Муфельная печь своими руками

Автор статьи
Константин Корепов
АА

Содержание

Как выбрать подходящую печь

 

Производители муфельных печей постоянно совершенствуют свою продукцию, так как высокая конкуренция на рынке стимулирует к постоянному удовлетворению клиентских запросов. Чтобы не терять своих покупателей и завоевывать новые рынки сбыта необходимо идти в ногу со временем. При этом и ценовая политика должна быть адекватной, иначе уровень продаж будет невысоким не зависимо от качества продукции. Муфельные печи ЭКПС комплектуются многоступенчатыми системами регулировки и настройки рабочих режимов.

 

 

 

При их изготовлении используются только современные экологически чистые материалы. Печи обладают двухэтапным циклом работы, когда на первом этапе происходит нагрев, а на втором — стабилизация полученной температуры. Блок управления позволяет запоминать выставленные настройки при отключении электроэнергии. Конкурентная модель — муфельная печь МИМП также обладает всеми перечисленными достоинствами. Между этими двумя производителями идет основная борьба за отечественный рынок. И ни одному сопернику не удается добиться решающего перевеса. По отзывам пользователей продукция обеих компаний находится на высшем уровне, поэтому они и являются ведущими поставщиками в отрасли.

Очень часто пользователи приобретают термопару для муфельной печи. Это устройство служит для измерения точной температуры. В основном оно необходимо, когда сама печь лишена встроенного термометра и не показывает текущее значение температуры. Для безопасной работы персонала пригодится вытяжной шкаф для муфельной печи. Это специальный элемент технической мебели, внутрь которого помещают рабочее устройство. Он необходим, чтобы человек случайно не обжегся об устройство, которое сильно нагревается во время работы.

 

5d466a2d606c0c89a8cca663ad67b59c.jpg

 

Внутренняя температура муфельной печи может составлять от 400 до 2500 градусов по Цельсию, так что даже касание внешней поверхности может быть весьма неприятным. Из остального дополнительного оборудования большим спросом пользуются муфели из разных материалов. Они применяются в зависимости от условий работы с тем или иным материалом.

Цена муфельной печи зависит от ее размеров, рабочих параметров и функционального оснащения. Самые простые модели можно приобрести за 20-25 тысяч рублей. А устройства с высокотехнологичными блоками управления, большой рабочей камерой и разнообразными режимами работы будет стоить свыше 1 миллиона рублей. Что касается покупки прибора на вторичном рынке, здесь можно выбрать хорошую модель с неплохим функционалом за 100-120 тысяч рублей. Но стоит понимать, что покупая товар с рук, никто не даст на него гарантию и в случае поломки ремонт придется осуществлять за свой счет.

Правила эксплуатации

Электрические или газовые печи для расплавления материалов или закаливания деталей – приборы повышенной опасности.

Перед началом работ обязательно проверяем надежность подключения к газовой сети или изоляцию проводов и состояние спиралей. В помещении необходимо обеспечить надежную систему вентиляции.

Печь устанавливаем на теплоизоляционную подставку. Лучше взять несколько шамотных кирпичей и склеить их жаростойким клеем.

Не рекомендуем работать в такой одежде, как на фото:

05f9a65f82cfb06f1c9055a0c46c386d.jpeg

Только спецодежда сможет защитить вас от ожогов при работе с расплавленным металлом. Только спилковые перчатки соответствуют правилам охраны труда. Одежда из плотного материала. Все участки тела должны быть закрыты, обувь из плотной кожи или заменителя. Никаких тапочек или сланцев.

Технология постройки муфельной печи

Порядок выполнения работ горизонтальной ли вертикальной муфельной печи аналогичен, различие состоит в расположении элементов печи.

  1. Корпус муфельной печи выполняем из листового железа. Вырезаем болгаркой прямоугольную полоску нужного размера, сгибаем ее в радиус и при помощи сварки герметично завариваем шов. Для предотвращения образования коррозии можно покрыть металл несколькими слоями огнеупорной краски. К полученному цилиндру привариваем дно. Для этого вырезаем из листа стали круг необходимого диаметра, равного диаметру цилиндра. Укрепляем стенки и донышко металлической арматурой. Корпус выполняем такого объема, чтобы внутри можно было разместить термозащитный слой и огнеупорный кирпич.
  2. В случае если для корпуса используется старый холодильник, аналогично укрепляем его донышко и стенки металлическими уголками или трубками.
  3. Внутреннюю часть корпуса выкладываем толстым слоем базальтовой ваты.
  4. Для изготовления внутреннего термослоя (аккумулятора тепла) используем шамотный кирпич (огнеупорный).  Задача состоит в состыковке кирпичей в количестве семи штук в форме трубы, которая будет в дальнейшем служить рабочей камерой печи.
  5. Для этого раскладываем кирпич в ряд и делаем на каждом кирпиче разметку, по которой будем производить резку. Форма кирпичей после резки должна позволять собрать все кирпичи в форме полой трубы. Обрезку производим болгаркой. Для удобства кирпичи нумеруем. После обрезки собираем их вместе и закрепляем проволокой, проверяя правильность резки. При необходимости подправляем форму, добиваясь точности.

Важно! Во время резки кирпичей обязательно защищать глаза и органы дыхания от пыли  очками и респиратором. Работы необходимо производить на улице или в хорошо проветриваемом помещении.

. Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции

Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции.

Далее на внутренней поверхности кирпичей необходимо пропилить канавки под проволоку.

Но прежде из мотка нихромовой или фехралевой проволоки необходимо сделать спираль диаметром около 6 мм. Для этого наматываем проволоку на основу (карандаш, сварочный электрод или тонкий металлический пруток).Достаем кирпичи и вновь выкладываем их на ровную поверхность в ряд. d23b659b3ee00d56f717647646e62991.jpg

Прикладываем спираль, делаем разметку под будущие канавки, которые будем вырезать в кирпичах болгаркой. Правильность линий проверяем строительным уровнем. В конечном итоге внутри рабочего пространства проволока будет уложена по спирали от дна к вершине рабочего пространства. Важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе будет замыкание.

582b0468ae1b1a18d012ed1ade33642d.jpg

Чтобы вывести концы проволоки за пределы рабочей камеры и подключить их к автомату, между двумя соседними кирпичами вставляем три тонких длинных отрезка керамической плитки с пропиленными в них тонкими каналами под проволоку.

2d0ff523efb3e455030fa40fcc11dc48.jpg

Применение таких керамических выводов в дальнейшем позволит легко производить ремонтные работы муфельной печи.

Коммутация электрической части с тремя ступенями мощности

  • для первой ступени мощностей необходимо два контура спиралей включать последовательно;
  • вторая ступень подразумевает отдельное подключение нижней спирали;
  • третья ступень мощности – параллельное включение двух контуров.

3b8ba7ddb93cd20f41b8abd8886689db.pngПри включении спиралей обязательно заземление!

Готовую конструкцию рабочей камеры помещаем в корпус со слоем теплоизолирующего материала и одним кирпичом, уложенным на дно, обмазывая его огнеупорной (печной) глиной или огнеупорным клеем.

Чтобы вывести керамические каналы за пределы корпуса, сверлим в нем отверстия.

97d3bdf719640b9c27aeb52585a3e11d.jpg

Крышку выполняем из листовой стали, вырезая ее по размеру печи и закрепляя на ней печной глиной огнеупорный кирпич. Сверху привариваем щеколду, ручки и навесы. Для герметичности по краям крышки и на примыкающие стенки муфельной печи наносим слой термостойкого силикона, предварительно тщательно обезжирив поверхности.

После полного высыхания печи подключаем проволоку к электрическому автомату со стабилизатором и проводим ряд испытаний, настраивая мощность накала спиралей и температуру в рабочем пространстве увеличивая или уменьшая напряжение сети.

