Муфельная печь для керамики своими руками

Содержание

Муфельная печь для обжига керамики своими руками

Муфельная печь для керамики своими руками

Сам термин «муфельная печь» для большинства людей ни о чем не говорит. Нет, это не очередная разновидность отопительных приборов, позволяющих сэкономить на топливе. Это прибор, предназначенный для обжига керамических изделий, выплавки металлов, купелирования, создания монокристаллов и т.д. В медицине используются для обеззараживания инструментов.

Фото 1 Муфельная печь для обжига

Несмотря на компактные размеры, бытовой агрегат обойдется в 35-48 тысяч рублей, что довольно дорого для изготовления hand-made и керамики. Поэтому многие и занимаются поисками, как сделать муфельную печь своими руками. Предлагаем вооружиться рядом инструментов, вспомнить школьный курс физики по термодинамике и приступить к изготовлению.

Разновидности муфельных печей

По конструктивным особенностям устройства подразделяются на:

  • трубчатые или цилиндрические;
  • горизонтальные или вертикальные.

По виду термообрабатывающего состава:

  • воздушные;
  • вакуумные;
  • на основе инертного газа.

Изготовить в домашних условиях можно только лишь воздушную муфельную печь, поэтому именно о ней и пойдет речь в статье.

По особенностям термоэлектрического нагревателя:

Безусловно, газовая печь обойдет в эксплуатации в 3-4 раза дешевле электрической, за счет экономии топлива, но такую печь, во-первых, запрещено по закону изготавливать и использовать, во-вторых, сделать муфельную печь своими руками на газу технически крайне сложно.

За счет простых материалов печь можно изготовить в любой удобной форме, в том числе и такой, которая идеально подойдет к интерьеру помещения.

Фото 2 Схема промышленной муфельной печи

Изготовление устройства

В данном случае мы расскажем, как сделать вертикальную муфельную печь для обжига керамики своими руками.

Для этого вам понадобятся следующие инструменты:

  • углошлифовальная машина (болгарка) и 1-2 круга;
  • электро-дуговая сварка и электроды;
  • слесарный инструмент, в том числе кусачки;
  • 2-миллиметровая нихромовая проволока.

и материалы:

  • 2,5 мм стальной лист или корпус б/у духовки;
  • уголок;
  • арматура;
  • базальтовая вата;
  • огнеупорный шамотный кирпич;
  • огнеупорный раствор;
  • герметик силиконовый.

Корпус

Идеально в качестве основы самодельной муфельной печи для фьюзинга или купелирования подойдет корпус электрической духовки или чудо-печки, поскольку в ней уже предусмотрена вся необходимая изоляция. Понадобится только снять или  удалить все пластиковые элементы.

Фото 3 Старая духовка в виде корпуса муфельной печи

Если не получилось найти такую духовку, корпус можно сварить из листа, предварительно нарезанного на заготовки. Свариваете все боковины, зачищаете металлической щеткой или болгаркой швы и покрываете грунтовкой.

Изготовление корпуса из листов, хотя и чуть более сложное, но позволяет сделать ту конструкцию, которая подходит по размерам под конкретное помещение.

Нагревательный элемент

Ключевой компонент устройства, поскольку именно от него зависит температура в печи и скорость нагрева.

Также нужно будет сделать и терморегулятор для муфельной печи своими руками, либо приобрести уже готовый.

В качестве нагревательного элемента будет выступать нихромовая проволока, диаметр которой подбирается в зависимости от максимальной температуры. Минимальный и самый расходный диаметр – 1,5-2 мм.

Нихром на стандартной спирали выдерживает 1100 градусов, но необходимо исключить попадание воздуха, иначе он сгорит. Лучше всего в муфельную печь подойдет фехраль – его рабочая температура 1300 градусов, да и с воздухом он «дружит».

Фото 4 Нагревательный элемент

Любая электрическая муфельная печь, даже самая маленькая, изготовленная своими руками, при разогреве до 1000 градусов затрачивает около 4 кВт. Перед использованием проверьте всю проводку и установите автомат-стабилизатор на 25 А.

Термоизоляция

Важнейший аспект работы, который отвечает за целостность и эффективность всей конструкции. Внутри муфельной печи устанавливается на огнестойкий клей шамотный кирпич. По размеру печи его обрезают болгаркой. Сверху используется базальтовая вата.

