44 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Муфельная печь для обжига керамики своими руками

Муфельная печь своими руками – инструкция по изготовлению

В муфельных печах можно достичь очень высоких температур. Такие агрегаты используют в мастерских ювелиры, мастера, создающие изразцы и другую керамику, в них плавят металлы, работают со стеклом и эмалями.

Печи заводского изготовления компактны, имеют цифровые контроллеры температуры, но стоят достаточно дорого. Даже самая маленькая печка с камерой 10 х 17 см обойдётся в 23 – 39 тыс. руб. Более крупные печи для работ с керамикой (35 х 47 см) уже стоят 60 – 75 тыс. руб.

Но вполне доступна для изготовления муфельная печь своими руками. Конечно по качеству она будет уступать, но можно сделать её такого размера, как нужно для работы, и обойдётся её создание значительно дешевле. Итак, рассмотрим, как сделать муфельную печь своими руками для обжига керамики и других нужд.

Классификация

Камеры могут работать на:

Но газовый агрегат в домашних условиях собрать не получится, поскольку это опасно и запрещено законом. Вариант на угле может работать только с наддувом. Но если есть подобный горн, то проще поместить в него муфель, а не сооружать специальную печь. Электрический вариант позволит контролировать температуру нагрева и применять компактный агрегат даже в квартире (мощность таких устройств около 2,5 – 4 кВт, так что подойдёт обычная розетка с заземлением и надёжным проводом).

Существуют различные формы печей:

  1. Горизонтальные.
  2. Вертикальные (горшковая).
  3. Трубчатые.
  4. Колпаковые.

Первый вариант наиболее простой для самостоятельного воспроизведения.

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.

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.

Материалы и инструменты для сборки конструкции

Прежде чем начать изготовление муфельной печи своими руками, необходимо обзавестись набором инструментов. Для работы пригодится:

  • сварка и электроды;
  • болгарка;
  • кусачки и ножницы;
  • респиратор, очки;
  • сталь или корпус от духовки;
  • уголок металлический;
  • оцинкованная сетка с ячейкой 2 х 2 см;
  • дверца – готовая, или самодельная;
  • кирпич шамотный;
  • смесь огнеупорная;
  • термостойкий силикон;
  • перлит или базальтовая плита (кровельный утеплитель 1 – 2 см толщиной);
  • проволока нихромовая 1 мм.

Толщина металла для корпуса должна быть 2 – 2,5 мм, так как конечная конструкция будет очень тяжёлой. По этой же причине, если используется тонкостенная бытовая техника, её нужно укрепить при помощи стального уголка.

Тем, кто собирается заниматься обжигом керамики, не понадобятся температуры выше 800 °С, поэтому они могут сделать муфель из любой фарфоровой или фаянсовой посуды или старого смывного бачка.

Кладка огнеупора

Для самодельного муфеля не рекомендуется использовать глину, пусть даже шамотную. Она недостаточно хорошо проводит тепло, а чтобы её как следует обжечь, нужна температура 1900 °С, чего в домашних условиях не достичь.

Кирпичная кладка будет гораздо надёжнее, но нужно учитывать, что расположенная внутри печи спираль будет медленно испаряться, и пары эти будут попадать в изделие.

Процесс изготовления огнеупорной камеры

Так что для работы с драгоценными металлами лучше не использовать самодельные агрегаты.

Итак, приобретается шамотный кирпич и смесь для раствора, которая не боится жара.

Подгонка и разметка

Это действие необходимо выполнить для того, чтобы можно было до начала кладки, прорезать в стене муфеля канавку для спирали нагревателя.

  1. На ровной поверхности раскладываются будущие боковые и задняя стенка огнеупора.
  2. Кирпичи подгоняются, подрезаются (важно не забыть про толщину швов, 3 – 5 мм, их может имитировать проволока).
  3. После подгонки кирпичи нумеруются, на их поверхность наносится разметка, где будет проходить спираль (на этом этапе нужно сделать спираль своими руками).
  4. В очках и респираторе производится резка канавок болгаркой.

Отделка печи изразцами – дорогое удовольствие, но такой декор привносит неповторимую изысканность в дизайн помещения. Для экономии средств вы можете попробовать сделать их самостоятельно. Изразцы для печи: технология производства своими руками, читайте внимательно.

