Плавильные печи сопротивления

Доброго времени суток Всем!

Здесь предогаю вести обсуждение печей сопротивления всех разновидностей, от примитивных, до высокотехнологичных плюс приспособления для работы таких печей. Со своей стороны буду представлять на суд общественности самодельные печки и способы их реализации (по мере знаний и возможности). Завтра выложу, что у меня получается с графитом.

Сообщение отредактировал Treugolnik: 12 May 2009 - 03:12

В теме про литье проскользнула мысль о использовании графита в качестве нагревателя. Достоинств много, повышенное удельное сопротивление, высокая термостойкость, хорошая обрабатываемость. В общем заманчивый вариант для нагревателя, способного обеспечить жидкотекучесть меди. Однако несмотря на все плюсы графита есть и обратная сторона, сопротивление при нагреве падает, при контакте с кислородом выгорает, графит разных производителей имеет разные параметры удельного сопротивления. Вот с такой вводной и начал я строить печку. Кроме всего этого для меня есть еще ограничение на мощность потребления 1300-1500 ватт. Во как!
Реализация.
Первым делом проведен поиск материала корпуса огневой зоны. Им оказался полулегний огнеупорный кирпич. Легкий, не выдерживает темпиратуры нагретого графита,тяжелый шамотный, кроме того что "тяжелый" еще и теплоемкий и, заодно, достаточно теплопроводный, что не есть хорошо. При столь небольшой мощности, получить темпиратуру сколько нибудь выше 1000 градусов сложно. И так полулегкий. Кирпич стандартного размера чисто белого цвета на изломе. По видимому не пресованный, а пиленый из целого куска чего то. Вес около 1 кг. Достаточно хорошо пилиться, но стоит иметь ввиду, быстро изнашивает инструмент. Огневую зону делаю разборную с возможностью быстрой смены нагревателя, ибо изолировать от кислорода воздуха у меня нет возможности. Нагреватель у меня габаритами 110х32 сечением 15х4мм. Сделал вот такой "гробик"

Из двух кирпичей сделал разъемный "саркафаг" для нагревателя

Клеммный узел тоже решил сделать разъемным, выпилил его из остатков кирпича и оснастил двумя длинными болтами на 10.

Саркафаг стянул тремя шпильками М6. Теперь собираем все воедино

Добавляем клеммы для подключению к источнику питания и получаем такой агрегат.

На фотках заметны канавки рядом с графитной пластиной, это подразумевается возможность установки металлического тигеля,а не только непроводящего, не знаю получится нет, посмотрим.
Тепорь стоит вопрос о питании этой штуки . Ее особенность нестабильный ток потребления (увеличивается при нагреве графита притом значительно). Кормить это придется от стабилизатора тока с выходным током до 100А. Такой, проще по моему мнению собрать на тиристоре ибо нагрузка достаточно инерционная и к форме тока безразличная . Основой станет заготовка для сварочного трансформатора. Сердечник от двигателя киловатт на 20. Более фотки не лезут значится потом продолжу. С уважением Gades.

П.С снимал разными телефонами поэтому и фотки так отличаются

Не хочу сознательно уводить дискуссию в сторону, по-сему просто обмолвлюсь: углерод ваще и в виде графита в частности, хоть и в меньшей степени, но все же достаточно реакционноспособное вещество. То, что он "горит" на воздухе вы учитываете, но при высоких температурах он будет реагировать и с материалом огнеупора. А вот тут возможны варианты. Если обсуждение в этом направлении интересно, дайте знать - покумекаем вместе! Одно могу сказать точно: по-любому вы столкнетесь с этой проблемой.

Arty (Jul 15 2007, 20:49) писал:

Дык здесь нет той или другой стороны вроде , если что то нагреть значит что то окислится, без вакуума или инертной среды, а в домашних условиях ни того ни другого нет у меня, это же полностью ручное гаражное изготовление. Вопрос только как быстро?

Arty (Jul 15 2007, 20:49) писал:

Уверен, что не я один с ней столкнусь, многие кто будет пытаться перешагнуть за 1200. А на счет покумекать, в этой области у меня "кумекалка" не очень, а так я с радостью! В обшем серьезно что то нагревательное я строить стал относительно недавно, а так паяльники да плитки чинить. Естейственно опыта мало. Но посмотрел бы как надо делать или почитал, а там может и как надо удасться сделать из того что можно найти. А вообще то меня посетила еще одна идейка, графитный порошек запресовать в кварцевую трубку, ее мне может удасться найти, керамику не нашел. А кварц вроде должен выдержать до 1600 кроме того он празрачен может меньше будет нагреваться. А уж не равнет ли это или не испортится ли трубка - незнаю . Опыт покажет.
П.С. буду благодарен за любую помощь.

Urik (Jul 15 2007, 21:03) писал:

Нужно плавить медь для ватерблоков в комп. А для нее нужен изрядный перегрев металла.

Цитата

Не имеет смысла: плавленый кварц начинает размягчаться уже при 1400С. Но и это полбеды: реагирует он с углеродом. Хе-хе, с образованием чего бы вы думали?! Нет... пока не буду грузить. Всему свое время!

Карбидокремневые нагреватели,вроде до 1400 дают,токмо разгон нужен плавный.

Цитата

нет, карборунд - это карбид кремния и есть. Только в данном случае не буит от него щасья...

корунд есть оксид алюминия. графит с кварцем дадут карбид кремния.

Arty (Jul 15 2007, 23:49) писал:

Да..с! ошибся в названии, в голове было SiC, а руки написали чепуху.
Ну в общем строительство печки продолжается: задача сделать трансформатор для питания графитного нагревателя. Изготовленый нагреватель, из серии опытов, требует для работы ток около 70-80А при напряжении 8.5-9в. Отсюда с учетом потерь в проводах (а они в моем случае порядочные Uвх падает с 235в до 190в. ) и диодах,тиристоре требуется 20-25в. В качестве сердечника, как уже упоминалось, использован статор от мощного двигателя, ориентировочные параметры S=60 кв.см. Первичка 180 витков есть отводы (на всякий случай) последний от 140 вит. вторичка алюминиевая шина 40 кв.мм. 20 витков. Получилась такая вот хреновина.

Чего то хочется еще? А..а-а... народ упоминал про контактный нагрев тигеля. Нус тогда накидаем заодноно уж и обмотку для этого. Ориентируюсь на киловатт и получаю 2В 500А ага, значит 2 витка и 160 кв мм алюминия. Получилось что то типа этого

Изолируем все это дело

Смахивает на мумию, но... вроде жив. Первые испытания бросил на шины стальную полосу 35х2.5, гудит, рычит, местами краснеет, результат

Алюминиевая шина приплавилась к железяке, ладно сделаю клеммы, взял уголки 50х7 прикрутил положил стальной пруток диаметром 6мм результат:

Со стальным тигелем конфуз... искрит, фырчит, бросается окалиной, локально краснеет, но не прогревается. Посмотрел клеммы все покрыты окалиной изучал внимательно пока не прижег, гм... нос. Неприятно. Ну и ладно зато устройство для локальной закалки инструмента получилось . На фотке отвертка сделаная из впускного клапана от дв. СМД 18.

Вот трансформатор в сборе на нем еще обмотка для питания будущего стаб. тока 2х16в.

Пока нос заживает отдыхаю
С уважение Gades.

Продолжаю решать электропродуктовые проблемы с печкой . И так у меня есть 23в. переменки во вторичной обмотке. Теперь ее придется выпрямить и пульсирующим током запитать тиристор. Схема стабилизатора будет примерно такая:

Конечно будут внесены поправки на рабочий ток, но они не существенны и будут касаться только тиристора и шунта. Ну элементная база может будет поновей. Силовой контур планирую составить из этих представителей:
тиристор может применю этот
Там же виднеется датчик тока остался от старого варианта малнько подгоню сопротивление и в дело.
Теперь буду делать, если не наткнусь на какой-нибудь старый вариант, про который я забыл.

Сообщение отредактировал Gades: 17 July 2007 - 20:35

Gades, а что вы скажете насчет "каскодного включения тиристоров"? В кавычки взял потому, что не уверен, что такой термин существует/правомерен. Но, если вы в теме, то поймете, что я имею в виду. Если такое включение возможно, то незачем городить весь огород с этим стабилизатором на "рассыпухе" - взять в кач-ве управляющего модуля что-то типа этого и им "раскачивать" мощный тиристор. Есть упр. вход. К сожалению, таких модулей на >1.5 кВт похоже, не существует, вот и пришла в голову мысель...

Arty (Jul 17 2007, 21:06) писал:

Если включение тиристоров параллельно вы (посты в теме Ртути ) имели ввиду? Итого при 7А. на 100А. нам треба 13шт и это без учета коэфф. удельной нагрузки на элемент, все с разными параметнами включения внутреннего сопротивления и, главное прямого падения напряжения, при увеличении тока до 40-50А насткупает цепное выгорание тиристоров . Нет, в паралель их слишком много 2-3 еще возможно, и то придется последовательно с каждым ставить резистор что бы выровнять падение напряжения на вентилях, а это лишние потери, или коэфф. использования брать 1.3-1.5.
Если управление с помомощью слабого более мощным, то реализация конечно проще, работать будет, но.. Да и регулятор я могу собрать на 2-х мощных тиристорах 4-х резисторов и 2-х конденсаторах, но что это мне даст? Только вручную по амперметру крутить ток? Который при увеличении темпиратуры на 300 градусов уползет на 20-25%. Нет графит такого не оценит . Нужен мне именно стабилизотор тока, отюда и схема. И еще немаловажная вещь, я точно знаю, что он будет работать, притом сразу Уже делал, давно правда, знаю работает из всего .
А теперь я тоже предложу, результат мыслительного процесса, но по вашей части. Если я правильно понял то что прочитал, то в качестве огнеупора мне попался кирпич (или правильно изделие?) изготовленный из цельной породы MgO с темпиратурой плавления 2800 с хвостиком. При контакте с графитом мы рискуем получить или карбонаты или карбиды первые не жизнеспособны при темпиратурах более 500, а вторые очень даже жизнеспособны. Я ничего против карбидов не имею лишь бы не плавились и не имели заметной проводимости (не более 1/10) от графита, но с этим MgO + C = Mg + CO скорее всего ничего не выйдет магний не выживет при темпиратурах более 1500. Следовательно нагреватель припорошим пылью того же кирпича (или гидрооксидом) и будем иметь процесс медленного испарения нагревателя, но без потери огнеупора . Это одна мысль. Втораяя для огнеупорных целей нам подходят, в основном оксиды переходных элементов или карбиды третьей группы (ковалентные), однако "металлоподобные" карбиды друзья вольфрама и тд. не разлагаются до 3000 с копейками и проводящи, вот из кого надо делать нагреватель, а это твердосплавные пластины ВК3 ВК8 и т.д. во-оо-о... Надо будет проверить их на сопротивление попозже (неспроста мне сегодня попалась в гараже на глаза коробка с накладными пластинами от резцов ) Что думаете об этом?
С уважением Gades.

Нет, каскодное я имел в виду по типу составных транзисторов. То есть маломощный тиристор этого интегрального (?) модуля нагружается на цепь управляющего электрода мощного тиристора, управляющего нагрузкой. По-моему, это даст возможность синфазно рулить мощность в оконечной нагрузке мощного тиристора (нагревателе). Также, у этого модуля есть управляющая цепь (вход), соответственно, собрать цепочку ОС, заменяющую регулировочный потенциометр, имхо, не так сложно - отпадет необходимость "рулить" вручную.

Цитата

что-то вы не правильно поняли: не бывает таких огнеупоров. Тпл. отдельно взятого вещ-ва еще, к сожалению, не определяет свойств огнеупора на основе этого вещ-ва.

Цитата

не-е... Мы много чем рискуем, но точно не этими фишаками: про карбонаты вы и сами в общих чертах разобрались, а с карбидами еще проще - при высокой темп-ре они окисляются кислородом воздуха не хуже самого графита.

Цитата

Чем-то отдаленно напоминает принцип галогеновых ламп накаливания, только "не в ту степь".
Надо подумать... Идеи рекуперативных процессов на границах сред нагреватель-воздух-огнеупор у мя в башке витают давно, но уж больно сложно там все получается. Термокинетика ВТС-ных хим. реакций - вещь еще более темная, чем фотография (фотографы поймут! )

Цитата

Ых... жа-а-алко ТСочки! Можт, не надо?

Arty (Jul 17 2007, 23:43) писал:

Она будет скорее всего на активных элементах.

Arty (Jul 17 2007, 23:43) писал:

Эт мое типа "умозаключение" Свойства на лицо (кирпича): на нем следы от дисковой фрезы, ослепительно белый, пористый. А вроде MgO (магнезит, магнезия) считают очень хорошим отражателем света. Ну даже если и ошибся ничего страшного.

Arty (Jul 17 2007, 23:43) писал:

Ну раз жалко ВК возьму Т5К10, ну или на худой конец, Т10К15, мне почти всеравно. Трансу гм... тоже .

Сообщение отредактировал Gades: 18 July 2007 - 00:02

Цитата

О то ж... И ваще мона хитрый финт ушами сделать - поставить туда фото-резистор/дран_зистор/диод в кач-ве пирометра!

Цитата

(посерьезнев): да сгорит нах - и вся недолга... Воздух - наш враг в ентом пироманском деле...

Arty (Jul 18 2007, 00:09) писал:

Ну да! получится терморегулятор, гм.. пирометр гм.. недадумался, можно, но тута я получу на холодной печке изрядный термоудар. Все 23в на нагреватель расчитанный на 8.5, однако ненароком взлетит ..с..- с-с...

Arty (Jul 18 2007, 00:09) писал:

Ну один то можно?? А?
П.С. Ну тогда только защитная атмосфера.

Сообщение отредактировал Gades: 18 July 2007 - 00:28

Сегодня всетаки погрел твердосплавную пластину не долго минут 5, ничего выжила полмилиметра окалины и малость прегоревший огнеупорный кирпич сверху. Окалина по виду железная хотя наглаз хрен поймешь , но насчет защитной среды, мысль засела. Если кислород - враг, то надо подсунуть зону реакции того кто этот кислород перехватит. Тогда надо посыпать нагреватель (полить, помазать) тем, что при калении отнимет кислород, и продукты реакции не будут сильно электропроводны и только. Ведь карбидов мы не боимся, так? Большенство оксидов тоже следовательно нужен карбонат, который жертвуя собой отнимет кислород, выделит CO2 который защитит нагреватель и огнеупор(он тяжелее воздуха). Ведь оставшимся продуктом будет оксид, желательно тугоплавкий. Ну как? Для простоты предлагаю мел. Кто против? Кстати кто подскажет при какой температуре плавится продукт обработки натриевого жидкого стекла кислотой?
С уважением Gades

Цитата

Аутодаффе карбоната никакой пользы не принесет: кислород карбонаты при пиролизе не связывают - с чего бы? Они распадаются на двуокись углерода и на основной оксид. Двуокись, хоть формально и меет бОльшую чем воздух молекулярную массу, при наших темп-рах буит иметь такую плотность и такое п.давление, что никаким силком ее не удержать в огневой зоне...

Цитата

дык мона сразу засыпать печку негашеной известью!
Ых... еси б все было так просто... стал бы я фсякий мусор троллейбусный искать/собирать!

Arty (Jul 18 2007, 22:36) писал:

Хорошо, на счет отбора кислорода я погорячился, сам вспонил химию. Тогда кто может в таких условиях связать кислород? Посоветуйте. Хотя я наверное зайду с другого бока, обмажу(обсыплю) нагреватель смесью огнеупора и графита нехай горит. Зашлакуется и уменьшит доступ кислорода. На сопротивление это покрытие сильно не повлеяет, теплопроводность будет получше чем у чистого огнеупора.
П.С. а не гашеная известь не страшна если на нее не плевать (пчти как с колодцем).

Сообщение отредактировал Gades: 18 July 2007 - 22:53

Цитата

Тока какой-нть джин, Мерлин или представитель более высокоразвитой техногенной цивилизации. Gades, ИМХО, вы выбрали не то направление поиска. Это все равно что пытаться строить башню из кусочков рафинада в стакане горячего чая, не развлекались так в детстве? "Чтоп успело высунуться над водой!"
Да фих с ним, что горит/выгорает - пусть это будет расходный материал. Задача так решить конструкцию, чтобы это не гимороило... А молекулярную кинетику нам не перехитрить, смиритесь!