Фото 5 Огнестойкий клей Терракот

На некоторых форумах по изготовлению муфельных печей рекомендуют использовать для кладки асбест. Это действительно огнестойкий материал, но уже при температуре 650 градусов+ он начинает выделять канцерогены.

Изготовление самодельной муфельной печи

Первый пункт можно пропустить тем, кто в качестве корпуса использует старую духовку.

Как сделать корпус

Вырезаете из листа прямоугольник нужного размера, загибается в цилиндр и заваривается шов. Далее из этого же листа вырезаете круг соответствующего диаметра и привариваете его к цилиндру. У вас получается подобие металлической бочки, стороны и дно которой стоит усилить арматурой и уголками.

Объем бочки рассчитывается таким образом, чтобы достаточно места было и для изоляции (ваты и кирпичей) и для обжигаемых материалов.

Фото 6 Корпус печи из бочки

Корпус может быть и прямоугольным – форма никак не влияет на качество печи и эффективность разогрева. На видео вы посмотрите, как сделать прямоугольную муфельную печь своими руками из аналогичных материалов.

1 Муфельная печь своими руками с описанием

Термоизоляция печи

  1. По периметру конструкции выкладывается базальтовая (каменная) вата.

Фото 7 Высокотемпературные маты

Почему именно такая разновидность минеральной ваты выбрана? По нескольким причинам:

  • негорючесть – ее используют даже в качестве преграды открытому огню. Вата выдерживает температуру до 1114 градусов, после которой начинает оплавляться, но не гореть;
  • природные составляющие – базальт, из которого изготовлена вата, абсолютно натуральный материал, поэтому даже при нагревании не выделяет никаких вредные веществ, в отличие, например, от ваты, изготовленной из шлаков;
  • минимальная теплопроводность, которая составляет всего 0,032-0,048 Вт/м/К, что даже меньше чем у пенополистирола.

К корпусу вата крепится специальными керамическими пуговицами

Фото 8 Крепим вату к корпусу печи

  1. Далее следует термоизоляция шамотным кирпичом. Требуется именно такой материал, поскольку он на 75% состоит из огнеупорной глины и не лопнет в процессе эксплуатации печи.

Берете 7 кирпичей, нумеруете их для удобства, составляете в подобие трубы. Далее обрезаете торцы болгаркой так, что труба получилась максимально круглой.

Фото 9 Разметка огнеупора муфельной печи

Когда кирпичи нарезаны и собраны, стягиваете их проволокой и проверяете, насколько симметричной получилась конструкция.

  1. Делаете 6 мм спираль из нихромовой проволоки, для чего накручиваете ее на любой, подходящий по диаметру круглый предмет, можно даже использовать карандаш.

Имейте в виду, что эксплуатация печи возможна только при условии непрерывного контроля температуры. Иначе это просто дорогая, но очень опасная игрушка. Единственный реальный  вариант датчика таких высоких температур (более 1000 градусов) – термопара. Платину для этого не надо искать, вполне подойдет такой вариант:

  • железо-константан, 53 мВ/град, термо ЭДС;
  • никель-железо, 34 мВ/град., термо ЭДС.  

Фото 10 Прокладка нагревательной спирали

  1. Раскручиваете кирпичи и нарезаете на внутренней стороне под небольшим углом болгаркой борозды под спираль. Ровность их проверяете уровнем и располагаете так, чтобы витки шли от самого дна до верха. Категорически запрещено допускать соприкосновения витков – будет замыкание цепи. После нарезки борозд вставляете спираль и собираете всю конструкцию снова.

Фото 11 МП сделана своими руками

  1. Выводите концы спирали и подключаете их к автомату 25 А.
  2. Теперь берете подготовленный ранее стальной цилиндр, на дно его кладете шамотные кирпичи, нарезанные так, чтобы полностью закрыть все днище, заливаете их огнеупорным клеем. Далее помещаете собранную термоконструкцию и также заливаете пространство между бочкой и конструкцией огнеупорным составом.

Фото 12 Готовая конструкция помещается в стальной корпус

Включать можно только тогда, когда полностью высохнет вся конструкция. Через 3-5 дней после изготовления включите прибор на полную мощность, но не закрывайте крышкой – если где-то начинается испарение, отключите и оставьте еще на сутки.

