Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Муфельная печь для обжига керамики своими руками

Муфельная печь для обжига 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:

  • газовые;
  • электрические.

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

Основные элементы

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

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.

Видео 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.
Читайте так же:
Тележка двухколесная хозяйственная своими руками

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.

Электрическая печь для плавки металла своими руками

Как известно, алюминий часто используется самодельщиками, для изготовления различных самодельных деталей. Алюминиевые сплавы обладают невысокой температурой плавления и хорошей обрабатываемостью деталей. А в хозяйстве всегда найдётся много алюминиевого лома. Средняя температура плавления алюминия 650–660 ℃, поэтому этот металл можно плавить и в домашних условиях, отливать чушки и заготовки для деталей.

В связи с этим мы подготовили для вас эту статью-инструкцию по изготовлению своей электрической печи для переплавки алюминиевого лома в слитки, которые затем можно подвергнуть повторной механической обработке.

Отказ от ответственности: в данном проекте используются источники питания высокого напряжения, и присутствует серьезный риск получения травм (например, нагревательный элемент находится под напряжением при использовании и может иметь электрический потенциал даже при отключении). Также электрическая печь для плавки металла создает чрезвычайно высокие температуры и расплавленный металл, что также представляет серьезный риск получения травм. Используйте соответствующие меры предосторожности, защитное оборудование и обратитесь к опытному профессионалу!

Комплектующие:

Вот список расходных материалов, которые мы использовали:

  • Изоляционные огнеупорные кирпичи;
  • Печной цемент;
  • Щипцы для тиглей;
  • Керамические клеммные колодки;
  • Высокотемпературный провод;
  • Форма для выпечки;
  • Графитовый тигель;
  • Термопара типа К;
  • Провод катушки нагревательного элемента;
  • ПИД-регулятор;
  • Угловой утюг 1 ”;
  • Тумблер 125/250 В;
  • Кабель питания 14 калибра.

Шаг 1: Изолированные огнеупорные кирпичи

Мы начали с 10 изолированных огнеупорных кирпичей. Есть несколько разных типов, поэтому обязательно используйте «мягкие» огненные кирпичи, такие как эти большие белые. Они обладают лучшими изоляционными свойствами по сравнению с «твердыми» огнеупорными кирпичами, которые представляют собой более мелкие кирпичи песочного цвета.

Читайте так же:
Рейсмус из рубанка своими руками чертежи

Вы можете использовать «твердые» кирпичи, если действительно хотите, но поскольку их функция в основном конструктивная, они проводят много тепла, и печи для литья потребуется очень много времени, чтобы нагреться до температуры, если вообще произойдет, поскольку будут большие потери тепла через поверхность кирпича.

Мы расположили кирпичи так, чтобы получился простой ящик для тигля, позволяющий загружать его сверху.

Шаг 2: Резка кирпичей

Мы разрезаем два кирпича пополам, чтобы поставить их в углы нашей конструкции. Эти кирпичи очень легко резать и придавать им форму, главное следить за тем, чтобы разрез оставался прямым.

Шаг 3: Делаем канавки для нагревательного элемента

Затем мы измерили три равномерно расположенных линии от пола литейного цеха до верхнего края по периметру внутренней части. Этим обозначены три ряда, в которые будет вставлена ​​электрическая катушка.

Используя квадратный напильник, мы проделали канавки в кирпичах и использовали кусок электрической катушки, чтобы обеспечить правильную глубину.

Шаг 4: Шлифование и склеивание

Мы сделали небольшую сборочную линию, чтобы сделать процесс немного управляемым. Мы запилили пазы для всех внутренних стен, а затем склеили готовые детали печным цементом.

Шаг 5: Сверление и окончательная склейка

На одной из коротких стенок мы сделали бороздки в виде наклонной поверхности, что позволяет нагревательному змеевику достигать следующего ряда. Здесь же мы хотели, чтобы концы нагревательной спирали выходили, поэтому просверлили небольшое отверстие с помощью стандартного сверла.

