Индукционная печь для плавки золота

Как своими руками собрать индукционную печь для плавки металла в домашних условиях

Плавка металла методом индукции широко применяется в разных отраслях: металлургии, машиностроении, ювелирном деле. Простую печь индукционного типа для плавки металла в домашних условиях можно собрать своими руками.

Принцип действия

Нагрев и плавка металлов в индукционных печах происходят за счет внутреннего нагрева и изменения кристаллической решетки металла при прохождении через них высокочастотных вихревых токов. В основе этого процесса лежит явление резонанса, при котором вихревые токи имеют максимальное значение.

Чтобы вызвать протекание вихревых токов через расплавляемый металл, его помещают в зону действия электромагнитного поля индуктора — катушки. Она может иметь форму спирали, восьмерки или трилистника. Форма индуктора зависит от размеров и формы нагреваемой заготовки.

Катушка индуктора подключается к источнику переменного тока. В производственных плавильных печах используют токи промышленной частоты 50 Гц, для плавки небольших объемов металлов в ювелирном деле используют высокочастотные генераторы, как более эффективные.

Вихревые токи замыкаются по контуру, ограниченному магнитным полем индуктора. Поэтому нагрев токопроводящих элементов возможен как внутри катушки, так и с внешней ее стороны.

Поэтому индукционные печи бывают двух типов:

Канальная печь слишком габаритная и рассчитана на промышленные объемы плавки металлов. Её используют при выплавке чугуна, алюминия и других цветных металлов.
Тигельная печь довольно компактна, ей пользуются ювелиры, радиолюбители, такую печь можно собрать своими руками и применять в домашних условиях.

Устройство

Самодельная печь для плавки металлов имеет довольно простую конструкцию и состоит из трех основных блоков, помещенных в общий корпус:

Тигель помещают в индуктор, концы обмотки подключают к источнику тока. При протекании тока по обмотке вокруг нее возникает электромагнитное поле с переменным вектором. В магнитном поле возникают вихревые токи, направленные перпендикулярно его вектору и проходящие по замкнутому контуру внутри обмотки. Они проходят через металл, положенный в тигель, при этом нагревая его до температуры плавления.

Достоинства индукционной печи:

• быстрый и равномерный нагрев металла сразу после включения установки;
• направленность нагрева — греется только металл, а не вся установка;
• высокая скорость плавления и однородность расплава;
• отсутствует испарение легирующих компонентов металла;
• установка экологически чиста и безопасна.

В качестве генератора индукционной печи для плавки металла может быть использован сварочный инвертор. Также можно собрать генератор по представленным ниже схемам своими руками.

Печь для плавки металла на сварочном инверторе

Эта конструкция отличается простотой и безопасностью, так как все инверторы оборудованы внутренними защитами от перегрузок. Вся сборка печи в этом случае сводится к изготовлению своими руками индуктора.

Выполняют его обычно в форме спирали из медной тонкостенной трубки диаметром 8-10 мм. Ее сгибают по шаблону нужного диаметра, располагая витки на расстоянии 5-8 мм. Количество витков — от 7 до 12, в зависимости от диаметра и характеристик инвертора. Общее сопротивление индуктора должно быть таким, чтобы не вызывать перегрузки по току в инверторе, иначе он будет отключаться внутренней защитой.

Индуктор можно закрепить в корпусе из графита или текстолита и установить внутрь тигель. Можно просто поставить индуктор на термостойкую поверхность. Корпус не должен проводить ток, иначе замыкание вихревых токов будет проходить через него, и мощность установки снизится. По этой же причине не рекомендуется располагать в зоне плавления посторонние предметы.

При работе от сварочного инвертора его корпус нужно обязательно заземлять! Розетка и проводка должны быть рассчитаны на потребляемый инвертором ток.

Индукционная печь на транзисторах: схема

Существует множество различных способов собрать индукционный нагреватель своими руками. Достаточно простая и проверенная схема печи для плавки металла представлена на рисунке:

Чтобы собрать установку своими руками, понадобятся следующие детали и материалы:

Последовательность сборки своими руками:

• Полевые транзисторы устанавливают на радиаторы. Поскольку схема в процессе работы сильно греется, радиатор должны быть достаточно большими. Можно установить их и на один радиатор, но тогда нужно изолировать транзисторы от металла с помощью прокладок и шайб из резины и пластика. Распиновка полевых транзисторов приведена на рисунке.

• Необходимо изготовить два дросселя. Для их изготовления медную проволоку диаметром 1,2 мм наматывают на кольца, снятые с блока питания любого компьютера. Эти кольца состоят их порошкового ферромагнитного железа. На них необходимо намотать от 7 до 15 витков проволоки, стараясь выдерживать расстояние между витками.

• Собирают перечисленные выше конденсаторы в батарею общей емкостью 4,7 мкФ. Соединение конденсаторов — параллельное.

• Выполняют обмотку индуктора из медной проволоки диаметром 2 мм. Наматывают на подходящий по диаметру тигля цилиндрический предмет 7-8 витков обмотки, оставляют достаточно длинные концы для подключения к схеме.
• Соединяют элементы на плате в соответствии со схемой. В качестве источника питания используют аккумулятор на 12 В, 7,2 A/h. Потребляемый ток в режиме работы — около 10 А, емкости аккумулятора в этом случае хватит примерно на 40 минут.При необходимости изготовляют корпус печи из термостойкого материала, например, текстолита.Мощность устройства можно изменить, поменяв количество витков обмотки индуктора и их диаметр.

При продолжительной работе элементы нагревателя могут перегреваться! Для их охлаждения можно использовать вентилятор.

Индукционный нагреватель для плавки металла: видео

Индукционная печь на лампах

Более мощную индукционную печь для плавки металлов можно собрать своими руками на электронных лампах. Схема устройства приведена на рисунке.

Для генерации высокочастотного тока используются 4 лучевые лампы, соединенные параллельно. В качестве индуктора используется медная трубка диаметром 10 мм. Установка оснащена подстроечным конденсатором для регулировки мощности. Выдаваемая частота — 27,12 МГц.

Для сборки схемы необходимы:

• 4 электронные лампы — тетрода, можно использовать 6L6, 6П3 или Г807;
• 4 дросселя на 100…1000 мкГн;
• 4 конденсатора на 0,01 мкФ;
• неоновая лампа-индикатор;
• подстроечный конденсатор.

Сборка устройства своими руками:

1. Из медной трубки выполняют индуктор, сгибая ее в форме спирали. Диаметр витков — 8-15 см, расстояние между витками не менее 5 мм. Концы лудят для пайки к схеме. Диаметр индуктора должен быть больше диаметра помещаемого внутрь тигля на 10 мм.
2. Размещают индуктор в корпусе. Его можно изготовить из термостойкого не проводящего ток материала, либо из металла, предусмотрев термо- и электроизоляцию от элементов схемы.
3. Собирают каскады ламп по схеме с конденсаторами и дросселями. Каскады соединяют в параллель.
4. Подключают неоновую лампу-индикатор — она будет сигнализировать о готовности схемы к работе. Лампу выводят на корпус установки.
5. В схему включают подстроечный конденсатор переменной емкости, его ручку также выводят на корпус.

Охлаждение схемы

Промышленные плавильные установки оснащены системой принудительного охлаждения на воде или антифризе. Выполнение водяного охлаждения в домашних условиях потребует дополнительных затрат, сопоставимых по цене со стоимостью самой установки для плавки металла.

Выполнить воздушное охлаждение с помощью вентилятора можно при условии достаточно удаленного расположения вентилятора. В противном случае металлическая обмотка и другие элементы вентилятора будут служить дополнительным контуром для замыкания вихревых токов, что снизит эффективность работы установки.

Элементы электронной и ламповой схемы также способны активно нагреваться. Для их охлаждения предусматривают теплоотводящие радиаторы.

Меры безопасности при работе

• Основная опасность при работе с самодельной установкой — опасность получения ожогов от нагреваемых элементов установки и расплавленного металла.
• Ламповая схема включает элементы с высоким напряжением, поэтому её нужно разместить в закрытом корпусе, исключив случайное прикосновение к элементам.
• Электромагнитное поле способно воздействовать на предметы, находящиеся вне корпуса прибора. Поэтому перед работой лучше надеть одежду без металлических элементов, убрать из зоны действия сложные устройства: телефоны, цифровые камеры.

Не рекомендуется использовать установку людям с вживлёнными кардиостимуляторами!

Печь для плавки металлов в домашних условиях может использоваться также для быстрого нагрева металлических элементов, например, при их лужении или формовке. Характеристики работы представленных установок можно подогнать под конкретную задачу, меняя параметры индуктора и выходной сигнал генераторных установок — так можно добиться их максимальной эффективности.

Индукционный нагрев ТВЧ :: Статьи

Как выплавляют золотые слитки в индукционном тигле

Австрийский завод Ögussa GmbH, расположенный в Вене, производит заготовки для ювелирных заводов и мастерских, изготавливает лабораторное оборудование из цветных и драгоценных металлов, а также выливает мерные золотые и серебряные слитки. В качестве сырья для слитков используется ювелирный лом, бракованные и немодные ювелирные украшения.

Поступающие для плавки золотой лом загружается в специальные плавильные печи, под влиянием высокой температуры доводится до жидкой однородной массы, которая отливается в формы для получения слитков.

На фотографии: рабочий завода Ögussa GmbH готовит шихту, представляющую собой золотые ювелирные украшения, для выплавки в золотые слитки.

Шихта загружается в индукционную плавильную печь

Отходы и лом драгоценных металлов проходят очистительную обработку и только после этого поступают в плавку. Плавку драгоценных металлов производят в индукционных печах с графитовым тиглем. Шихтовый материал загружается в тигель – огнеупорный сосуд плавильной печи, в котором расплавляют металл. Тигель перед загрузкой в него металла прогревают, на дно прогретого тигля засыпают флюс. Затем в тигель загружают шихту и задают нужную температуру. После расплавления шихты расплав покрывают небольшим количеством свежего флюса и перемешивают. Не понижая температуры нагрева, расплаву дают отстояться, чтобы флюс отшлаковал ненужные оксиды и примеси, вводят раскислитель. Очищенное таким образом золото, не может быть высочайшей чистоты.

На фотографии: рабочий завода Ögussa GmbH переплавляет золотые украшения и очищает золото от примесей.

Для получения металла высочайшей чистоты, золото проходит через аффинаж – комплекс технологических мер, который включает в себя ряд стадий очистки, среди которых преобладают методы химической обработки, физической обработки, концентрирования, и в конечном итоге получение металла заданной химической чистоты.

На фотографии: золотые гранулы, получившиеся в результате аффинажа на заводе Ögussa GmbH.

Индукционная плавильная печь – тигель

Тигель для сплавки золота

Чистое золото после аффинажа, сплавляют в отдельном чистом индукционном тигле .

На фотографии: рабочий завод Ögussa GmbH сыплет золотые гранулы в тигель для их переплавки.

Разогретый тигель для расплавки золота

При плавке расплав из золота нагревают до 1200… 1250 °С.

На фотографии: золотые гранулы в разогретом тигле на заводе Ögussa GmbH.

Изложница для отливки слитков

Для отливки слитков драгоценных металлов используют чугунные и стальные изложницы.

На фотографии: рабочий заливает расплавленное золото в изложницы на заводе Ögussa GmbH.

Изложница (ингус, опока)

Изложница, или ингус (опока), представляет собой металлический брусок с выфрезерованным пазом по форме будущего слитка. Изложницы прокаливают до температуры 500. 550°С с технологическими смазками. Смазка обеспечивает хорошее качество отливаемых слитков, т. е. хорошее растекание расплава по ячейке. Весь процесс напоминает, как хозяйка готовит на кухне песочное печенье в формочках – форму нужно нагреть, потом смазать специальным графитным напылением, чтобы золото не пригорело.

На фотографии: рабочий заливает расплавленное золото в изложницы на заводе Ögussa GmbH.

Когда расплав готов, металл отливают. Расплав отливают через сливной желоб тигля в изложницы, и после полной кристаллизации и выдержки слиток извлекают.

На фотографии: получившийся в результате выплавки золотой слиток на заводе Ögussa GmbH.

Кристализация золотого слитка

Расплавленное золото вязкое и текучее, напоминает кисель. Застывает довольно быстро – даже в газовом факеле и горячей форме оно кристаллизируется всего за несколько секунд. После этого рабочие вынимают слиток и опускают его в холодную воду.

На фотографии: получившийся в результате выплавки золотой слиток на заводе Ögussa GmbH.

Прежде чем на слитке будет выбита информация о нем, в химическую лабораторию завода отдают небольшой пробник плавки. Если золото окажется недостаточно чистым, его снова переплавят.

На фотографии: золотой слиток и золотые гранулы на заводе Ögussa GmbH .

Маркированные золотые слитки

Каждый слиток получает собственный номер, помимо этого на нем выбивается клеймо золотоизготовителя и проба.

На фотографии: золотые слитки завода Ögussa GmbH. Вена, Австрия.

Печь для плавления золота – купить или сделать самостоятельно

Для работы со значительным объемом металла понадобятся различные лабораторные печи большого размера. Дома можно обойтись непрофессиональной установкой, соответствующей вашим требованиям. Опишем подробнее все рабочие процессы, чтобы каждый мог разобраться, какой именно вариант подходит больше всего.

Профессиональная плавильная печь позволяет получать золото высокой очистки в «чистых» условиях

Особенности выплавки золота

В составе золота, применяемого для изготовления ювелирных изделий, всегда находятся добавки, называемые лигатурой. Они способствуют улучшению качественных характеристик готового сплава. Для этих целей используют какой-либо из таких цветных металлов:

Наличие определенного металла влияет на конечный цвет сплава. Серебро и медь дают красноватый цвет, повышенное включение меди обеспечит насыщенный красный оттенок, увеличение доли серебра даст желтоватую окраску. Как расплавить серебро и другие цветные металлы, мы подробнее расскажем в других статьях.

Так выглядит золото с добавлением различных цветных металлов

Остальные перечисленные металлы добавляются только к белому золоту.

Если из сплава полностью исключить медь, но довести количество серебра до 50%, то полученные изделия будут характерного зеленоватого цвета

Расплавление золота в бытовых условиях

Плавка золота в домашних условиях осуществляется при помощи специальной печки. Она должна отвечать нескольким условиям:

• Иметь небольшие габаритные размеры.
• Быть удобной для эксплуатации внутри помещения.
• Обеспечивать достаточную температуру нагрева.

Нужно понимать, что для расплавления золотого лома нельзя использовать мангал или барбекю. Обычного жара от углей не хватит, чтобы достичь необходимых температурных параметров

Для создания печи для золота своими руками можно применять такие доступные для всех материалы, как кафель, графит или цементная плита. Чтобы определить оптимальный размер печки, следует правильно рассчитать мощность и возможное напряжение. Если планируется применять большое напряжение, то увеличиваем расстояние между электродами. При использовании сварочного аппарата, минимальная ширина между ними будет составлять 20 см. Этого хватит для расплавления 20-40 граммов золота.

Плавка золота возможна с применением подручных средств

Полезные советы для работы с золотом дома

Дадим несколько советов, касающихся конструирования печки бытового назначения:

• Собирая печь для плавки золота, используйте слюдяные пластины в качестве подложки. Так Вы лучше защитите ее стенки и обеспечите необходимую теплоизоляцию.
• Толщина внешних стен из цемента должна быть не меньше 1 см.
• Подставкой для печки могут служить обычные кирпичи.
• Готовую конструкцию подключайте к трансформатору при помощи медных проводов. Их следует обязательно изолировать, чтобы исключить возникновения короткого замыкания.
• При нехватке углеграфитового порошка, его можно сделать своими силами. Для этого понадобятся стержни из графита и обычный напильник.

Лучше заготовить графитовый порошок с запасом, так как в процессе плавильных работ он будет выгорать

Процесс расплавления золота

Первое условие – перед началом работы плавильная печь для золота должна быть хорошо прогрета. Это обеспечит отсутствие копоти во время основной деятельности.

Сделав лунку в углеграфитовом порошке, нужно положить в него небольшое количество металла, а затем присыпать сверху. При работе с золотым ломом сначала в углубление укладываются большие его кусочки, а сверху кладутся мелкие.

Через несколько минут после начала прогрева, покачайте печку. Если насыпанный сверху порошок начал колыхаться, это значит, что металл можно переворачивать. Повторите эти действия несколько раз, пока расплавленное золото не приобретет шаровидную форму.

После остывания необходимо обстучать металлический шарик небольшим молоточком. Ваш золотой слиток готов.

Слитки золота, полученные в бытовых условиях, редко бывают правильной формы

Печи для промышленной выплавки золота

Профессиональные печи для золота используют для выплавления металла для ювелирных мастерских и заводов, а также для производства слитков. Для получения однородной массы переплавляют золотой лом, состоящий из сломанных ювелирных изделий, вышедших из моды украшений и сломанных вещей.

Весь поступающий в работу материал, называют «шихта»

Индукционные плавильные печи

Весь процесс производства выглядит следующим образом:

• Очистка поступившего золото лома.
• Предварительный прогрев специального тигля.
• Загрузка лома в тигель и его разогрев до необходимой температуры.
• Покрытие золота смесью карбоната натрия и буры после его расплавления.
• Отстаивание металла и отшлаковывание флюсом.

Для получения слитков расплавленное золото заливают в металлические опоки (изложницы). После его кристаллизации слиток вынимают и опускают в холодную воду.

Золотой слиток высокой степени очистки с выгравированной информацией

Перед нанесением клейма производителя, берется проба золота и проверяется в лаборатории на качество. Если очистка недостаточная, металл опять переплавляют

Муфельные печи для выплавки золота

Муфельная печь для плавки золота в основном используется в работе ювелиров. Для такого рода деятельности выбирают оборудование небольшого размера, поскольку специалисты в этой отрасли использую малое количество благородного металла.

Муфельные печи применяются в тех случаях, когда использование открытого огня невозможно.

Конструкция печки включает:

• Металлический корпус. Снаружи устройство покрывается порошковой краской, которая при нагреве не выделяет вредных веществ в окружающую среду.
• Внутреннее пространство. Стенки печи покрыты толстым слоем керамики или специального волокна, что позволяет обеспечить достаточную теплоизоляцию.
• Источник тепла. Для нагрева используются трубчатые ТЭНы, закрепленные по всему периметру камеры. Такое расположение помогает достичь равномерного прогрева со всех сторон.

Большим преимуществом этих печей является наличие программного управления. При помощи терморегулятора можно выставить определенную температуру, чтобы добиться лучших результатов выплавки.

Набор для безопасной плавки золота: муфельная печь, тигель и щипцы

Мы рассказали, как расплавить золото в домашних условиях, а также представили основные разновидности печей. Какой вариант выбирать – решать исключительно Вам. Если Вы нуждаетесь в профессиональной консультации – обращайтесь к специалистам компании «Лабор». Мы подскажем, как правильно подобрать электропечь для использования дома или на производстве. Ждем Вас!

Индукционная печь для плавки золота

Пригодиться такая печь может радиолюбителям, домашним мастерам и предпринимателям в работе с небольшим количеством металла.

С её помощью можно:

• Расплавить;
• Закалить;
• Очистить;
• Разделить драгоценные, чёрные и цветные металлы.

А также производить работы гибки металла, изменению формы и т. д. небольших металлических деталей. Прибор работает от обычной сети 220 В. Конечно, можно купить промышленный агрегат, однако его стоимость будет велика, а можно сделать индукционную печь самостоятельно.

Как работает печь

Как известно, магнитное поле вырабатывает ток. Этот процесс и лежит в основе работы индукторов. Металл плавится в тигеле. Это специальная заготовка в виде спирали из витков, например, медной трубки (десяти витков вполне достаточно). В печах малой ёмкости тигель делается съёмным. После того, как металл расплавится, его можно вытащить из индуктора. Мощные токи в спираль поступают от генератора. В результате возникает электромагнитное поле, которое, в свою очередь, вызывает вихревые токи в металле тигеля. Металл разогревается и плавится.

Важно! Электромагнитное действие настолько сильно, что, несмотря на преобразования, индуктор выдаёт показатель КПД около 100%.

Плюсы и минусы индукционной печи

Если плавку металла при помощи индукционной печи сравнить с плавкой дуговой печью, то индукция имеет следующие преимущества:

• Бесконтактный нагрев (что позволяет плавить в ней низкоуглеродистую сталь);
• Процесс гибкий – можно настраивать температуру;
• Процесс быстрый (например, кусочек цинка плавится за 15-20 секунд);
• В процессе плавки электромагнитной силой происходит перемешивание жидкого металла, что выравнивает его температуру и химический состав. Имеет однородную массу;
• Прибор не шумит;
• Нет дыма, соответственно не требуется монтаж дымоходов;
• Энергия может быть сосредоточена в одном месте.

В целом индукционная печь экологична, безопасна для здоровья людей и всегда готова к работе. Недостатки связаны с образованием шлака и его удалением.

Минусом также можно считать зазор между металлом и индуктором, где происходит рассеивание магнитного потока. Из-за этого приходится уменьшать толщину футеровки. Со временем она становится непригодной.

Вариант. Если сделать индукционную печь с нихромовой спиралью, её можно использовать для обогрева гаража или другого строения.

Индукционная печь: своими руками

Нужно сделать небольшую металлическую подставку с ножками. К этой подставке крепится генератор со всеми необходимыми элементами по схеме. К генератору присоединяется спиральный индуктор (его изготовить самостоятельно проще всего, но нужно учитывать, что большие объёмы плавки такой прибор не потянет). В зависимости от того, какие детали планируется выплавлять, будет зависеть форма индуктора. Его можно делать в виде ромба, восьмёрки или любой другой формы. Дальше необходимо сделать так, чтобы индуктор не прогорел как можно дольше. Для этого делается изоляция из жаростойкого материала (заливка огнеупорной смесью).

Важно! Будьте осторожны при работе с индуктором! Касаться спирали во время работы ни в коем случае нельзя! Кроме того, индукционная печь – прибор повышенной пожароопасности. Поэтому работать с ней рекомендуется в мастерской, специально для этого оборудованной.