Изготовление крышки

  • Вырезаете из стали круг, идентичный по диаметру уже полностью собранной конструкции.
  • Сверху на клей «садите» шамотный кирпич – он обеспечит достаточную герметизацию.
  • Привариваете по бокам ручки, чтобы было удобно поднимать и снимать крышку, и щеколда для закрывания.
  • По краю покрываете огнеупорным силиконом, перед этим обязательно обезжиривается поверхность (подойдет даже «Уайт-Спирит»).

Напомним, когда печь работает, она должна быть закрыта. Излишнее попадание воздуха внутрь приведет к быстрому износу нихрома.

Самая простая муфельная печь для керамики

Для изготовления такого простейшего прибора понадобится только обычная электрическая плитка, глиняный горшок и кусок шамотного кирпича.

  • Ставите на печку кусок кирпича так, чтобы обжигаемая керамика не касалась спирали на плитке и закрываете ее горшком. Мощность регулируете терморегулятором.
  • Теперь наблюдаете за горшком – как только сквозь его стенки начинает словно просвечиваться красный свет, засекаете время на обжиг. Как правило, это 10-12 часов.

Муфельная печь из горшка

Техника безопасности

  1. Работать с печкой можно только при условии, что есть заземление.
  2. Запрещено приступать к работе, если есть сколы или трещины на корпусе.
  3. Запрещено прикасаться к прибору во время работы.
  4. Категорически запрещено трогать работающую спираль.

  5. Во время работы за печью необходим постоянный присмотр.

Несмотря на относительную простоту изготовления, среди домашних мастеров такой прибор не сильно распространен. «Виной» этому высокие расходы на электричество.

Кто-то считает, что можно сделать муфельную печь и на дровах – ну если получится найти полено, у которого теплотворная способность 14000 ккал/кг, тогда да, получится.

Хотя все же лучше в качестве таких «дров» использовать кузнечный горн – именно в таких условиях и была изобретена первая в истории подобная печь.

Если у вас еще остались вопросы, как сделать муфельную печь своими руками, посмотрите видео инструкцию.

2 Муфельная печь своими руками

Легко изготовить, удобно пользоваться. Муфельная печь для обжига керамики – мечта мастера!

Муфельная печь для керамики своими руками

Обжиг — процесс воздействия высоких температур на изделия, который меняет физические и химические свойства материалов.

При обжиге происходит испарение воды, химические реакции, растворение, раскристаллизация аморфных минералов. Технология применяется для повышения плотности, прочности изделий и изменения их внешнего вида.

Что необходимо учитывать при выборе готовой муфельной печи?

При выборе заводской муфельной печи учитывают вид и состав обжигаемых изделий. Заводские печи позволяют устанавливать большой диапазон температур и задавать время обжига.

На выбор влияют:

  • вид материалов, подлежащих обжигу;
  • объем изделий для обжига.

Обрабатываемые материалы: глина, фарфор, фаянс, камень

Материалы для обжига в своей основе содержат глины. В муфельных печах обжигают:

  • красную глину (гончарные и декоративные изделия);
  • терракоту (декоративные элементы интерьера, скульптуру, черепицу);
  • шамот (гончарные изделия, декоративные поделки для интерьера);
  • фарфоровые статуэтки, посуду;
  • изделия из каменных масс;
  • фаянсовые изделия.

Обжиг проводится в один, два или в три этапа. Количество этапов увеличивается, если на поверхность изделий наносятся глазурь и роспись.

Красную глину и терракоту обжигают при температуре 900—1100 градусов. Первый (утильный) обжиг ведут при 900—960 градусах. Температура второго (политого) и третьего обжига зависит от характеристик эмали и краски.

Фарфор и каменные массы при первом обжиге нагревают до 800—1000 градусов. Температура второго и третьего обжига в пределах 1250—1420 градусов и зависит от технических параметров красок и глазурей.

Фаянс сначала обрабатывают при температуре 1200—1250 градусов. Температура второго-третьего обжигов — 900—1250 градусов.

Шамотную керамику и гончарные изделия обжигают при температуре 1350—1400 градусов (утильный обжиг). Поливной и декорирующий проводят при температуре от 900 градусов.

Объем изделий

Объем изделий оказывает решающее влияние на выбор готового устройства. В продаже есть модели с фронтальной и верхней загрузкой, объемы их рабочих камер сильно различаются.

Для обжига небольших изделий, выпускаемых малыми сериями, подойдет компактная муфельная электропечь ПМ-8 (производитель ЗАО «Электроприбор», Россия). Размер рабочей камеры — 19х12х30 см, максимальный объем изделий для обжига — 0,0068 куб. м.

Для обжига крупных керамических изделий подойдет муфельная электропечь российского производителя ЗАО «Накал», модель ПК-1000/14. Внутренние размеры муфеля — 160х78х78 см. Камера позволяет обжигать продукцию общим объемом 0,97 куб. м.

Для обжига изделий объемом до 0,064 куб. метра, подойдет муфельная электропечь немецкого производителя Welte, модель WF-35 (внутренний размер муфеля 40х40х40 см).

Фото 1. Муфельная печь WF-35 от производителя Welte (Германия). Видна рабочая камера с нагревательными элементами.

В камеру обычно загружают максимальное количество изделий, чтобы использовать весь рабочий объем муфеля.

Если продукция производятся непостоянно, небольшими сериями, сувениры имеют малые размеры, достаточно приобрести печь с компактной рабочей камерой.

Если изделия большого объема (или мастер создает малые изделия крупными сериями), следует выбрать агрегат с просторной обжиговой камерой.

Справка. При загрузке учитывают коэффициенты линейного расширения каждого вида керамики.

Описание высокотемпературных печей для обжига керамики

Муфельные печи для обжига керамических изделий работают на газе и электричестве. Индукционные печи для этой цели не используют.

Электрические устройства

Электрические печи работают от сети 220 и 380 вольт. Агрегат состоит из следующих элементов:

  • из муфеля (толстостенной камеры из огнеупорного материала);
  • из термостойкой облицовки муфеля;
  • из металлического корпуса;
  • из металлической дверцы с термостойкой изоляцией;
  • из нагревательных элементов;
  • из приборов контроля температуры.

Корпус заводской муфельной печи изготавливают из стали. Мастера-любители нередко используют металлические кожухи электроприборов.

Муфель выкладывают из огнеупорного (шамотного) кирпича. В качестве связующего раствора берут готовую шамотно-песчаную смесь, мертель.

Теплоизолятор (базальтовую минеральную вату, распушенный асбест) набивают между корпусом и муфелем. Хорошими теплоизоляторами являются перлит и вспученный вермикулит.

Нагревательные элементы в этом варианте — спирали из нихрома или фехрали, инфракрасные нагреватели. Важными приборами для установки нужной температуры являются терморегулятор и реле.

Дверца муфельной печи прочно прижимается к корпусу с помощью замка. На ее внутренней стороне крепится слой минеральной ваты и пластина из шамотного кирпича.

Газовые печи

В газовых муфельных печах камера нагревается газом из бытового газового баллона. В качестве нагревателя используется газовая горелка от бытовой плиты или духовки.

Корпус газового муфельного прибора делают металлическим. Он может иметь квадратное или круглое сечение. В качестве корпуса любители используют стальные баки, сварные ящики из листовой стали.

Термостойкая облицовка делается из рулонной базальтовой ваты, вермикулита, асбестового волокна, перлита. Облицовка крепится на керамические крепежные детали, нихромовую проволоку.

Термостойкую облицовку обкладывают огнеупорным шамотным кирпичом. Кладка делается на шамотный раствор или мертель.

Газовая горелка крепится на дне корпуса или сбоку камеры. Она не дает равномерного нагрева, поэтому обжиг ведется в другом муфеле, который вставляется сверху внутрь камеры. В него кладут обжигаемые изделия.

Крышку армируют толстым слоем рыхлого теплоизолятора и шамота. Печные газы выходят наружу через специальные щели или зазоры между крышкой и корпусом.

Изготовление муфельной электропечи своими руками

Перед началом работы выбирают материалы, приборы, электрооборудование. Печь подключается к бытовой электросети.