Затем мы склеили все стены печным цементом и дали ему застыть в течение ночи.

Шаг 6: Создание внешней структуры

Поскольку «мягкие» огнеупорные кирпичи действительно хрупкие, мы сделали простую металлическую конструкцию, чтобы защитить края литейного цеха.

Используя стальной уголок толщиной 1 дюйм, мы измерили длину всех внешних углов и сварили их вместе.

Чтобы не усложнять, мы просто перекрыли соответствующие части, а не ослабляли каждое соединение. Если у вас нет сварщика, вы также можете использовать гайки и болты, просверлив отверстие в каждом соединении и затянув гайки и болты.

Шаг 7: Электроника — регулятор температуры

Переходим к электрической части. Мы использовали ПИД-регулятор и твердотельное реле, термоизолированный провод и термопару типа K, которая показывает 0 — 1300 ° C.

Чтобы разместить все вместе, мы напечатали на 3D-принтере корпус и установили тумблер и электрическую розетку, которые мы вытащили из старого блока питания компьютера.

Мы приложили общую схему подключения для справки, но разные ПИД регуляторы могут иметь разные инструкции по подключению, поэтому дважды проверьте свою модель.

После того, как все было подключено и смонтировано в корпусе, мы прикрутили к металлической конструкции литейного цеха гайки и болты. Позже мы обнаружили, что конструкция немного нагревается и смягчает корпус, напечатанный на 3D-принтере, поэтому было бы полезно иметь изоляционный слой, такой как дерево.

Мы обязательно подключили заземляющий провод к монтажному болту, чтобы конструкция могла быть электрически заземлена для безопасной работы.

Шаг 8: Установка термопары

Затем мы измерили и просверлили отверстие для термопары.

Температура измеряется всего в 1 дюйме от кончика термопары, поэтому мы хотели расположить эту область ближе к полу литейного цеха, чтобы получить наиболее точные показания.

Мы сделали небольшой рычаг с небольшой регулировкой для установки термопары. После этого закрыли корпус.

Шаг 9: Нагревательный элемент

Используя катушку из стальной проволоки в качестве нагревательного элемента, мы рассчитали сопротивление около 9 Ом, чтобы дать нам достаточную мощность, не перегружая нашу схему на 20 А и давая нам приличный запас для включения других инструментов в цепи, если это необходимо.

Чтобы рассчитать, используя нашу схему 120 В с 9 Ом, измеренным на нагревательном элементе:

Ток = напряжение / сопротивление

Ток = 120 В / 9 Ом

Ток = 13,3 ампер, <Это намного ниже нашей схемы на 20 ампер

Затем мы можем вычислить нашу общую мощность:

Мощность = Ток x Вольт

Мощность = 13,3 А x 120 В

Мощность = 1600 Вт

Мы рассчитали, что для того, чтобы обернуть вокруг литейного цеха змеевик три раза для равномерного распределения тепла, нам нужно растянуть его на 2 метра.

После того, как мы использовали тиски для натяжения катушек, мы поместили их в пазы. Мы выпрямили оставшуюся стальную проволоку и профилировали скобы с помощью плоскогубцев, чтобы закрепить нагревательные спирали на стене.

Шаг 10: Окончательная разводка

Поместив нагревательные элементы во внутренние канавки, а концы выступают через отверстия, которые мы просверлили ранее, мы ввернули керамическую клеммную колодку в кирпич и прикрепили нагревательные катушки к одному концу клеммной колодки, а провода от ПИД-регулятора к другой конец.

Шаг 11: Зажигаем!

Спасибо, что прочитали нашу инструкцию! Если вам понравился проект, не забудьте поделиться им. Комментарии и отзывы всегда приветствуются.

