная / Другие материалы

Как сделать печь для литья алюминия. Печи для плавки алюминиевых сплавов. Основные элементы конструкции и материалы для сборки

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.

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.

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

Алюминий – один из самых распространенных металлов на земле. Он присутствует даже в человеческом организме, так что уж говорить об окружающей действительности. В каждом доме или личном автомобиле есть алюминиевые функциональные элементы, детали или узлы, которые, увы, достаточно часто ломаются. Это мебельная и оконная фурнитура, направляющие для дверей и ставен, защелки замков и другие нужные мелочи.

Их можно заменить покупными новыми изделиями, отремонтировать или изготовить самостоятельно. В последних двух случаях и может понадобиться плавка алюминия в домашних условиях.

Характеристики алюминия

Все характеристики металла для домашних самоделок знать необязательно. Но есть несколько моментов, которые могут стать значительными или даже опасными в работе.

Алюминий хорошо поддается литью, плавится при относительно невысокой температуре в 660 °С. Для справки: чугун начинает плавиться при температуре 1100°С, а сталь – 1300 °С.

Поэтому плавка алюминия в домашних условиях на газовой плите трудно осуществима, так как домашние газовые приборы такую температуру обеспечить не могут. Правда, отечественные "кулибины" могут все, но об этом позже.

Снизить температуру плавления алюминия можно, растерев его в порошок или используя в качестве сырья готовый порошковый продукт. Но здесь важным становится еще одно свойство алюминия. Он достаточно активный металл, который при соединении с кислородом воздуха может воспламениться или просто окислиться. А температура плавления оксида алюминия - больше 2000 °С. При плавлении оксид все равно образуется, но в небольших количествах, именно он формирует окалину.

Та же активность может сыграть плохую шутку, если в расплавленный металл попадет вода. При этом происходит взрыв. Поэтому если в процессе плавки нужно сырье добавлять, то нужно следить, чтобы оно было сухим.

Сырье для плавки

Если предстоит плавка алюминия в домашних условиях, из-за сложности работы с порошковым металлом его в качестве сырья не используют.

Можно приобрести алюминиевую чушку или использовать обычную алюминиевую же проволоку, которую нарезать ножницами на небольшие кусочки и для уменьшения площади контакта с воздухом плотно спрессовать пассатижами.

Если не предполагается особо высокое качество изделия, то можно в качестве сырья использовать любые бытовые предметы, консервные банки без нижнего шва или обрезки профиля.

Вторичное сырье может быть окрашено или испачкано, это не страшно, лишние составляющие отойдут в виде шлаков. Только нужно помнить, что вдыхать пары сгоревшей краски нельзя.

Чтобы из вторичного сырья получилась качественная плавка алюминия в домашних условиях, флюсы, задача которых состоит в том, чтобы связывать и выводить на поверхность расплавленного металла все примеси и загрязнения, лучше приобрести готовые. Но можно сделать самостоятельно из технических солей.

Покровный флюс готовится из 10 % криолита и по 45 % хлорида натрия и хлорида калия.

В рафинирующий флюс для получения алюминия без пористости добавляют еще 25 % от общей массы фтористого натрия.

Средства индивидуальной защиты при плавке

Плавка алюминия в домашних условиях – процесс небезопасный. Поэтому нужно пользоваться средствами индивидуальной защиты (СИЗ). Даже если такая плавка нужна один раз на минимальном оборудовании, то по меньшей мере нужно защитить руки, например специальными перчатками сварщика, отлично предохраняющими от ожогов, ведь температура жидкого алюминия - больше 600 °С.

Глаза тоже желательно защищать, особенно если плавка происходит достаточно часто, очками или маской. И совсем в идеале работать нужно в специальном костюме металлурга с повышенной стойкостью к огню и высоким температурам.

Если нужен очень чистый алюминий с использованием рафинирующего флюса, то работать следует в химическом респираторе.

Литейная форма

Если требуется только отлить чистый алюминий для припоя, то литейная форма не нужна. Достаточно использовать стальной лист, на котором расплавленный металл остынет. Но если нужно отлить хотя бы простенькую деталь, то понадобится литейная форма.

Литейную форму можно сделать из скульптурного гипса, именно гипса, а не алебастра. Жидкий гипс заливается в смазанную маслом форму, ему дают немного застыть, периодически встряхивая, чтобы вышли пузырьки воздуха, вставляют в него модель и накрывают второй емкостью с гипсом. В удобном месте нужно в гипс вставить цилиндрический предмет, чтобы в итоге в форме появилось отверстие, так называемый канал, в который будет заливаться расплавленный алюминий. Когда гипс окончательно застынет, две части формы разъединяются, вынимается модель, и форма с готовым слепком соединяется опять.

Изготовить литейную форму можно и из смеси 75 % формовочного песка, 20 % глины и 5 % каменноугольного песка, которая засыпается в специальный ящик из досок и трамбуется. В утрамбованную землю отжимается модель, получившийся отпечаток присыпается тальком и графитом (угольной пылью), чтобы остывшую алюминиевую деталь можно было легко отделить от формы.

Тигель для плавки

Плавка алюминия в домашних условиях требует наличия специальной емкости с носиком из тугоплавкого материала. Это так называемый тигель. Тигли могут быть фарфоровые, кварцевые, стальные, чугунные, изготовленные из корунда или графита. В домашних условиях можно использовать покупной тигель или изготовить его, например, из отрезка стальной трубы достаточно большого диаметра. Правда, для этого нужна болгарка, сварочный аппарат и навыки владения этими инструментами.

Размеры тигля зависят от необходимого количества алюминия, который нужно расплавить. Этот ковш должен равномерно прогреваться, а его тепло - передаваться к сырью.

Печи для плавки

Технология плавки алюминия в домашних условиях достаточно проста. В специальном ковше нагревается лом алюминия до температуры, превышающей температуру плавления этого металла, расплав некоторое время выдерживается в разогретом состоянии, с его поверхности снимается шлак, затем чистый металл разливается в форму для остывания. Время плавки зависит от конструкции печи, то есть той температуры, которую она способна обеспечить.

Если используется паяльная лампа или газовая горелка, то они нагревают алюминий сверху. Правда, печь при этом все равно складывается из кирпичей колодцем без связующего раствора, внутри которого будут прогорать угли для нагревания емкости снизу и поддержания ее в нагретом состоянии.

Примерно так же выглядит конструкция печи, если тигель прогревается снизу с помощью обычных дров и фена для сушки волос. Только в этом случае дрова укладываются в кирпичном колодце не на дно, а на решетку, расположенную на первом ряду кирпичей, а в этом ряду оставляется отверстие для металлической трубы, надетой на горловину фена и закрепленной на ней изолентой. Тиглем в этом случае служит консервная банка, естественно, не алюминиевая, в которой на небольшом расстоянии от верха проделываются диаметрально противоположные сквозные отверстия. В эти отверстия продевается стальной прут, за который банка должна подвешиваться в печи. Фен нужен для нагнетания горячего воздуха в пространство между кирпичами и тиглем. Иногда вместо кирпичей используют металлическую бочку.

Если плавка должна происходить достаточно часто, то можно своими руками изготовить муфельную печь с вертикальной загрузкой тигля или купить готовую.

Плавка с помощью паяльной лампы

Плавка алюминия в домашних условиях паяльной лампой должна происходить не в помещении. Кроме сырья, паяльной лампы, тиглей и кирпичей, нужно подготовить дрова, пассатижи и стальной прут.

Итак, из кирпичей изготовлен небольшой колодец так, чтобы сверху можно было установить ковш с алюминием и стальной небольшой лист. В колодце разжигается костер, который должен немного прогореть, чтобы образовались угли.
Дальше и происходит, собственно, плавка алюминия в домашних условиях. Пошаговая инструкция процесса:

На кирпичи устанавливается емкость с сырьем. Ее нужно греть примерно 15 минут.

После этого на полную мощность включается горелка паяльной лампы и алюминий прогревается сверху.

В течение нескольких секунд начинается процесс, но для того чтобы прогрев был равномерным, металл в емкости нужно аккуратно перемешивать стальным прутом, придерживая ее пассатижами (не забыв при этом надеть рукавицы). Можно обойтись и без прута, периодически встряхивая ковш с помощью тех же плоскогубцев, но очень осторожно.

Когда жидкость становится однородной, нужно пассатижами взять емкость и вылить содержимое на прокаленный стальной лист таким образом, чтобы вся образовавшаяся окалина осталась в ковше, а на лист для застывания попал только чистый металл.

Так обычно из вторичного сырья получают чистый алюминий, если с его помощью нужно запаять алюминиевые детали.

Плавка на дровах или газе

Плавка алюминия в домашних условиях на дровах происходит в легких разборных печах. Минусом такого способа является неконтролируемость процесса. Увеличить или уменьшить температуру нагрева невозможно. Вмешаться в процесс возможно, только сняв емкость с алюминием с огня.

Плавка алюминия в домашних условиях на газу - это единственно возможный вариант для квартиры. Греть емкость нужно долго, периодически сливая расплавленный металл. В таком случае отливка выполняется слоями. Для работы понадобятся две металлические емкости таких диаметров, чтобы одна надевалась на другую. Меньшая служит тиглем. Она с ломом, например нарезанной алюминиевой проволокой, ставится на конфорку, с которой нужно снять рассекатель пламени, бытовой газовой плиты. Над большей емкостью придется предварительно поработать. В ее днище выполняются около десятка небольших отверстий. В два или три из них вкручиваются болты, которые исполняют роль рукояток, за которые пассатижами раскаленную емкость можно поднять.

Эта емкость кверху дном надевается на тигель. Такая конструкция и позволяет прогревать алюминий. Периодически верхнюю емкость нужно снимать и металлическим прутом или ножом перемешивать лом. Перед тем как слить расплавленный металл, с его поверхности нужно снять шлак.

Плавка алюминия в муфельной печи

Муфельная печь – это уже достаточно серьезное оборудование для получения качественного расплавленного металла. Поэтому при плавке используют флюс для очистки алюминия от примесей. И это уже почти производственный процесс, а не плавка алюминия в домашних условиях.
Пошаговая инструкция включает еще и несколько пунктов по подготовке сырья:

Сначала в тигле расплавляется флюс, которого нужно взять в количестве от 2 до 5 % от веса алюминия, а затем в него добавляется лом.
Насколько флюс активен, можно определить по поверхности расплава – она должна быть зеркальной. Если это не так, в расплав добавляется еще немного флюса, затем нужно будет добавить его перед окончанием плавки, чтобы шлак было легче удалять с поверхности металла стальной ложкой.
Плавку нужно вести примерно при 700-750 °С. Это температура красного свечения.
В процессе плавки может потребоваться добавлять сырье в тигель, так как расплавленный металл сильно уменьшается в объеме.
Рафинирующий флюс добавляют при необходимости в конце плавки в количестве 0,25 % от веса расплавленного металла. Выдерживание такой пропорции в домашних условиях – задача непростая. После добавления флюса расплав нужно перемешать ложкой, дать постоять около 5 минут, затем снять шлак.
Когда в результате нагрева алюминий превратился в однородную блестящую каплю, тигель нужно еще некоторое время подержать в печи, чтобы металл стал более текучим.
Затем алюминий из тигля через носик (в этот момент становится понятно, зачем нужен именно такой ковш) заливается тонкой непрерывной струйкой в форму.
После полного остывания форма аккуратно разделяется на половинки, из нее извлекается готовая деталь, которую еще нужно окончательно обработать: просверлить отверстия, если нужно, зачистить и наждачной бумагой отшлифовать поверхность. Вот и все. Процесс завершен.

Так что не стоит заранее пугаться, если предстоит в домашних условиях расплавить алюминиевый лом, чтобы получить чистый металл или изготовить деталь взамен поломавшейся. Серьезные профессиональные навыки для организации такого литейного производства совсем не нужны. Желание и умелые руки обычного мастера-любителя способны творить чудеса.

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

Алюминиевые сплавы обладают невысокой температурой плавления и хорошей обрабатываемостью деталей. А в хозяйстве всегда найдётся много алюминиевого лома.

Поэтому алюминий часто плавят в домашних условиях для замены нестандартных или мелких частей механизмов: отливают болванку, а после обрабатывают её на токарном станке. Иногда из алюминия своими руками изготавливают сувениры и небольшие предметы интерьера.

Устройство плавильной печи

Самодельные печи для плавки алюминия состоят из корпуса — металлического цилиндра (2), облицованного огнеупором (шамотом с песком или бетоном). Внутри шахты находится древесный уголь (8) , служащий топливом. В него устанавливается тигель (3) — ёмкость, в которой будет плавиться металл. Тиглем может быть толстая консервная банка, чайник или любая ёмкость из нержавеющей стали.

В нижней части шахты (6) сделано отверстие для нагнетания воздуха (7) через решетчатое основание (4) , что позволяет поддерживать горение и регулировать температуру в печи.

В качестве нагнетателя применяют фен или трубу пылесоса. Заслонка (5) необходима для отведения излишнего воздуха.

Для печей ёмкостью несколько десятков килограммов нужна крышка (1) для быстрого и равномерного прогревания металла. В маленьких печах можно обойтись без неё.

Элементы печи не должны деформироваться и плавиться при нагреве. Поэтому использование алюминиевых корпусов, трубок и тиглей недопустимо. Лучше всего для постройки конструкции взять стальные или чугунные детали.

Справка. В качестве топлива для плавки алюминия используют также природный газ или электроэнергию .

Как сделать печь для плавки металла?

Создание небольшого агрегата, позволяющего расплавить несколько килограмм алюминиевого лома — задача несложная. Для выкладки печи на садовом участке потребуются следующие материалы :

красные кирпичи — 20—25 шт. ;
высокая консервная банка — 1 шт. ;
гриль-решётка — 1 шт. ;
сушильный фен — 1 шт. ;
кусок трубы , по диаметру подходящий к выходному отверстию фена — 1 шт. ;
моток изоленты ;
отрезок стальной проволоки длиной 30—50 см ;
уголь для розжига (количество зависит от того, сколько алюминия нужно расплавить).

Кирпичи будут являться одновременно и корпусом, и огнеупорным покрытием печи, консервная банка выполнит роль тигля. В верхней части банки делаются два отверстия напротив друг друга, и через них продевается проволока . За неё можно будет поднять и вытащить тигель с расплавом из печи. Воздух будет подаваться от включённого в режиме холодного воздуха фена. К выходному отверстию фена необходимо скотчем или изолентой примотать кусок трубы — это и будет воздухопровод.

Такая простая схема печи удобна тем, что инструментов для её создания фактически не требуется, все выполняется руками.

Важно! Не использовать для печи элементы с цинковым покрытием , т. к. при плавке алюминия будут выделяться токсичные пары цинка.

План установки кирпичного колодца

Выкладывается один ряд кирпичей в виде прямоугольного колодца . Внутренние габариты отверстия должны составлять примерно длину и ширину одного кирпича . На одной из сторон два кирпича выкладываются так, чтобы образовать коридор для воздуховода. Ширина коридора равна диаметру трубки для подачи воздуха.
На выложенный ряд устанавливается решётка . Вместо решётки от гриля можно использовать любую металлическую крышку или пластину с отверстиями для подачи воздуха.
На решётку выкладывается второй ряд кирпичей, уже без зазора для воздуховода.

Фото 1. Законченный кирпичный колодец для плавильной печи. Края усилены металлическими полосами, видно отверстие воздуховода.

Создаётся воздуховод . К фену скотчем или изолентой приматывается кусок трубы . Для обеспечения прочности конструкции место соединения оборачивается плотной бумагой , а потом соединяется клейкой лентой . Изолента — более эластичный материал по сравнению со скотчем, поэтому работать с ней удобнее. Также скотчем на фене фиксируется кнопка подачи холодного воздуха. Готовый механизм подводится к нижнему ряду кирпичей.
В печной колодец на решётку насыпается и растапливается уголь для розжига. Включается фен, который активизирует процесс горения.

Совет. Интенсивность подачи воздуха можно регулировать, изменяя режим работы фена , а также расстояние между трубой и окном для воздуховода.

Консервная банка устанавливается на верхний ряд кирпичей за продетую в неё проволоку. Подобно котелку над костром, она висит над решёткой.
После растопки печи и установки тигля третьим рядом кладутся ещё два кирпича так, чтобы из прямоугольного отверстия получить квадратное. Это зафиксирует банку внутри корпуса и быстрее разогреет печное пространство.

После разогрева банки в неё можно загружать лом для переплава. Признаком прогрева банки служит её покраснение.

Принцип устройства и работы такой печи очень прост и не вызывает трудностей. Однако всегда стоит помнить о технике безопасности :

работать в огнеупорных перчатках;
избегать попадания воды в расплав;
не использовать материалы, содержащие токсичные вещества.

Вам также будет интересно:

Конструкция из двух банок

Другой разновидностью самодельной печи для плавки алюминия является конструкция из двух больших банок . Одна из них служит корпусом , в котором вырезается отверстие для подачи воздуха, а дно второй банки с отверстиями служит рассекателем .

Внутрь банок устанавливается тигель.

Такой аппарат очень компактен , и небольшие объёмы металла можно плавить даже в проветриваемом гараже. Однако конструкция не отличается устойчивостью и огнеупорностью , и прослужит лишь несколько циклов.

Возможные проблемы и их решение

Небрежно собранный аппарат приводит к неэффективной работе печи и делает её опасной для использования. Вот несколько моментов, на которые следует обратить внимание:

Щели и зазоры в кирпичном корпусе. Их могут образовывать сколы на кирпичах или неплотное прилегание огнеупоров друг к другу. Зазоры снижают КПД топлива, уменьшают интенсивность и температуру горения. Алюминий в тигле может просто не расплавиться.

Поэтому после выкладывания каждого ряда проводится визуальная проверка на наличие отверстий. Дыры замазываются песчано-глинистой смесью или закрываются огнеупорным материалом .

Бетонный раствор рекомендуется использовать лишь в случае стационарного агрегата, который не планируется разбирать. Но не следует использовать асбестовые листы и крошку в местах нагрева печи, т. к. этот материал является канцерогеном.

Нарушение горизонтального уровня постройки. Перекос снижает устойчивость конструкции и создаёт условия для неравномерного распределения угля. Как следствие — неравномерный прогрев тигля и металла в нём.

Выкладка каждого, особенно нижнего ряда кирпичей контролируется уровнем . Также горизонтальность можно проверить, поставив на решётку банку с водой . На ровной поверхности верхняя кромка воды будет параллельна краю банки.