Выбор материалов

Печь данной модели компактная, ее изготовление не требует особенных материалов и деталей. Для работы понадобятся:

  1. мертель (готовая смесь) — упаковка 5 кг;
  2. листовая сталь толщиной 3 мм (2,2 кв. м);
  3. кирпичи шамотные 16 штук;
  4. вата рулонная минеральная (базальтовая);
  5. трубка из стекловолокна, керамики (диаметр 10 мм, длина —15 см);
  6. стальной прокат уголкового сечения — 3 м;
  7. спираль (фехраль, нихром) для электроплитки (1,6 м);
  8. термопара.

Важно! Материалы и элементы электрической оснастки, бывшие в употреблении, не гарантируют нормальную работу электропечи.

Подготовка инструментов и оборудования

Для кладки муфеля понадобятся инструменты печника (мастерок, шпатель, рулетка). Для работы нужно купить или арендовать оборудование и инструменты:

  • электрическую дрель и сверла;
  • болгарку для резки металла и кирпича, набор дисков;
  • аппарат для дуговой сварки и электроды;
  • линейку, угольник;
  • инструмент электрика (отвертки, пассатижи большие и малые, круглогубцы, бокорезы, кусачки).

Пошаговая инструкция

Перед началом работы замешивают кладочный раствор. Строительство электропечи включает следующие этапы:

  1. Листовую сталь размечают, расчерчивают с помощью карандаша, линейки и угольника, затем болгаркой вырезают детали кожуха и дверки.
  2. Сварочным аппаратом варят кожух.
  3. К кожуху приваривают крепления для дверки. На дверку приваривают замок.
  4. В кирпичах вытачивают бороздки победитовым сверлом (под спираль).
  5. Из уголкового профиля варят каркас (для камеры-муфеля).
  6. В каркасе выкладывают муфель (камеру), скрепляя кирпичи раствором.
  7. Камеру сушат 5—6 суток.
  8. В бороздки осторожно укладывают нагревательную спираль, концы выводят за пределы муфеля через заранее просверленное отверстие.
  9. Спираль в 3—4 местах закрепляют раствором.
  10. Через отверстие внутрь камеры-муфеля вводят термопару, контакты защищают стекловолоконной трубкой.
  11. Места вывода проводов замазывают кладочным раствором.
  12. Камеру сушат 2—4 дня.
  13. К задней стенке корпуса кладут слой минеральной ваты.
  14. В корпус кладут решетчатую подставку на «ножках», на нее — муфель.

Важно!Решетка играет важную роль, благодаря ей тяжелый муфель не будет спрессовывать пористый теплоизолятор.

  1. Зазор между корпусом и шамотной камерой заполняется пористым термоизолятором (минеральной ватой).
  2. К внутренней поверхности дверки крепят пласт пористого термоизолятора, пластины из шамота.
  3. Дверку навешивают на шарниры, подгоняют уплотнители к размерам камеры.

Фото 2. Готовая рабочая камера муфельной печи: металлический кожух, слой изолирующего материала, кирпич со спиралью.

Кирпич необязательно крепить на дверцу. При обжиге его можно ставить прямо в муфель, перед дверцей. Следующий этап монтажа — подключение печи к электрической сети. Для этого понадобятся:

  • терморегулятор;
  • электромагнитный пускатель (реле);
  • клеммники (из термостойкой пластмассы);
  • кожух стальной для щитка;
  • электрические двужильные провода;
  • вилка.

Справка. Технические параметры схемы рассчитываются заранее. Исходя из расчетов, выбирают терморегулятор и реле, параметры нагревателя.

В рассматриваемой электропечи выбран стандартный терморегулятор М-1-К. Прибор позволяет задавать температуру обжига 1250—1350 °C.

Для переключения режимов на лицевой панели прибора есть четыре кнопки. Подключение терморегулятора пошагово описано в документации к прибору.

Терморегулятор, электромагнитный пускатель, клеммник крепятся в коробку-щиток на кронштейны и болты.

Возможные проблемы и сложности

Большой проблемой при строительстве и запуске печи становится неправильно выбранное электрооборудование, нагревательные элементы, параметры спирали.

Это приводит к разрушению нагревательных элементов или спирали. Если у мастера нет опыта расчета электросхем, следует обратиться за помощью к профессиональному электрику.

При кладке муфеля из шамотного кирпича не всегда используется мертель или шамотно-песчаная смесь. Вместо них мастера-любители берут обычную глиняно-песчаную смесь.

В результате уже при холодной сушке в кладке появляются трещины. При первых запусках печи трещины увеличиваются.

Чтобы решить проблему, муфель разбирают и кладут кирпичи на шамотный раствор.

Совет. Для муфельной печи подойдет шамотный кирпич с литерой «Ш». Кирпич с литерой «У» (утилизационный) является менее прочным.

При изготовлении муфельной электропечи не все домашние мастера устанавливают терморегуляторы. Это приводит к перекалу и порче изделий уже при первых пусках. Чтобы решить проблему, следует установить термопару и терморегулятор.

Если для кладки использован старый, бывший в употреблении кирпич, уже при пробных запусках в нем появляются трещины. Камеру придется демонтировать и построить новую.

Ознакомьтесь с видео, в котором подробно показано создание муфельной печи: от чертежа с размерами и пояснениями до готового устройства.

Правила безопасного использования

Муфельную печь для обжига устанавливают на негорючее основание (керамическую плитку, слой кирпича, стальной лист, под который подстелен листовой асбест или плоский шифер).

Если электрическая схема рассчитана на 220 Вольт, прибор нельзя включать в сеть с напряжением 380 Вольт и наоборот.

Электрические печи обязательно заземляют.

К работе с печью нельзя допускать детей, при открывании дверки рядом не должно быть легко воспламеняемых предметов, детей, животных.

Загрузка и выгрузка камеры проводится в закрытой одежде, хлопковых перчатках и защитных очках. Длинные волосы следует убрать под шапку, платок. Нельзя открывать только что отключенное устройство.

Во избежание ожогов нельзя брать горячие изделия из камеры, трогать горячие детали муфеля. На видном месте в мастерской размещают огнетушитель и аптечку.

Простая мощная муфельная печь. Как сделать муфельную печь для закалки металла и обжига керамики своими руками

Муфельная печь для керамики своими руками

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. задача заключается в том, чтобы добиться в ограниченном пространстве ёмкости определённого температурного режима.

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.

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

  • Фарфор
  • Фаянс
  • Майолика, терракота

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.

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

Футеровка и обустройство топки

Само понятие муфельная печь подразумевает наличие муфеля — внутренней жаростойкой капсулы, которая закрывает спираль нагревательного контура, защищая её от мелкого мусора и окалины. Муфель, как правило, в печах съёмный, что позволяет осуществлять ремонт и замену нагревательных элементов.

Основная трудность в том, чтобы изготовить муфель и корпус нагревательной сборки одновременно. Для этого понадобится два вида жаростойкой керамики: один для изготовления корпуса с канавками, другой — для тонкостенного муфеля.

Для керамической основы лучше использовать смесь огнеупорной глины с содержанием оксида алюминия не менее 30%.

Глину следует развести водой с избытком и оставить набухать на сутки, после чего снять сверху отстоявшуюся воду и оставить только набухший осадок.

Керамический корпус нагревателя массивный, поэтому из чистого связующего его не изготовить, нужен наполнитель. В качестве последнего хорошо подойдёт стеклянная фибра, сухой кварцевый песок или дроблёный шамот.

Общее содержание глины в растворе не должно быть меньше 50% по объёму, в итоге смесь приобретает консистенцию вязкой пластичной пасты.

Если состав получился более жидким, избыток влаги удаляется добавлением небольших порций строительного гипса непосредственно перед использованием.

Шамотный порошок

Корпус нагревателя изготавливается на объёмном шаблоне из гофрокартона, размеры которого должны быть больше планируемых габаритов топки на 15–20 мм с каждой стороны. Предварительно на шаблон нужно намотать шнур или силиконовый шланг соответствующего диаметра, формируя нужное количество канавок под спираль.

После этого шаблон со шнуром нужно облепить глиной со всех сторон, избегая образования пустот и добиваясь толщины стенки не менее 40 мм. Добавление алебастра помогает изделию поддерживать форму до обжига. С высушенного керамического корпуса нужно аккуратно удалить картонный вкладыш и вытянуть шнур из канавок.

Для футеровки топки используется керамика из более качественного каолина. Оптимально подойдёт обогащённая глина марки КФН-2, в качестве наполнителя лучше использовать дроблёный шамот высокой чистоты при содержании около 20–25% по объёму сухих компонентов. Смесь затворяется описанным выше способом и используется для формирования внутренней футеровки.

Чтобы муфель затем легко отделился, в керамический корпус заранее вставляют спирали. Затем внутреннюю поверхность оклеивают лоскутами газетной бумаги по принципу папье-маше. Должно получиться не менее 8–10 слоёв, при этом внутренняя поверхность должна содержать как можно меньшее количество неровностей.

После высыхания бумаги изнутри наносится огнеупорный состав для футеровки. Это лучше делать в несколько заходов, давая время на испарение лишней влаги, в итоге стенка муфеля должна достичь толщины 15–20 мм.

В таком состоянии вся сборка сушится в течение нескольких суток до полной потери пластичности и появления звонкого звука при простукивании.

После сушки производится первичный обжиг — на спирали подают напряжение и выдерживают раскалённое изделие в течение 4–6 часов. В ходе процесса обжига фехраль проходит кристаллизационный порог и, становясь более хрупкой, принимает форму каналов.

Глина в керамическом вкладыше и муфеле запекается и стеклуется, обретая стойкость к циклическим перепадам температуры.

Ну а бумага и остатки клея попросту выгорают, образуя при этом минимальный технологический зазор для лёгкого снятия и установки муфеля.

При таком способе изготовления можно использовать некоторые хитрости. Например — формировать керамический корпус на шаблоне конусной формы, чтобы облегчить извлечение муфеля. Также не будет лишним удлинить переднюю часть сборки, где нет нагревателей, или разместить небольшую спираль на дне камеры. Самих же муфелей для одной печи можно сразу изготовить несколько экземпляров.

Термоизоляция печи

  1. По периметру конструкции выкладывается базальтовая (каменная) вата.

Фото 7 Высокотемпературные маты

Почему именно такая разновидность минеральной ваты выбрана? По нескольким причинам:

  • негорючесть – ее используют даже в качестве преграды открытому огню. Вата выдерживает температуру до 1114 градусов, после которой начинает оплавляться, но не гореть;
  • природные составляющие – базальт, из которого изготовлена вата, абсолютно натуральный материал, поэтому даже при нагревании не выделяет никаких вредные веществ, в отличие, например, от ваты, изготовленной из шлаков;
  • минимальная теплопроводность, которая составляет всего 0,032-0,048 Вт/м/К, что даже меньше чем у пенополистирола.

К корпусу вата крепится специальными керамическими пуговицами

Фото 8 Крепим вату к корпусу печи

  1. Далее следует термоизоляция шамотным кирпичом. Требуется именно такой материал, поскольку он на 75% состоит из огнеупорной глины и не лопнет в процессе эксплуатации печи.

Берете 7 кирпичей, нумеруете их для удобства, составляете в подобие трубы. Далее обрезаете торцы болгаркой так, что труба получилась максимально круглой.

Фото 9 Разметка огнеупора муфельной печи

Когда кирпичи нарезаны и собраны, стягиваете их проволокой и проверяете, насколько симметричной получилась конструкция.

  1. Делаете 6 мм спираль из нихромовой проволоки, для чего накручиваете ее на любой, подходящий по диаметру круглый предмет, можно даже использовать карандаш.

Муфельная печь для обжига керамики своими руками: способ изготовления, схема, фото

Муфельная печь для керамики своими руками

Муфельная печь представляет собой нагревательный прибор, предназначенный для выполнения работ при очень высоких температурах.

Агрегат используют ювелиры и керамисты для плавки в нем металлов, проведения работ со стеклом или обжига глиняных изделий.

Цена готового устройства очень высока, потому многие считают, что муфельная печь для обжига керамики и глины своими руками — весьма выгодное изделие, особенно для маленьких мастерских.

Муфельная электропечь для обжига керамики состоит из камеры нагрева и теплоизоляционного корпуса, сохраняющего жар и защищающего от него окружающую среду и работников. Внутри печи температура может достигать 1000°С и выше.

Самый лучший теплоизоляционный эффект получается с использованием огнеупорного кирпича, который дополнительно утепляют современными материалами. Для достижения и сохранения заданной температуры дверца печи должна герметично закрываться.

