电阻炉制作过程，试炉成功、1100度

车刀板起家 · 发表于 2014-5-12 17:55

本帖最后由车刀板起家于 2014-5-14 21:11 编辑

记得几个月前我发过一篇电阻炉电阻丝设计的帖子。为了验证我的理论。同时为了一步步实现我的制刀梦想，我制作了一个电阻炉。
前后共耗时15天。

工具准备

由于家里电线是2.5平方毫米的，我的炉子在3.5Kw左右，为了用电安全，我从电表单独安装了一路4平方的铜线。下图为我为电阻炉单独安装的线路、开关、插座。

安装开关插座

布线

电阻炉的温度控制箱我用一个废弃的电表箱制作，PID温控器、80A固态继电器、指示灯、热电偶、还有发热丝就组成了这个电路。当然热电偶和发热丝都安装在炉体内部。
注意安装的时候一定要用固态继电器来控制火线，这样的话固态继电器断路时电阻丝就不会带电。
20140329_102921_副本.jpg

车刀板起家 · 发表于 2014-5-12 17:57

本帖最后由车刀板起家于 2014-5-12 17:59 编辑

为什么图片看不见，显示今日只能上传12K了？

lccshidao · 发表于 2014-5-12 18:18

无图无真相！{:5_175:}

车刀板起家 · 发表于 2014-5-12 18:19

lccshidao 发表于 2014-5-12 18:18
无图无真相！

今天发布了图了，只剩12K，明天补上。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-12 18:20

lccshidao 发表于 2014-5-12 18:18
无图无真相！

好久没法图片了，问下是用附件功能还是图片功能？

车刀板起家 · 发表于 2014-5-13 07:57

然后就是焊接箱体框架和制作炉膛。也是这次制作最耗时的部分，如果一个工作日以8个小时计算，这个部分的制作花费了大概10个工作日
陶瓷纤维板上刻槽打孔安装电阻丝就费了一个整天。焊接框架、铆接铝蒙皮、浇筑保温材料、安装炉门铰链等等。整个过程现在想象一下都觉得自己不知道是怎么坚持下来的。

今天只能上传这么多图片了。明天继续再发。

zhao664464 · 发表于 2014-5-13 08:48

看楼主这个炉子的确是下了功夫，以前我想用莫来石的耐火砖做炉膛，但是又觉得耐火砖的尺寸有点小，需要拼凑，这一下，看到楼主用陶瓷纤维板，眼前一亮啊，回头我也试一试。目前我是用蜂窝煤炉膛做了一个3500w的电阻炉用着，简单简陋，只有测温，没有做到自动控温。不过看到楼主的炉膛，感觉好像很大，至少有150*150*400mm吧，这样的尺寸是否电阻炉的功率会大不少，如果超过5000w甚至更高，那么对于电源的要求就要更高了。楼主努力，预祝成功开炉试火。

袜子危机7 · 发表于 2014-5-13 10:08

这个做着挺麻烦的啊，帮顶一下{:5_181:}

车刀板起家 · 发表于 2014-5-13 12:03

zhao664464 发表于 2014-5-13 08:48
看楼主这个炉子的确是下了功夫，以前我想用莫来石的耐火砖做炉膛，但是又觉得耐火砖的尺寸有点小，需要拼凑 ...

还是用现成的炉芯比较方便。我的炉子内部尺寸是140mm高、200mm宽、500mm深。我的功率密度大概是1w每平方厘米。升温速度还是很快的。我试炉空炉从室温升到1100摄氏度用时24分钟。

zhao664464 · 发表于 2014-5-13 12:48

车刀板起家发表于 2014-5-13 12:03
还是用现成的炉芯比较方便。我的炉子内部尺寸是140mm高、200mm宽、500mm深。我的功率密度大概是1w每平方 ...

是啊，网上有卖的现成的炉膛，方形的，我看也可以，就是一直没有下手，需要做的东西太多了，这个也想要，那个也想要，难啊！

车刀板起家 · 发表于 2014-5-14 12:05

用绳子测量具体电阻丝需要长度，然后方便后面延长电阻丝。

炉芯采用陶瓷纤维板，但是外面还要有保温材料。考虑研究了很多材料。膨胀水泥实验，发现凝固后强度太低。放弃。

焊接炉体框架，差不多10年没碰电焊机了，焊出来的很丑，但是强度还是有自信的。

焊接炉门结构

加工、铆接铝板等步骤由于我一个人干都没有拍照。
下图是我浇筑保温材料后铺塑料袋在上面保养的照片。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-14 12:56

我制作保温浇注料的方法和步骤公布给大家：膨润土、425水泥、膨胀珍珠岩按照体积比1：1：7的比例先混合均匀，然后加少量水搅拌，水不要加多，加到能用手攥成团不会散开就好。浇筑的时候用一根木棒捣实。8小时后喷水盖上塑料布养护。养护期最少7天。最好能到一个月。我是养护了11天。第一次开炉和长时间没有开炉需要预热烘炉，否则炉体保温材料可能会炸裂。我第一开炉是200度烘炉4小时，350度烘炉2小时。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-14 21:29

经历了漫长的烘炉，我终于可以开炉实验了。
300度精度正负10度。500度正负5度、800度正负2度。1100度正负2度。极限升温到了1250度可惜当时忙着断电怕烧毁炉丝没来得及拍照。从室温26度升到1100度耗时24分办。
此炉子试制基本宣告成功。

今天图片只能发那么多了，不过基本的大家都看到了。明天我写写这次做炉子的心得和下次制作时需要改进的地方吧。

道刀刀 · 发表于 2014-5-15 04:55

不错，24分 1100度。还挺省电的。

zhao664464 · 发表于 2014-5-15 09:21

请问楼主，有什么办法把温度恒定在一个设定的温度范围内，比如850度至870度之间。利用温控仪和热电偶，交流接触器等电路，设置低于850度合闸，高于870度跳闸，可是这样是不是会频繁的合闸跳闸呢，因为温度上升的速度快，跳闸之后，测温还有一个滞后的现象，温度还会接着上升十几秒，然后才下降，下降到850度的时候再合闸，而此时温度传感器传来的温度还在继续下降，下降了十几秒后才上升，不知道楼主遇到这样的问题吗？你是通过什么方法精确的控制温度，保持不变的呢？谢谢，还望指教。

北斗金星 · 发表于 2014-5-15 09:30

单是这份毅力就很让人钦佩啦。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-15 13:17

zhao664464 发表于 2014-5-15 09:21
请问楼主，有什么办法把温度恒定在一个设定的温度范围内，比如850度至870度之间。利用温控仪和热电偶，交流 ...

我用的是PID来控制温度。PID就是微积分运算器。其实也就是自动控制的一种。控制器的为比例系数；积分时间常数；微分时间常数可以人为设置。但是我对这个设备研究还不够深入就采用了出厂设置值。
控制器并非是到了设定的温度值常短，低于设定值常通。我观察在实际温度比设定温度低30度左右PID会控制固态继电器通-断-通-断的动作。温度上升速度快则。反之则断的时间短、通的时间长。而且也并不是温度达到设定温度就马上断电，而是根据升温或降温的速度来判断。基于PID控制器有类似智能控制的特点。该炉子在800度时控制精度可以达到正负2度。
但是低温情况下（300摄氏度以下）你说的冲温现象就比较明显。初次可以上冲100度左右，但是最终还是可以调整到正负15度左右。我估计可以通过调比例系数；整积分时间常数；微分时间常数这些参数来调整控制方式达到低温下高的温控精度。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-15 13:22

zhao664464 发表于 2014-5-15 09:21
请问楼主，有什么办法把温度恒定在一个设定的温度范围内，比如850度至870度之间。利用温控仪和热电偶，交流 ...

还有你说的热电偶温度滞后的问题我也注意到了，由于考虑到热电偶的寿命我用的是外径16mm的标准工业K型热电偶。这种热电偶在300度以下观察温度滞后现象非常明显。但是温度一旦到达500度左右，由于此时炉内升温时间变慢，及PID的模糊控制。温度可以控制的比较精确。我在880度停留过1个多小时，观察炉温变化就是在正负2度。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-15 13:26

北斗金星发表于 2014-5-15 09:30
单是这份毅力就很让人钦佩啦。

我现在也想不通我当时是怎么坚持下来的。这个可能就是痴迷的表现，爱刀的人只要能向制刀梦多走进一步都可以达到忘我。

车刀板起家 · 发表于 2014-5-15 13:30

道刀刀发表于 2014-5-15 04:55
不错，24分 1100度。还挺省电的。

我做的内部尺寸还是比较大的是20cm宽、14cm高、50cm深。设计功率3250瓦，但是测量市电电压是226V所以实际功率会增大一点。我选取的功率密度是1w/平方厘米，实验后感觉选的稍微有点大。下次我再做的话功率我觉得可以控制到2kw以下。

[DIY活动] 电阻炉制作过程，试炉成功、1100度

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