Как своими руками изготавливают муфельные печи?

В современной промышленности редко используются детали, которые не прошли дополнительную термическую обработку, поскольку до неё у металла более низкая прочность. Чтобы провести термическую обработку, нужна печь для закалки металла. Если нет желания тратить деньги на промышленную модель, можно собрать самодельный аппарат для термической обработки.

Назначение оборудования

Для чего нужна самодельная нагревательная камера в бытовых условиях? Она может предназначаться для различных нужд: обжига керамических изделий, закалки режущих стальных элементов и плавки металлов. Термичка камеры может нагреваться как за счёт электроэнергии, так и работать на газу.

Внешняя форма и внутренняя конструкция печи может принимать разные конфигурации. Главная задача заключается в том, чтобы добиться в ограниченном пространстве ёмкости определённого температурного режима.

Схемы муфельных печей и особенности их конструкций

Российские и зарубежные производители предлагают десятки моделей муфельных печей, различающихся мощностью, размерами рабочей камеры, способами обогрева муфеля, требованиями к напряжению в сети, дизайном и стоимостью.

Электрическая печка

В электрических муфельных печах нагрев происходит с помощью элементов, работающих от электросети. Устройства состоят из следующих частей:

Схемы муфельных печей и особенности их конструкций
  • из корпуса с дверцей;
  • из внешнего слоя облицовки из негорючего пористого материала;
  • из внутреннего слоя облицовки из твердого огнеупорного материала;
  • из нагревательных элементов и системы подключения к сети.

Корпус сваривают из листовой стали или используют готовый кожух от старого оборудования (от электрической, газовой духовки, холодильника, стальной бочки). Чем больше корпус, тем больше рабочая камера.

Облицовывают корпус базальтовой ватой (минеральной ватой) или асбестовым волокном, перлитом, вермикулитом. Эти жаропрочные материалы хорошо сохраняют тепло.

Огнеупорный слой из шамотного кирпича выдерживает температуру 1300—1850 градусов. Для крепления кирпичей используется паста из шамотной (каолиновой) глины и шамотного песка. Твердый огнеупорный слой иногда делают из толстого слоя шамотной глины без использования кирпичей.

Нагревательные элементы, терморегулятор, прочее электрическое оборудование можно приобрести в отделах электротоваров. В продаже есть спирали, проволока и ленты из нихрома, фехрали, инфракрасные излучатели (керамические и кварцевые).

На дверце устанавливают замок, препятствующий ее случайному открыванию. На внутренней части дверцы закрепляют жаропрочную футеровку.

Газовое устройство

Схемы муфельных печей и особенности их конструкций

Газовых муфельных печей в продаже нет, так как не существует технического регламента по подключению к ним горелки. Использование газа из баллонов возможно только в заводских газовых плитах и отопительных колонках.

Мастера используют стандартное оборудование от газовой плиты или самодельные горелки. В конструкцию газового прибора для обжига входят:

  • корпус из стали;
  • слой пористого термоизолирующего материала;
  • огнеупорный твердый слой;
  • керамическая емкость для обжига изделий, вставляемая внутрь печи (муфель);
  • газовая горелка;
  • трубки для подачи газа;
  • крышка печи, армированная огнеупорным материалом.

Корпус делают из бочки или старой духовки. Его укрепляют на стойках (не на полу). Сечение корпуса может быть круглым, прямоугольным, квадратным. Крышку выполняют из стали и футеруют базальтовой ватой, слоем мертеля.

Пористый термоизолирующий уплотнитель создают из вермикулита вспученного, асбестового волокна, минеральной (базальтовой) ваты или перлита.

В качестве огнеупора чаще выбирают шамотный кирпич. Его скрепляют мертелем или глиняно-шамотным раствором.

Справка. Отверстие для горелки вырезают в стенке или днище корпуса.

Схемы муфельных печей и особенности их конструкций

Для небольшой печи подойдет горелка от бытового газового оборудования, в которой есть арматура регулирования подачи газа. Для больших приборов мастера используют горелки собственного изготовления, которые не являются безопасными.

Совет. Для выхода газов из печи в краях крышки или в краях бака создают небольшие отверстия. Их размер регулируют, закрывая кусками базальтовой ваты.

В качестве внутренней емкости, в которую помещают обжигаемые изделия, используют заводской керамический сосуд (в совсем маленьких печах — цветочный горшок). Если готовой емкости нет, ее можно заказать у гончара.

Постройка печи небольшого объема.

Для создания самодельной муфельной печи небольшого объёма(0.5 литра) материала нужно совсем немного. Несмотря на маленький объём, такая печь достаточно мощная, а температура достигает 1200 градусов. Для начинающих в сфере работы с керамикой, это именно то, что нужно, чтобы попробовать свои силы. (См. также: Колпаковые печи)

Итак, потребуется:

  • 1 метр квадратный асбеста;
  • Труба из циркониевой керамики( длина 15 см, диаметр 5 см);
  • Каолиновая глина;
  • Несколько стаканов шамота;
  • Жестяная банка объёмом 5 литров.

Порядок изготовления муфельной печи.

  1. Готовим обмазку для камеры (муфеля): разводим шамотную глину до состояния густой сметаны, в которую примешиваем четвёртую часть асбестовой крошки. В итоге, получаем что-то вроде шпатлёвки.
  2. Глиняную массу аккуратно намазываем на нихромовую проволоку, натянутую на камеру. Слой глины должен быть в пределах полтора сантиметра. Эта проволока наматывается муфель с натягом, отступив полтора сантиметра от края, оставив вывод начала и конца обмотки по пятнадцать сантиметров. Чтобы избежать замыкания между витками, возьмите медный провод, диаметр которого совпадает с диаметром обмотки. Надо намотать обмотку в два повода, затем медный провод понемногу аккуратненько сматываем, и получаем равное расстояние между витками нихромовой проволоки.
  3. Обмазываем всю обмотку глиняно-асбестовым материалом, придерживаясь слоя в полтора сантиметра. Не забываем таким же образом обработать дно муфеля.
  4. Выжидаем пять дней, чтобы всё хорошенько высохло, после чего просушиваем изделие ещё и в духовом шкафу.
  5. Проверяем муфель: подложив под созданное сооружение подставку из теплоизоляционного материала, подсоединяем выходы к ЛАТРу. Напряжение постепенно увеличиваем и наблюдаем, как обмазка начинает выпускать пар. Через 2 часа такого состояния муфель прогревается окончательно и издаёт насыщенно красное свечение.
  6. В корпусе из жестянки проделываем отверстия для выводов, используя фарфоровые проходные изоляторы. Как вариант, пойдут такие же фарфоровые трубки.
  7. Внутри корпуса укладываем пятисантиметровый слой асбестовых листов, сверху засыпаем трёхсантиметровый слой асбестовой крошки.
  8. Устанавливаем муфель точно в середину, выводим выводы наружу.
  9. Аккуратно засыпаем и утрамбовываем крошку в пространстве между муфелем и корпусом до самого верха.
  10. Из асбестового листа нужно вырезать вставку и сделать отверстие, отвечающее диаметру муфеля.
  11. Закрываем этим листом засыпку, фиксируем крышку, поверх которой надо положить несколько слоёв листов асбеста и какой-то груз. Подойдёт 4-5 килограммовый чугунный лист.
  12. Перепроверяем проводку: подключаем к ЛАТРу на 70-80 вольт один час, если ничего непредвиденного не случилось, через каждые полчаса повышаем электрическое напряжение на 40 вольт. Через три часа такой работы температура должна достичь 1000-1100 градусов. После этого печь выключаем, проверку прошла.
Читайте также:  Биметаллические коронки: характеристики, выбор и применение

Вот, самодельная муфельная печь для керамики и готова, пользуйтесь на здоровье.

Статьи по теме:

  1. Порядовка печи-камина своими руками
  2. Теплообменник для печи своими руками
  3. Печи Бренеран своими руками
  4. Ремонт русской печи своими руками
  5. Облицовка печи плиткой своими руками
  6. Печи для теплицы своими руками
  7. Строительство печи своими руками
  8. Индукционные печи своими руками
  9. Роспись печи своими руками
  10. Побелка печи своими руками
  11. Печи буржуйки своими руками
  12. Банные печи своими руками

Этапы изготовления

Можно сделать муфельную печь своими руками в домашних условиях. До изготовления следует прочитать общую информацию об оборудовании для закалки, рассчитать габариты самодельного оборудование, подобрать место для его установки.

Муфельная печь

Необходимые инструменты

Перед тем как приступать к работе требуется подобрать материалы и инструменты. Расходные материалы для сборки:

  1. Листовой металл для создания корпуса.
  2. Шамотный кирпич для теплоизоляции.
  3. Скрепляющая смесь, чтобы сделать кирпичную кладку. Для этого подойдёт огнеупорная глина, термостойкий клей для печей.
  4. Нагревательный элемент.
  5. Провода для подключения, регуляторы температуры, термометр.

Необходимые инструменты:

Этапы изготовления
  • шпатель, кельма.
  • сварочный аппарат и электроды.
  • болгарка для разрезания кирпича и металлических листов.
  • защитные очки и перчатки.
  • электродрель.

Дополнительно может потребоваться ручной инструмент (молоток, отвертки). Перед началом работ важно проверить работоспособность электроинструментов.

Изготовление конструкции муфеля

Нужно выбрать форму камеры для нагревания металла. Из огнеупорного материала изготовить прямоугольный или многоугольный каркас. Для подрезки используется болгарка. Если используется нихромовая проволока, для нее нужно вырезать на кирпичах канавки. Находиться они должны внутри конструкции. Вырезать канавки можно болгаркой. Кирпичи соединяются термостойким клеем.

Муфель можно целиком изготовить из огнеупорной глины. Инструкция:

  1. Изготавливается опалубка цилиндрической формы.
  2. Глина замачивается на трое суток. Далее её заливают в опалубку.
  3. Требуется подождать пока состав застынет.

Перед тем как пускать глиняный корпус в дело его требуется закалить в печи.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Готовый нагревательный элемент можно купить в строительном магазине. Далее с помощью тисков её нужно намотать так, чтобы получилось большое количество витков. После создания спиральной проволоки её нужно немного растянуть, чтобы между витками появилось пространство. Установка:

  1. Спираль располагается в подготовленных заранее канавках.
  2. Закрепляют её с помощью скоб из нихрома или раствором для кладки шамотного кирпича.
  3. Выходы проволоки наружу закрываются керамическими крышками.

Внутри печи нужно промазать все оставшиеся щели и отверстия огнеупорным составом. Самодельное оборудование заземляется.

Этапы изготовления

Нагревательный элемент

Работы по установке в муфель газовой горелки

Лучше приобрести покупную газовую горелку, чтобы избежать возможных ошибок при самостоятельной сборке. Закрепляется она над муфелем. Для этого используются хомуты или другие крепёжные элементы. Важно, чтобы на горелке присутствовал регулятор подачи газа.

Финальные работы

Как выполняют плавку металла в печи?

Плавку металла выполняют следующим образом. При помощи маленькой лопатки (в центре печки) в графитовом порошке надо сделать небольшую лунку, положить туда металлический лом и закапать его.

Если куски металла, подлежащего плавке, имеют различные размеры, то прежде всего укладывают большой кусок. После того как он расплавится, кладут мелкие кусочки.

Для того чтобы проверить, расплавился ли уже металл, можно немного покачать агрегат. Если порошок будет колыхаться, значит, металл расплавился.

Читайте также:  Как пользоваться шуруповертом: инструкция для начинающих

После этого надо подождать, когда заготовка остынет, затем перевернуть ее на другую сторону и опять расплавить.

Такую процедуру нужно повторять несколько раз, до тех пор, пока металл не примет форму шара. В этом случае считается, что плавка металла выполнена качественно.

Если необходимо расплавить опилки или металлическую стружку недорогих металлов, надо засыпать их в лунку порошка и выполнять обычную плавку.

Более дорогие или драгоценные металлы надо положить в стеклянную ампулу из-под лекарственных препаратов и плавить вместе с этой ампулой. При этом на поверхности расплавленного металла образуется пленка из стекла, которую легко можно удалить, поместив его в воду.

Металлы, которые плавятся легко, нужно класть в железную посуду. Если нужно выполнить сплав различных металлов, то в печь кладут сначала металл, который хуже плавится. После того как он расплавится, добавляют легкоплавкий. Например, для получения сплава меди с оловом надо сначала поместить в порошок медь, а потом – олово. Для получения сплава меди и алюминия плавят сначала медь, а потом – алюминий.

В данном устройстве можно плавить такие металлы, как олово, железо, медь, алюминий, никель, серебро, золото. После плавки металла его подвергают ковке. Его куют на наковальне при помощи молотка. При этом надо часто раскалять заготовку на огне докрасна, а затем снова ковать молотком. После этого металл помещают в холодную воду, а затем снова обрабатывают молотком, пока заготовка не приобретет необходимые размеры.

Ни в коем случае нельзя расплавлять такие металлы, как свинец, магний, цинк, кадмий, мельхиор, так как, выгорая, они образуют очень токсичный желтый дым, который губительно действует на здоровье человека. Нельзя плавить серебряные контакты от реле и других приспособлений, потому что они содержат до 50% кадмия.

В этой статье объединено много различных пошаговых инструкций, которые помогут вам сделать отличный тигель для плавки алюминия. Это займет всего пару дней и немного денег.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

В процессе плавки алюминия в домашних условиях вы столкнетесь с огнем и расплавленным металлом. Не пренебрегайте средствами безопасности и спецодеждой. Ответственность за любые причиненные травмы лежит исключительно на вас! Я не имею к этому никакого отношения.

Расчет силы тока печи для обжига

В данном разделе мы с Вами будем рассчитывать силу тока, т.е. ток который протекает через нагревательный элемент (спираль):

I=P/U (А), где

P-мощность печи для обжига ( расчета мощности)

U-напряжение питания (В)

Напряжения питания целесообразно выбирать в зависимости от мощности печи для обжига:

  • U=220 (В), при мощности печи до 5÷7 (кВт);
  • U=380 (В), при мощности печи свыше 7 (кВт);

I= 2700/220 = 12,27 (А)

Для вашей собственной безопасности рекомендуем провести отдельную линию проводников от щитка квартиры (дома) до печи. В линию должны быть установлены собственные автоматические выключатели с необходимым номиналом. Сечение проводников выбирается исходя из мощности печи. Выбирайте сечение проводников в большую сторону.

Табл.1. Выбор сечения провода в зависимости от силы тока или мощности.

Напряжение питания U = 220 (В)
Сечение провода, (мм2) Ток,(А) Мощность, (кВт)
1,5 19 4,1
2,5 27 5,9
4 38 8,3
6 46 10,1
10 70 15,4
16 85 18,7

Как сделать печь для обжига керамики своими руками

Любители гончарного ремесла знают, что для изготовления предметов из керамики обязательно требуется их обжиг. Для такой процедуры используются специальные печи, предназначенные исключительно для тепловой обработки глиняных изделий.

Внутри подобных агрегатов создается высокая температура (больше 1000 градусов). Печь для обжига керамики бывает разной конструкции, отличается своими возможностями, техническими параметрами и т. д. Подробнее об этом расскажем далее в статье.

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.

Наивысшая 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.

Совет

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.

Как сделать печь для обжига керамики своими руками

По конфигурации печи разделяются на три вида:

  1. Колпаковые.
  2. Трубчатые с вертикальной загрузкой.
  3. Камерные с горизонтальной загрузкой.
Читайте также:  Аппарат для сварки полипропиленовых труб

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.

Цена оборудования

Изготавливаем устройство сами

Подобные агрегаты разделяются на следующие два вида: муфельные и камерные. Первые получили свое название от цельной огнеупорной камеры – муфеля, за которым, как правило, скрывается нагревательный элемент.

Изготовление муфеля.

Муфель можно изготовить множеством разных способов. Можно взять готовую керамическую трубу. Лучше всего муллитокремнезёмистую МКР, можно трубу от старого реостата, от плавкого большого предохранителя. Если предпочитаете прямоугольную камеру, то лучше лепить самому. Поскольку мой сайт заточен на те практические конструкции, какие мне удалось сделать самому, то вот рецепт моего муфеля.

Каолин (каолиновая глина)- 1 часть. Можно найти возле фарфорового завода. Привозят вагонами для производства фарфора, фаянса, электротехнической керамики. Если нет, пойдёт любая глина пожирней.  Песок- 3 части. Лучше карьерный песок, нежели речной.  Всё это тщательно перемешиваем, затворяем водой до состояния, когда комок ещё не растекается, а держит форму и оставляем в полиэтиленовом мешке на пару дней. Затем достаём и снова перемешиваем до однородного состояния. Затем уже лепим муфель.  Отступление.  Сейчас в продаже есть много того, чего ещё недавно не было. Сейчас я для подобных работ пользуюсь вот таким связующим. Мертель екатеринбургского ооо Печник и его характеристики. Стоит иметь в виду, что это готовый мертель, т. е. в нём уже присутствует наполнитель дабы при сушке не терял объём. Поэтому добавлять к нему крупную фракцию, такую как песок уже в меньшем объёме.

 

Итак, лепка муфеля. Прямоугольный муфель лепится в прямоугольном фанерном или из крагеса ящике. Муфель с ровным подом и арочным сводом лепится в таком же ящике. Размер ящика равен внешнему размеру муфеля плюс 3-6 % усадки. Лепится всегда изнутри ящика, поскольку муфель при сушке сжимается и при лепке снаружи трещины неизбежны. Чтобы смесь не прилипала к стенкам ящика, стенки изнутри прокладываются полиэтиленом. Если смесь полусухая, то можно положить бумагу. Так можно сэкономить время сушки.  После того, как муфель вылеплен, оставляют сохнуть на несколько дней. Когда стенки муфеля наберут необходимую прочность, переворачивают и снимают коробку с муфеля. Далее, если муфель недостаточно прочен для обмотки спиралью, его несколько дней сушат на батарее или в печи. Затем медленно обжигают до 900 градусов. Если у вас напряжёнка с обжигом, в крайнем случае можно оставить сухой необожжённый муфель. Но прочность будет уже не та.  Если муфель достаточно прочен, то обматывают спиралью, наносят обмазку и в сборе сушат и обжигают. В сборе это делать предпочтительней, поскольку обмазка лучше будет держаться на полусыром муфеле. Внимательно следите, чтобы внутри спирали не было пустот, всё было заполнено обмазкой. Иначе будет локальный перегрев нихрома.

Возможные сложности и проблемы при создании печи

При изготовлении устройства сложности возникают с подбором материала и монтажом системы контроля за температурой. Неправильно выбранные материалы приводят к быстрому разрушению муфеля. Так, некоторые мастера из экономии используют кирпич низкого качества, глиняно-песчаный раствор вместо шамотного. Это приводит к появлению трещин в муфеле и потере тепла.

Потрескавшийся муфель на время заделывают раствором шамотной глины. Камеру нужно вынуть и заменить на новую.

Если печь подключают к сети без терморегулятора, температура в муфеле не контролируется. Это приводит к порче изделий, которые требуют обжига при заданной температуре. Для решения проблемы следует приобрести терморегулятор и электрическое оборудование, собрать блок управления и подключить его к нагревательным элементам муфеля.

Типы муфельных печей

Модели печей подразделяются по 2 основным признакам:

  • используемому источнику энергии;
  • конструкции корпуса.

В муфельных печах применяются 2 основных источника энергии:

  • электричество;
  • газ.

Когда изготавливается муфельная печь своими руками наиболее целесообразно использовать в качестве нагревательного элемента тэны, так как при использовании газа требования и нормы, предъявляемые к устройству, создают значительные трудности при сборке.

Конструктивно печи подразделяются:

  • трубчатые;
  • вертикальные;
  • колпаковые;
  • горизонтальные.

Нагрев или обжиг изделий может осуществляться в различных средах, согласно используемой технологии:

  • в газовой среде;
  • в вакууме;
  • в воздушной среде.

Наиболее доступный и простой вариант для изготовления муфельной печи – это нагрев изделий в воздушной среде не требующий дополнительного оборудования и финансовых затрат.