自宅用のマッフル炉を自分で組み立てる方法。実験用マッフル炉は、金属の硬化と結晶の成長の両方に役立ちます。820 度の温度のマッフル炉内で

現在、かなり多様な重要なパイプが、光沢のある表面を得るために保護ガスを供給しながら、さまざまな設計の連続マッフル炉で熱処理中に加熱および冷却されます。マッフルは、燃焼生成物または電気ヒーターによって外部から加熱されます。炉は大型で、高温炉の電気ヒーターは切れることが多く、マッフルは加熱ムラや反りにより寿命が短くなります。しかし、主な欠点は機械化されていないことです。炉の入口側で連続的な流れ (各マッフルを通る 1 本の管) を組織するために、パイプはブッシングを使用して手動で互いに接続され、出口側では手動で接続されます。ドッキング解除された。これにより、労働生産性が低下し、特に小径チューブ (6 ～ 12 mm) で顕著な欠陥が発生します。コンベアマッフル炉はかさばり、不経済であり、回路の破損により故障することがよくあります。

流動床で直接加熱された小径パイプ（特に薄肉パイプ）の連続輸送を組織することも、ワイヤーのようにパイプが連続エンドレスの形で移動する技術的プロセスは言うまでもなく、重大な困難を引き起こします。糸。

ペルヴォウラリスク新パイプ工場の従業員は、流動層によって外部から加熱されるマッフルの変形中に生じる応力を緩和するために、冷間変形させたパーライトクラスのパイプの熱処理（加熱および冷却）を実行することを提案しました。第１のそのようなユニットについて説明する。

予備実験では、流動床加熱マッフルの加熱速度は、320 mm コランダム粒子の流動床でこれらのチューブを直接加熱する速度の約半分であるが、チェーンコンベアを備えた火炎ガスマッフル炉よりも大幅に大きいことが示されています。同じマッフル温度（920℃）において、25×2パイプ（鋼20）のマッフル内での820℃までの加熱時間はそれぞれ2.5分と6分であり、火炎炉の作業空間の温度は沸点層より70～80℃高かった。これらの条件下での加熱速度の違いは、コンベア炉のパイプと一緒に加熱されるチェーン内の金属の質量が大きいことと、マッフルの長さに沿った温度の不均一性によって説明されます。これは、コンベア炉内のパイプの冷却速度が約半分になることも説明します。興味深いことに、小径（25 mm）のマッフルでは、加熱されたパイプに保護ガスを供給しなくても、潤滑剤の燃焼により加熱されたパイプの表面が明るくなった。これは、スキミングされていないパイプが直後に加熱されたためである。 HPTRミル。

これらのデータに基づいて、工場の設計部門と熱工学研究所は UPI と協力して、完全に機械化された 5 ストランドマッフルユニットを設計しました。ラック付きの積載テーブルが含まれています。炉にパイプを挿入する装置。個別の電気駆動装置と空気圧装置を備えた 5 ストランドパイプ装置で構成されます。流動床を備えた加熱チャンバーには、長さ約 2.8 m (加熱部分の長さは 1.3 m)、直径 114 mm、壁厚 10 mm の X23N18 鋼製の 5 つのマッフルが配置されています。ピッチ175mm。長さ 1.7 m の管状水冷装置 (パイプの中にパイプ)。これは実際にはマッフルの続きです。装置受け取りパイプ（個別の電気駆動装置を備えた磁気ローラー、その回転速度は駆動装置の速度と等しい）。スムースローラーとチェーンエジェクターを備えたローラーコンベアテーブル。

流動床炉には、液体ガラスの上に耐火粘土が敷き詰められ、気密金属の内張りが施された長方形断面の加熱室があります。炉内の炉床の役割は、960 x 570 mmの面積を持つ2つの取り外し可能なガス分配格子によって実行され、それぞれに頭径50 mmのX23N18鋼製の40個（実際には39個）のキャップが取り付けられています。正方形の角のピッチは 110 mm です。各キャップには直径 2.8 mm の穴が 6 つあり、そこを通って混合チャンバーからガスと空気の混合物が供給されます。オーブンの乾燥と加熱用に、2 線式バーナー GNP-2 が付属しています。流動化材料はコランダム No. 32 (320 ミクロン) GOST 3647-71 および OH-11-60 で、バルク層の高さ (キャップの穴から) は 300 mm です。

この装置は工場で製造および設置され、1970 年 12 月に商業運転を開始しました。炉の推定コストは 9,000 ルーブルで、そのうち 2.5 千ルーブルが石材に使用されます。そしてコランダムEB-32は1.5千ルーブルを炉に装填されました。コランダムの実際のコストは、293ルーブル/トンであり、その負荷は1トンを超えないため、大幅に低くなり、ブロワーのコストは-2000ルーブルです。機械化の推定コストは11,000ルーブル、計装と自動化 - 4,000ルーブルです。

流動層ユニット内でのパイプの加熱が促進されるため、火炎マッフル炉と比較してパイプの長さを短縮することができ、パイプの接合が不要になりました。冷凍機を備えた炉の長さは熱処理されたパイプの長さより短いため、パイプの自由端は常に炉の外側にあり、炉の前のパイプ押し込み装置または磁気炉のいずれかに配置されます。冷蔵庫の後にローラーで引っ張ります。磁気ローラーを通過した後、パイプは自動または遠隔制御されるチェーンイジェクター上に落下し、配送テーブルから排出されます。

このユニットの唯一の手動操作は、パイプを部族装置に詰め込む作業であり、パイプの直径と壁の厚さに応じて、1 ～ 30 本のパイプが 1.0 ～ 0.2 m/分の速度で各マッフルを同時に移動します。。

炉内の温度は、理論的に必要な量 (a = 1.15 ～ 2.5) を大幅に超える所定の公称温度に対して一定の空気流量でガス流量を変更することによって自動的に維持されます。流動化の動作速度は、炉温度 900 ～ 1100 °C で 0.5 ～ 0.8 m/s です。この制御方法では、排気ガスによる損失が増加しますが、自動化システムが簡素化され、設定速度を実質的に変更することなく温度を調整できます。流動化剤のこと。公称温度が上昇すると、コントローラーによって空気流量が増加します。

かしめられた熱電対を使用した測定により、炉が加熱され定常モードに達した後（点火から約 2 時間後）、すべてのマッフルの温度が長さおよび断面の両方に沿って同じになり、流動化された炉の温度とほぼ等しくなることが示されました。ベッド。マッフルの入口端の温度のみがわずかに低くなりました。したがって、流動床を備えたマッフル炉では、層からマッフルへの熱伝達はパイプの加熱速度を制限せず、内部熱伝達によってのみ決定されます。

炉は通常 900 ～ 1000 ℃で動作します。アイドリング時は 900 ℃、アイドリング時は 900 ℃です。 950 ℃および 1000 ℃では、通常の状態にまで削減された天然ガス消費量は、それぞれ 16、21、および 24 m 3 /h です。炉の生産性が向上すると、総ガス消費量がわずかに増加し、比ガス消費量が急激に減少することがわかります。連続炉で 1 トンの管状製品を加熱する際に費やされる比熱消費量に関するさまざまな著者からのデータが提示されていますが、流動床炉では比熱消費量が火炎炉の 1.9 ～ 1.25 分の 1 であることは明らかです。

