Здається, більшість із нас викидає старі ліхтарикові батарейки в смітник, навіть не підозрюючи, що всередині них ховається матеріал, здатний породити електричну дугу — таку гарячу, що вона плавить практично будь-який метал і навіть перетворює каміння на лаву. Автор каналу TKOR вирішив показати, як із звичайного вогнетривкого блока та кількох батарейок для ліхтарика зібрати повноцінну дугову піч буквально за копійки.
Матеріал для корпусу: цегла, яку можна ріжуть звичайною ножівкою
За основу взяли важку ліхтарикову батарею та алюмосилікатну вогнетривку цеглину розміром приблизно 7,6 на 11,4 на 23 сантиметри. Спочатку блок розмічають по довжині, роблячи позначки на 7,6 см, 11,4 см та 15,2 см — саме по цих лініях доведеться різати. Автор радить одразу проводити перпендикулярні лінії за допомогою косинця, щоб розрізи вийшли максимально рівними.
Тут же перше важливе застереження: перед різкою обов’язково варто одягнути респіратор. Кремнієвий пил з такої цегли — не той матеріал, який хочеться вдихати. Втім, попри всю “серйозність” сировини, вона напрочуд легка і пориста — саме завдяки бульбашкам повітря всередині цегла й тримає тепло так добре. А ще з тієї самої причини її можна різати звичайною ножівкою по дереву, без жодних спеціальних інструментів. Автор жартує, що за потреби її можна було б навіть вирізати кухонним начинням — настільки м’який матеріал.
Розрізавши цеглину по трьох лініях, отримуємо чотири окремі блоки. Такий розрахунок не випадковий: з однієї цеглини виходить одразу дві печі, що вдвічі знижує вартість проєкту.
Вирізаємо реакційну камеру
Далі — найцікавіша частина: створення самої камери, де відбуватиметься плавлення. Для цього знадобиться свердло діаметром близько 1 см та фрезер Форстнера діаметром 5 см — обидва інструменти можна знайти в звичайному будівельному магазині. Фрезер Форстнера чудово знаходить геометричний центр блока і без особливих зусиль починає вгризатися у вогнетривкий матеріал.
Свердлити варто повільно й обережно — надто швидкий темп ризикує розколоти крихку цеглину. Заглиблюватись потрібно приблизно на 5 см, залишаючи внизу шар ізоляції товщиною близько 2,5 см. Після очищення від пилу всередині утворюється акуратна невеличка камера, готова приймати перші експериментальні “порції” металу.
Потім блок повертають на бік і тим самим свердлом на 1 см проходять зверху, аж поки свердло не пройде наскрізь через камеру й не вийде з протилежного боку — там отвір обережно розширюють, злегка натискаючи свердлом назовні. Такий самий отвір роблять і спереду, тільки цього разу наскрізь не проходять: свердлити потрібно під кутом приблизно 45 градусів, доки кінчик свердла не дістанеться дна камери. Обережно піднімаючи свердло вгору, доки воно не проб’є стінку, і трохи підчистивши краї, отримуємо готову нижню частину печі. Бічні отвори призначені для електродів, а передній виконує подвійну функцію — крізь нього і спостерігають за реакцією, і виливають розплавлений метал.
Дві менші частини цеглини стають кришками для печі і потребують мінімальної доробки: у кожній свердлять по два отвори діаметром 1 см, відступивши 2,5 см від країв і 2 см від бічних сторін. Саме тут зберігатимуть розжарені до помаранчевого кольору електроди, коли їх нема куди більше покласти.
Електроди з батарейок: чому вони спочатку спалахують вогнем
Для того, щоб “запалити” дугу, потрібні вугільні стрижні — вони єдині здатні витримати настільки екстремальні температури. Автор придбав дві упаковки батарейок форматом 6 вольт “важкого” типу в найближчому супермаркеті буквально за копійки. І тут не має значення, нові вони чи вже розряджені — повністю “мертві” батарейки підійдуть так само добре, як і свіжі.
Розкрити корпус найзручніше кусачками для дроту: якщо відламати кришку зверху й перерізати два дроти, які її утримують, доступ до чотирьох елементів усередині відкривається без проблем. Дроти, що з’єднують елементи між собою, зрізають, а ковпачки обережно піднімають, злегка стискаючи по центру — з невеликим зусиллям вони виходять із корпусу, і от у вас уже готовий вугільний електрод.