Пошаговую инструкцию по сборке печи Бубафоня вы найдете тут.

Русская печь до сих пор остается актуальной, а ее постройка – дело довольно трудоемкая. Но если трудности вам не страшны и вы хотите изготовить печь своими руками, вам поможет пошаговая инструкция по постройке: https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/russkie-svoimi-rukami.html. Рассмотрим правила и этапы кладки печи.

Изготовление спирали для муфельной печи

Понадобится стержень-основа, на который будет наматываться проволока. Его диаметр должен быть примерно 5-6 мм, а поверхность гладкой. Когда спираль готова, её прикладывают к кирпичной заготовке и по получившимся размерам делают метки.

Позже, когда кладка будет готова, намотку нужно будет аккуратно уложить в канавки и закрепить при помощи «скоб» из этой же проволоки. Концы скоб заделываются в швы.

Спираль ТЭНа муфельной печи

Места выхода спирали располагаются в боковой или задней стенке. Удобнее закрепить их на керамической пластине. Выключатель устанавливается на корпусе, к нему подключаются провода спирали. С одной стороны у него будет два контакта («+» и «-»). Если сделать два отдельных контура, получится три ступени мощности прибора:

  1. Последовательное включение двух контуров.
  2. Только нижняя спираль.
  3. Параллельное включение двух контуров.

УЗО и заземление – обязательно. Чтобы не спалить спираль при первом же подключении, нужно дождаться полного высыхания кладочного раствора.

Камера

Разводится термостойкая смесь (инструкцию можно прочитать на упаковке). Наполняется ведро водой. Кирпич будет окунаться в него на 20 секунд, перед тем, как его уложат.

Вначале выкладывается дно муфеля, затем возводятся стенки. Потолок кладётся сводом, с замковым кирпичом.

Другой вариант, когда камера делается из кирпичей, поставленных вертикально и по кругу. Должно получиться что-то вроде трубы.

Также производится нанесение канавок, а на боковых сторонах, при помощи болгарки делается скос.

Когда используется готовый корпус от духовки, производится укрепление уголками, затем на внутренние стенки клеится базальтовый утеплитель (на термостойкий силикон или спец. клей). Затем снизу вверх кладутся уже подогнанные, пронумерованные кирпичи с канавкой. Укладывать их нужно очень плотно (толщина швов – не более 5 мм).

Термопара

Контролировать степень нагрева в закрытом муфеле обязательно нужно, но делать это гораздо сложнее, чем, например, в горне кузнецы.

Читать еще:  Устройство и принципиальная электрическая схема кондиционера

В высоком температурном режиме, может работать только один вид датчиков – термопара (разнородные токопроводящие детали, которые соединены вместе).

Делаются две керамические трубки, из которых наружу выводятся две проволоки: одна из алюминия, другая из сплава хромель (или никель и железо).

Один конец проволочек свивается вместе. Сваривать не обязательно, так как концы всё равно скоро обгорят. Их нужно будет «откусить» и скрутить концы снова. Другие концы подключаются к обычному бытовому тестеру.

Дверца

На дверце тоже располагается слой огнестойкого кирпича. Чтобы его закрепить, приваривается стальной уголок, который будет поддерживать кладку.

Дверка снимается, кладётся на ровную поверхность. На ней крепится сетка.

В раствор добавляется цемент, и выкладывается кирпич.

Дверца должна надёжно запираться во время плавильных работ. Можно снабдить её винтовым или клиновым механизмом.

Петли от бытовой техники могут не выдержать нагрузку дверцы с кирпичным слоем. Их лучше заменить на более мощные.

Уплотнение

Недопустимо, чтобы дверца прилегала неплотно к телу печи. Ей требуется сделать дополнительное уплотнение.

Можно воспользоваться термостойкой резинкой (используют на духовках). А можно всё тот же силикон. Дверца в местах прилегания обезжиривается, а на саму печь наносится вещество, к которому не липнет силикон (любая жирная смазка).

Силикон наносится толстым слоем на края дверки, она закрывается. В результате, уплотнитель прилипнет к дверце, но край печи останется чистым.

Уплотнитель со временем будет прогорать, поэтому силикон должен быть всегда под рукой, чтобы заменять его.