Муфельная печь своими руками

Электрическую закалочную печь можно достаточно легко соорудить на базе тонкостенной ёмкости объёмом от 15 литров. Для самых компактных вариантов подойдёт обычное оцинкованное ведро, для более крупных можно задействовать бак от стиральной машины, технические ёмкости или, например, свернуть в цилиндр лист кровельного железа и одинарной складкой завальцевать дно. Оболочка не обязательно должна быть несгораемой, ей достаточно выдерживать температуру в 80–100 °С.

Корпус следует установить таким образом, чтобы просвет от поверхности составлял около 100 мм, для чего нужно приделать простейшие ножки. В качестве оных сгодятся резьбовые шпильки, согнутые скобой, края которых вставлены в отверстия в корпусе и затянуты гайками с двух сторон. Высоту ножек нужно сразу отрегулировать и надёжно законтрить гайки.

Читайте так же:
Как сделать печку для бани своими руками

В задней части корпуса необходимо проделать отверстие для подключения электрики. Лучше всего вырезать окно размерами 50х70 мм, а затем установить на это место панель из стеклотекстолита размерами около 100х120 мм. Подключение нагревательных элементов выполняется на шпильках, при этом можно вывести две или более пар для организации нескольких ступеней или работы от трёхфазной сети.

Нагревательные элементы

Первым этапом изготовления самой закалочной печи будет расчёт и поиск нагревательных элементов с последующей их сборкой в единый тепловыделяющий контур. Сделать это можно двумя путями: подбором готовых нагревательных спиралей или их самостоятельным изготовлением.

Выбрать спирали не очень сложно, нужно только гарантировать, что они изготовлены из соответствующего материала и имеют достаточное сечение. Для закалочных печей не рекомендуется использовать проволочные нагревательные элементы с толщиной проволоки менее 0,4 мм. Оптимальный вариант материала спирали — фехраль Х27Ю5Т или Х23Ю5-Н-ВИ. Важнейшее правило при работе с такими сплавами — не нагревать их до окончательного формирования и сборки тепловыделяющего контура.

Расчёт нагревательных элементов нужно проводить индивидуально с учётом размеров топки и соответствующей мощности нагрева. В качестве примера можно взять печь с размерами нагревательной камеры 150х100х300 мм. Чтобы нагреть такое пространство до температуры 1 100 °С, потребуется общая мощность нагревательных элементов около 4 кВт, однако наиболее экономичным нагрев будет при совокупной мощности спиралей в 5,5–6 кВт. При подключении к сети 220 В ток составит 28 А, а общее сопротивление нагревателя — 7,86 Ом.

Используя эти данные, мы легко найдём необходимую длину проволоки с известной электропроводностью. Среднее удельное сопротивление фехраля составляет 1,25 Ом·мм2/м. Если использовать проволоку диаметром 0,9 мм, её сечение составит 0,64 мм2, а значит, сопротивление одного метра будет равным 0,8 Ом. Таким образом, требуется создать нагревательный элемент с общей длиной проволоки 9,83 м. Чтобы скрутить спираль, нужно воспользоваться прутком-оправкой, предварительно рассчитав длину одного витка. Если спираль имеет наружный диаметр 8 мм, длина витка получится чуть более 25 мм, то есть всего нагревательный элемент будет состоять из 393 витков.

В поперечном срезе периметр камеры составляет 500 мм, при нормальной плотности укладки в топке глубиной 300 мм спираль размещается в 5 рядов с отступом от переднего края в 40 мм. Таким образом, общая длина спирали составляет 2,5 метра, навивку нужно равномерно растянуть до этой длины. Если грубо подсчитать, то после растягивания расстояние между витками спирали получится чуть более 5 мм, что обеспечит достаточную плотность нагрева. Если бы шаг оказался выше 8 мм, диаметр проволоки пришлось бы уменьшить, при шаге витков менее 3 мм — увеличить.

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.

Читайте так же:
Самодельные направляющие на подшипниках

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.