В зависимости от конструкционных особенностей существует несколько разновидностей муфельных печей. Но самостоятельно изготовить можно только воздушный агрегат с электрическим нагревом. Такой агрегат допускается сооружать любой формы, горизонтальный или вертикальный из имеющихся материалов.

Материалы и элементы

Для самостоятельного изготовления муфельной печи потребуются следующие материалы:

  • стальной лист толщиной 2,5 мм или корпус от газовой плиты, стиральной машины или небольшого холодильника;
  • металлические уголки или труба;
  • шамот – огнеупорный кирпич;
  • связующий раствор с огнеупорными свойствами;
  • силикон или термостойкие прокладки;
  • терморегулятор и автомат-стабилизатор (25 А)
  • нихромовая проволока с сечением 1-2 мм, из которой делают спираль;
  • базальтовая вата;
  • петли, розетка, электрические провода.

Инструменты

Чтобы собрать из подготовленных материалов полноценный прибор понадобятся некоторые инструменты:

  • болгарка и несколько дисков для нее;
  • слесарные инструменты;
  • сварка электро-дуговая и электроды.

Кроме инструментов и материалов понадобятся знания термодинамики, навыки сварочных работ и кладки кирпича. Если опыта в проведении таких работ нет, лучше обратиться за помощью к специалисту.

Схема и чертеж

Конструирование нагревательного прибора самостоятельно — довольно трудоемкий процесс, но сделать правильно функционирующий агрегат вполне возможно. Принципиальная схема промышленной муфельной печи представлена на рисунке 2.

Рисунок 1. Схема муфельной печи для обжига керамики

Особенностью муфельной печи является расположение нагревательных элементов внутри камеры (муфеля).

Перед началом работы желательно набросать чертеж устройства, чтобы понимать укладку слоев и схемы соединения нагревательных элементов. Чертеж устройства может выглядеть так:

Рисунок 2. Примерный чертеж муфельной печи для обжига керамики.

Главное, чтобы человеку было понятно строение будущего прибора до мелочей. Далее подбирают необходимые материалы, комплектующие и инструменты.

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.

Правила безопасности

Прежде чем начать применение муфельной печи, нужно удостовериться в исправности ее элементов. Это правило безопасности следует выполнять каждый, когда планируется обжиг.

Печь должна иметь заземление. Прибор устанавливают вдали от легковоспламеняющихся предметов на плиту из асбестоцемента. При обжиге все манипуляции выполняют в плотных рукавицах, используя металлические щипцы с длинными ручками.

С прибором, имеющим открытые спирали следует обращаться очень осторожно. Ни в коем случае нельзя прикасаться к спиралям работающей или остывающей печи.

Правила обжига глины

До начала работ керамист должен знать, как обжигать глину в муфельной печи, подходит ли изготовленная печь для обжига керамики, эмали и других веществ.

Прежде чем приступить к обжигу, необходимо провести пробную процедуру. Если просушенный кусок глины размером с кулак при обжиге растрескался, значит надо увеличить температуру внутри камеры. Если его не разорвало, значит, режим подобран правильно.

Обжиг глины производят при увеличении температуры. Вначале просушенные глиняные изделия выдерживают при 200°С. Затем постепенно увеличивают жар в течение 6-7 часов до температуры 900-1000°С. После этого печь отключают, а изделия оставляют остыть в приборе.

Обжиг керамики (фарфора и фаянса) требует более высоких температур. Самодельные конструкции не всегда могут выдержать жар в 1200-1400°С. Вместо изготовления такого прибора лучше найти заводскую муфельную печь, бывшую в употреблении.

А муфельная печь для эмали ничем не отличается от прибора для обжига глины. Эмали запекают при температуре 600-800°С в печах с открытой спиралью. Каждый предмет помещают на подставку из никеля и его сплавов или других подходящих материалов.

При отсутствии термометра температуру можно определить по цвету каления:

  • 500-600°С – слабое красное свечение;
  • 600-700°С – темно-красный цвет;
  • 800-900°С – светло-красный оттенок;
  • 900-1000°С – оранжевое свечение.

Вывод

Для удешевления процесса обжига глиняных изделий муфельную печь можно собрать самостоятельно. Грамотно сконструированный прибор по функциональности мало чем будет отличаться от промышленного оборудования.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.