Сушка печи

Печь помещается в сухое проветриваемое помещение с положительными температурами.

Проверить готовность печи, можно, включив спирали на самый слабый режим мощности. Просохший агрегат не будет выделять пар.

Заключение

Если всё же требуется муфельная печь, работающая с температурами выше 1000 °, можно попробовать поискать б. у. (служить они могут очень долго, ломаться здесь практически нечему, кроме термопары, которую регулярно заменяют). Но цены на подержанные муфели скидывают не много.

Представленный же проект самодельной муфельной печи больше подойдёт для работ с t до 900 °С, что устроит художников по керамике.

Не хочется тратить время и деньги на постройку кирпичной громоздкой печи? Это совсем необязательно. Печь чугунная для дома вполне справится с функцией обогрева помещения.

Как сделать печь для бани с теплообменником своими руками, вы узнаете в этой теме.

Видео на тему

Делаем печь для обжига керамики своими руками

Если перед вами образовалась необходимость в печи для обжига керамических изделий, а в частности, кирпича, то можете последовать по одному из этих вариантов: приобретение или собственное воздвижение конструкции. Она ещё именуется муфельной. Её нагревательные составляющие могут развивать температуру до крайних значений, позволяющих обжигать керамику. Также такая печь позволит проводить плавку металлов и закалку стали. И всё это вы будете проводить в собственном доме или мастерской.

Данная печь может функционировать на газовой или электрической основе. Вторую создать своими усилиями невозможно.

По конструктивным спецификам печь может быть с наличием труб и колпаков. Первые устраиваются горизонтально, вторые – вертикально. Также можно устроить печь с горшками.

Печь для обжига

Как сделать печь для обжига керамики:

Процесс самостоятельного создания печи начинается с наличия газовой плиты, которая уже не годна к эксплуатации. Она станет корпусом будущей печи. С неё нужно устранить все пластиковые компоненты (если есть). Если её нет в вашем распоряжении, то можно самостоятельно сделать сварку корпуса, задействовав листовую сталь. Её минимальная толщина – 2 мм.

Схема печи для обжига керамики

Обжигать кирпичи в домашних условиях станет возможно, если вы грамотно устроите теплоизоляцию создаваемой печи. Эта характеристика будет мощно воздействовать на КПД установки.

Организуя внутреннюю термоизоляцию, работайте с огнестойким кирпичом (шамотным). Для внешней тепловой изоляции годится перлит. Он существенно сократит тепловые потери во внешнюю среду. Вместо него есть подходящий вариант – базальтовая вата. А асбест здесь совершенно не подойдёт. Поскольку, когда он нагревается, то выделяются канцерогенные элементы.

Внутри печи должны присутствовать составляющие для нагрева. Обычно это специальные спирали. Их можно создать из таких видов проволоки: нихромовой, либо фехралевой. В любом случае её допустимая толщина – 1 мм. При использовании первого варианта вы гарантируете наличие превосходной пластичной спирали, стойкой к коррозии.

Печь для обжига керамики

В случае применения второго варианта, вы обеспечите себе неплохую экономию. Низкий ценовой параметр обусловлен тем, что в такой проволоке малая пропорция алюминия.

Для воздвижения задуманной печи заранее создайте арсенал необходимых материалов и инструментов. Скорей всего вам будет нужна и глина. Необходимый инструментарий таков:

болгарка; сварочная техника; ножницы по металлу; средства для защиты от потенциальных травм (ожоги).

Требующийся запас материалов:

сталь (уголки из неё); огнестойкий кирпич; термоустойчивый силикон; огнестойкая смесь; базальтовая вата; проволока (один из двух указанных типов).

Если вы создаёте такую печь не на основе газовой плиты, то вам необходимо листовое железо. Оно заранее раскраивается болгаркой. Какую бы печь по направленности (по вертикали или горизонтали) вы не желаете создать, вам нужно следовать по одной технологии.

На обозначенном листе раскраиваете прямоугольную полосу необходимых параметров.

Затем заготовку согните в трубу. Здесь нужно сформировать шов. Для этого потребуется сварочная техника. Для обороны от коррозии покройте её огнестойкой краской. Здесь нужно несколько слоёв.

После образования цилиндра к нему приваривайте окружность. Она станет его днищем. Её сделайте также из железного листа. Её диаметр должен соответствовать диаметру этого цилиндра.