8f81253dd074e09861d0949cf1d911dc.pngВажно! Чтобы удостовериться, что печь высохла полностью, ее необходимо включить на максимальную мощность и удостовериться в отсутствии испаряемого с поверхностей печи пара.

Во время работы печи дверцу необходимо плотно запирать.

Видео — самодельная муфельная печь

Примечания

  1. Михельсон А. Д. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. СПб, 1865.
Печи
Отопительные
  • Аммосовская печь
  • Банная печь
  • Буржуйка
  • Голландская печь
  • Камин
  • Кан
  • Котацу
  • Пеллетный котёл
  • Печь Утермарка
  • Печь Франклина
  • Хибати
Отопительно-варочные
  • Русская печь
  • Шведка
Кухонные
  • Оджаг
  • Печи для пиццы
  • Тандыр
  • Чименея
Промышленные
  • Барабанная печь
  • Вагранка
  • Вакуумно-дуговая печь
  • Горн
  • Топка
  • Доменная печь
  • Дуговая печь
  • Индукционная печь
  • Конвертер
  • Мартеновская печь
  • Методическая печь
  • Муфельная печь
  • Отражательная печь
  • Печь Ванюкова
  • Проходная печь

Эта страница в последний раз была отредактирована 26 сентября 2018 в 17:27.

Как работает муфельная печь Основные части конструкции

Конструкция печи – это камера (муфель), где набирается температура от 20 до 1150 °С. Нагревательным элементом служит нихромовая проволока, закрученная в спираль. Два слоя теплоизоляции позволяют долго сохранять жар (чем она надёжнее и меньше теплопотери, тем выше КПД изделия). Аккумулирует температуру слой кирпича. Можно использовать огнеупорный шамотный кирпич, или асбест (однако его применение всё чаще отвергают из-за вредных веществ, которые он выделяет при нагревании). Второй слой из базальтового волокна, или перлита.

Все слои печи размещаются в металлическом корпусе.

Процесс разогрева заготовки происходит не за счёт прямого излучения от спирали, не под влиянием открытого огня, а путём прогрева массива муфеля. Создаётся эффект духовки и обеспечивается равномерный прогрев.

f7e1e2ee7ae182be6d566652df245012.jpg

Самодельная муфельная печка в металлическом корпусе

В качестве корпуса для печи, часто используют корпуса от отслужившей техники – старой духовки, холодильника и т. д. Если ничего подходящего не нашлось, покупают листовой металл и варят корпус из него.

То, что деталь прогревается ровно, и без прямого воздействия инфракрасного излучения спирали, дает:

  • Плавку ценных металлов без примесей.
  • Получение ровного оттенка поверхности у художественной керамики.
  • Возможность сушки токопроводящих материалов и многое другое.

Особенности классификации

47799abf80efca6b6d09f1b1883086d7.jpg

Лабораторная электропечь СНОЛ

Исходя из типа используемого топлива, муфельная печь может быть двух видов:

  • газовая;
  • электрическая.

Важно! Самостоятельно изготовить газовую печь не представляется возможным, поскольку это запрещает действующее законодательство. .

Относительно конструкции различают следующие виды печей:

  • Горизонтальные, которые являются самыми простыми;
  • Горшкового типа или вертикальные;
  • Трубчатые;
  • Колпаковые.

Нагрев таких печей может быть выполнен в вакууме, воздушной или газовой среде. Муфельная печь, которую вы будете возводить своими руками, может предусматривать только воздушную среду для обработки изделий.

Важно! Помимо экономии денег, самостоятельное изготовление такой печи выгодно тем, что мастер может создать конструкцию наиболее удобного для себя объема и формы.

Читатели считают данные материалы полезными:

  • Изготовление чудо-печки для отопления своими руками: особенности работы печи из баллона

Изготовление электрической муфельной печи своими руками

Рассмотрим строительство небольшой муфельной печи. Прибор будет подключаться к сети с напряжением 220 В.

Выбор материалов

Материалы для изготовления устройства доступны в строительных магазинах и отделах электротоваров. Для создания муфельной печи понадобятся:

1b129bc5c39563000b52f3e7f168250c.jpg

  • листовая сталь толщиной 2—3 мм (2 кв. м);
  • стальной прокат с сечением «уголок» (3 м);
  • теплоизолирующий материал (базальтовая вата);
  • шамотный кирпич, 12 штук;
  • мертель (5—7 кг);
  • термопара хромель-алюмель;
  • керамическая трубка для термопары;
  • спираль нихромовая;
  • трубки стекловолоконные для изоляции выводов спирали и термопары.

При выборе материалов руководствуются их качеством: жаропрочностью, способностью выдержать быстрый нагрев и остывание. Чтобы муфель служил долго, не стоит брать кирпич, бывший в употреблении несколько лет.

Подготовка инструментов

Для приготовления пасты из мертеля понадобится десятилитровое ведро и мешалка. При замешивании раствора пользуются респиратором. Для монтажа потребуются следующие строительные инструменты и аппаратура:

  • сварочный аппарат;
  • дрель электрическая;
  • болгарка;
  • набор сверл победитовых и по металлу;
  • инструменты печника: молоток-кирочка, мастерок, маленький шпатель, мерная лента;
  • инструменты электрика: пассатижи, кусачки, круглогубцы, металлическая линейка, отвертка обычная и крестовая.

Пошаговая инструкция

Рабочий процесс включает следующие шаги.

b8fbeb7212c87788c15de784c8f7edfb.jpg

  • Размечают и разрезают стальной лист. Вырезают детали кожуха и детали дверцы.
  • Сваривают кожух и дверцу.
  • Приваривают к корпусу шарниры для дверцы и крепления замка.
  • Из мертеля делают раствор (по инструкции на пакете).
  • Из кирпичей складывают макет печи, определяя, где будет проложена спираль.
  • В кирпичах дрелью делают канавки для укладки спирали. Для работы используют победитовое сверло.
  • Уголковый профиль нарезают болгаркой и сваривают из него каркас для кирпичей.
  • В каркасе кладут муфель из кирпичей (на раствор из мертеля).
  • Кладку просушивают 3—4 дня.
  • В стенках муфеля в канавки укладывают нихромовую спираль. Просверлив отверстие в кирпичах, выводят контакты наружу.
  • На термопару надевают керамическую трубочку и стекловолоконную защиту.
  • В муфеле победитовым сверлом делают отверстие для термопары и вставляют ее внутрь камеры.
  • Места вывода контактов обмазывают раствором мертеля.
  • Муфель просушивают 1—2 дня.
  • На заднюю стенку кожуха укладывают слой минеральной ваты.
  • В кожух устанавливают муфель. Его ставят на металлическую решетку-подставку, чтобы тяжелая печка не спрессовывала слой ваты под ней.
  • Сверлом по металлу в кожухе сверлят отверстия, выводят контакты спирали и термопары наружу.
  • Зазор между муфелем и кожухом плотно набивают базальтовой ватой.
  • Слой базальтовой ваты укладывают в дверцу и крепят нихромовой проволокой.
  • Дверцу устанавливают на кожух, ставят замок.
  • Выпиливают кусок шамотного кирпича по размеру дверцы. При обжиге он ставится в муфель перед дверцей.

Важно! Чтобы спираль не выпадала из канавок, сделанных в кирпиче, ее в нескольких местах укрепляют раствором мертеля. .

Особенности муфельной печи

Муфельную печь можно изготовить с горизонтальным вариантом загрузки, который считается самым простым. могут быть выполнены из разных материалов, один из которых предстоит выбрать перед началом работ. Самым распространенным для проведения такого рода работ выступает : он обладает отличными качествами и приемлемой ценой. Допустимо применять асбестовые плиты, а также асбестовое волокно. Однако необходимо помнить, что эти материалы представляют опасность для здоровья. По этой причине в качестве второго слоя теплоизоляции рекомендуется использовать перлит, заменить который можно базальтовым волокном. Для работы понадобятся:

  • кирпич;
  • литье;
  • цемент;
  • емкость;
  • глина.

Муфельные лабораторные конструкции обладают корпусом, в качестве которого можно использовать разные подходящие элементы. Это может быть старый холодильник, но подойдет и газовая плита. При отсутствии и того, и другого можно сварить корпус самостоятельно. Применить при этом рекомендуется листовую сталь, в этом случае лабораторная конструкция получится достаточно прочной.

Установка будет очень тяжелой, по этой причине корпус, если вы делали его из бытового холодильника, должен быть хорошо укреплен, в особенности внимание нужно уделить днищу. Это можно сделать несколькими способами

Один из них предполагает использование стального уголка, которым обваривается корпус. Так лабораторная установка получится более надежной.
Печи муфельные во внутреннем пространстве облицовываются базальтовой ватой, которая укладывается в один слой. Применять нужно ту, что обладает плотностью в 200 кг/м3 или больше. Такую вату применяют в роли верхнего слоя при теплоизоляции плоских крыш, это указывает на то, что материал обладает повышенной жесткостью. Ее еще называют жесткая минеральная вата, а в некоторых случаях — базальтовая плита. Этот материал необходимо укладывать слоем, толщина которого равна пределу 10 — 20 мм.

Когда делают муфельные печи, то базальтовую вату крепят изнутри к стальному корпусу, применяя специальный клей, который используется при проведении фасадных работ, в качестве альтернативного решения можно использовать силикон. В этом случае можно применить простой силикон, так как есть потребность укрепить материал, ведь после он будет фиксироваться шамотным кирпичом, технические характеристики которого должны отвечать ГОСТу.

Классификация

Специальные печи для обжига производятся промышленно. Среди них есть и профессиональное оборудование, которое стоит довольно дорого (от 35 тыс. рублей). Однако покупать такие устройства необязательно. Их можно сделать и своими руками. Существует несколько классификаций печей для обжига. Одним из наиболее важных критериев является рабочая температура.

0597e399900fe6ab11e647b732f9a168.jpgНаивысшая категория – это оборудование, где нагрев производится до 1400-2000 °С.

Следующая группа – это печи, функционирующие при температуре 900-1400 °С. При умеренных показателях работают агрегаты третьей категории (400-900 °С). И последняя группа характеризуется низкотемпературным режимом (до 500 °С). Наиболее выгодными являются печи с возможностью регулировать температуру.

В зависимости от используемых источников энергии подобные устройства для обжига подразделяются на электрические, газовые и твердотопливные. Промышленные образцы бывают только первого и второго типов. Что касается оборудования, работающего на дровах, то это могут быть только самодельные печи. Использование твердого топлива не способно обеспечить нагрев до высоких температур.a9fa67092697ac45ad89f2b82c71564c.jpg

Еще одним важным показателем работы печи является ее мощность. Для небольших агрегатов с объемом камеры до 50 л необходимо руководствоваться следующим правилом: 100 Вт на каждый литр. Если же агрегат отличается большими объемами камеры (100-500 л), соотношение будет другим: 50-70 вт на 1 л.

По конфигурации печи разделяются на три вида:

  1. Колпаковые.
  2. Трубчатые с вертикальной загрузкой.
  3. Камерные с горизонтальной загрузкой.

К преимуществам трубчатых устройств можно отнести равномерное распределение в них жара. Два других вида больше подходят для серийного производства и обжига крупных изделий. Недостаточно опытным мастерам подойдут печи, оборудованы смотровым окошком, позволяющим контролировать процесс обжига.

Современные агрегаты оснащаются огнеупорными элементами, изготовленными из качественных материалов, которые отличаются небольшой массой и низкой теплопроводностью. Тяжелые конструкции с использованием шамота уже ушли в прошлое.

Строим печь для обжига керамики своими руками

Вид печи выбирается исходя из количества изделий, который предстоит обжечь. Если объем небольшой, делаем печь в 250–300 литров. Для более масштабной работы потребуется большая печь-горн, размером с небольшую комнату.

Инструменты

Чтобы построить небольшую печь для обжига, потребуются следующие инструменты:

  • Слесарный инструмент — для работы с металлом. Сварочный аппарат, набор гаечных ключей, напильники, углошлифовальная машинка (УШМ), дрель, молотки.
  • Для работы с шамотными кирпичами и керамикой — молоток каменщика, кельма, алмазный диск для УШМ.
  • Средства индивидуальной защиты. Респиратор, очки, перчатки и хлопчатобумажная плотная одежда — обязательный набор при работе с УШМ и минеральными ватами.

Порядок работ

Печь состоит из корпуса, горелки, перекрыши, утеплённой камеры, крышки.

6cb06862272d4b4b345b83d506817275.jpg

Последовательность постройки:

  • Корпус. Выбираем прямоугольный металлический ящик, если в роли футеровки выступают шамотные кирпичи или металлическую бочку, если утепляем минеральной огнеупорной ватой.

В цилиндрической конструкции распределение тепла происходит равномернее. К корпусу привариваем ножки.

  • Укладываем на дно каркаса футеровку, ставим четыре керамических изолятора от линий электропередач или шамотные кирпичи на ребро — они послужат столбиками для перекрыши.
  • Футеруем стенки и крышу. Шамотный кирпич лучше уложить на мертельную глину. Используем каолиновую или базальтовую вату высокой плотности. Из листа ваты скручиваем цилиндр в несколько слоёв, чтобы избежать швов — мостиков теплопотери. Крепить к стенкам асбестовым шнуром и керамическими пуговицами. Края верха утеплителя заворачиваются наружу, это уплотнит и теплоизолирует стыки крышки и корпуса.
  • На столбики укладываем перекрышу.

Важно! Перекрыша подгоняется к стенкам неплотно — через щели должен проникать горячий воздух. Пламя не соприкасается с обжигаемыми изделиями

При большом весе изделий применяем для перекрыши сухую кладку из шамотных кирпичей, при небольшом — керамогранитную плитку соответствующих размеров.

  • Устанавливаем горелку. Её можно приобрести в магазинах газового оборудования. Мощность лучше подобрать не меньше 2 киловатт (зависит от теплопотерь и объёма сооружения).
  • Сверлим внизу корпуса и футеровки отверстие для горелки. Пламя не должно прикасаться с изделиями, это главный принцип размещения сопла. При горизонтальной установке сопла облегчается регулировка и обслуживание.
  • Утепляем крышку конструкции. Для минимальных теплопотерь утепляем всю конструкцию снаружи.
  • В крышке оставляем отверстие для выхода продуктов сгорания и контроля процесса. Предусматриваем задвижку для регулирования температуры.
  • Для снятия данных о температуре внутри печи устанавливаем термопару электронного термометра.

Печь готова. Проводят пробный запуск. Если использовалась кладка шамотными кирпичами, то сначала печь просушивается в щадящем режиме.

Виды печей

Различаются по видам источников тепловой энергии:

  • Самый древний — дровяная печь. Мастера хранили секреты обжига и передавали их только своим ученикам. Сегодня обжиг дровами — большая редкость. На смену пришли технологичные виды.
  • Самый популярный — природный газ. С принудительным наддувом воздуха изделия легко нагреть до температуры выше 1500 °C. Газовое оборудование несложно изготовить своими руками, а газ можно приобрести в сжиженном виде в баллонах.
  • Самый высокотехнологичный — электричество. Внутри печи равномерно проложены электрические спирали, быстро и точно нагревающие камеру с изделиями. Такое оборудование сложнее изготовить, высокое напряжение требует соблюдения техники безопасности и правил электромонтажа.

769e8c30f57fbaf6dbcf9e58bfbbcc14.jpg

Фото 1. Электрическая небольшая печь для обжига керамики с равномерно выложенными спиралями внутри.

Дровяные: устройство и принцип работы

Для начинающего гончара — отличный вариант. Не требует больших материальных затрат на изготовление, а сухие дрова доступны повсюду. Дровяные печи бывают нескольких видов:

Земляные

Потомок древней технологии обжига в пламени костра. Над узкой ямой — топливником надстраивается из глины перекрыша, на которую укладываются изделия. Вокруг изделий возводится свод из кирпичей или полосок глины, вверху оставляется дымовое отверстие. Работает конструкция так: в топливнике сжигается древесный уголь, который даёт высокую температуру и не дымит.

Горячие газы без языков пламени проходят через камеру с изделиями, нагревая их, и выходят через отверстие вверху. Температура регулируется количеством угля и «задвижкой» на дымоходе. После остывания свод печки разбирают и достают готовые изделия.

Такая печка подойдёт для одноразовых работ, так как каждый раз приходится выкладывать её заново. Но, несмотря на трудоёмкость, вариант самый дешёвый — стоимость комплектующих равна нулю.

Кирпичные

Собираются из обожжённых глиняных кирпичей и огнеупорных шамотных. По принципу действия похожи на земляные. Состоят из топки с колосниковой решёткой, камеры для изделий и дымохода.

12719d56e22996d44b9e6a5903663360.jpg

Фото 2. Печь для обжига керамики из огнеупорного кирпича с дымоходом и топкой на улице, рядом с домом.

Отличие в том, что конструкция получается многоразовой и более эффективной. Изделия в камеру закладываются через разборную стенку или дверцу, печку можно топить дровами — пламя не достаёт до изделий.

Справка! Важно использовать сухие дрова, иначе изделия наберут влаги и покроются трещинами. Кирпич обладает высокой теплопроводностью, печь остывает, поэтому эта конструкция отличается прожорливостью

Металлические с футеровкой

Благодаря использованию базальтовых и каолиновых утеплителей дровяная печь становится более жароустойчивой и эффективной. Состоит такая печь из топливника, на который установлена металлическая ёмкость.

8751b0e077015e28850297d5d0ca974f.jpeg

Фото 3. Печь для обжига керамики с ненагреваемым металлическим корпусом и футеровкой обладает жароустойчивыми свойствами.

Стены и крышка утеплены негорючим материалом, металлический каркас порой даже не нагревается. Жар от сжигания дров в топке поднимается вверх, нагревая изделия, а остывшие струйки воздуха опускаются и через подвёртку устремляются в дымоход. Эти печи значительно экономнее кирпичных, просты в изготовлении.

Минус — необходимость использования дорогостоящих утеплителей, плюс — долговечность и мобильность конструкции.

Газовая

Имеет ряд преимуществ:

  • Газ сгорает полностью, не содержит влаги.
  • Газовые горелки развивают высокую температуру.
  • Легко осуществляется регулирование температуры.

897cf2c8ada444d03ac39537298f40c0.jpg

Газовый горн для обжига керамики делается с помощью разных технологий:

  • Муфельная. Муфель — отдельная герметичная камера, в которой нагревается керамика и позволяет получить фаянс и фарфор, так как заготовки не соприкасаются с горячими газами — продуктами горения.

Муфель помещается в камеру сгорания и языки пламени располагаются равномерно по всей площади.

  • Камерная. Отлично подходит для обжига обычной керамики. Изделия загружаются в утеплённую камеру, через которую проходят горячие газы. Горелка устанавливается ниже и отделена перегородкой. Распределение температуры происходит равномерно, охладившись газы выходят в специальное отверстие внизу камеры.

Шахтная печь на газе

Схема газовой вертикальной муфельной печи показана на рис. В ее основе – готовый муфель-химпосуда 1. Размеры горелки 3 показаны условно; большая от кухонной плиты обеспечит нагрев 3-л муфеля до 800 градусов. Общие пропорции примерно такие, как на рис. Некоторое отклонение не критично.

25c0d47c4bdd3e6fefb36e91ac931e02.jpg

Газовая шахтная муфельная печь

Для нагрева печи покупаем отдельно газовую горелку для бытовой варочной плиты с жиклером и арматурой к ней. Горелку устанавливаем на стальном листе, запитываем от баллона с редуктором. Мощность нагрева регулируется, как и в плите, поворотом ручки жиклера.

Требования к корпусу 3 в стальной обечайке и на ножках не столь высоки, как к муфелю, поэтому его можно сделать самому. Понадобится огнеупорная глина (шамотная, каолин или голубая кембрийская) и распушенный асбест, на наполнение глиняного раствора и теплоизоляцию. При желании асбест можно заменить лучшим по качеству, но более дорогим вспученным вермикулитом.

Глину для формовки корпуса вначале замачивают («квасят»): глиняный порошок в посуде заливают водой до верха засыпки и оставляют «киснуть» на сутки. Далее раствор замешивают до густоты пластилина и добавляют в него 25% по объему шамотного песка (для шамотной глины) или глиняного песка соответствующего сорта.

Примечание: глиняный песок – это перемолотый бой керамики из данной глины. Есть в широкой продаже.

Затем добавляют 1-2 объемных части пушоного асбеста, и раствор тщательно вымешивают. К этому времени нужно подготовить восковую модель (болван) для внутренней конической части корпуса. Внешние части (щеки, выступы под венчик муфеля) формуют или вручную, или на гончарном круге. Под стальные ножки печи сразу делаем отверстия. Или формуем ножки из той же массы, только потом придется болгаркой подгонять, чтобы печь ровно стояла.

Примечание: делать тест на жирность, как для , не нужно. Для небольшой цельной и механически почти не нагруженной детали естественной жирности хорошей глины довольно.

Далее следует сушка в тени при 20-27 градусах в течение 2-х недель. После сушки воск изнутри выплавляют бытовым феном, он пригоден для дальнейшего использования.

Высохший корпус сначала обжигают способом Робинзона Крузо: делают под из выложенных хоть прямо на землю на сухую кирпичей. Под окружают загородкой высотой 0,7-1 м из стальной сетки или перфорированного листа, чтобы потом угли не расползались и доступ воздуха был

Ставят заготовку на под, накрывают любой керамической посудой и заваливают, только осторожно, топливом (углем, дровами) до верха загородки.

Топливо поджигают снизу. Когда прогорит до углей, добавляют еще и еще, пока заготовка не скроется полностью под массой раскаленных углей. Тогда, еще добавляя топлива понемногу, поддерживают процесс 4-6 часов. Далее ждем, когда все угли прогорят до золы, а зола остынет. Только теперь заготовку можно вынимать.

Примечание: обжиг нужно производить под навесом. Ни капли воды на огнище!

Окончательный обжиг корпуса делаем в собранной печи, с уложенной между щеками теплоизоляцией и надетой обечайкой. Муфель ставим на его место, только пустой. Горелку включаем на самый малый огонь, и постепенно, в течение 30-40 мин, доводим пламя до самого сильного. Так греем печку час-полтора, после этого она готова к работе.

Из чего состоит муфельная печь

Схема работы муфельной печи становится понятной при рассмотрении основных деталей данной конструкции.

63e71a5a50c77105073d08967346b06e.jpg

Основные элементы конструкции муфельных печей

Рассмотрим, какие детали включает в себя муфельная печь для обжига:

  • Корпус печи. В данном случае удобнее всего будет использовать старую газовую плиту, оснащенную духовым шкафом, который и будет использован в виде основы для конструкции.

Совет! Если в качестве корпуса используется газовая плита, то необходимо предварительно произвести демонтаж всех пластиковых деталей. При отсутствии готовой конструкции корпус сваривается из листового металла, толщиной более двух миллиметров.

  • Внутренний слой, который непосредственно контактирует с поверхностью топки. Он является очень важным, поскольку именно от него зависит КПД печной конструкции. В качестве внутреннего слоя должен использоваться огнеупорный шамотный кирпич.
  • Внешний слой. Он предназначен для того, чтобы сократить потери тепла печи. Можно использовать базальтовую вату или перлит.

Совет! Применять в качестве внешнего печного слоя асбест нежелательно, поскольку нагреваясь, данный материал выделяет в атмосферу канцерогенные вещества.

  1. Элементы, участвующие в непосредственном нагреве рабочего пространства. В муфельных печах такими элементами чаще всего выступают спирали, которые скручиваются из фехралевой или нихромовой проволоки, толщиной около 1 мм. Кстати, нихромовая проволока является более желательным вариантом, ввиду своей коррозионной устойчивости и высокой пластичности. При этом фехралевая проволока имеет более низкую стоимость.

f3eb2c7d041af9e5d1d82e2c9cc1be13.jpg

Чертёж печи с прямоугольным муфелем: 1 — регулирующий мил-ливольтметр; 2 — сигнальная лампа; 3-предохрапитель; 4 — выключатель; 5-блок управления; 6- камера нагрева; 7-корпус; 8- керамич. муфель; 9-нагре-ват. элемент; 10-теплоизоляция; 11 — противовес; 12-дверца; 13 — отверстие для контрольной термопары; 14-отверстие для регулирующего термометра.

Примеры габаритов, мощности и объёма вы можете взять исходя из печей марки СНОЛ, ниже в таблице.

Модель печиОбъём, лТемпература, °СМощность, кВтЧисло фазШирина x Длина x Высота, мм.Вес, кг
Рабочая камераГабариты
СНОЛ 3/10310501,81150×200×100425×530×52030
СНОЛ 3/111150
СКВ (СНОЛ) 6/10610502,2180×270×130450×600×54540
СКВ (СНОЛ) 6/111150
СНОЛ 10/101010504200×300×180470×620×59550
СКВ (СНОЛ) 10/111150
СНОЛ 3/10-В310501,81150×200×100425×610×65032
СНОЛ 3/11-В1150
СКВ (СНОЛ) 6/10-В610502,2180×270×130450×680×67542
СНОЛ 6/11-В1150
СКВ (СНОЛ) 10/10-В1010504200×300×180470×700×72552
СНОЛ 10/11-В1150

Аббревиатура вида СНОЛ используемая для обозначения типа электрических печей. С — сопротивления, относится к виду нагревательных элементов (резистивного типа). Н — камерная, с прямоугольным сечением печной камеры. О — для обработки деталей/материалов в воздушной среде при нормальном давлении. Л — лабораторная, т.е. допускающая регулировку температуры в широких пределах.

Устройство

Независимо от того, делаете ли вы печь для керамики из бочки или используете промышленный вариант, каждая конструкция выполняется из нескольких, основных частей:

  1. Наружный корпус агрегата может изготавливаться из нержавеющей стали или старого холодильника. Его главная задача – создание силового каркаса вокруг внутренней топки и жарочного шкафа. Стальные конструкции не конкуренты кирпичным корпусам, которые прослужат долгое время. Для изготовления стального наружного корпуса используем сталь, толщина листа от 2 мм.
  2. Внутреннего слоя теплоизоляции. Для этого используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, способный выдержать температуру нагрева свыше 2000. От теплоизоляционных качеств этого слоя зависит производительность аппарата и потери тепла.
  3. Слой теплоизоляции между внутренним слоем и корпусом печи. Используют минеральную, базальтовую вату, перлит. Не рекомендуется использовать листовой асбест. При высокой температуре материал выделяет вредные для человека вещества.
  4. Камеры для закладки глиняных изделий и нагревательных элементов. Для электропечей используются спирали из нихрома или воздушные Тэны. Эти устройства устанавливаются в пазы, которые выбраны в шамотном кирпиче. Нихромовая проволока – это оптимальный вариант для электропечей. Для газа устанавливаются газовые горелки.

Как обжигать керамику

e080821d6a3facc0cee72083cd9300e7.jpg

Чтобы правильно обжечь керамику, важно соблюдать температурный режим в печи. Обжиг проходит в три стадии: .
Испарение влаги

Изделия нагреваются до 250 °C и выстаиваются при такой температуре.
Накаливание до 900 °C в закрытой печи. Происходит спекание глины. Постепенное остывание.

  1. Испарение влаги. Изделия нагреваются до 250 °C и выстаиваются при такой температуре.
  2. Накаливание до 900 °C в закрытой печи. Происходит спекание глины.
  3. Постепенное остывание.

Печи для обжига должны не только развивать необходимую температуру, но и позволять её регулировать. Конструкция должна быть максимально простой, загрузка и выгрузка изделий — лёгкими.

Пошаговая инструкция по изготовлению

  1. Лучше всего для корпуса подойдут металлические коробки бытовых приборов (например, старой стиральной машины), если таковых не оказалось, придется сделать корпус из оцинкованной стали.
  2. На дно корпуса приваривают уголки для укрепления основания. Вместо них можно использовать металлические трубы 1,5 см в диаметре. К углам основания приваривают ножки из тех же материалов. Так же укрепляют верхнюю часть корпуса, дверь и стенку, на которую эта дверь будет крепиться.
  3. Дно и внутренние стенки конструкции обкладывают слоем базальтовой ваты в 1 см и закрепляют его с помощью металлических уголков. Закрывают слой металлическими листами.
  4. Укладывают на дно будущего агрегата легкие огнеупорные кирпичи марки «ШЛ» или волокнистые шамотными плитами, которые нарезают по размеру. Для связывания кирпичей используют мертель, шамотную глину или кладочную смесь. Для качественной фиксации кирпичей на металлической поверхности в смесь добавляют 30% цемента.
  5. Кладку кирпичей осуществляют максимально близко друг к другу, на расстоянии не более 0,5 см. Огнеупорную смесь растворяют в воде, перед установкой каждый кирпич увлажняют. Вначале закладывают дно корпуса. Затем поднимают стены и заканчивают верхнюю часть, укладывая кирпичи с небольшим уклоном вверх. Дверку тоже выкладывают кирпичом таким образом, чтобы заложенный слой входил в отверстие в корпусе.
  6. Приваривают петли к корпусу и подгоняют дверь так, чтобы зазор между кирпичной кладкой двери и стен был минимальным. Чтобы достичь герметичности при закрывании двери, слой кирпича необходимо уплотнить. Лучше всего для этого подойдет термостабильный уплотнитель или обычный силикон.
  7. После того, как кладка высохнет, в кирпичах делают канавки для укладывания в них нихромовой спирали с диаметром витка от 0,5 до 0,7 см. Канавки делают такой же глубины. Спирали фиксируют любым удобным способом: с помощью укрепления проволокой или МКР-трубки, сделав углубление в кирпиче под углом. Витки спирали не должны соединяться друг с другом.
  8. Прокладывают 2 контура для возможности регулировки температуры. Концы спиралей выводят на верхнюю часть корпуса через сквозные отверстия в верхних кирпичах и фиксируют их на керамической пластине болтами.
  9. На переднюю сторону печи устанавливают переключатель с тремя контактами с одной стороны и двумя — с другой. Провода питания (ноль и фазу) подключают к стороне с двумя контактами. Оставшиеся 3 контакта соединяют проводом с керамической пластиной. Такое подключение необходимо для регулировки включения спиралей поочередно или вместе.
  10. Для безопасного использования печи устанавливают усиленную розетку с заземлением. Можно подвести питание к прибору из щитка через отдельный автоматический выключатель.
  11. Готовый аппарат просушивают на солнце или возле радиатора в течение 1-2-х месяцев. Завершают работу над печью прогрев ее несколько часов при минимальной температуре до тех пор, пока не перестанет клубиться дым. Мини-муфельная печь своими руками готова к использованию.

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

  • электрические;
  • газовые.

По предназначению они делятся на:

  1. для плавки металла;
  2. для обжига керамики;
  3. для плавки стекла;
  4. для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

cd57ad638eaa4e1d47c3daa9120fa5b3.jpg

Промышленная муфельная печь с автоматикой

 

Но печи, работающие на газу сделать в домашних условиях невозможно, хотя газ и дешевле электричества, так как подобные эксперименты запрещены законодательством. Электрическое управление печью обеспечивает удобство регулирования температурного режима.

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

  • горизонтальные (наиболее простые);
  • вертикальные или горшкового типа;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Нагрев может производиться в воздушной среде, в вакууме или в газовой среде. В домашних условиях есть возможность только для конструирования печи с термической обработкой изделий в воздушной среде.

При самостоятельном выполнении муфельной печи ей можно придать желаемую форму и объем, оформить ее в подходящем для интерьера стиле.

Основные части конструкции

  1. Внешняя часть печи, оболочка (корпус).В качестве корпуса для будущей муфельной печи удобно использовать вышедшую из употребления газовую плиту, точнее духовку от нее или электрическую печку. Для их использования демонтируют все пластиковые детали. В случае, когда нет возможности использовать такие варианты корпуса, его сваривают из листового металла (толщина не менее двух миллиметров).
  2. Теплоизоляционный слой. Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет. Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.
  3. Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты. Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.
  4. Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство. Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм. Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.
  5. Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.

Список материалов и инструментов  для сборки конструкции

  1. болгарка (машинка для шлифовки и резки материалов) с отрезными кругами для металла;
  2. сварочный аппарат;
  3. листовая сталь толщиной >2мм;
  4. металлические уголки;
  5. шамотный огнестойкий кирпич;
  6. огнеупорная смесь;
  7. силикон термостойкий;
  8. базальтовый термоизолятор (вата, плотностью 200 кг/м3) или перлит;
  9. защитные очки и респиратор;
  10. нихромовая (фехралевая) проволока сечением 1 мм;
  11. кусачки или ножницы по металлу.

Устройство и эксплуатация оборудования

 

Муфельные печи для обработки металлов зачастую работают на ископаемом горючем сырье. Их эксплуатационная температура гораздо выше, чем в электрических муфельных печах. Обработка металлов подразумевает их закалку, прожиг, нормализацию или плавку. Процесс обработки достаточно затратное дело, поэтому ему подвергаются только изделия предназначенные для работы в агрессивных средах, детали для высокоточного машиностроения, ювелирные изделия, запчасти для медицинских протезов. Обработанный металл гораздо лучше сопротивляется негативному воздействию окружающей среды, имеет улучшенные технические характеристики. А самое главное, что в процессе обработки он не находится под воздействием газов, выделяемых при сгорании топлива.

 

20ce584111c574f7396e21e8abb124ae.jpg

 

Схема муфельной печи выглядит достаточно просто. При желании упрощенную версию устройства можно собрать в домашних условиях

Самой важной частью конструкции является рабочая камера — муфель. Для его изготовления необходимо воспользоваться огнеупорной глиной или другим термостойким материалом

Для начала необходимо собрать камеру нужной формы из картона или фанеры. Затем Наружный слой полученной конструкции покрывают глиной, причем толщина стенок должна быть не менее одного сантиметра. После того, как глина затвердеет, ее необходимо обжечь при температуре 900 градусов по Цельсию. Для этой процедуры подойдет стандартная домашняя печь, протопленная углем.

После завершения процедуры и остывания заготовки, необходимо обмотать полученную камеру фехралевой или нихромовой проволокой, которая в дальнейшем будет служить нагревательным элементом. Сверху проволоки необходимо нанести еще один слой глины, не забыв при этом оставить концы для их подключения к электрической цепи. Процедура обжига снова повторяется. Корпус будущей печи изготавливают из листовой стали толщиной 1,5-2 сантиметра. В готовом корпусе проделывают отверстие для вывода контактов. Затем полученный муфель помещают внутрь корпуса и соединяют контакты с нагревательным элементом. Стоит очень аккуратно и внимательно проводить работы по соединению электрической цепи, так как неправильное подключение может стать причиной короткого замыкания. Если отсутствует опыт в подобных делах, лучше обратиться за помощью к специалистам.

 

194b9e3fe86e9912e10f689b8a8d94c7.jpg

 

Пустое пространство между стенками корпуса и внутренней камерой необходимо заполнить асбестовой крошкой. Расчет муфельной печи стоит делать заранее, чтобы в процессе изготовления не столкнуться с проблемой нехватки материалов. Также прибор можно оснастить дополнительными приспособлениями, например таймером или электронным термометром для удобства при эксплуатации. Вот и все, полученное устройство можно подвергать тестовым испытаниям и включать в работу. Для операций с металлом оно, конечно, не годится, но обжиг керамики потянет без проблем.

 

Изготовление муфеля

Чтобы самостоятельно сконструировать муфельную печь, в первую очередь стоит сделать огнеупорную камеру. Не каждый материал подойдет для этих целей.
Специальную камеру можно изготовить из шамотного кирпича. Он отлично подойдет как для прямоугольной, так и для цилиндрической печи. Правда, в форме цилиндра выложить кирпичи довольно сложно. Для этого необходимо вырезать при помощи болгарки одинаковые трапеции. Для небольшой печи понадобится около 7 кирпичей.

После стоит соединить их вместе при помощи проволоки, а также проверить, чтобы они плотно состыковывались. Неровности можно также подкорректировать при помощи болгарки. Далее следует выложить кирпичи в ряд и сделать несколько канавок для проволоки, которая в будущем будет нагревательным элементом

Важно сделать канавки таким образом, чтобы проволока нигде не соприкасалась. Для этого стоит на одном из кирпичей разместить углубления под наклоном

Канавки должны быть шириной в 7-8 миллиметров, расстояние между ними – не менее 2 сантиметров.

Соединяются кирпичи при помощи термостойкого клея. Также можно использовать смесь из глины, порошка шамотного кирпича и кварцевого песка.

Для изготовления муфеля подойдет и обычная глина, так как самодельная печь не будет работать с экстремальными температурами. Глина нуждается в предварительной обработке. Из картона или листа фанеры сконструируйте небольшой прямоугольник, который по размерам будет совпадать с задуманной муфельной камерой. Обязательно подсчитайте по размерам, будет ли данная камера свободно помещаться в корпус печи.

Макет камеры стоит покрыть снаружи глиной толщиной в несколько сантиметров. Глина должна высохнуть в течение 5 дней. После обязательным действием является обжиг глиняной конструкции. Лучше всего обжигать материал в угольной печи, так как необходима температура не менее 700 градусов. Если все условия будут соблюдены, получится достаточно прочная и огнестойкая камера.

Виды и условия обработки сырья

Основные способы обработки материалов в самодельной камере — это:

  • Обжиг керамики
  • Закалка металлических изделий
  • Плавка цветных металлов

Обжиг керамики

Процесс получения готовых керамических изделий связан с обжигом заготовок из сырой глины и последующим покрытием их глазурью. В домашних условиях сделанная муфельная печь своими руками может производить обжиг сразу нескольких экземпляров посуды и других поделок

В термообработке важно выдержать ровный режим нагрева камеры. Теоретически обозначить точные временные рамки обработки материала при определённой температуре невозможно — это достигается практическим путём

c038b668ab8568d66583ab9587ad4fcb.jpg

Материалы из глины, помещаемые в домашнюю муфельную печь для обжига, делят на 3 группы:

  • Фарфор
  • Фаянс
  • Майолика, терракота

Фарфор

Высохшую глину подвергают термообработке в два этапа. Первичный обжиг производят в интервале от 8000 С до 10000 С. Глина набирает прочность и обретает пористость. Затем её окунают в ёмкость с глазурью. Повторный обжиг осуществляют при разных температурах, в зависимости от назначения:

8f8c5d3a57c793656e928b0648d0cd46.jpg

  • натуральный фарфор — 14000 С
  • столовый — 13500 С
  • сантехнические детали — 12500 С

Фаянс

Применение тугоплавкого сырья при обжиге практически не образует жидкой фазы. Для созревания черепка изделия его обрабатывают при температуре 1200 — 12500 С. Повторная термическая обработка с нанесённой глазурью производится при нагреве 900 — 10000 С. Если требуется нанести роспись, то в третий раз возвращаются к первичному уровню температурного режима.

2e3b134803d9263f88d05ffaea2248a5.jpg

Майолика

Используют красные тугоплавкие глины. Термообработка требует точного соблюдения режима нагрева. При нагреве 9500 С получаются рыхлые непрочные изделия. При нагреве 10500 С, сырьё спекается в непригодную, плотную стекловидную массу. Чтобы точно выдержать степень нагрева 10000 С, необходимо встроить в камеру термопару с подсоединением печи к цифровому дисплею.

f9cfa502ec0a039433b3f31d5a8c6faf.jpg

Повторный процесс обработки глазурованных материалов производят при температуре 900 — 950 градусов.

Закалка режущих металлических изделий

Упрочнение режущих поверхностей стальных инструментов путём термообработки называют закалкой металла. Закаливание металлических изделий делали люди с древних времён. Суть процесса заключается в обжиге металла до получения изменения структуры кристаллической решётки (полиморфное преобразование).

Металл доводят в нагревательной камере до раскалённого состояния при температуре 750 −8500 С. Следует отметить, что некоторые марки стали закаляют в условиях более высокого нагрева, в пределах от 1250 до 1300 градусов. Затем печь для закалки освобождают от раскалённых изделий, которые после подвергают резкому охлаждению в масляной среде или в воде. Таким образом добиваются повышения твёрдости металла.

Данный процесс важен для упрочнения режущих поверхностей стальных инструментов (ножей, свёрл, зубил, фрез и прочего). Закалку (отпуск) лучше производить в масляной среде. При отпуске раскалённого металла в воде, его поверхность покрывает масса пузырьков пара, что замедляет процесс.

Как правило, закалке подвергают готовые инструменты или заготовки из нержавеющей стали. Для этих изделий обычно не требуется закалочная камера большого объёма, поэтому лучше всего для этого подходит муфельная печь из предохранителя. Описание создания такой конструкции будет дано ниже.

Плавка цветных металлов

Муфельную печь удобно использовать для плавки цветных металлов, но к олову и свинцу это не относится. Температура их плавления настолько низка, что достаточно воспользоваться газовой горелкой бытовой кухонной плиты.

Для того чтобы расплавить такие металлы, как медь, бронзу и латунь, потребуется нагревательная ёмкость. Жидкую массу металла получают в тигле, которую затем заливают в специальные формы. Домашние мастера льют различные элементы декора светильников, мебели, статуэтки и многие другие поделки.

Температура плавки цветных металлов:

  • медь — 10800
  • бронза (в зависимости от марки) — от 9300 до 11400
  • латунь в пределах от 880 до 950 градусов

Техника безопасности

  1. Работать с муфельной печью должны лишь лица, ознакомившиеся с техникой безопасности при эксплуатации электрических приборов.
  2. Нельзя приступать к работе без средств индивидуальной защиты – перчаток, очков, специальной одежды.
  3. Конструкцию можно включать только с заземлением.
  4. Нельзя начинать работу при наличии сколов, трещин и других дефектов конструкции.
  5. Печь всегда должна находиться под присмотром.
  6. После включения нельзя прикасаться к нагревательному элементу (спирали).

Несмотря на многочисленные преимущества, муфельные печи, особенно небольших размеров, пока еще мало распространены среди домашних умельцев.

Для более детального ознакомления с конструкцией посмотрите приведенный ниже видеоматериал.

Видео – Муфельная печь

Как сделать нагревательный элемент

В качестве нагревательного элемента используется проволока. Можно использовать нихром или фехраль. Проволока из нихрома выдерживает до 1100 градусов. Но нихром может сгореть от малейшего контакта с воздухом. Фехраль может выдерживать температуру до 1300 градусов, при этом от воздуха проволока не портится.
Минимальный размер проволоки, которую нужно использовать – 1 миллиметр. В зависимости от типа муфельной камеры, различны способы прикрепления нагревательного элемента.

49098444a09373ea3ed4c34d39fe7d9c.jpgМуфель из керамики обматывают проволокой

Закрепляется нагревательный элемент на кожухе при помощи глины, расстояние между каждым витком должно быть около 2 миллиметров. Скрепляющий слой также следует сушить в течение нескольких дней и обжечь в угольной печи.

В шамотный муфель необходимо установить нагревательную спираль. Ее можно сделать самостоятельно из нихромной или фехральной проволоки. Для этого необходимо равномерно намотать проволоку на цилиндрический объект. Подойдет карандаш, тонкий пруток из металла или сварочный электрод. Диаметр спирали должен получиться в 6 мм.

Обязательно нужно следить за тем, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе произойдет короткое замыкание. Спираль необходимо провести в специальных углублениях, проделанных в шамотном кирпиче. Обязательно нужно закрепить витки. Это можно сделать при помощи проволоки или изготовить замазку. Для замазки можно использовать глину. В корпусе сверлятся отверстия, через которые необходимо вывести концы проволоки. Для подключения спирали к сети нужно использовать кабель.

Делать или покупать

Своими руками можно сделать печь с муфелем объемом до 5-7 л. Если задаться должным качеством обработки, то работа эта не из простых. Поэтому вначале посмотрим, какие из готовых печей сгодятся для домашнего применения и во что обойдется их приобретение.

Лаборантам, научным работникам, да и просто мастерам хорошо знаком заслуженный ветеран – электрическая муфельная печь ПМ-8 (см. рис.) с объемом муфельной камеры 6,5 л (на рис. справа, 190х120х300 мм). Секрет «пээмки» именно в камере, она изготовлена из жаропрочной керамики методом шликерного литься. Муфель ПМ-8 вечный, за него отдельно на аукционах запрашивают половину стоимости печи.

e3da0de02b8ca9faf2aa5c48d36ed2b3.jpg

Муфельная печь ПМ-8

ПМ-8 выпускается в 2-х модификациях, ПМ-8К с ручной предустановкой температуры и релейным управлением, и ПМ-8М с цифровым управлением. Цена заводской, соответственно – около 20 тыс. руб. и от 23 тыс. руб. Цифра 8 в обозначении – количество ступеней регулировки температуры, от 100 до 900 градусов. Потребляемая мощность в режиме разогрева – до 2,4 кВт, т.е. «пээмку» можно включать в квартирную розетку. Б/у ПМ-8 можно брать безбоязненно, конструкция дубовейшая. Правда, цену намного не сбросят.

Единственный недостаток ПМ-8 и ПМ-10 из той же серии – дверца сильно раскаляется. Лаборантов, работающих с «пээмкой», можно узнать по вечно обожженным пальцам.

Ассортимент современных муфельных печей в продаже довольно широк. Напр., российские СИКРОНы (две левые поз. на след. рис.) уже не обжигают, и цена того же уровня – от 23 000 руб. Но муфельные они условно, нагревательная спираль размещена в камере

Поэтому безо всякого в них можно только обжигать керамику, а все операции с металлами нужно производить с большой осторожностью. Особенно – переплавку, СИКРОН для нее вообще не рекомендован

Современные муфельные печи

Печи СНОЛ (SNOL), средние поз. на рис. – полноценные муфельные. Обжечь СНОЛ, правда, может, если неловко с ним обращаться, боковое открывание дверцы не гарантирует от ожога. Зато выпускаются обширным рядом типоразмеров, от самых маленьких. Но цены явно не русские: самый дешевый СНОЛ меньше чем за 30 000 руб. не найти.

Из отечественных моделей «квартирной» мощности хорошо расходятся МИМП и «Накал», 2 правых поз. на рис. Они дешевле ПМ, купить б/у рабочую за 8-9 тыс. руб. вполне реально. Однако камеры их, похоже, изготавливаются методом спекания керамического порошка, поэтому для регулярной эксплуатации десятилетиями эти печки не предназначены. Впрочем, для эпизодического использования в домашней мастерской вполне подходят.

Еще следует упомянуть израильскую печь специально для керамики Shenpaz. Для налаженного кустарного производства при стабильном сбыте это неплохой вариант. Хотя стоит немало, от $3000, но изделия выходят одно в одно. Shenpaz охотно берут дантисты, он стоит намного дешевле «Фокусов» и пр., а работает так же хорошо.

Как устроены муфельные печи конструкция

Главный конструктивный элемент печи — муфель. В его камеру загружают детали для термической обработки (или золото для переплавки, медицинский инструмент для температурной обработки, керамику для обжига). Муфель делают из химически инертного материала.

Камеру муфеля располагают внутри печи. При этом пространство между наружным кожухом и внутренней камерой заполняют теплоизолятором. Качественная теплоизоляция определяет КПД работы устройства, а также его безопасность (ограничивает сильный нагрев кожуха и не допускает возможности обжечься об него).

f5f57a6a40c4f55c198573125923e38a.jpgКамера муфельной печи

Нагревательные элементы располагают снаружи муфеля или в его стенках. Они нагревают внутреннюю камеру, которая в свою очередь передают тепло рабочему пространству. Работой нагревательных элементов управляет регулятор. Он контролирует температуру и время нагрева, весь процесс термической обработки. Уровень автоматического регулирования влияет на цену нагревательного устройства. Чем больше регулирующих функций, тем дороже печь.

Муфель: конструкция и материалы

Для изготовления внутренней камеры используются следующие материалы:

  • керамика;
  • керамическое волокно;
  • корунд;
  • огнеупорный (шамотный) кирпич.

Выбор материала для изготовления муфеля определяется условиями работы и предназначением печи. Например, муфель из огнеупорных волокон используется для нагрева в нейтральной среде. Корундовые камеры — можно использовать в химических средах. А вот керамический муфель — универсален. Благодаря инертности его используют для различных задач (переплавки, термической обработки, обжига).

90504d977a987e12ab4d8967109e6468.jpgСамодельная конструкция муфельной печи

В один и тот же корпус можно загружать муфели из разных материалов (для разных целей нагрева и обработки). Таким образом, внутренняя камера является сменным элементом, который может иметь вид горшка или колпака, загружаться с боку или сверху. Конструктивно муфели делят на следующие группы:

  1. Колпаковые (они загружаются сверху в виде колпака, после нагрева отделяются от пода).
  2. Горшковые (также загружаются сверху, но имеют вид ёмкости, от пода не отделяются).
  3. Простые (садку загружают с боку печи).

Нагревательные элементы

Для нагрева стенок внутренней камеры устанавливают нагревательные элементы. В качестве них используется проволока из термостойкого металла или сплава. При прохождении тока по проволокам они разогреваются и выделяют тепло. Для увеличения площади отдачи проволоку наматывают в виде спирали.

Нагревательный элемент муфельной печи

Также различают открытые и закрытые нагреватели. Открытые нагреватели имеют более высокую скорость нагрева, при поломке — легко заменяются новыми. Но при этом — быстрее окисляются (из-за нагрева) и чаще выходят из строя.

Закрытые нагреватели располагают внутри стенок муфеля. Они защищены от окисления, поэтому более долговечны. Недостатки: более длительный нагрев и большая стоимость ремонта (в случае поломки необходима замена всего муфеля).

Печи СНОЛ цены и модели

Производитель электропечей СНОЛ (SNOL) предлагает различные нагревательные печи и камеры. Муфельные варианты СНОЛ — это лабораторные электропечи для термической обработки деталей в воздушной среде. Они обустроены электрическими спиральными нагревателями и прямоугольной внутренней камерой. Сфера применения печей СНОЛ: термическая и химико-термическая обработка, нагрев образцов, прокаливание.

Модельный ряд СНОЛ предоставляет печи с разными рабочими температурами и разным объёмом рабочего пространства. Рабочие температуры СНОЛ составляют 100-1300ºC. В моделях под заказ рабочие температуры могут быть выше — до 1600ºC. Объём рабочих камер — 3, 6 или 10 л. Используются полузакрытые и закрытые нагреватели. В модификациях с объёмом рабочей камеры 3 и 6 л нагреватели расположены с трёх сторон. В модификациях с камерой 10 л — нагреватели с 4-х сторон внутренней камеры.

85edc7e0263e3ef7cfd50edec7b4d6a1.jpgМуфельная печь SNOL

Материал муфеля — керамика или волокно. Есть модели СНОЛ, в которых внутренняя камера выполнена из нержавеющей стали, из кирпича. Модульная конструкция печи позволяет при необходимости быстро и несложно заменить любой элемент.

Качество и надёжность работы нагревательных устройств СНОЛ обеспечивают японские программируемые терморегуляторы, фехралевые нагреватели.

Цены на печи СНОЛ — демократичны.

Муфельная печь — устройство, необходимое для работы металлургической лаборатории. Оно также востребовано в ювелирном деле и керамическом производстве, используется в медицине (для обработки инструмента). Конструкция отличается простотой. Для отжига керамических изделий муфель можно изготовить своими руками. Для более ответственных видов химико-термической обработки лучше приобрести печь заводского изготовления. Это будет гарантировать её качество и безопасность.

Описание работы муфельной печи Snol-7.2/1100

Принцип работы муфельной печи

Основная составляющая муфельной печи – это муфель, который изготавливается чаще всего из керамики. Этот материал является универсальным для изготовления печи разного рода. Бывают еще корундовые муфели, но их применяют только в химической среде.

Вокруг муфеля наматывается обогревательный элемент в виде проволоки и замазывается это керамической обмазкой.

91579e6c8b67fee742e0731a0453182b.jpg

Вокруг муфеля располагается теплоизоляционный материал и все это обшивается металлическим корпусом из листа металла толщиной 1,5-2 мм.

Так как нагрев печи начинается вокруг муфеля, то достичь больших температур (выше 1150 градусов) не представляется возможным. В связи с этим производители разработали специальный волокнистый материал для изготовления муфеля, который позволяет располагать нагревательные элементы изнутри. Это дает возможность увеличить температурный предел муфельных печей. Но недостатком волокнистого материала является его недолговечность: под действием газовых испарений, солей и масел от нагреваемого материала волокно разрушается.

Сегодня для высокотемпературных муфельных печей применяют японские очень качественные нагревательные элементы, которые позволяют достигать в печи температуры до 1750 градусов.

Печи, работающие на газообразном топливе, изначально имеют более высокие температурные показатели.

914c709b96460226292a0ca79002a457.jpg

Для более равномерного нагрева рабочей камеры некоторые производители встраивают вентиляцию. А для вывода продуктов сгорания существует вытяжной механизм, который через трубу выводит дым и пар из печи.

Для контроля и регулирования температуры в печи используется электронный терморегулятор, который соединяется с нагревателем и термопарой. Терморегулятор позволяет контролировать не только температуру, но и время выдержки изделия в печи. Причем эти показатели имеют очень высокую точность, особенно в лабораторной муфельной печи, ведь от их значения и полученного результата зависит точность проводимых исследований.

Интересное чтиво
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Рейтинг автора
Автор статьи
Константин Корепов
Написано статей
1277
Добавить комментарий