Теплоизоляция печи

В результате описанных действий получается практически готовая топка закалочной печи, её необходимо только поместить в корпус, надёжно закрепить и минимизировать теплопотери. Для этого и пригодится изготовленная заранее ёмкость на ножках.

Внутренний объём ёмкости нужно заполнить минеральной ватой плотностью 45–50 кг/м3. Вату нужно свернуть спиралью, сначала укладывая её под наружные стенки и постепенно продвигаясь к центру. Плотность укладки должна быть максимальной, но при этом саму вату нельзя повредить. В итоге в центральную складку нужно поместить топку в сборе. Если плотности ваты достаточно, нагревательная часть не будет проминать утеплитель своим весом. Все выводы спиралей нужно тщательно замотать стеклотканью, вставить между ними дистанционные проставки из обрезков минеральной ваты, а затем вывести через заднюю стенку, подключить на обратную сторону шпилек и установить панель на место.

Чтобы надёжно закрепить топку и установить дверцу, вату нужно примять и утопить на 6–8 см глубже бортов. Поверхность утеплителя нужно несколько раз сбрызнуть алебастровым молоком, чтобы вата отвердилась и перестала интенсивно впитывать влагу. После этого лицевая часть печи заливается смесью алебастра, песка и минеральной фибры. Пока состав не застыл, в него вмуровывают топочную дверцу или закладные для её крепления.

Автоматика с температурно-временными задачами

Существует три типа автоматики для закалочных печей. Стоимость организации управления печью повышается вместе с комфортом использования. Простейший вариант — простейший термостат с термопарой в качестве датчика температуры. Это устройство просто будет поддерживать заданную температуру с гистерезисом около 30–50 °С. Время выдержки контролируется вручную, как и момент достижения температурной точки.

Более продвинутая автоматика разрабатывается специально для электрических печей. Термоконтроллеры типа Autonics TCN4 обладают функцией пропорционального регулирования мощности, обеспечивая регулируемый гистерезис вплоть до 1 °С. Также прибор оснащён дополнительными функциями, такими как сигнализация о достижении заданной температуры. При желании канал сигнализации можно использовать для активации реле выдержки времени, установленного последовательно с термостатом.

Наиболее продвинуты в этом плане устройства автоматики для печей типа «Профиль-М». Они отличаются не только встроенными силовыми реле, но также возможностью более гибкой настройки. В таких контроллерах предустановлен таймер, а также есть возможность настраивать термообработку со сложным температурным профилем, последовательно задавая длительность промежутков времени, в которые должна поддерживаться определенная температура.

Как сделать муфельную печь

Сегодня мы расскажем, как сделать печь для лаборатории, которая занимается исследованием материалов при их нагреве. Муфельная печка используется для создания нужных температурных условий и позволяет проводить обжиг, закалку, старение, укрепление образцов. Чаще всего ее используют в работе со стеклянными изделиями и керамикой, а также для плавления металлов.

Муфельную печь применяют как для воздействия на материалы, так и для проверки их свойств в разных условиях

Изображение муфельной печи SNOL для температурного воздействия на материалы

Модели муфельных печей представлены в достаточно широком разнообразии. В зависимости от размеров и возможностей нагрева они применяются в разных отраслях:

  • Научно-исследовательской деятельности.
  • Медицине и фармацевтике.
  • Оборонной промышленности.
  • Производстве продуктов питания.
  • Сельском хозяйстве.
  • Косметологии.
  • Нефтехимии.
  • Изготовлении пластмасс.
  • Электротехнике и многих других.

При таком выборе моделей, зачем поднимать вопрос о том, как сделать печь для обжига самостоятельно? Дело в том, что заводское оборудование стоит недешево, а сконструировать оборудование своими руками не так уж и сложно. Тем более что вполне возможно купить оригинальные детали для него по умеренной цене.

В этой статье мы опишем конструкцию плавильной печи, а также расскажем, как правильно произвести расчеты и подобрать подходящие материалы для изготовления прибора.