Стенки корпуса и днища необходимо усилить. Для чего подойдёт стальная арматура. При вычислении размеров корпуса учитывайте то, что его некоторое внутреннее пространство будет занято термозащитным слоем и шамотным кирпичом. Этот кирпич ложится на состав, в который включена глина.

Также корпусом может послужить и холодильник. Его днище и стенки усиливаются по такой же методике. Только здесь применяются стальные уголки.

Внутренние стороны стенок корпуса защитите базальтовой ватой. Её нужен очень толстый слой.

Шамотный огнеупорный кирпич для кладки печи:

Как уже было замечено, в создании печи применяется шамотный кирпич. Его нужно семь штук. Их следует состыковать. Рекомендуется укладывать изделия в форме трубы. Она затем станет функциональной камерой печи и будет выступать.

Шамотный огнеупорный кирпич

Укладка кирпичей в камере проходит на состав, включающий в себя глину. Заранее все используемые кирпичи укладываете в ряд. На каждом делайте отметку для резки. Наличие отметок позволит затем (после самой резки) устроить из них трубу. Резка проводится болгаркой. Также, для удобства кладки, кирпичи можно пронумеровать. На их внутренней основе устройте канавки, в которые затем просунете проволоку. Но заранее из проволоки создайте спираль. Её параметр – 6 мм. Для соблюдения данного показателя проволоку намотайте на специальный электрод или карандаш. Сформированную спираль прикладывайте к кирпичу и рассчитывайте разметки для будущих канавок. Канавки вырезаются тем же инструментом.

Монтаж проволоки должен получиться строго по спирали. Спиральная форма должна быть по всей длине, от днища до верха. Исключены всякие контакты витков. Иначе случится замыкание.

Читать еще:  Как сделать небольшую печку в доме

Если вы сооружаете печь и задействуйте кирпич, то готовьте состав, необходимый для его кладки, с включением глины высочайшего качества. Обязательное требование к ней – однородность. Её лучше покупать в надёжных магазинах.

При строительстве печи по обозначенной технологии выводите проволоку для подключения к автомату. Поэтому между стыкующимися кирпичами устройте специальный канал. Для него нужны заранее подготовленные отрезанные элементы плитки.

Как бы вы не сооружали печь, по методике с кирпичами или стального корпуса, все применяемые материалы должны обладать высочайшим качеством. Ведь печь ожидают серьёзные термические испытания.

Как видите, самостоятельное создание такой печи – дело, вполне осуществимое.

Печь для обжига керамики своими руками видео:

Обжиг керамики в муфельных печах

Привет всем любителям и профессионалам керамического дела и тем, кто только делает первые шаги в постижении этого ремесла!

В своей профессиональной практике, я часто сталкивался с проблемой обжига. Зачастую не понимая принципов и значимости этой технологической операции и не придавая ей большого значения. Я «наступал на грабли» и хуже всего, что на детские))) и не один раз.

И если вы, читающие сейчас эту статью, «творители» и «виртуозы» керамического искусства не хотите совершать такие же ошибки, предлагаю дочитать эту статью до конца и поставить лайк и оставить комментарий.

Стоит отметить, что все рекомендации, которые будут приведены в этой статье относятся к обжигу в электрических муфельных печах. На сегодняшний день в России (имеются ввиду небольшие производственные мастерские и учебные центры) это самый распространенный вид печей.

  1. 1. Загрузка(садка) изделий в печь.

Загрузку в печь надо производить таким образом, чтобы максимально использовать пространство камеры печи. Для этого возможно выполнить предварительное размещение изделий на специальном столе. При этом вы сможете без труда определить высоту и количество огнеупорных стоек необходимым для поддержки лещадок (огнеупорных полок).

Отмечу, что лещадки при первом применении необходимо покрыть каолином (развести сухой порошок каолина водой и кистью обмазать полки), это поможет увеличить срок службы печной фурнитуры.

Плотность расположения неглазурованных изделий больше, чем глазурованных.

Вниз следует ставить более тяжелые изделия, а выше – более легкие.

При обжиге неглазурованные изделия могут соприкасаться. Вы также можете ставить одно изделие на другое.

