Хом'яки вітають вас друзі!
Сьогоднішній пост буде присвячений саморобній ювелірній плавильні, яка здатна розплавити срібло, золото і навіть мідь! Незважаючи на просту конструкцію в даному проекті виявилося дуже багато підводних каменів з якими нам належить розібратися. Пост обіцяє бути гарячим, як чебуреки в літній розпал сезону.
Ця історія починається з того, що в один прекрасний день Саня «» Хімік «» - людина легенда, запропонував продовжити його проект зі створення тігельної печі для плавки металів.
Каже:
- Слухай, у мене є готова саморобна склянка, на, тримай! Немає часу займатися цією темою!
- Я, звичайно ж зрадів дивлячись на цей шедевр і робота закипіла.
Сірий колір тут через те, що він був заздалегідь обмазаний високотемпáним герметиком. Нагрівальна спіраль моталася самостійно з фехралі, за допомогою спиці і шуруперта. Коротше повний «» Хендмейд «» так сказати.
Перше, що потрібно було сконструювати для нападника кубка вогню - це хороший термоізоляційний бокс, щоб спіраль даремно не нагрівала повітря в приміщенні, що викликало б колосальні тепловтрати.
Як шуба була використана вогнетривка мулліто-кремнеземиста плита від старої газової колонки, можлива марка плити МКРП-340 або ШПГТ-450. Матеріал унікальний тим, що через свою пористість і малу теплопровідність, один сантиметр такого теплоізолятора в буквальному сенсі здатний зупинити полум'я газової пальника. Загалом ріжемо цей каремат на шматки, і за допомогою напильника обробляємо краї, намагаючись, зробити щось на зразок теплоізоляційної чаші.
Зміцнити чашу зовні можна за допомогою азбестової тканини, яка заздалегідь просочується рідким склом. Азбестова ганчірка в процесі цих процедур набуває керамічну міцність, в той час, як, ця ж тканина без обробки, рветься як стара простирадла. Обмотуємо цією локшиною склянку і чекаємо поки вона остаточно засохне. Чашка вийшла що потрібно! Приміряємо матрьошку зі склянок. Все йде за планом.
Щілини майбутнього термобоксу забиваємо вогнетривкою кремнеземною ватой.Саме такою представлялася конструкція тигельного нагрівача, яка повинна розколювати метал до температур понад 1000 градусів.
Наступний етап - створення зовнішнього корпусу для плавильни. Вирізаємо його з нержавіючої труби для повітроводу, діаметром 140 мм. Різати нержавійку та ще задача, пару годин довелося танцювати з бубном і ножівкою. Болгарочні диски для бормашини доводилося міняти одну за однією, вони миттєво перетворювалися на пил і осідали на стінках моїх легенів. Пів дня роботи бляшаником і корпус почав набувати зовнішнього вигляду!
Знизу розмістився чорний п'єдестал зі сталевої коробки купленої на місцевому радіоринку, всередину якої вмонтований поширений PID - регулятор ReX-C100.
До нього підключається нагрівач і термопара, яку заздалегідь потрібно якось вивести, щоб вона розміщувалася всередині термостакана. Сама чаша буде ще кілька разів укутана в термоізоляційну вату. Жоден зайвий градус не повинен покинути стінки нашого пристрою.
Єдине чого їй не вистачає, це теплозахисного кожуха, щоб при випадковому контакті з корпусом не обпалити собі руки, язик або ще чого...
Теплозахист будемо робити з перфорованої касети для підвісних стель, не пам'ятаю звідки її дістав, але такого барахла у мене вистачає! Отриманий аркуш згортаємо в рулет і далі все по накатаній.
PID - регулятор С-100. Є безліч виробників які їх випускають. Даний варіант був народжений фірмою Berm. Вже не згадаю де його взяв, але працює він через два роки, як годинник! Так-так, знімався матеріал за довго до того, як ви його побачили.
PID - регулятор управляє навантаженням через так зване твердотільне реле, з максимально допустимим струмом до 40 ампер. Вважаю, при такому реальному навантаженні у мене швидше вигорить вся проводка в хаті.
Який пристрій ви б не збирали, передбачайте хорошу електроізоляцію проводів. Не дай бог в процесі роботи щось замкне, це буде катастрофа.
Сині дроти - це мережева напруга, червоний/чорний - управління твердотільним реле. Затискаємо в клеми термопару. Виміряний опір нагрівача з фехралі вийшов 62 Ом. Споживана потужність 737 Вт. Пристрій виглядає досить просто, що називається з'єднай дротами готові модулі.
Перевіряємо як це все працює. PID - регулятор С-100 працює безпосередньо від мережі 220, всередині нього є понижуючий блок живлення власної електроніки, зручно! Після включення на індикаторі, бачимо дві температури. Та що зверху - це поточна, а та, що знизу - це значення яке ви можете змінити. Виставляємо температуру в 150 градусів і регулятор стрімко починає її набирати. Чудово! Збираємо пристрій, закручуємо шурупи і дивимося як все працює в зборі.
Граничне значення цього PID - регулятора за температурою, 1350 градусів, оскільки це перше включення, виставимо полку в 1100 градусів. При таких значеннях має плавиться срібло.
Поруч біля відкритого вікна стоїть вентилятор і видуває дим, який виходить з каолінової вати.Вона купувалася нова і перша прокалка справа смердюча. Приблизно через десять хвилин пічка вийшла на режим. Всередині плавильні було видно розпечене серце вулкана, яке жадає плавки металу.
За пару днів до зйомок цих кадрів, я попросив у одного хорошого знайомого інфрачервону камеру, щоб можна було оцінити тепловтрати зібраної тигельної плавильні. Як же я потім шкодував про це...
Знайомтеся - це знаменита інфрачервона камера Flir для підключення до мобільного телефону. У неї є вбудований акумулятор на борту і дві матриці, одна з них інфрачервона, а друга звичайна для суміщення контурів спостережуваних об'єктів з реального світу. Моєму щастю не було меж. Відчуваєш себе прибульцем з фільму "" Хижак "
За пару годин до початку нагріву плавильні, камеру потрібно було зарядити, так як її вистачає від сили на годину безперервної роботи, при тому що лежачи на полиці вона досить швидко саморозряджається. Але як тільки справа дійшла до зйомок, камера чомусь не захотіла включаться. Нуль реакції на кнопку. Спроба ще однієї зарядки ні до чого хорошого не призвела. Тим часом пічка вийшла на режим 1100 градусів. Копирсаюся з камерою і бачу що плавильня почала втрачати температуру 900... 800... 700, щось явно пішло не так.
Поки я копирсався з пічкою, камера трохи підзарядилася, але при підключенні її до телефону, кнопка включення як і раніше відмовляється як або реагувати. Почитавши форуми, з'ясувалося, що це поширена проблема і камеру потрібно відправляти в сервісний центр. Дана проблема була пов'язана з контролером заряду, який вийшов з ладу. Збираю документи і починаю їх вивчати. На момент поломки гарантійний ремонт ніби був прострочений, але якщо зареєструватися на сайті Flir, гарантія продовжується ще на два роки. В результаті листувань з фірмою виробника, з'ясувалося, що найближчий гарантійний сервісний центр знаходиться в Естонії і мені потрібно їхати на якусь найближчу пошту EMS. Хер з ним, подумав я! Камера не моя і стоїть цілий стан, доведеться збиратися в похід.
Что же у нас произошло с печкой? Всередині неї, схоже все пройшло через пекло! Все, що в процесі роботи почало вигорати, осіло товстим сірим шаром на каоліновій ваті.
Тепер розглянемо помилки, які можуть бути допущені при проектуванні подібних пристроїв. Не потрібно з'єднувати дріт з кінцем нагрівача через затиснуту клемну колодку з латуні. При температурах понад 900 градусів вона з великою ймовірністю розплавитися. Основна проблема тут крилася в нагрівачі з фехралі і термоізоляційній склянці.
Виявилося, що термостійкий герметик, яким був обмазаний склянка, при високих температурах вступив у реакцію з металом спіралі, викликавши його часткове окислення і руйнування. Виходить, що герметик став таким собі флюсом, який зруйнував захисну оксидну плівку фехралі і перетворив спіраль на крихкі руїни.
Загалом, тиждень роботи витрачено. Ні пічки, ні інфрачервоної камери. Чорна смуга...
Накидаю склянку і замовляю з Китаю спеціальну термоізоляційну склянку разом з графітовим тиглем для індукційної плавки. Та й взагалі, він підійде для будь-якої плавки.
Саня "Хімік" ", дізнавшись про аварію в процесі випробування установки негайно намотав ще один ТЕН з фехралі, щоб можна було продовжити експерименти. Прям респект за оперативність. Склянка сама по собі уявляє кераміку на основі оксиду алюмінію. Єдине чого тут не вистачає, це якихось пазів щоб нагрівач не повзав туди-сюди. Малюємо спіраль маркером, а потім за допомогою шліфувального каменю і бормашини буримо канали і намотуємо в натяжку спіраль. Так виглядають основні відмінності нового і старого склянок.
Поміщаємо його в термоізоляційний бокс зі старих плит від газової колонки. Усі зайві щілини забиваємо каоліновою ватою. Цього разу припоюємо кінці нагрівача за допомогою срібновмісного припою. Обожнюю роботу з вогнем і високими температурами. Укутуємо термостакан в ковдру і поміщаємо його назад в корпус з нержавіючої сталі. Повторюємо процедуру складання.
У процесі повторних випробувань, пічка вийшла на режим, попрацювала кілька хвилин і знову почала втрачати набрану температуру. Ви навіть не уявляєте мої емоції в цей момент #% @! &. А так все добре починалося...
На відміну від попереднього випадку в кімнаті стояв виразний запах горілої ізоляції, розкрутивши корпус, першим, що кинулося в очі це прилиплі один до одного дроти. Що тут знову могло піти не так?! При огляді нагрівача стало зрозуміло, що при роботі він втратив свою пружинність і розпечені витки сповзли один на одного, місцями закоротилися і загалом - це фіаско братан.
У якийсь момент мені стало настільки не зручно, що просто довелося ховатися при вигляді людини, яка позичила мені свою інфрачервону камеру. Забігаючи наперед скажу, що ситуація з інфрачервоною камерою затягнулася на довгі пів року. Сервісний центр отримав посилку в Естонії на п'ятий день після моєї відправки, а далі почалася бюрократія. То якісь документи потрібно було заповнити, то почекати поки камера з'явиться на складі, то дочекатися поки сузір'я єдинорога стане в один ряд із загальним парадом планет. Загалом листування з фірмою Flir тривало цілу вічність, до нескінченності і далі. А коли все це пекло закінчилося і нова камера прийшла мені на пошту, її довелося розмитнювати і платити мито. Це хороший приклад того, чому не варто брати чужі речі в користування. Висновки про фірму Flir робіть самі.
Не дивлячись на те, що спіраль обвисла як соплі, мене збентежив той факт, що нагрівач в одному місці був обірваний. Цікаво. При детальному огляді з'ясувався цікавий момент. Каолінова вата, як і той високотемпáний герметик при контакті з фехралью так само руйнує її поверхневий захисний шар і перетворює метал на якийсь порошок.
Упевнений, багато хто запитає: чому не використовувати ніхром у цій справі? Відповідаю: тому що! У нього нижчі робочі температури порівняно з фехралью. Найцікавіше, що покопавшись в архівах гуглу, були знайдені цікаві фотки китайської плавильні, в якій спостерігалися ідентичні проблеми з нагрівачем.
Загалом, після довгих роздумів шлях до вершин тріумфу був знайдений на просторах Аліекспрес. Як було написано на сайті, це керамічний нагрівач з внутрішнім регульованим діаметром від 55 до 80 мм. Потужність нагрівального елемента 700 Вт.
Внутрішній діаметр регулюється за допомогою болту, який дає вільно рухатися цій конструкції туди-сюди. Зовнішній кожух виконаний з нержавійки. Ось тільки Китайці забули згадати, що тут застосовується берилієва кераміка, яка трохи токсична якщо її пиляти напильником і жадібно вдихати. А взагалі в 90-х це була б хороша альтернатива паяльнику. Допити і підписання деяких документів стали б куди швидшими і практичнішими)
Внутрішній простір між рожевою керамікою і нержавійкою має тонку прокладку з солодкої вати.У цей момент у мене з'явилися якісь сумніви з приводу надійності даної конструкції, так як при детальному огляді спіралі нагрівального елемента в очі кинувся дрібний пил, який тонким волосками огорнув все навколо.
У деяких місцях, кераміка, жадібно намагалася зжерти вату, таке нікуди не годиться.Ще мене здивувала керамічна клемна колодка, всередині якої знаходитися та сама латунь, яка дасть течу при 900 градусах. Хоча нагрівач на сайті обіцяє набирати температуру до 1200 градусів. У голому вигляді конструкція нагрівача виглядає так: цеглини з рожевої кераміки, всередині якої намотана спіраль імовірно з фехралі, діаметром 0.4 мм. Зараз нам потрібно позбутися будь-яких натяків пилу, яку залишила теплоізоляційна вата.
Робити це будемо за допомогою спиртобензину і ультразвукової ванни, розробка якої тривати вже третій рік. Потужність випромінювача тут 100 Вт. Є нагрів, дегазація, регулювання потужності, обдув силових елементів, два види захисту від перегріву і багато іншого, включаючи сенсорне управління.
Оскільки спиртобензин має низьку щільність, при витяганні нагрівача, рідина перетворюється на безперервний струмінь фонтану, який так і чекає поки хтось поруч запалить сірник, жарт. Після ультразвукових процедур, поміщаємо нагрівальний елемент назад в нержавіючий кожух. Вату яка там була - викидаємо в сміття!
Забігаючи на перед, скажу, що розміщення термопари прямо біля стінок графітового тигля швидше за все призведе до аварійних ситуацій, пов'язаних з інертністю передачі тепла від нагрівача. Коли біля стінок графітового тигля температура буде 1000 градусів, фехраль навколо склянки з оксиду алюмінію може досягти температур в 1300 градусів і ненароком розплавити самого себе при будь-якому зручному випадку. Чим ближче буде термопара до нагрівального елемента, тим краще.
Поміщаємо всередину нагрівального елемента термостійку склянку і гарненько фіксуємо її за допомогою стягуючого болту. Далі повторюємо ту ж саму процедуру, яка була раніше, огортаємо в шубу внутрішності і поміщаємо їх назад в нержавіючий корпус.
Через півроку тигельна плавильня набула того зовнішнього вигляду, який зараз представлений на ваших екранах. Через кілька днів після зйомок цих кадрів, до мене нарешті приїхала нова інфрачервона камера, яка здатна зламатися від найменшого дуновіння вітру. Напевно варто було б одягнути антистатичні рукавички і шапочку з фольги, а то мало-ли...
Як говорив Саня «» Хімік «», графітовий тигель перед початком плавки потрібно забурити, слідуємо інструкції і засипаємо буру. Вона захищає поверхню металу від різних видів окислення, створюючи своєрідну склоподібну плівку навколо розпеченої рідкої краплі. Так само вона захищає внутрішні стінки графітового тиглю від вигорання на кисні. Підготуємо кілька злитків срібла для переплавки.
Плавильня вийшла на режим. На інфрачервоній камері добре видно місця максимальних тепловтрат, вони, в основному йдуть через кріпильні стійки які тримають термозахисний кожух. Температура в цих місцях не перевищує сотні градусів. Термоізоляція корпусу вийшла настільки вдалою, що кришку плавильні можна спокійно чіпати рукою, вона така тепленька. При цьому, всередині все розігріто до біла!
І так, момент істини, пічка пропрацювала в режимі 1100 градусів приблизно 40 хвилин. Нагрів тримається стабільно. Поміщаємо в розпечене серце шматочок срібла і спостерігаємо як воно плавитися на очах, ніби око Саурона дивиться тобі в душу)
Беремо спеціальні щипці для тиглів з Аліекспрес і спритним рухом виливаємо вміст у графітову форму для ювелірних злитків. Повторюємо процедуру плавки кілька разів, щоб переконатися, що китайський нагрівач справно працює в режимах тих температур, які були вказані на сайті. Експерименти зі сріблом тривали день і ніч.
Після нескінченної кількості переплавок одного і того ж срібла, мені стало цікаво, чи здатна саморобна плавильня, зібрана буквально з гівна і палиць на коліні, розплавити мідь, температура плавлення якої 1085 градусів. Як метал були використані огризки силового промислового проводу перетином в 4 квадрати, ніби як метал у таких виробах застосовують досить чистий і з мінімальними домішками легуючих елементів.
За 20 хвилин при температурі 1150 градусів мідь абсолютно не розплавилася. Окремі огризки дроту ледь спробували прилипнути один до одного за допомогою бури, не більше. Цей результат нам не підходить з двох причин. Перша - це інтерес дізнатися максимально критичні температури китайського нагрівача, друга - перемогти мідь будь-якою ціною.
Виставляємо на PID - регуляторі максимально можливу температуру в 1300 градусів і залишаємо цю страву гаситися на великому вогні. Через 15 хвилин у кімнаті стояв виразний аромат смаженої міді - це пахла проводка в стінах моєї хрущовки. Жартую, в хрущовках за замовчуванням алюмінієві дроти. Загалом, мідь розплавилася і придбала красиву краплю у виїмці графітової форми для ювелірної справи. Виваривши злитки в лимонній кислоті у нас вийшло 2 красиві краплі металу.
Забігаючи на перед, скажу, що в пічку можна поміщати абсолютно будь-які тиглі для різних технічних завдань, будь то випарювання кристалічної води з мідного купоросу для спроб отримання безводного спирту і до приготування смаженої картоплі. Тут все буде залежати від вашої фантазії.
Тигель з оксиду алюмінію здатний витримати температури в 1800 градусів, кварцевий тигель 1750 градусів, а фарфоровий тигель з кришкою до 1200 градусів. Картопля, в цих випадках напевно перетворитися на вуглець. Як і олія в якій вона смажилася.
Графітові тиглі гарні тим, що вони працюють при температурах понад 2000 градусів, при цьому у них є один істотний мінус, графіт вигорає в атмосфері кисню при великому нагріванні, і працювати тут потрібно або у вакуумі, або в середовищі захисного газу.
При виборі обов'язково потрібно звертати увагу на зернистість графітової крихти. Через мої руки пройшло два види тиглів, один з них розсипався буквально на очах після 10-ти переплавок срібла. Велика крихта - це ще та гидота.
Для довідки, зйомка цього випуску, як і годиться традиціям каналу зайняла 3 місяці. Через постійні технічні несправності з інфрачервоною камерою та іншими труднощами, цей випуск осів у донних відкладеннях жорсткого диска і вийшов через 2 роки після зйомок. Звичайна справа, враховуючи що за кадром відбувається зйомка десятка наступних випусків на різні теми.
Дякую Саню «» Хіміка «» за подарований нагрівач, який в підсумку не заробив, але призвів до отримання безцінного досвіду в процесі експериментів. Так само хочу висловити величезну подяку Вованчику, який з розумінням поставився до поломки камери, проблема якої виникла через криворуких інженерів компанії Flir і такої ж служби підтримки, яка годувала мене сніданками протягом півроку. За цей час у мене хом'яки тричі встигли розмножитися!
Сьогоднішня ювелірна плавильня за собівартістю обійшлася приблизно в 100 баксів. Для порівняння: попередній випуск про самогонним апарат обійшовся в + 1000 баксів, а розробка першого прототипу ультразвукової ванни в + 4000 зелених, не кажучи вже про витрачений час. Створення будь-яких складних пристроїв, вимагає непростих технічних рішень з чималими фінансовими вкладеннями. Це вже мовчу про час, який у всіх нас і так обмежений. Кожен нехай вирішує сам, на що його витратити. Життя - як говоритися одне.
Повне відео проекту на YouTube
Наш Instagram