Конструкция муфельной печи

Прежде чем рассказать, из чего состоит муфельная печь, разъясним значение термина. Итак, муфель – это камера, в которой повышается температура до нужных пределов. При этом материал, который обрабатывается, не контактирует с топливом, а также с газами, испарениями и другими продуктами сгорания.

Большинство муфельных печей работают на электричестве, то есть в этом случае продуктов горения не бывает. Но термин «муфельная печь» все же продолжает использоваться

Проще всего собрать печь, работающую с использованием электроэнергии, поэтому давайте разберем ее устройство. Конструкция муфельной печи включает:

  • Нагревательную камеру. Для ее создания применяется шамотный огнеупорный кирпич или плиты ШПГТ-450.
  • Теплоизоляцию. Располагается по наружной стороне камеры. Для уменьшения теплопотерь чаще всего берется базальтовая минеральная вата.

Если основным материалом выступает кирпич, то изоляционный слой делается толще, чтобы компенсировать потери тепла через стыковочные швы

Фотография печи для обжига с вертикальной загрузкой из кирпича с толстым слоем изоляции

  • Греющий элемент. В качестве источника нагрева выступает спираль, которая устанавливается на внутренних стенках камеры. Ее можно изготовить из проволоки самостоятельно.
  • Каркас. Сваривается из стального уголка и обшивается листовым металлом после установки камеры.
  • Дверцу. Имеет одинаковую толщину со стенками, на ней также прокладывается теплоизоляция. Снабжается запором для плотного прижатия к корпусу печки.
  • Систему управления. Для контроля нагрева необходимо выбрать терморегулятор. Подключение проводится по составленной схеме или приобретается готовый блок управления.
Читайте так же:
Упор для наждака своими руками

Инструменты и материалы для изготовления печи

Рассмотрим, как изготовить плавильную печь своими руками для керамики, старения материалов или для обжига готовых изделий. Приведем перечень инструментов, которые понадобятся для работы:

  • Электродрель, сверла по металлу.
  • Болгарка и шлифовальные круги.
  • Сварочный аппарат, набор электродов.
  • Саморезы.
  • Ножовка по дереву.
  • Шуруповерт.
  • Рулетка.
  • Линейка и угольник.

Сверло по дереву (16 мм) тоже пригодится – для выбивания ниш для греющей спирали

Фотография змеевидного шнекового сверла по дереву диаметром 16 мм

Перечислим также материалы, необходимые для того, чтобы самому сделать печь:

  • Огнеупорные плиты ШПГТ-450.
  • Стальной уголок и листовой металл.
  • Базальтовая вата с фольгой (в рулонах или блоках).
  • Термостойкий герметик.
  • Текстолит.
  • Наждачная бумага и круги.
  • Проволока и стальная труба (для самостоятельного изготовления спирали).
  • Элементы управления.

Что влияет на расчет электрического нагревателя для муфельной печи

Если Вы намерены сконструировать плавильное устройство полностью самостоятельно, то расчет муфельной печи будет включать также изготовление нагревательного элемента. Для того чтобы все правильно просчитать, понадобятся такие данные:

  • Габариты печки и внутренние размеры камеры.
  • Желательная мощность прибора.
  • Материал для создания спирали.
  • Максимально возможная температура нагрева.
  • Способ размещения нагревателя.

В результате этих расчетов спирали для муфельной печи определяется диаметр греющего элемента и длина проволоки для его создания.

Нагреватели чаще всего имеют спиральную форму и изготавливаются из термоустойчивой проволоки с высоким сопротивлением

Изображение нагревательных нихромовых спиралей разного диаметра

При составлении расчетов нагревателя муфельной печи одним из важнейших компонентов является выбор материала для спирали. Чаще всего применяется проволока:

  • Нихромовая. Название образовано от сочетания компонентов сплава – никеля и хрома. Основные достоинства – пластичность, прочность и долговечность. При нагреве качественные характеристики не меняются. Недостатком можно считать высокую стоимость.
  • Фехралевая. Называется по сокращениям феррум-хром-алюминий. Отличается доступной ценой, высоким сопротивлением, выделяет большое количество тепла. Жаропрочность выше, чем у идентичной спирали из нихрома. Нельзя превышать температуру нагрева в 1000ºС, поскольку материал становится хрупким. Может подвергаться коррозии в условиях повышенной влажности.