Плитки устанавливают на ребро или друг на друга, если они имеют толстый черепок. Большие плоские и толстостенные чаши, обжигаемые на утель, лучше обжигать вверх дном на огнеупорной полке, а тонкие небольшие чашки — тоже вверх дном, но на специальных сырых дисках (бомзах), чтобы избежать даже незначительной деформации по окружности.

Изделия в печь нужно устанавливать на расстоянии не менее 2-3 см от спиралей или стенок муфельной печи. Слишком близкое размещение может привести к их деформации. То же правило касается размещения изделий возле термопары. НЕЛЬЗЯ ЗАКРЫВАТЬ ТЕРМОПАРУ.

Глазурованные изделия располагают друг от друга на расстоянии достаточном, чтобы при обжиге они не соприкасались друг с другом, со стенками печи, спиралями и не приклеивались к лещадкам (лучше установить изделия на специальные подставки).

Вначале температуру обжига повышают медленно. В первые два-три часа идет процесс «досушки», выпаривание физически связанной воды. Температуру печи стараются не поднимать выше 150—200°С, пока не исчезнет влага. При этом технологические отверстия в печи должны быть открыты для того, чтобы через них выходила влага.

Ступень 1: 1-1,5 часа до температуры 150-200°С с выдержкой от 30 минут до 1 часа.

После предварительного нагрева можно уже быстрее повышать температуру до 300—500°С. Однако при достижении температуры 600°С следует соблюдать осторожность, так как при слишком быстром нагреве даже совершенно высохших изделий они могут разорваться из-за слишком большого давления паров воды, образующихся в результате диссоциации глинистого вещества (удаление химически связанной воды). При температуре около 600°С пары начинают выделяться интенсивно. Кроме того, примерно при этой температуре резко расширяется кварц.

Ступень 2: 2-3 часа до температуры 570-600°С с выдержкой 20-30 минут.

На последнем этапе скорость может быть максимально высокой, но при достижении заданной температуры важно сделать выдержку для того, чтобы нагрев по всему рабочему пространству камеры стал равномерным.

Ступень 3: скорость нагрева 150-200°С с выдержкой 20 минут.

Чтобы избежать образования трещин, изделия надо охлаждать по возможности медленно. К тому же, износ печи значительно уменьшается, если охлаждение («студка») длится приблизительно такое же время, что и нагрев.

Во всех случаях надо твердо придерживаться правила: охлаждение в первые часы должно быть замедленным, пока температура не снизится до 450—400°С.

Особенно важно медленно охлаждать большие изделия и скульптурные произведения. При этом лучше совсем не открывать дверь печи до тех пор, пока температура не снизится по крайней мере до 220—200°С, а затем не открывать ее полностью; выгрузку не рекомендуется производить, пока температура не снизится до 120—100°С. Лучше всего разгружать печь при температуре изделий 50—60°С. Эта предосторожность имеет еще большее значение для глазурованных изделий.

Стоит отметить что существуют частные случаи, когда обжиг может осуществляться совершенно по другой схеме.

Вдохновляйтесь, экспериментируйте, творите.

Муфельная печь своими руками: пошаговая фото инструкция по изготовлению печи для плавки

Муфельная печь является неотъемлемым оборудованием мастерских, занимающихся ювелирным искусством или изготовлением керамических изделий. Этот прибор позволяет создать необходимые температурные режимы для нагревания и плавления металла, обжига керамики или соединение эмалей со стеклом. Используется муфельная печь также при изготовлении изразцов, при закалке этих изделий и укрепления эмалевого слоя. Немало и других вариантов использования такого оборудования.

Муфельная печь своими руками

Приборы заводского изготовления имеют достаточно высокую стоимость. Но ведь вполне возможно изготовить подобное оборудование с необходимыми для работы характеристиками и самостоятельно. Муфельная печь своими руками довольно часто собирается мастерами, занимающимися одним из названных выше типов работ.

А для того чтобы прибор функционировал эффективно, необходимо не только правильно подобрать материал и изготовить саму высокотемпературную камеру, но и правильно просчитать рабочие параметры электротехнической части, приобрести требуемые комплектующие и произвести грамотный монтаж.

Обо всем этом и пойдет речь в данной публикации.

Что такое муфельная печь?