炉内温度1000℃で8×1.5mmのパイプを520kg/hで820℃まで加熱してバランステストを行ったところ、供給された熱の29.8％がパイプの加熱に消費され、石材による損失が発生したことがわかりました。は 18.7%、炉の開放上部からの放射損失は 11%、マッフルに供給される保護ガス (窒素) の加熱は 5.2%、煙道ガスによる損失は 35.3% です。炉の効率とその生産性の依存性は、プロジェクトの基礎となった計算値に非常に近いことが判明しました。

熱電対を挿入してマッフル内を移動するパイプの温度を測定することによって得られたサーモグラムは、マッフル内のパイプの数が増えると、その結果として減少したにもかかわらず、各パイプを所定の温度に加熱する時間が増加することを示しています。パイプの移動速度が速くなると、炉の生産性が向上します。直径40 X 2 mmのパイプ1本が速度0.55 m/minで120〜130秒で820℃まで加熱される場合、2本は180秒で加熱され、速度が1.5倍低下します。生産性が約 35% 向上します。

データを分析するときは、次の点に留意する必要があります。10 mm を超えるパイプ内には水と潤滑剤が存在し、初期セクションの加熱が遅くなります。石積みにあるマッフルの部分のパイプをゆっくりと加熱します。熱伝導率によってマッフルとパイプの出口端を冷却します（マッフルは断熱ガスケットなしで冷蔵庫に接続されているため、パイプの冷却はマッフルの出口部分ですでに始まります）。

1970 年 12 月から 1972 年 3 月まで継続的に工業運転されていた上記の炉では、鋼 10 の中間および最終サイズのパイプ (輸出用を含む) が焼きなましされました。 20; 35; 45; 15倍; 20倍; 40倍。 20A、直径4～12mm、肉厚<4,0 мм, а также готовых труб для ВАЗа из сталей 10, 20 диаметром 6-36 мм толщиной стенки <55,0 мм. Механические свойства как по длине отдельной трубы, так и по разным трубам всех пяти муфелей, заметно не различались (o в и о s обычно не более чем ±1-2 кгс/мм 2 , б не более ±4%), были стабильны по времени и вполне удовлетворяли техническим условиям. Металлографические исследования показали, что микроструктура металла труб после отжига в кипящем слое представляет собой равноосные зерна феррита и перлита.

通常の動作条件では、熱処理されたパイプの表面は明るいです。生産性の向上に伴い、パイプは300℃を超える温度に加熱された冷蔵庫から出されるため、表面に変色した色が現れます（技術的条件により許容されます）。

1971 年中、炉は 300 kg/h の平均生産性で 6589 時間負荷をかけて稼働しました。つまり、-2000 トンの製品を生産しました (-1000 時間、炉が負荷なしで稼働した - アイドリング、テスト、ワークアウトモード、-1000 時間)。時間はダウンタイムでした）、1972 年の 2 か月間では 1116 時間、平均生産性は 322 kg/h でした。完成サイズ（5 X 1-8 X 1 mm）のパイプ上の層温度1000℃での炉の最大生産性は（3.6-4から1 mm以下）に達します。操業年間に、炉は 3.5 千トン以上のパイプを処理しました。流動床と火炎加熱を備えたマッフル炉の比較指標を表に示します。 27、ショップデータに基づいてまとめられています。

テーブルから図２７から、流動床に切り替えると、炉底部１ｍ２からのパイプの除去が５８．５ｋｇ／（ｍ２ｈ）から２４０ｋｇ／（ｍ２ｈ）、すなわち６倍に増加することが分かる。サービス従業員の数は半減しました（シフトあたり 2 人から 1 人に）。設備と計装を備えた炉の費用は35.5千ルーブルで、経済効果は年間4万5千ルーブル以上でした。

これらの炉の運転で得た前向きな経験を利用して、同じ PNTZ 作業所の従業員は 1972 年 11 月に、VAZ およびその他の顧客向けのパイプの軽熱処理用の 3 番目の 10 マッフルユニットを商業運転に投入しました。

ユニットの構成図 74 にはラック 1 が含まれます。ローラーテーブルタスク2; 電気駆動装置を備えた 3 つの電磁セクションローラー 3 がパイプを炉内に駆動します。直径８９×６ｍｍの鋼Ｘ２３Ｎ１８製マッフル４を１０個、エレクトロコランダム０．４ｍｍの流動層を有する加熱室５内に配置する。管状水冷却器６；パイプを切り離すための電磁セクションローラー７。ガイドパイプ８は非磁性鋼製であり、パイプの通過を知らせてパイプ排出シュート１０を開く電気コイルを備えている。電磁駆動ローラ９はパイプを排出シュート１０内に移動させる。シュート 10 からポケット 11 にパイプを落下させるためのベルトコンベア。パイプを炉に送り込む前に、パイプは 2 人の作業員によって非磁性鋼管を使用して接合されます。

冷蔵庫の出口では、パイプタスクローラーの回転速度よりも速いローラー 7 によってパイプが自動的にドッキング解除され、パイプはバスケット内に自由に落下します。配送テーブルとコンベアベルトのエリアには、パイプの排出を手動で制御するための押しボタンリモコンがあり、必要に応じて3人目の作業者が保守します。このユニットは、直径 12 ～ 30 mm、肉厚 0.5 ～ 3.5 mm の炭素鋼製パイプを加熱します。熱処理パイプの品質に関する基本要件:

ユニットで処理されるパイプの品質は、指定された要件を満たしています。明るい表面を得るために、70 ～ 80 m 3 /h の保護ガス (95 ～ 96% 窒素、4 ～ 5% 水素) がマッフルに供給されます。マッフルは、マッフルと同じパイプで作られたサポートに取り付けられます。実際には、壁厚が 5 ～ 7 mm および 10 ～ 14 mm のマッフルのサポート間の最適な間隔は、それぞれ 300 mm と 500 mm であることが示されています。支持体の存在は材料の流動化に影響を与えません。

ユニットの加熱室の長さに沿って、図に示されているものと同様です。 69 および 74 は、内部平面寸法が 3.78 x 1.58 m、上部の拡張部分が最大 2.04 m で、面積 1.94 m 2 の 3 つのガス分配グリルが提供され、それに応じて 3 つの独立した温度制御ゾーンが設けられています。。製造中に、180 個のキャップが 100x100 mm のピッチで各グリルに溶接されます。図のストーブと同じように。図７４では、キャップは直径２４ｍｍのチューブ（鋼Ｘ２３Ｎ１８）で作られ、その一端は鍛造され、その下に直径３ｍｍの４つの穴が開けられている（チューブ壁厚７ｍｍ）。このようなキャップは、製造に労働集約的ではないため、2 番目の 5 マッフル炉で優れていることが証明されました (全運転期間中、どれも故障しませんでした)。加熱室の上部には穴の開いたアーチがあります。バルク層の高さは 250 mm、グリッドと層の抵抗 (合計) は約 8 kN/m2 です。公称モードおよび始動時の空気圧液化の条件付き速度 (冷たい混合物に対して計算) は、それぞれ 0.1 ～ 0.15、0.22 ～ 0.25 m/s です。

技術体制の要件に従って、炉の 3 つのゾーンで異なる温度が維持されます。 VAZの完成サイズのパイプ（パイプ30x1.5および36x2.1 mm、TUZ-208-69）を処理する場合、それらはそれぞれ850、820、および810°Cです。パイプの移動速度は 0.8 ～ 1.2 m/min で、平均生産性は 600 kg/h です。 GOST 9567-60およびその他のゾーンに準拠した完成サイズおよび仕上げ前サイズのパイプの場合、温度は950、920、および820℃で、パイプの移動速度は壁の厚さに応じて0.8〜8 m/分です。これらのパイプの平均生産性は 1 t/h に達します。

ある温度レジームから別の温度レジームへの移行 (たとえば、温度を 820 ℃ から 950 ℃ に上昇させる) は 5 ～ 6 分しかかからず、異なる範囲のパイプに切り替える際の炉のダウンタイムが実質的になくなることに注意することが重要です。一定のエア流量で各ゾーンのガス流量を変化させることで自動的に温度制御を行います。このモードでの絶対燃料消費量 (天然ガス) は 55 ～ 80 m 3 /h の範囲です。このユニットの資本コストは、炉に 12,086 ルーブル、計装と自動化に 8,461 ルーブル、機械設備に 23,048 ルーブルでした。

このユニットは火炎マッフル炉を再構築したものであるため、最適な機械化オプションを作成することはできませんでした。一方、現在では、このような炉の機械化を作成するための初期データがすべて揃っており、これにより手作業がほぼ完全に排除されます。現在、そのような炉を開発中です。それにもかかわらず、既存の高価であまり進んでいない機械化を使用したとしても、炉の再建による推定経済効果は年間 81,000 ルーブルです。前の章で示した計算方法から、マッフルユニットでの流動床の使用は、マッフルの熱負荷が大きいほど、つまり単位時間当たりに通過する金属の量が多いほど、より収益性が高いことがわかります。そのため、マッフルの断面全体がパイプで満たされている場合、火炎式とは対照的に、流動床を備えたユニットの方が生産性が向上します。これは、流動床を備えたマッフルユニットが非常に有望であることを意味し、マッフル内の非常に大きな製品（チューブ、スピンドル、リングなど）の光加熱には、その動きを非常に簡単に機械化することも可能になります。当社は現在、プラントの 1 つで軸受リングを加熱するための流動床を備えたマッフルユニットの建設を完了しています。実験によると、直径130〜140 mm、厚さ20、幅30〜50 mmのリングが8〜12分で1100〜1150℃に加熱されることがわかりました。次の方法を使用して計算すると、同じ指標が得られます。

パイプ工場では、軽量でリスクのないパイプ処理のためのマッフルコンベア炉が非常に一般的です。これらの炉では、マッフル内でパイプを輸送するコンベアチェーンの加熱にはパイプ自体の加熱よりも数倍の熱が必要となり、その結果、所定の温度までの加熱時間と冷却時間の両方が大幅に増加します。分析により、マッフルの加熱に流動床を使用すると、これらの条件下で熱伝達が大幅に強化されることがわかりました。さらに、通常、同じコンベヤチェーンが炉と冷却器の両方を通過します。 1 つのコンベヤーを 2 つのチェーン (1 つは炉内、もう 1 つは冷蔵庫内) に分割することにより、コンベヤー炉の欠点を利点に変えることができます。この場合、最初のチェーンはほぼ全長にわたって高温になるためです。それはパイプの加熱を加速し、次に全長に沿った冷気はパイプの冷却に役立ちます。ホットチェーンの長さを短くすると、ホットチェーンにかかる機械的負荷と熱的負荷が軽減され、動作の信頼性が向上します。このようなユニットは現在、PNTZ の従業員と協力して開発中です。

管理 記事の総合評価: 公開日: 2012.05.21

実験室用マッフル炉は特殊な炉です。 高温加熱装置、実験室条件での使用を目的としています。この装置は特殊な設計の炉です。

完全な 交流の欠如燃料の燃焼の結果、空気中に放出されるさまざまな成分を含む加熱された物体 ( 煤、ガス状物質、煤).

このような加熱条件を作り出すために使用されるのは、 マッフル- 耐火室。加熱された製品と使用される燃料の間の一種の障壁です。

実験用マッフル炉とは何ですか?

これらのマッフルのほとんどは、 耐火レンガ、耐熱鋼または 高強度セラミックファイバー。この装置のおかげで、メーカーはさまざまな高価な金属や化学的に純粋なサンプルの異物による汚染を防ぐことができます。

機器には特別な技術的特徴があるため、 多くの分野での使用に適しています業界：

V 化学薬品研究室;
生産に携わる企業において ジュエリー;
V 地球物理学的研究室;
を生産する企業で ワックスオブジェクト;
V 食べ物業界;
パフォーマンスを行っている企業で 各種貴金属の焼成;
V 歯科センター。
色々と実行する 分析作業（加熱と乾燥、結晶の燃焼または成長）。
のために さまざまな形での発砲鋳造用。
の製造のために 磁器またはセラミック製品;
のために 海パン、そして 各種金属の硬化およびその合金。
のために火葬.

最新の機器には次の特性が必要です。

十分な 内部空間処理対象物がデバイス内に自由に収まるようにします。
広い温度範囲さまざまな種類の作業を実行できるようになります。
サーモスタット.
システム フード.
機会 コンピュータに接続する(この要件はデバイスの一部のモデルに適用されます)。

デザインの特徴

この装置は、さまざまな製品を加工するための特殊な条件を作り出すための特殊な構造を備えています。 主な違い他のタイプのオーブンよりも入手可能です 耐火室またはいわゆるマッフル。これにより、材料の表面が使用燃料から放出されるガス状物質と相互作用するのを防ぐバリアが形成されます。

マッフル作りに装置の主要部分やその他の要素には、メーカーは通常、耐熱鋼、耐火レンガ、さらに強度の高いセラミックファイバーを使用します。

写真 1. 実験用マッフル炉の構造の概略図。主要な部分のみを示します。

適切なデバイスを選択するにはどうすればよいですか?

機器をできるだけ効率的に動作させるには、次の点に注意する必要があります。 特徴:

オプション。
可能な最大荷重。
力;
最高焼成温度。
動作電圧;
供給電圧;
均一な加熱。
機器操作の安全性。
価格。

まず最初に決めなければならないのは、音量作業室だけでなく、 温度範囲。さらに、次の点にも注意する必要があります。 加熱困難.

実験炉の種類

機器を選択する際に同様に重要な指標は速度と 均一な加熱マッフルチャンバー。

個々の要件に応じて選択できます水平または垂直オーブン: 1 つ目はかなり大きな容量があり、2 つ目は短時間で加熱されます。

実験室用マッフル炉には以下のものが装備されています。 開けるまたは 密閉型発熱体。最初のタイプの装置は、チャンバーを暖める必要がある条件での使用に最適です。 短時間で高温になる。しかし、そのような装置は、物体の処理中に放出されるさまざまな攻撃的な物質の悪影響を受けやすくなります。

密閉型発熱体を使用するオーブンは異なります より長い耐用年数, 均一な加熱チャンバーは作動しますが、最大まで暖まるまでにかなり時間がかかります。このタイプの装置の重大な欠点は、発熱体が故障した場合、チャンバー全体を交換しなければならないことです。

最もシンプルな設計は、 単段サーモスタット。その主な 特異性— チャンバーは最初から一定の温度に加熱され、作業プロセス全体を通じてその温度が維持されます。ほとんどの場合、これらの窯は乾燥や焼成などの単純な作業に使用されます。

より複雑な分析作業には、マッフル炉が使用されます。 特別なプログラム制御.

加熱プロセスをいくつかの異なるレベルに調整できます。制御は、デジタルインジケータと可聴アラームを備えたマイクロプロセッサを使用して行われます。

必要に応じて、プログラムを自動的に起動できます。

動作するオーブンを選択するには、 確認する必要があります何もない場合の装備 機械的損傷すべてのコンポーネントに（欠け、摩耗、傷など）。

役立つビデオ

金属加工用の大容量マッフル炉がどのようなものかを示すビデオをご覧ください。

本発明は、発泡ケイ酸塩材料の技術分野に関する。本発明の技術的成果は、ガラス溶融プロセスを実行することなく、ガラス結晶性発泡材料を製造するための顆粒を製造する方法を創出することである。６０重量％を超えるＳｉＯ２含有量を有する高シリカ原料の一部は、２００～４５０℃の温度で加熱することによって調製される。次に、ソーダ灰を 12 ～ 16 wt.% 加え、得られた混合物を耐熱鋼製の型の中で圧縮します。型を連続オーブンに入れ、最高温度で 10 ～ 20 分間熱処理し、得られたケーキを粉砕します。 1テーブル

本発明は、８００℃を超える温度で発泡させることによって得られる発泡ケイ酸塩材料（発泡ガラス、膨張粘土、ペノゼオライトを含むペトロサイト）の技術分野に関し、密度１５０の断熱材料の製造に使用することができる。 350kg/m3。最初の混合物を発泡させる前に、顆粒または顆粒が得られ、場合によっては、これを粉砕して比表面積6000～7000 m 2 /gの粉末にする。

プラスチックの塊をスクリューまたはローラープレスで成形し、続いて１００〜１２０℃の温度で乾燥させ、一方、材料の発泡は１１８０〜１２００℃の温度で起こることにより、発泡用の顆粒を製造する既知の方法がある。この方法の欠点は、適用範囲が限られていることです - 粒状多孔質材料を製造する際の粘土含有装入物にのみ適用できることです (Onatsky S.P. Expanded Clay Production. - M.: Stroyizdat、1987)。この方法を使用して、例えばカレットから発泡用の初期混合物を得るのは不可能である。

必要な組成の装入物の成分を混合し、ガラス溶融物を１４００℃以上の温度で溶融し、ガラス溶融物を冷却し、続いて６０００〜７０００の比表面積まで破砕および粉砕することによってガラス顆粒を製造する既知の方法がある。 m 2 /g (キタイゴロツキー I.I.、ケシシヤン T.N. 発泡ガラス。 - M.、1958 年; デミドヴィッチ V.K. 発泡ガラス。 - ミンスク、1975 年)。この方法の欠点は、高いエネルギー消費を伴う高温でプロセスを組織する必要があることです。

技術的本質の点で提案された解決策に最も近いのは、顆粒を製造する方法です。これには、高シリカ原料の一部を準備し、ソーダ灰を加え、粉末を混合し、750〜850℃の温度で連続オーブンで焼成することが含まれます。（Ivanenko V.N. 珪質品種から作られた建設資材および製品 - キエフ：Budivelnik、1978、22-25 ページ）。この方法の欠点は、適用範囲が限られていることです。サーモライトは、ケイ質オパール岩（珪藻土、トリポライト、オポカ）のみから作られ、コンクリート用の多孔質骨材として使用されます。

本発明の目的は、成分の混合物の熱処理に基づいて顆粒を調製することである：ａ）６０重量％を超えるＳｉＯ２を含む原料、例えばゼオライト凝灰岩、マーシャライト、珪藻土、トリポリなど。 b) ガラスを溶融させずにケイ酸塩形成プロセスを保証する技術的添加剤。

目標は次のように達成されます。

1. SiO 2 を60重量％以上含む珪質岩を粉砕、粉砕、ふるい分け（0.3mm未満の分画）する。

2. 珪質岩の粉末を200〜450℃の温度で加熱することにより活性化し、いわゆるを除去します。「分子水」;

3. 原料混合物を調製するには、ソーダ灰を 12 ～ 16 重量％の量で加えます。

4. 得られた混合物を耐熱鋼製の型内で圧縮し、連続オーブン内で 750 ～ 850℃の温度で最高温度 10 ～ 20 分間にさらして熱処理します。

得られたケーキを０．１５ｍｍ未満の断片に粉砕し、既知の技術プロセスを使用して発泡ガラスおよび発泡ガラス結晶材料を製造するための発泡剤および他の添加剤を含む装入物を調製するために使用する。

提案されている顆粒の製造方法を例で説明します。

１．以下の化学組成、重量％を有するサハプチンスコエ鉱床（クラスノヤルスク地方）からのゼオライト化凝灰岩：ＳｉＯ２－６６．１；２．Ａｌ２Ｏ３ −１２．５１； Fe 2 O 3 - 2.36; CaO - 2.27; MgO - 1.66; Na 2 O - 1.04; Ｋ２Ｏ−３．２４； TiO 2 - 0.34; 強熱減量 - 10.28。

2. 準備されたサンプル（粉砕され、0.3 mm 未満の画分でふるいにかけられた）は、オーブン内で 400°C で 10 分間加熱することによって活性化されます。

3. ソーダ灰の量の計算は、SiO 2 と Na 2 CO 3 の固相相互作用中に Na 2 SiO 3 が最大形成されるための前提条件に基づいて実行されます。活性化サンプル 100 g あたり、18.62 g のソーダ灰を加えます。

4. 焼結には耐熱鋼製の型を使用します。型の内面はカオリン懸濁液でコーティングされており、コーティングが金属に付着するのを防ぎます。

5. 調製した粉末混合物を型の中で圧縮し、マッフル炉に入れて 800°C の温度に加熱し、15 分間保持します。

６．６５〜８５％のガラス相含量を有する得られたケーキは、冷却され、粉砕され、発泡ガラスの製造のための装入物を調製するための半製品となる。

この方法で得られた顆粒は、発泡ガラス製造の技術プロセスでテストされています。

顆粒は 0.15 mm 未満の断片に粉砕されました。

ガス発生剤（コークス、無煙炭、１重量％の量の液体炭化水素）を、得られた粉末混合物に導入した。

装入物を型内で圧縮し、マッフル炉内で820℃の温度で15分間熱処理した。硬化後、型をオーブンから取り出して冷却し、気泡構造を安定させました。

表に示す特性を有するガラス結晶性発泡材料が得られた。

そこで著者らは、希少なカレットの代わりに天然原料を使用できる、ガラス結晶質発泡体製造用の顆粒の製造方法を提案する。この技術プロセスは高温を必要としないため、生産のコスト効率が高くなります。


ガラス結晶性発泡材料の製法と特性の主な特徴
顆粒の種類	処理モード、パラメータ					発泡ガラス微結晶の性質
顆粒の種類	処理温度、℃	バッチ調製用の顆粒粒子サイズ	発泡ガラスおよび発泡ガラス微結晶を生成する温度、°C	保持温度、分	ガラス相の量、重量%	密度 kg/m3	圧縮強度、MPa
ガラス顆粒（溶融ゼオライト＋ソーダ混合物）	1480-1500	6000cm 2 /g	820	15	100	300	08,-1,5
ゼオライト＋ソーダ混合物の固相焼結	750	0.15mm	820	15	65	350	3-4
同じ	800	0.15mm	820	15	70	300	2,5-3,5
同じ	850	0.15mm	820	15	80	300	2,5-3,5
カレット	1500	6000cm 2 /g	750-850	15	100	150-200	0,8-2,0

請求

発泡ガラスおよび発泡ガラス結晶材料を製造するための顆粒を製造する方法であって、ＳｉＯ２含有量が６０重量％を超える高シリカ原料の一部を調製すること、ソーダ灰を添加すること、粉末を混合すること、および焼成することを含む方法。７５０〜８５０℃の温度の連続炉で、得られた高シリカ原料の画分を２００〜４５０℃の温度で加熱することによって活性化し、その後ソーダ灰を１２〜３０％の量で添加することを特徴とする。得られた混合物を耐熱鋼製の型に入れて連続炉に入れ、最高温度１０～２０分間の曝露熱処理を行い、得られたケーキを粉砕する。

ガス加熱炉が石油加熱炉と異なるのは、炉への燃料の供給方法のみです。この場合、燃料として噴射バーナーにより炉内に供給されるガスが使用される。

ガス加熱炉には、固定炉床と伸縮炉床を備えたチャンバー炉、回転レトルトを備えた炉、連続式マッフル炉などがあります。

炉のフレームは鋼板から溶接され、耐火粘土とドロマイトレンガで裏打ちされています。熱損失を減らすために、ライニングとフレームの間にシートアスベストが敷かれています。炉には天然ガスを燃料とする噴射バーナーが装備されています。

ダイヤフラムバルブによって実行される自動温度制御バルブは、空気圧アタッチメントを備えた高温測定装置を介して熱電対から来るパルスを使用して制御されます。高温測定装置の空気圧は、減速機によって設定されます。

1 - オーブンフレーム、 2 - シートアスベスト、 3 - 耐火レンガ、 4 - 折りたたみデスク、 5 - フラップ、 6 - 噴射バーナー、 7 - 膜弁、 8- 下、 9 - 煙突; V- 側面図： 10,11 - 鋳鉄板、 12 - 鎖、 13 - ローラー、 14 - バーベル、 15 - ロッドシリンダー 16 - 空気圧システム。

あボールハースを備えたチャンバーガス炉。工具工場やプレス機械工場の熱部門では、ボールハースを備えたガス炉が、炭素鋼や合金鋼で作られた測定工具や切削工具、鍛造やシートスタンピングの金型や装置の熱処理に使用されます。

炉は作業室で燃焼する天然ガスで動作し、ガス消費量は35〜40です。 m3/時間。作業炉エリア 1150X1900 mm2、作業ウィンドウの高さ 520 んん. 4つの溝付きガイドがストーブの下に配置されています 4, ボールが入っているもの 5, 耐熱鋼製。炉の作業チャンバー内のボールとレールにより、炉への積み下ろしの際の部品を備えたパレットの移動が大幅に容易になります。積載テーブルの上 2 パレットはボールの上に置かれ、スチール製のフックを使用して手動で炉の作業室に誘導されます。

炉には噴射バーナー７が装備されている。炉内の部品は、炉の壁および屋根からの熱放射により加熱される。フラッパー 1 ローラーを介した空気圧リフトにより昇降 3. オーブン温度はダイヤフラムバルブを使用して自動的に制御および調整されます。 . 熱電対は特別な穴に取り付けられます 6, 炉の石積み（上部）にあります。焼入れおよび焼きならし時の炉生産性は約250 kg/時間。

格納式炉床を備えたチャンバーガス炉。移動炉床型焼鈍炉の全体図を図に示します。

炉の引き出しは、断熱性と耐火性の耐火粘土レンガで裏打ちされた車輪付きのトロリーの形で作られています。この炉床装置は、天井クレーンを使用して炉の作業スペースの外で部品を積み下ろしすることを可能にします。台車炉床焼鈍炉は、大型で重量のあるフレーム、鋼鋳物、圧延、鋳鉄鋳物の人工時効および高温焼き戻しの焼鈍に使用されます。

この炉は、鋼鋳物、コイルワイヤーの焼きなまし、および金属切断機の鋳鉄ベッドの人工時効処理のために設計されています。

ストーブの下は格納式トロリーの形で作られています 7 。外から見たオーブン 2 建築用レンガが並べられ、内側から 3 - 耐火粘土。保管庫 11 炉は特殊な吊り下げられた耐火粘土レンガで作られています。

ストーブの下を車輪で移動 10 レールの上で 9, 作業場の床に敷かれていました。移動は電気モーターに接続されたスチールケーブルを使用して実行されます。

炉は供給される天然ガスによって加熱されます。 16 噴射バーナー 6, 炉の両方の壁にあります。最下段のバーナーは炉床の高さにあるため、燃焼生成物は炉床の下に入ります。バーナーの上部の列は、燃焼生成物が炉の屋根の下に流れることができるように配置されています。都市ガス使用量 11 m3/時ワンバーナー用。

排ガスはチャネルを通じて作業室から除去されます 8, 床レベルの煙突パイプに沿って設置 1. オーブンには強力なファンが装備されています 4, これにより、炉の空間内の雰囲気が均一に循環されます。温度は熱電対スルーホールによって測定されます 5 そして 12.

格納式炉床を備えた炉では、石油やガスによる加熱だけでなく、電気による加熱も可能です。

技術仕様格納式炉床を備えたガス室炉

最高温度、℃ 650-850
格納式囲炉裏エリア、 メートル 2 27,6
床面からアーチまでの高さ、 メートル4.5
金属装薬の重量、t……30

回転レトルトを備えた機械化オーブン。このようなオーブン（下の写真）

浸炭層を深くする必要がなく、単純な形状の小物部品のガス浸炭焼き入れに使用されます。

炉は内張りされた金属シリンダーです 3, 水平位置で車軸に取り付けられます。シリンダー内には耐熱鋳造レトルトが入っています 4, それは炉の作業室です。レトルトはサポートローラー上で回転します 8 電気モーターによるウォームおよびチェーンドライブを使用 7 6 パワー0.85 kWサポートローラーは金属フレーム炉のエンドプレートに取り付けられています。

浸炭プロセス中、部品を搭載したレトルトは連続的に回転し、これにより部品は浸炭ガスまたはガス混合物の周りを流れます。レトルトが回転する際に部品が一箇所に溜まらないように、

レトルトの装填側は蓋で密閉されています 2 レトルトの内側には小さな縦リブが並んでいます。スクリーン付き。セメンティングガスはチューブを通してキルンに供給されます 5, レトルトの後壁にあります。排気ガスはチューブを通して排出されます 1 レトルトの蓋を通して、火をつけます。

ストーブは都市ガスを使用して加熱されます。 そして噴射バーナー。天然ガスはセメンテーションの浸炭剤として使用されます。浸炭ガス消費量 - 3.0- 3.5 m3/時間;暖房に必要なガス - 60 m3/時間。

部品の浸炭を促進し、炉の回転中に部品を傷から保護するには、1.5 ～ 2.0 をレトルトに注ぎます。 kg 小さな木炭の破片。固着層深さ0.6～0.8における炉の生産性んん- 50 kg/時間。平均のセメンテーション速度は 0.15 ～ 0.20 を超えません。 mm/時間、セメント結合部品は、830 ～ 840°C の温度まで冷却された後にのみ硬化します。

セメンティングされた部品を取り出すときは、フライホイールを使用して炉を簡単に傾け、部品を急冷タンクに注ぎ、その底部に鉄製のメッシュバスケットがあります。工場内にセメンチングガスまたはガス混合物がない場合、部品はレトルトに入れられます。回転レトルトを備えた炉の欠点は、セメンテーションが不均一で、部品に小さな傷が発生する可能性があることです。

回転レトルトを備えた機械化炉の技術的特徴

最高温度、°C...930

レトルト作業スペースの寸法、 んん：

直径.................................................................... 360

長さ................................................................ 1324

連続式ガスマッフル炉。連続大量生産において、同じ浸炭層深さの部品を多数生産する必要がある場合には、連続ガスマッフル炉が使用されます。

部品をパレットに定期的に積み込む

部品を載せたパレットは機械式プッシャーを使用してレールに沿って移動します 1, 炉の装填端に取り付けられ、浸炭後の部品の予備冷却を伴う直接焼入れのための機械化テーブルを備えた焼入れタンクが装備されています。炉入口側にローディングチャンバーを設置 2, ライニングのない鋼板製。庫内にはガスバーナーが2つあります 3, 燃焼中に空気中の酸素が吸収され、セメンテーション作業室から逃げるガスのフラッシュの力が減少します。 6 ダンパーを開けるとき 4 マッフル。

カメラ 6 マッフル５は、ボルトで固定され、気密シームで溶接されたフランジを備えた鋳造部分から組み立てられたマッフル５である。マッフル部と締結ボルトには耐熱鋼X18N25S2を使用しています。マッフルの寸法は次のとおりです: 長さ 7 ～ 8 うーん、幅0.82 メートル, 高さ0.43 メートル. マッフルは一度に 24 個のパレットを収容できます。実際に活用されている被験者は 22 人だけです。これは、炉の排出端に常に空きスペースがあることを保証するために行われます。

各パレットには 100 ～ 120 の重量の部品が積載されます kg. パーツの形状や重量によって、積むパーツの数や重ねる順序が異なります。

荷降ろし室 9 （冷却室）は独立した2つのバーナーとダンパーを備えています。 11. 密閉バルブによってセメンテーションチャンバーから分離されています 10 油圧ロック付き。このようなチャンバーの存在により、浸炭温度 (930°C) から硬化温度 (820 ～ 840°C) まで部品を冷却することができます。

部品を持った対象者が硬化室に到着するとすぐに、鉄のフックを使用して室から引き出されます。 12,. 機械化されたテーブルに設置され、テーブルごと油の入った焼入れ槽に浸漬されます。部品を載せたテーブルは空気圧リフトを使用して下降します。マッフル炉は通常、マッフルの両側に 2 列に交互に配置された 28 個のバーナーを使用して都市天然ガスで加熱されます。ストーブは燃料油でも作動します。

セメンテーションチャンバー内の温度は、3 つのゾーンに設置された 7 つの熱電対によって制御されます。クワイエットゾーンの温度は 920 ～ 940°C に維持されます。 4 番目のゾーンは冷却室です。浸炭ガスは 3 つの穴 (入力) からマッフル内に導入されます。 8, 1 つはマッフルの上にあり、もう 1 つはマッフルの下にあります。

排気ガスはマッフルから油圧シールに導かれ、接合部品を酸化させる外気がマッフルに侵入するのを防ぎます。その後、排気ガスは外部に取り出され、チューブの入口で点火されます。浸炭ガス消費量 5-6 m3/時間、加熱に必要なガスは60〜70 m3/時間。浸炭層深さ1.0～1.2の浸炭炉の生産性んん 200-250 kg/時間、プロセスの所要時間は7〜8時間です。

マッフル炉の主な欠点の 1 つは、高価な耐熱性鋳造マッフルが存在することであり、その動作耐久性は低く、10 ～ 12 か月しかありません。浸炭温度が 1000 °C に上昇すると、マッフルの抵抗はさらに低くなります。炉の修理時にマッフルを交換することも大きな困難を引き起こします。燃え尽きた古いマッフルを取り外して新しいものと交換するには、炉の石積みをほぼ完全に解体する必要があります。最新の消音器のないユニットを使用すると、これらの欠点は完全に解消されます。

マッフルレスセメンテーションユニット。このようなユニットは、自動車やトラクターのギア、シャフト、ステアリングウォーム、金属切断機の部品、農業機械のガス浸炭や軟窒化に使用されます。マッフルレスユニットは単列または二列にすることができます。

単一列マッフルレスユニットを下の図に示します。

このようなユニットでは、すべてのプロセスが軟窒化、つまり鋼部品の表面を炭素で飽和させます。 そして窒素; 硬化; 洗浄と焼き戻しは完全に自動化されています。

ユニットはしっかりと溶接されたフレームで、その内部には浸炭マッフルフリー炉があります。 5, ローディングチャンバー 2, 等温硬化用の機械化タンクを備えた硬化チャンバー、洗浄機 9, 焼き戻し炉 10 ローラーテーブルシステム 11. セメンテーションキルンにはシリカ耐火レンガが並べられています。炉の石材を浸炭から保護するために、炉の作業室には高炉レンガが並べられています。浸炭炉は輻射加熱管により加熱されます。 17, 耐熱性クロムニッケル鋼製で、作業室内に垂直に配置されています。これにより、天然ガスを燃焼させるときに最大限の熱を受け取ることができ、燃え尽きた場合には交換のために取り外すことができます。パイプの上下にサンドシールが付いています 16. バーナー 18 パイプの下部に配置されているため、パイプ内の燃焼生成物はパイプ自体の喫水によって上方に移動します。パイプから出るとき、燃焼生成物（ガス）がボックスに入ります 15. それらは、炉の屋根にあるファンによってこの箱から吸い出されます。このようなファンは、炉内の浸炭雰囲気の混合を促進します。

炉を設置し、パイプの近くの鉄骨フレームと砂シールを密閉して、炉内の圧力を一定に保ちます - 20 んん 水美術。積み込み側の圧縮は、アスベストガスケットを介して積み込みトロリーの壁を積み込みチャンバーのフレームに連続的に油圧プレスすることによって達成され、積み下ろし側はトランクの出口にあるオイルシールによって油焼き入れによって圧縮されます。タンク。浸炭の場合は2/3チャンバーの長さに沿った炉内の温度は930±10℃、軟窒化の場合は850〜860℃である必要があります。炉の取り出し端では、温度は800〜820℃に低下します。荷降ろし後、炉を冷却して炭素濃度を通常の濃度まで高め、熱油中での直接焼入れ後の超硬合金層内のオーステナイト量を最小限に抑えます。

浸炭剤は吸熱ガス、アンモニア、天然ガスからなる混合ガスです。

耐熱パレット上で軟窒化処理を行っております。 13, さらに、オーブンには同時に 17 個のパレットがあります。本装置は次のように動作します。荷台は部品のパレットを荷台に送ります 12. テーブルは上方に移動し、部品を積んだパレットをアンローディングチャンバーに導きます。この後、前後のフラップが上昇します 4. 排出側からショベルプッシャーを炉内に送り込み、同時に焼入れ槽内のテーブルを上昇させます。プッシャー 1 「生の」部品が入ったパレットを移動し、セメントで固められた部品のパレットを持ったショベルプッシャーが後退して、それらをオイルタンクテーブル上に置きます。次に、ダンパーを下げ、部品を載せたテーブルを温度 170°C の焼入れ油が入ったオイルタンクに浸し、部品の等温硬化が起こります。次に、硬化した部品は冷たい油の入ったタンクに送られ、そこから洗浄室に送られ、荷台は元の位置に戻ります。この後、洗浄機とテンパリング炉のダンパーが上昇し、外された部品が入ったパレットがローラーテーブル上に乗り、その場所に洗浄された部品が入ったパレットが設置されます。その後、洗浄機と焼き戻し炉のダンパーが下降し、新たな浸炭サイクルが始まります。

技術プロセスの自動制御のために、ユニットには油圧機構の連続動作と温度制御の2つのシステムが装備されています。油圧機構の連続動作システムは、時間間隔を維持するためのベル付きの電気時計、部品が入ったパレットのプッシャー、機構の所定の動作順序を保証するリミットスイッチおよびリレーで構成されています。接触時計からの音声信号を受信すると、サーミストの介入なしに機構が動作します。部品を積んだパレットは 12 ～ 15 分ごとに積み込まれます。

自動車ギアの軟窒化用マッフルフリーユニットの生産性は 350 kg/時間。

始める

多くの同様の冒険が通常始まるのと同じように、この冒険も始まりました。私は偶然友人の作業場に入り、彼は新しい「おもちゃ」を見せてくれました。それは、半分分解された MP-2UM マッフル炉 ( 図1）。ストーブは古く、元のコントロールユニットは紛失しており、熱電対はありませんが、ヒーターは無傷で、チャンバーは良好な状態です。当然のことながら、所有者には質問があります。ある種の自家製コントロールを取り付けることは可能ですか？たとえそれが単純だったとしても、温度を維持する精度がほとんどなくても、オーブンは機能するのでしょうか？うーん、おそらく可能でしょう...しかし、最初にドキュメントを見て、それから技術仕様を明確にし、実装の可能性を評価するのが良いでしょう。

まず、ドキュメントはオンラインにあり、「MP-2UM」で検索すると簡単に見つかります (記事の付録にも含まれています)。主な特性のリストから、炉の電源は単相 220 V、消費電力は約 2.6 kW、上限温度しきい値は 1000 °C であることがわかります。

次に、消費電流 12 ～ 13 A でヒーターへの電力供給を制御し、チャンバー内の設定温度と実際の温度を表示できる電子ユニットを組み立てる必要があります。制御ユニットを設計するときは、作業場には通常の接地がなく、いつ接地されるかわからないことを忘れてはなりません。

上記の条件と利用可能な電子データベースを考慮して、熱電対の電位を測定し、それを設定された「設定」値と比較する回路を組み立てることにしました。比較はコンパレータで行われ、その出力信号によってリレーが制御され、リレーが強力なトライアックを開閉し、そこを通じて220 Vの主電源電圧が発熱体に供給されます。トライアックの位相パルス制御の拒否は、負荷内の高電流と接地の欠如に関連します。「ディスクリート」制御でチャンバー内の温度が広い範囲内で変動することが判明した場合、回路を「位相」制御に変換することにしました。ダイヤルゲージを使用して温度を表示できます。回路の電源は通常の変圧器ですが、スイッチング電源の拒否も接地の欠如によるものです。

最も困難だったのは、熱電対を見つけることでした。私たちの小さな町では、この種のものは店で売られていませんが、いつものように、あらゆる種類の無線電子ジャンクをガレージに永久に保管したいという願望を持ったアマチュア無線家が助けに来てくれました。「熱電対の必要性」について親しい友人たちに知らせてから約 1 週間後、市内で最も古いアマチュア無線家の 1 人から電話があり、ソビエト時代から眠っている熱電対があると告げられました。しかし、それはチェックする必要があります - それが低温クロメルコペルであることが判明するかもしれません。はい、もちろん確認させていただきます、ありがとうございます。ただし、実験にはどのようなものでも適しています。

このトピックに関して他の人がすでに行っていることを調べるために短い「ネットへの旅行」を行ったところ、基本的にこの原則に従って、自作の人々が「熱電対 - アンプ - コンパレータ - 電力制御」を構築していることがわかりました。図2）。したがって、私たちはオリジナルではなく、すでに証明されていることを繰り返そうとします。

実験

まず、熱電対を決めましょう。熱電対は 1 つだけあり、単接点なので、補償回路内の室温は変化しません。電圧計を熱電対の端子に接続し、ホットエアガンからさまざまな温度の空気を接合部に吹き付けることによって ( 図3)、可能性の表を作成します ( 図4) 100度ごとに約5mVずつ電圧が上昇していることがわかります。導体の外観を考慮し、ネットワークから取得したテーブルに従って、得られた読み取り値をさまざまな接合部の特性と比較します( 図5）より、使用されている熱電対はクロメル・アルメル（TCA）であり、900～1000℃の温度で長時間使用できる可能性が高いと推測できます。

熱電対の特性を決定したら、回路設計を実験します（図6）。回路は電源セクションなしでテストされ、最初のバージョンでは LM358 オペアンプが使用され、最終バージョンでは LMV722 が取り付けられました。これも 2 チャンネルで、単電源 (5 V) で動作するように設計されていますが、説明から判断すると、温度安定性が優れています。ただし、使用されている回路では、設定温度の設定と維持における誤差がすでにかなり大きいため、これは過剰な再保険である可能性が非常に高いです。

結果

最終的な制御図を以下に示します。図7。ここで、熱電対 T1 の端子からの電位は、約 34 dB (50 倍) のゲインを持つオペアンプ OP1.1 の正入力と反転入力に供給されます。増幅された信号はローパスフィルター R5C2R6C3 を通過し、そこで 50 THz ノイズが熱電対からのレベルから -26 dB に減衰されます (この回路はプログラムで事前にシミュレーションされており、計算結果は次の図に示されています)。図8）。次に、フィルタリングされた電圧が、コンパレータとして機能するオペアンプ OP1.2 の反転入力に供給されます。コンパレータの閾値レベルは可変抵抗R12で選択できます(約0.1V～2.5V)。最大値は、基準電圧源を構成する調整可能なツェナーダイオード VR2 の接続回路によって異なります。

レベルが近い入力電圧でコンパレータのスイッチング「バウンス」が発生しないようにするために、コンパレータに正帰還回路が導入され、高抵抗の抵抗器 R14 が取り付けられています。これにより、コンパレータがトリガされるたびに基準電圧レベルを数ミリボルトシフトさせることができ、トリガモードになり「バウンス」が排除されます。電流制限抵抗器R17を介したコンパレータの出力電圧はトランジスタVT1のベースに供給され、リレーK1の動作を制御します。リレーK1の接点はトライアックVS1を開閉し、そこを介して220Vの電圧が供給されます。マッフル炉のヒーターに供給されます。

電子部品の電源はトランスTr1を利用しています。主電源電圧は、ローパスフィルタ C8L1L2C9 を介して一次巻線に供給されます。二次巻線からの交流電圧は、ダイオード VD2...VD5 のブリッジによって整流され、コンデンサ C7 で約 +15 V のレベルに平滑化され、安定化マイクロ回路 VR1 の出力から入力に供給されます。これにより、OP1 に電力を供給するための安定した +5 V が得られます。リレー K1 を動作させるには、+15 V の不安定な電圧がかかり、過剰な電圧は抵抗 R19 によって「消去」されます。

電源の電圧の出現は、緑色の LED HL1 によって示されます。リレー K1 の動作モード、つまり炉の加熱プロセスは、赤色に光る HL2 LED によって示されます。

ポインタデバイス P1 は、押しボタンスイッチ S1 の左側の位置で炉室内の温度を、S1 の右側の位置で必要な温度を示すように機能します。

詳細とデザイン

回路内の部品は通常の出力部品と表面実装用部品の両方を使用しています。それらのほとんどすべては、100x145 mm の片面フォイル PCB で作られたプリント基板に取り付けられます。電源トランス、サージ保護素子、トライアック付きラジエーターも付属しています。の上図9図は、印刷側から見た基板の図を示しています (プログラム形式のファイルは記事の付録にあります。LUT の描画は「ミラーリング」する必要があります)。ボードをケースに取り付けるためのオプションを以下に示します。 米。 10。ここでは、正面壁に取り付けられたポインタ P1、LED HL1 および HL2、ボタン S1、抵抗 R12、およびパケットスイッチ S2 も見えます。

サージプロテクターのフェライトリングコアは古いコンピューターの電源から取り出され、絶縁ワイヤで満たされるまで包まれます。他のタイプのチョークを使用することもできますが、その場合はプリント基板に必要な変更を加える必要があります。

コントロールユニットをストーブに取り付ける直前に、フィルターから変圧器につながる導体の1本のギャップに遮断抵抗器を半田付けしました。その目的は、電源を保護するというよりも、トランスの一次巻線をコンデンサ C9 で分路することによって得られる共振回路の品質係数を下げることです。

ヒューズ F1 は 220 V 入力で基板にはんだ付けされています (垂直に取り付けられています)。

電力が 3 ～ 5 W を超え、二次巻線の電圧が 10 ～ 17 V の範囲にある任意の電源トランスが適しています。それ以下でも可能ですが、その場合は、リレーをより低い動作電圧 (たとえば、5 ボルト) で使用します。

オペアンプ OP1 は、静電流伝達係数が 50 を超え、動作コレクタ電流が 50 ～ 100 mA を超える同様のパラメータを持つ LM358、トランジスタ VT1 (KT3102、KT3117) に置き換えることができます。プリント基板上にはSMDトランジスタ（BC817、BC846、BC847）を取り付けるためのスペースもあります。

抵抗値が 50 kOhm の抵抗 R3 と R4 は、公称値が 100 kOhm の 4 つの抵抗が 2 つ並列に接続されたものです。

R15、R16はLED HL1、HL2の端子にはんだ付けされています。

リレー K1 – OSA-SS-212DM5。抵抗 R19 は過熱を防ぐために複数の直列接続で構成されています。

可変抵抗器 R12 – RK-1111N。

押しボタンスイッチS1 – KM1-I。必要な極数のパッケージスイッチ S2 – PV 3-16 (バージョン 1) または PV または PP シリーズの類似品。

トライアック VS1 – TC132-40-10 または TC122 ～ 142 シリーズの別のもので、電流と電圧に適しています。要素 R20、R21、R22、および C10 はトライアックの端子に配線されています。ヒートシンクは古いコンピュータの電源から取り外したものです。

任意の適切なサイズおよび最大 1 mA の感度をポインタ電気測定デバイス P1 として使用できます。

熱電対から制御ユニットに向かう導体は可能な限り短くされ、(説明したように) 対称の 4 線式ラインの形で作成されます。

電源入力ケーブルのコア断面積は約 1.5 平方 mm です。

セットアップと構成

回路を段階的にデバッグすることをお勧めします。それらの。整流素子を電圧安定器とはんだ付けします - 電圧をチェックします。電子部品をはんだ付けし、熱電対を接続します - リレーの応答しきい値を確認します (この段階では、外部の追加電源に接続された何らかの発熱体が必要になります( 図11）、または少なくともキャンドルまたはライター）。次に、電源セクション全体のはんだを外し、負荷 (電球など) を接続します。 図12そして 図13)) 電球のオン/オフを切り替えて、コントロールユニットが設定温度を維持していることを確認します。

調整は増幅部分でのみ必要な場合があります。ここで重要なことは、熱電対の最大加熱時のOP1.1の出力電圧が2.5 Vのレベルを超えないことです。したがって、出力電圧が高い場合は、カスケードのゲインを変更することによって (抵抗器 R3 および R4 の抵抗値を下げることによって)、この値を下げる必要があります。出力EMF値が低い熱電対が使用され、OP1.1の出力電圧が小さい場合、この場合はカスケードゲインを増やす必要があります。

同調抵抗器 R7 の値は、使用するデバイス P1 の感度によって異なります。

電圧表示なし、したがって、所望の温度しきい値を事前設定するモードなしのバージョンの制御ユニットを組み立てることも可能です。回路から S1、P1、R7 を取り外し、温度を選択するには、抵抗 R12 のハンドルにマークを付け、ブロック本体に温度マークの目盛りを描く必要があります。

スケールの校正は難しくありません。下限では、はんだごてのホットエアガンを使用して行うことができます（ただし、長くて比較的冷たいリード線が熱電対の温度を下げないように、熱電対をできるだけ暖める必要があります）熱接合）。そして、より高い温度は、炉室内でのさまざまな金属の溶解によって決定できます（ 図14) – 設定を少しずつ変更し、炉が暖まるまで十分な時間を与える必要があるため、これは比較的長いプロセスです。

に掲載されている写真 米。 15、ワークショップの最初の開始時に行われます。温度校正はまだ行われていないため、デバイスのスケールはきれいです。将来的には、ガラスに直接マーカーで塗布された多くの多色のマークがデバイス上に表示されるでしょう。

しばらくして、ストーブの所有者から電話があり、赤いLEDが点灯しなくなったと苦情が来ました。調べてみると故障していることが判明しました。おそらく、所有者によれば、これは最後にオーブンの電源を入れたときにオーブンの機能がチェックされ、チャンバーが白くなるまで加熱されたことが原因で発生したと考えられます。 LEDは交換されましたが、制御ユニットは移動されませんでした。第一に、おそらく制御ユニットの過熱の問題ではありませんでした。第二に、そのような温度は必要ないため、そのような極端なモードはもうありません。

アンドレイ・ゴルツォフ、r9o-11、イスキティム、2017 年夏

放射性元素のリスト

指定	タイプ	宗派	量	注記	私のメモ帳
OP1	オペアンプ	LMV722	1	LM358と置き換え可能	メモ帳へ
VR1	リニアレギュレータ	LM78L05	1		メモ帳へ
VR2	電圧基準IC	TL431	1		メモ帳へ
VT1	バイポーラトランジスタ	KT315V	1		メモ帳へ
HL1	発光ダイオード	AL307VM	1		メモ帳へ
HL2	発光ダイオード	AL307AM	1		メモ帳へ
VD1...VD5	整流ダイオード	1N4003	5		メモ帳へ
VS1	サイリスタ＆トライアック	TS132-40-12	1		メモ帳へ
R1、R2、R5、R6、R9、R17	抵抗器	1キロオーム	6	smd0805	メモ帳へ
R3、R4	抵抗器	100キロオーム	4	本文を参照	メモ帳へ
R8、R10、R11	抵抗器	15キロオーム	3	smd0805	メモ帳へ
R13	抵抗器	51オーム	1	smd0805	メモ帳へ
R14	抵抗器	1.5MOhm	1	smd または MLT-0.125	メモ帳へ
R15、R16	抵抗器	1.2キロオーム	2	MLT-0.125	メモ帳へ
R18	抵抗器	510オーム	1	smd0805	メモ帳へ
R19	抵抗器	160オーム	1	smd 0805、本文を参照	メモ帳へ
R20	抵抗器	300オーム	1	MLT-2	メモ帳へ
R21	抵抗器

自宅用のマッフル炉を自分で組み立てる方法。実験用マッフル炉は、金属の硬化と結晶の成長の両方に役立ちます。820 度の温度のマッフル炉内で