Как собрать систему управления муфельной печью

Сконструировать управление муфельной печью своими руками, как говорится, сложно, но можно. Расскажем, как сделать электрическую часть. Схема включает несколько элементов, соединенных в один блок. Его основные составные части:

  • Терморегулятор с нужным диапазоном нагрева. Бывает механическим или электронным.
  • Термопара. Предназначена для текущего измерения температуры внутри камеры и передачи данных на регулятор тепла. Устанавливается на заднюю стенку муфеля в специальное сквозное отверстие.
  • Твердотельное реле. Используется для стабилизации подачи электричества. Чаще всего крепится на радиатор охлаждения.
  • Выключатель. Устанавливается один прибор с двумя клавишами или два одноклавишных устройства.

Если есть возможность, то проще всего купить готовый блок питания со всем встроенным оборудованием, описанным выше, чем собрать блок управления муфельной печью самостоятельно.

Еще одна выгода от приобретения готового устройства в том, что при необходимости его можно использовать для других целей, отключив от муфельной печки

Пошаговая сборка муфельной печи

Прежде чем начать изготовление муфельной печи, стоит уделить внимание составлению проекта. На этом этапе определяются основные параметры устройства и проводятся все необходимые расчеты. По их результатам выясняется количество материалов, нужных для сборки прибора.

Приведем пошаговую инструкцию по изготовлению муфельной печи своими руками:

  • Разметка плит ШПГТ-450 согласно чертежа и их распил ножовкой по дереву.
  • Черновая сборка камеры, подгонка плит друг к другу.
  • Определение и разметка расположения нагревающей спирали.
  • Выравнивание поверхности плит методом затирки их поверхностей.
  • Создание запилов под укладку греющего элемента с соблюдением расстояний между полосами.
  • Высверливание сквозных отверстий для спирали вдоль разметки.
  • Соединение запилов с внутренними отверстиями – открытие каналов.
  • Финальная примерка подготовленных плит, при необходимости повторное притирание слишком больших зазоров между ними.
  • Склеивание боковых стенок и задней части при помощи термоустойчивого герметика.
  • Скручивание плит длинными саморезами.
  • Зачистка внутренних и наружных швов и поверхностей наждачной бумагой.
  • Обертывание печки фольгированной теплоизоляцией.
  • Изготовление каркаса. Лучше всего его собирать по чертежу, составленному заранее. При этом задняя часть собирается отдельно. Вся конструкция обезжиривается и покрывается составом, защищающим от коррозии.
  • Установка муфельной печи в каркас.
  • Наружная обшивка листовым металлом, его фиксация при помощи саморезов.
  • Укладка нагревательной спирали, выведение концов наружу через дно или заднюю стенку.
  • Навешивание дверцы на петли. Как сделать дверку для муфельной печи, описывалось выше. По этому вопросу можно найти немало видео в интернете.
  • Монтаж металлической пластины под дверцу для установки регулятора тепла и выключателя.
  • Подключение кабелей терморегулятора, выключателя и термопары к блоку управления.
  • Проведение заземления.

Конструирование муфельной печки включает множество разноплановых работ, не всем они под силу

Фотография муфельной печи для обжига материалов, сконструированной самостоятельно

После всех этих действия можно проводить предварительные испытания прибора. При первом включении выставляется средняя температура нагрева. Если устройство работает стабильно, ее можно повышать до максимальной.

По всем вопросам создания муфельной печи своими руками обращайтесь к консультантам ТД «Лабор».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector