Horno de mufla de bricolaje

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Al tener un horno de mufla en el taller de su hogar, ya puede dominar seriamente el tratamiento térmico de los metales, que es indispensable en la fabricación de cuchillos, partes de mecanismos y tecnología de herramientas. Ofrecemos un diseño simple y económico para un horno de endurecimiento automático..

Horno de mufla de bricolaje

Partes del cuerpo

Se puede construir fácilmente un horno de endurecimiento eléctrico sobre la base de un recipiente de paredes delgadas con un volumen de 15 litros o más. Para las opciones más compactas, un cubo galvanizado común es adecuado; para los más grandes, puede usar un tanque de lavadora, contenedores técnicos o, por ejemplo, enrollar una hoja de hierro para techos en un cilindro y doblar la parte inferior con un solo pliegue. La carcasa no tiene que ser ignífuga, es suficiente para que soporte temperaturas de 80–100 ° С.

Horno de mufla casero en carcasa de acero inoxidable

El cuerpo debe instalarse de modo que el espacio libre desde la superficie sea de aproximadamente 100 mm, para lo cual debe colocar las patas más simples. Como estos, encajarán varillas roscadas dobladas con un soporte, cuyos bordes se insertan en los orificios del cuerpo y se aprietan con tuercas en ambos lados. La altura de las patas debe ajustarse inmediatamente y las tuercas deben bloquearse de forma segura..

Carcasa metálica para horno de mufla

Se debe hacer un orificio de conexión eléctrica en la parte posterior de la caja. Lo mejor es cortar una ventana con dimensiones de 50×70 mm, y luego instalar un panel de fibra de vidrio con dimensiones de aproximadamente 100×120 mm en este lugar. La conexión de los elementos calefactores se realiza sobre pines, mientras que se pueden sacar dos o más pares para organizar varias etapas o trabajar desde una red trifásica.

Elementos de calentamiento

La primera etapa en la fabricación del propio horno de endurecimiento será el cálculo y búsqueda de elementos calefactores con su posterior ensamblaje en un solo circuito de combustible. Esto se puede hacer de dos maneras: seleccionando bobinas calefactoras listas para usar o haciéndolas usted mismo..

Elegir espirales no es muy difícil, solo debe asegurarse de que estén hechas del material correcto y tengan una sección transversal suficiente. No se recomienda utilizar elementos calefactores de alambre con un grosor de alambre inferior a 0,4 mm para el endurecimiento de hornos. La variante óptima del material en espiral es fechral X27Yu5T o Kh23Yu5-N-VI. La regla más importante cuando se trabaja con tales aleaciones es no calentarlas hasta la formación y ensamblaje final del circuito de combustible..

Alambre fecral

El cálculo de los elementos calefactores debe realizarse individualmente, teniendo en cuenta las dimensiones del horno y la potencia calorífica correspondiente. Como ejemplo, puede tomar un horno con dimensiones de la cámara de calentamiento de 150x100x300 mm. Para calentar un espacio de este tipo a una temperatura de 1.100 ° C, se requerirá una potencia total de los elementos calefactores de aproximadamente 4 kW, pero la calefacción será más económica cuando la potencia total de las bobinas sea de 5,5 a 6 kW. Cuando se conecta a una red de 220 V, la corriente será de 28 A y la resistencia total del calentador es de 7.86 Ohm.

Serpentín de calentamiento para horno de mufla

Con estos datos, podemos encontrar fácilmente la longitud de cable requerida con conductividad eléctrica conocida. La resistividad promedio de un fechral es de 1,25 ohmios.2/ m. Si utiliza un cable con un diámetro de 0,9 mm, su sección transversal será de 0,64 mm2, lo que significa que la resistencia de un metro será igual a 0,8 ohmios. Por lo tanto, se requiere crear un elemento calefactor con una longitud total de cable de 9.83 m. Para torcer la espiral, debe usar una varilla de mandril, habiendo calculado previamente la longitud de una vuelta. Si la bobina tiene un diámetro exterior de 8 mm, la longitud de la bobina resultará ser un poco más de 25 mm, es decir, todo el elemento calefactor constará de 393 vueltas..

Espiral de nicrom sinuoso

En una sección transversal, el perímetro de la cámara es de 500 mm, con una densidad de empaque normal en una cámara de fuego con una profundidad de 300 mm, la espiral se coloca en 5 filas con una sangría desde el borde frontal de 40 mm. Por lo tanto, la longitud total de la espiral es de 2,5 metros, la bobina debe estirarse uniformemente a esta longitud. Si calcula aproximadamente, luego de estirar la distancia entre las vueltas de la espiral resultará ser un poco más de 5 mm, lo que garantizará una densidad de calentamiento suficiente. Si el paso resultara ser superior a 8 mm, el diámetro del hilo tendría que reducirse, con un paso de giro de menos de 3 mm – para aumentar.

Revestimiento y disposición del horno

El concepto mismo de un horno de mufla implica la presencia de una mufla, una cápsula interna resistente al calor que cierra la espiral del circuito de calefacción, protegiéndola de los residuos finos y las incrustaciones. La mufla, por regla general, es extraíble en los hornos, lo que permite la reparación y reemplazo de los elementos calefactores..

La principal dificultad consiste en fabricar la mufla y el cuerpo del conjunto calefactor al mismo tiempo. Esto requiere dos tipos de cerámica resistente al calor: una para hacer una carcasa con ranuras y la otra para una mufla de paredes delgadas. Para una base cerámica, es mejor utilizar una mezcla de arcilla refractaria con un contenido de óxido de aluminio de al menos el 30%. La arcilla debe diluirse con exceso de agua y dejarse hinchar durante un día, después de lo cual se elimina el agua sedimentada de arriba y se deja solo el sedimento hinchado..

Preparación de mezclas refractarias

El cuerpo de cerámica del calentador es macizo; por lo tanto, no puede estar hecho de un aglomerante puro; se necesita un relleno. Como este último, la fibra de vidrio, la arena de cuarzo seca o la chamota triturada son muy adecuadas. El contenido total de arcilla en la solución no debe ser inferior al 50% en volumen; como resultado, la mezcla adquiere la consistencia de una pasta plástica viscosa. Si la composición resulta ser más líquida, el exceso de humedad se elimina agregando pequeñas porciones de estuco inmediatamente antes de su uso..

Polvo de chamotaPolvo de chamota

El cuerpo del calentador está hecho sobre una plantilla volumétrica de cartón corrugado, cuyas dimensiones deben ser de 15 a 20 mm más grandes que las dimensiones previstas de la cámara de combustión en cada lado. Primero, se debe enrollar un cordón o una manguera de silicona del diámetro apropiado en la plantilla, formando el número requerido de ranuras para la espiral. Posteriormente, se debe pegar la plantilla con un cordón con arcilla por todos los lados, evitando la formación de huecos y logrando un espesor de pared de al menos 40 mm. La adición de alabastro ayuda a que la pieza mantenga su forma antes de la cocción. Retire con cuidado el inserto de cartón del cuerpo de cerámica seca y extraiga el cable de las ranuras.

Cuerpo calefactor de horno de mufla

Para el revestimiento del horno se utilizan cerámicas de caolín de mayor calidad. La arcilla enriquecida de la marca KFN-2 es la más adecuada; como relleno, es mejor usar chamota triturada de alta pureza con un contenido de aproximadamente 20-25% en volumen de componentes secos. La mezcla se sella como se describió anteriormente y se usa para formar el revestimiento interior..

Para separar fácilmente la mufla, previamente se insertan espirales en el cuerpo cerámico. Luego, la superficie interior se pega con jirones de papel de periódico según el principio del papel maché. Debe obtener al menos 8-10 capas, mientras que la superficie interna debe contener la menor rugosidad posible. Una vez que el papel se ha secado, se aplica un compuesto de revestimiento refractario desde el interior. Es mejor hacer esto en varias pasadas, dejando tiempo para que el exceso de humedad se evapore, como resultado, la pared de la mufla debe alcanzar un espesor de 15-20 mm. En este estado, todo el conjunto se seca durante varios días hasta la pérdida completa de plasticidad y la aparición de un sonido de timbre cuando se golpea..

Cámara para horno de mufla

Después del secado, se realiza la cocción primaria: se aplica voltaje a las espirales y el producto caliente se mantiene durante 4-6 horas. Durante el proceso de cocción, el fechral pasa el umbral de cristalización y, al volverse más frágil, toma la forma de canales. La arcilla en el inserto de cerámica y la mufla está horneada y vidriosa, ganando resistencia a los cambios cíclicos de temperatura. Bueno, los residuos de papel y pegamento simplemente se queman, al tiempo que forman un espacio tecnológico mínimo para una fácil extracción e instalación de la mufla..

Con este método de fabricación, puedes utilizar algunos trucos. Por ejemplo, para formar un cuerpo cerámico sobre una plantilla ahusada para facilitar la extracción de la mufla. Tampoco será superfluo alargar el frontal del conjunto, donde no hay calefactores, o colocar una pequeña espiral en el fondo de la cámara. Mismos mufas para un horno, puede hacer varias copias a la vez..

Aislamiento térmico del horno.

Como resultado de las acciones descritas, se obtiene una cámara de combustión casi terminada del horno de endurecimiento, solo es necesario colocarla en la caja, sujetar de forma segura y minimizar la pérdida de calor. Para ello, un recipiente prefabricado con patas será útil..

Aislamiento térmico de un horno de mufla

El volumen interno del contenedor debe llenarse con lana mineral con una densidad de 45-50 kg / m3. El algodón debe enrollarse en espiral, primero colocándolo debajo de las paredes exteriores y moviéndose gradualmente hacia el centro. La densidad de empaque debe ser lo más alta posible, pero el algodón en sí no debe dañarse. Como resultado, la cámara de combustión completa debe colocarse en el pliegue central. Si la densidad del algodón es suficiente, la parte calefactora no aplastará el aislamiento con su peso. Todos los cables en espiral deben envolverse cuidadosamente con fibra de vidrio, insertarse entre ellos espaciadores hechos de trozos de lana mineral y luego sacarse a través de la pared posterior, conectarse a la parte posterior de los montantes y colocar el panel en su lugar..

Conectando las espirales del horno de mufla

Para fijar de forma segura la cámara de combustión e instalar la puerta, el algodón debe triturarse y hundirse entre 6 y 8 cm más que los lados. La superficie del aislamiento debe rociarse con leche de alabastro varias veces para que el algodón se endurezca y deje de absorber intensamente la humedad. Después de eso, la parte frontal del horno se llena con una mezcla de alabastro, arena y fibra mineral. Mientras que la composición no está congelada, se incrusta una puerta de horno o hipotecas para fijarla..

Automatización con tareas de temperatura-tiempo

Hay tres tipos de automatización de hornos de endurecimiento. El costo de organizar el control del horno aumenta junto con la comodidad de uso. La opción más simple es un termostato más simple con un termopar como sensor de temperatura. Este dispositivo simplemente mantendrá la temperatura establecida con una histéresis de aproximadamente 30-50 ° C. El tiempo de mantenimiento se controla manualmente, al igual que el momento en que se alcanza el punto de temperatura..

Termostato REX C100

Se está desarrollando una automatización más avanzada específicamente para hornos eléctricos. Los termocontroladores del tipo Autonics TCN4 tienen una función de control de potencia proporcional, que proporciona una histéresis ajustable hasta 1 ° C. Además, el dispositivo está equipado con funciones adicionales, como una alarma al alcanzar la temperatura establecida. Si lo desea, el canal de alarma se puede utilizar para activar un relé de retardo de tiempo en serie con el termostato.

Equipo automático para horno de mufla

Controlador térmico Profile-M

Los más avanzados en este sentido son los dispositivos de automatización para hornos del tipo «Profile-M». Se diferencian no solo en los relés de potencia incorporados, sino también en la posibilidad de una configuración más flexible. En tales controladores, un temporizador está preestablecido y también es posible configurar el tratamiento térmico con un perfil de temperatura complejo, configurando secuencialmente la duración de los intervalos de tiempo en los que se debe mantener una determinada temperatura..

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