Але це ще не все. Усередині батарейок ховається чимало цікавого. Корпуси елементів виготовлені з цинку і напаковані діоксидом марганцю — його можна вискребти зсередини звичайною викруткою. Діоксид марганцю можна відкласти для інших дослідів, а в цьому проєкті цікавлять саме вугільні стрижні та цинкові корпуси. Автор із задоволенням підраховує здобич — рівно вісім придатних елементів.
Просто заради цікавості цинкові корпуси затиснули в лещатах і трохи стиснули, щоб зробити їх компактнішими — це знадобиться для одного з наступних експериментів.
Саморобні тримачі-електротримачі та джерело живлення
Останнє, що потрібно для міні-дугової печі — пара регульованих затискачів-“жал”. Для цього знадобилися два відрізки мідного багатожильного дроту перерізом приблизно 8,4 мм² завдовжки близько 1,5 метра кожен, дві мідні муфти діаметром близько 1,3 см, хомути із нержавіючої сталі та два комплекти фіксуючих пласкогубців довжиною 15 см.
Пласкогубці модифікували, знявши гумові накладки з ручок, щоб оголити метал, а потім зачистили кінці кабелів до міді й закріпили їх безпосередньо на пласкогубцях за допомогою хомутів. Якщо на інші кінці кабелів надіти мідні муфти й розплющити їх молотком або притиснути в лещатах, вийдуть невеликі мідні наконечники, які можна підключити до дугового зварювального апарата — наприклад, до саморобного, зібраного з деталей мікрохвильовки, про який автор розповідав в одному з попередніх проєктів.
Такий саморобний зварювальний апарат, зібраний зі спарених трансформаторів мікрохвильовки, теоретично може живити піч і від 120 В змінного струму, але значно ефективніше він працює на 240 вольтах — тож саме на цьому варіанті й варто зупинитися.
Оскільки затискачі регульовані, їх можна налаштувати під будь-який діаметр вугільного стрижня, і вони надійно тримають електрод на місці. Але перед першим використанням варто знати одну важливу деталь про “здобуті” стрижні: під час першого електричного контакту вони спалахують вогнем. Усередині них є якась воскова речовина, яка займається одразу при дотику електродів, і горіти вона буде приблизно 20-30 секунд. Процес супроводжується сильним жаром і великою кількістю диму, тож усі ці маніпуляції краще проводити на вулиці, подалі від будь-чого легкозаймистого.
Перший запуск: цинк плавиться менш ніж за десять секунд
Коли міні-піч повністю готова до роботи, настає момент випробувань — за допомогою тих самих цинкових корпусів від батарейок. Один корпус кладуть у камеру, встановлюють кришку на місце і подають живлення на зварювальний апарат, щоб зарядити електроди.
Найцікавіше відбувається в момент, коли стрижні просувають крізь бічні отвори, і вони раптово торкаються один одного — виникає небезпечна й засліплива дуга електричного розряду. Менш ніж за десять секунд стрижні вже розжарені до біла, а метал — уже встиг перейти в рідкий стан. Після восьми “порцій” цинкового корпусу камера повністю заповнюється розплавленим металом.
Коли метал стає рідким і текучим, настає час перевірити вбудований носик для виливання — саме через нього розплавлений цинк переливають у саморобні форми для зливків. Наскільки просто виявляється переносити рідкий метал з міні-печі — окрема приємна несподіванка цього проєкту.
Цинк має відносно низьку температуру плавлення, але сама конструкція печі витримує значно жорсткіші випробування — вона здатна впоратися і з металами з високою температурою плавлення, як-от мідь чи навіть сталь. Тож якщо хтось хоче побачити потоки розплавленої міді чи сніп іскор по всій кімнаті, автор обіцяє показати такі “екстремальні” експерименти в окремому відео.
Коли цинковий “кекс” застиг, його вибивають з форми викруткою і занурюють у воду для швидкого остаточного охолодження. Результат — гарний суцільний шматок твердого цинку, який поповнює домашню колекцію саморобних металів.
Про що варто пам’ятати заради безпеки
Автор окремо застерігає: якщо під час плавлення цинку вдихнути пари оксиду цинку, є невеликий, але реальний ризик отримати так звану металеву лихоманку. Тому, займаючись переробкою цинку самостійно, обов’язково варто працювати в респіраторі або проводити всі експерименти на відкритому повітрі, щоб мінімізувати ризик.
Підсумовуючи, тепер зрозуміло, як діставати вугільні електроди зі старих ліхтарикових батарейок і перетворювати ізоляційну вогнетривку цеглу на індивідуальні реакційні камери для дугової печі. До речі, якщо розрізати цеглину на блоки по 7,6 см, вийде вже три печі замість двох — а їх ще можна доопрацювати під графітові тиглі для менших за масштабом дослідів.