Разновидности муфельных печей

Существует довольно большое разнообразие типов муфельных печей, которые подразделяются по целому ряду критериев — по источнику используемой для нагрева энергии и мощности, по линейным параметрам и расположению рабочей камеры и другим признакам.

Один из многочисленных примеров самостоятельно изготовленной муфельной печи

  • По роду используемого источника энергии для осуществления нагрева подобные печи можно подразделить на три варианта — это твердотопливные (как правило, угольные), газовые и электрические.

— Безусловно, в наше время самыми эффективными моделями считаются электрические муфельные печи. Их удобство состоит в возможности достичь необходимо высокой температуры в кратчайший срок, а также в относительной безопасности при правильной сборке и соблюдений всех требований по эксплуатации. При использовании электрических печей предоставляется возможность очень точно устанавливать и контролировать температуру нагрева в рабочей камере. Такие приборы отличаются компактностью и могут применяться для работы даже в небольшой по площади мастерской (или даже в квартире) от сетевого напряжения в 220 вольт, если, конечно, позволяет мощность линии питания. Розетка, через которую планируется подключать прибор в сеть, должна в обязательном порядке должна быть заземлена. Других требований, по сути и нет, так что установка такой электрической печи не потребует никаких административных процедур, вроде получения соответствующих разрешений на эксплуатацию.

Читать еще:  Куда прицепить магнит на газовый счетчик

— Собирать в кустарных условиях прибор, работающий на газе — настоятельно не рекомендуется. Дело в том, что самодельные газовые приборы категорически запрещены к эксплуатации из-за их повышенной опасности, и могут возникнуть очень серьезные проблемы с контролирующими организациями.

— Печь, нагреваемая от сгорания угля, недостаточно эффективна, так как долго входит в рабочий режим, для нее необходимо отдельное помещение, а также появятся дополнительные хлопоты, связанные с доставкой твердого топлива и организацией его правильного хранения. Правда, справедливости ради , следует отметить, что угольные муфельные печи долго нагреваются, но зато и дольше поддерживают достигнутую температуру. И в плане экономичности эксплуатации они тоже выигрывают по сравнению с электрическими приборами.

Но преимущества электрической муфельной печи все же значительно перевешивают ее единственный существенный недостаток – высокую стоимость электроэнергии. Поэтому в дальнейшем разговор пойдет только об этом варианте.

  • В зависимости от предназначения муфельной печи, она может иметь вертикальное или горизонтальное расположение топки. Кроме этого приборы могут подразделяться на трубчатые, колпаковые , иметь иные специфические формы.

Печи с горизонтально расположенной камерой более просты в изготовлении и удобны в эксплуатации. Они обладают достаточной функциональностью , например, позволяют плавить многие металлы, обжигать керамику, закалять стальные изделия.

Цены на муфельную печь

Конструкция муфельной печи

Сразу нужно определиться с тем, что же такое муфель, чтобы в дальнейшем не возникало вопросов по названию прибора. Итак, под этим термином понимают закрытую камеру, в которой создается необходимая для того или иного технологического процесса температура, но при этом исключается контакт обрабатываемого материала с самим топливом или с продуктами его сгорания. В случае с электричеством продуктов сгорания уже не может быть просто по определению, но все же название «муфельная печь» прижилось – их за сходности технологических операций, выполняемых с помощью такого оборудования.

Муфельная печь может иметь разную конструкцию. При создании ее электрического варианта используются те или иные нагревательные элементы, в зависимости от того, какая температура должна быть достигнута в рабочей камере. Как правило, диапазон температур лежит в диапазоне от 200 до 1000 ÷1100 градусов — этого бывает достаточно для качественного обжига керамики, плавления или закалки многих металлов. Но в некоторых случаях необходимо достичь нагрева и до 1300÷1500 градусов — правда, такие печи уже обычно используются в производственных или лабораторных условиях.

Пример распространённой конструкции муфельной печи.

