НАСТОЛЬНАЯ ПЛАВИЛЬНЯ

Как-то в ходе работы над одним изобретением мне понадобилось плавильное устройство с широким спектром нагрева, которым было бы удобно пользоваться в домашних условиях. Поинтересовавшись разными конструкциями газовых и электроспиральных нагревателей, я убедился, что они не отвечают поставленной задаче: либо громоздкие и неудобны в небольшой мастерской, либо не обеспечивают достаточного нагрева. Вот, думаю, была бы электродуговая плавка, но действующая в более замедленном темпе…

Так в голову пришла идея использовать углеграфитовый порошок, засыпанный между двумя рабочими углеграфитовыми же электродами, к которым подводится напряжение питания в пределах 25-50 В от достаточно мощного (типа сварочного) трансформатора. За счет имеющегося омического сопротивления в порошке графита происходит постепенный нагрев. Температура в такой электропечи может доходить до 3000 °С, что дает возможность плавить почти все металлы (малыми порциями, конечно). Несмотря на столь внушительный нагрев внутри устройства, наружный слой углеграфитового порошка остается темноватого или красноватого цвета, так что ослепляющего свечения, как это бывает при электродуговой сварке, от печи не исходит. Время ее разогрева варьируется в интервале 3-5 минут, что позволяет контролировать и управлять процессом плавки, включая-отключая от сети трансформатор. А так как металла плавится немного, то он особо не расплывается внутри печи и порошок достаточно хорошо держит его форму.

Для изготовления домашней электроплавильной печи понадобятся графит, слюда и асбестовая плитка. Поскольку асбест по медико-экологическим соображениям сейчас исключен из использования и становится редкостью, его можно заменить кафельной или цементной плиткой.

Размеры печи зависят от задач, мощности имеющейся электросети и выходного напряжения трансформатора. Чем больше выходное напряжение, тем шире должно быть расстояние между электродами. При указанных же на чертеже размерах конструкции достаточно подавать на электроды 25-30 вольт. При этом печь будет разогреваться в плавном режиме, но довольно интенсивно. В случае применения сварочного трансформатора промышленного образца, который обычно выдает 50-60 вольт, расстояние между электродами следует увеличить примерно вдвое, до 150-200 мм. В объеме моей печи с габаритами 100x65x50 мм можно расплавить 60-80 граммов металла (например, серебра) — считаю это неплохим результатом.

В качестве электродов для печи отлично подходят щетки от мощного электромотора. Они удобны тем, что имеют хороший токоподводящий гибкий провод. А для внутреннего футеровочного слоя стенок печи применяется слюда, благодаря своей слоистости она служит хорошим теплоизолирующим экраном. Наружные стенки дополнительно укрепляются асбестовой или цементной плиткой толщиной 5-10 мм. Для предельной простоты сборки стенки обвязываются мягкой медной или вязальной проволокой. Изолирующей подставкой печи служит обычный кирпич, а под него укладывается металлический поддон с бортиками.

Углеграфитовый порошок можно получать из отслуживших стержней с помощью грубого напильника или многолезвийной ножовки по металлу. Причем сразу запастись с избытком, поскольку в процессе плавки он постепенно выгорает и его надо периодически подсыпать.

Собранная печь подключается к трансформатору достаточно толстыми медными проводами (7-8 мм) с обязательной наружной изоляцией, чтобы избежать случайного короткого замыкания.

Если нет возможности приобрести мощный трансформатор, то его можно заменить составным. Для этого надо взять несколько менее мощных однотипных трансформаторов и параллельно соединить их выходные обмотки (при условии, что все они рассчитаны на одинаковое напряжение). Возможен и самодельный трансформатор. Он собирается из Г-образных пермалоевых пластин с внутренним сечением 60×32 мм. Сетевая обмотка наматывается эмалированным проводом толщиной 1 мм и содержит 620 витков, понижающая обмотка — проводом прямоугольного сечения 4,2×2,8 мм и содержит 70 витков.

Перед первым использованием печь необходимо как следует прогреть, чтобы дать выгореть органическим включениям (обеспечив соответствующую вентиляцию в помещении!). В дальнейшем устройство работает практически без выделения копоти и гари.

Плавка металлов выполняется по следующей схеме. Вначале с помощью небольшой лопатки в середине печи в порошке делаем лунку, помещаем в нее первую порцию металла и закапываем. Если используемый лом разной величины, то сначала кладем самый крупный кусок, а после его расплавления добавляем более мелкие.

Чтобы убедиться, что металл расплавился, печь можно слегка покачать — поверхность порошка в этом случае также начинает колыхаться. После остывания слитка его надо перевернуть и снова расплавить. Так повторяется несколько раз, пока заготовка не примет форму, близкую к шаровидной, что свидетельствует о качестве расплава.

Когда требуется плавить мелкую стружку или опилки простых металлов — их можно засыпать прямо в лунку и плавить как обычно. Драгоценный металл, с целью его сохранности, лучше поместить в стеклянную ампулу из-под лекарства и плавить вместе с ней. Образовавшаяся у расплава корочка из стекла легко обсыпается при охлаждении в воде. Легкоплавкие металлы — олово, алюминий и тому подобные — лучше помещать в железную чашечку.

Для получения сплавов сначала кладем в порошок более тугоплавкий металл, а после его расплавления добавляем легкоплавкий. Например: медь + олово или медь + алюминий.

В электропечи можно плавить олово, алюминий, железо, никель, медь, серебро, золото, палладий. После плавки полученные заготовки подлежат ковке. Их надо расклепывать на наковальне не спеша, особенно вначале, небольшим молотком. И как можно чаще нагревать заготовку на газовой плите докрасна, затем остужать в холодной воде и снова расклепывать до нужных размеров.

Категорически нельзя плавить магний, свинец, кадмий, цинк и цинкосодержащие сплавы (цинковая латунь, мельхиор), а также серебряные контакты от различных типов реле, приборов, пускателей — в них содержится до 50% кадмия, который выгорает, образуя желтый ядовитый дым.

И еще о технике безопасности. Надо помнить, что сварочный трансформатор требует крайне осторожного обращения. Нельзя допустить, чтобы произошло короткое замыкание в проводах или между электродами в самой печи. Выключатель сети должен находиться рядом, чтобы в любую секунду можно было отключить напряжение. Нельзя также оставлять работающую печь без присмотра. Также под рукой всегда должна быть емкость с водой для охлаждения горячих заготовок.

Андрей ПОПОВ, г. Кривой Рог, Украина