  • Нагревательная камера изготавливается из шамотного огнеупорного кирпича или же плит ШПГТ -450, устойчивых к экстремально высоким температурам и химически нейтральных к воздействию щелочей или кислот. Плиты более удобны в использовании, так как имеют достаточно большие линейные размеры. Поэтому , в отличие от кирпича, из одной плиты можно сразу изготовить одну стенку камеры. Кроме того, они обладают оптимальной для подобных условий эксплуатации толщиной, составом и структурным строением, что позволяет быстро нагнетать и поддерживать внутри печи необходимую температуру.
  • Для снижения теплопотерь с наружной стороны муфельная камера оборачивается теплоизоляционным жаростойким материалом. Чаще всего для этой цели используется минеральная вата на базальтовой основе, как самая устойчивая к спеканию. Сокращением теплопотерь повышается КПД прибора — печь значительно быстрее нагревается, дольше удерживает высокие температуры и расходует при этом меньше энергии из внешнего источника.

Если для формирования камеры используется шамотный кирпич, то теплоизоляционный слой делается толще. Это и понятно — плиты обладают более высокими термоизоляционными характеристиками и имеют меньшее количество стыковочных швов, которые также часто являются причиной теплопотерь.

Ранее для изоляции муфельной камеры широко использовался асбест. Сегодня же его практически не применяют по двум причинам – он при нагревании выделяет довольно значительное количество вредных веществ, и, нагреваясь до температуры в 1000 и более градусов, теряет свои внутренние связи, постепенно превращаясь в крошку.

  • В качестве нагревательного элемента, устанавливаемого внутри камеры, чаще всего используется спираль. При самостоятельной сборке печи и спираль обычно изготавливают своими силами из специальной проволоки, о характеристиках которой будет сказано ниже.
  • Для муфельной камеры с помощью сварки изготавливается металлический каркас из стального уголка, который после монтажа в него утепленной муфельной камеры обшивается металлическим листом толщиной в 1,5÷2 мм.
  • Дверца камеры должна иметь такую же толщину, что и стены, а также дополнительно оснащена слоем термоизоляции, например, из той же минеральной ваты. Кроме того, на дверцу устанавливается надежный запор, который будет плотно прижимать ее к передней части нагревательной камеры. В качестве запора используются задвижки, закрутки, притягивающие крюки и другие подобные приспособления.

Монтируются дверцы на навесные петли, которые фиксируются на каркасе с помощью сварки. Дверца может быть распашной, откидной или даже съемной , если, например, предполагается изготовить печь, открывающуюся сверху. Последний вариант скорее можно назвать крышкой, нежели дверце. Он довольно удобен в эксплуатации, но вот практичным его никак не назовешь — при снятии крышки камера сразу открывается по все длине, что способствует быстрой и массовой утечке выработанного тепла.

  • Для электрического варианта муфельной печи одним из важнейших ее узлов является система управления прибором, включающую в себя достаточно много элементов. Имеет достаточно сложную конструкцию, которая собирается согласно проведенным расчетам по заранее составленной схеме. Впрочем, нет недостатка и в готовых решениях этой проблемы.

Проведение расчетов электрического нагревателя для самодельной муфельной печи

В связи с тем, что эту часть конструкции можно назвать самой сложной, ее расчетам и сборке стоит посвятить отдельный раздел статьи.

Для проведения подобных расчетов потребуются некоторые исходные данные. К ним относятся размеры создаваемого прибора и его предполагаемая мощность, материал изготовления нагревателя, уровень необходимых температур в муфельной камере, размещение и особенности конструкции нагревательных элементов. Результатом же проведения расчетов станет диаметр используемой для нагревательного элемента проволоки и ее необходимая длина.

Нагреватели для муфельной электрической печи чаще всего делаются спиральными – навиваются из проволоки с высокими показателями сопротивления и термостойкости.

Мощность печи напрямую зависит от размера муфельной камеры и материала, применяемого для его изготовления. Объем камеры определяется самостоятельно , в зависимости от параметров изделий, которые в нее будут помещаться для обработки.

В связи с тем, что стенки муфеля изготавливаются чаще всего шамотного кирпича или из плит ШПВ -350, которые обладают высокими теплоизоляционными качествами, а в качестве дополнительного теплоизолятора используются такие материалы, как муллитокремнеземистый войлок (МКРВ) или минеральная вата на базальтовой основе, можно оперировать некоторыми эмпирическими рекомендациями (то есть обоснованными опытом практического применения подобных конструкций).

Итак, при определении мощности будущей печи можно отталкиваться от размеров муфельной камеры (в литрах) и следующих эмпирических значений удельной мощности (Вт/ л ):

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector