Как сделать муфельную печь своими руками
Сделанная муфельная печь своими руками позволяет в домашних условиях заниматься обжигом керамики, закалкой и плавкой металла. Для творческих и мастеровитых людей такие печи просто незаменимы в осуществлении их деятельности.
Слово «муфель» означает ограниченное пространство, изолированное как от внешней среды, так и от непосредственного контакта с топливом и продуктами горения.
Обратите внимание
В камере может создаваться высокая температура — до 12500С и более, чем добиваются нужных высокотемпературных изменений в структуре обрабатываемых материалов.
В данной статье речь пойдет о том, как сделать муфельную печь своими руками в условиях домашней мастерской.
Назначение оборудования
Для чего нужна самодельная нагревательная камера в бытовых условиях? Она может предназначаться для различных нужд: обжига керамических изделий, закалки режущих стальных элементов и плавки металлов. Термичка камеры может нагреваться как за счёт электроэнергии, так и работать на газу.
Внешняя форма и внутренняя конструкция печи может принимать разные конфигурации. Главная задача заключается в том, чтобы добиться в ограниченном пространстве ёмкости определённого температурного режима.
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
Фарфор
Высохшую глину подвергают термообработке в два этапа. Первичный обжиг производят в интервале от 8000 С до 10000 С. Глина набирает прочность и обретает пористость. Затем её окунают в ёмкость с глазурью. Повторный обжиг осуществляют при разных температурах, в зависимости от назначения:
- натуральный фарфор — 14000 С
- столовый — 13500 С
- сантехнические детали — 12500 С
Фаянс
Применение тугоплавкого сырья при обжиге практически не образует жидкой фазы. Для созревания черепка изделия его обрабатывают при температуре 1200 — 12500 С. Повторная термическая обработка с нанесённой глазурью производится при нагреве 900 — 10000 С. Если требуется нанести роспись, то в третий раз возвращаются к первичному уровню температурного режима.
Майолика
Используют красные тугоплавкие глины. Термообработка требует точного соблюдения режима нагрева. При нагреве 9500 С получаются рыхлые непрочные изделия. При нагреве 10500 С, сырьё спекается в непригодную, плотную стекловидную массу. Чтобы точно выдержать степень нагрева 10000 С, необходимо встроить в камеру термопару с подсоединением печи к цифровому дисплею.
Повторный процесс обработки глазурованных материалов производят при температуре 900 — 950 градусов.
Закалка режущих металлических изделий
Упрочнение режущих поверхностей стальных инструментов путём термообработки называют закалкой металла. Закаливание металлических изделий делали люди с древних времён. Суть процесса заключается в обжиге металла до получения изменения структуры кристаллической решётки (полиморфное преобразование).
Металл доводят в нагревательной камере до раскалённого состояния при температуре 750 −8500 С.
Следует отметить, что некоторые марки стали закаляют в условиях более высокого нагрева, в пределах от 1250 до 1300 градусов.
Важно
Затем печь для закалки освобождают от раскалённых изделий, которые после подвергают резкому охлаждению в масляной среде или в воде. Таким образом добиваются повышения твёрдости металла.
Данный процесс важен для упрочнения режущих поверхностей стальных инструментов (ножей, свёрл, зубил, фрез и прочего). Закалку (отпуск) лучше производить в масляной среде. При отпуске раскалённого металла в воде, его поверхность покрывает масса пузырьков пара, что замедляет процесс.
Как правило, закалке подвергают готовые инструменты или заготовки из нержавеющей стали. Для этих изделий обычно не требуется закалочная камера большого объёма, поэтому лучше всего для этого подходит муфельная печь из предохранителя. Описание создания такой конструкции будет дано ниже.
Плавка цветных металлов
Муфельную печь удобно использовать для плавки цветных металлов, но к олову и свинцу это не относится. Температура их плавления настолько низка, что достаточно воспользоваться газовой горелкой бытовой кухонной плиты.
Для того чтобы расплавить такие металлы, как медь, бронзу и латунь, потребуется нагревательная ёмкость. Жидкую массу металла получают в тигле, которую затем заливают в специальные формы. Домашние мастера льют различные элементы декора светильников, мебели, статуэтки и многие другие поделки.
Температура плавки цветных металлов:
- медь — 10800
- бронза (в зависимости от марки) — от 9300 до 11400
- латунь в пределах от 880 до 950 градусов
Варианты самодельных муфельных печей
Наиболее популярные варианты муфельных печей — это конструкции, изготовленные из корпусов высоковольтных предохранителей, духовок, старых стиральных машин и даже глиняных горшков. В качестве теплоизоляции применяют керамический огнеупорный кирпич (шамот) и минеральную вату. Рассмотрим несколько способов, как сделать муфельную печь своими руками:
- Электрические печи
- Газовые нагревательные камеры
- Камеры на твёрдом топливе
Электрические печи
При создании камеры применяют электрические нагревательные элементы (проволоки из фехраля, нихрома, ТЭНы, открытые и закрытые спирали). В качестве теплоизоляции используют огнеупорную керамику (шамотные кирпичи) или минеральную вату типа МКРР 130.
Пошаговые инструкции изготовления муфельных печей
Инструкция сборки печи из корпуса высоковольтного предохранителя
Между витками расстояние должно сохраняться не менее 5 мм, для чего понадобится около 2 метров проволоки.
Ножки крепят саморезами.
Нагреть такую камеру можно до 1300 градусов. В камере удобно производить закалку стальных инструментов, расплавлять в тигле небольшую отливку из цветных металлов.
Изготовление муфельной печи из электрической духовки
Духовка бытовой электрической плиты идеально подходит в качестве муфельной печи для обжига керамических изделий. Духовой шкаф оборудован двумя ТЭНами, установленными вверху внутри и внизу снаружи камеры.
Камера изолирована фольгированной минеральной ватой. Мощности нагревательных элементов хватает для разогрева муфеля до 300 градусов.
Чтобы достичь требуемого уровня нагрева до 13000 С, поступают следующим образом:
Сборка такой печи для обжига керамики имеет ряд премуществ:
- Корпус духового шкафа уже оборудован просторной камерой для обжига
- Шкаф не требует никаких существенных усовершенствований, что обеспечивает значительную экономию финансов и трудозатрат
- Откидная панель с панорамным стеклом даёт возможность визуально контролировать процессы обжига изделий из глины и закалки стального инструмента
- Если не удаётся воспользоваться старым регулятором нагрева, к электрической цепи подключения духовки подсоединяют трансформатор
Как сделать муфельную печь из несгораемого сейфа
Внутренняя ёмкость несгораемого сейфа — это уже готовый муфель.
Получается отличная муфельная печь, в которой можно плавить цветные и драгоценные металлы. Чем больше внутренний объём несгораемого шкафа, тем больше возможностей для одновременной обработки мелких деталей или обжига объёмной керамики.
Изготовление простой мини муфельной печи
Для этого понадобится:
- пластиковая труба 60 мм длиной 0,5 м
- проволока фехраль и длиной около 2,5 м
- смесь жидкого стекла с мертелем
- бумага
- минеральная вата МКРР
- термопара с датчиком
- отрезок водосточной трубы длиной 0,6 м
- кусок жести
- саморезы
Приступают к сборке, следуя пунктам инструкции:
Инструкция сборки газовой муфельной печи
Нагрев ёмкости можно обеспечить газовой горелкой. Горелку помещают внизу шамотного колодца и подключают к газовому баллону.
Для изготовления газовой муфельной печи потребуется:
- Шамотный кирпич
- Металлическая бочка
- Большая газовая горелка от бытовой кухонной плиты
- Заполненный газовый баллон с редуктором
- Тренога из тугоплавкой арматуры
- Фитиль для розжига горелки
- Тигель
Приступают к сборке печи, следуя следующим пунктам инструкции:
Вместо газовой горелки в стенках из шамота закрепляют колосники от газовой водонагревательной колонки. Это даёт равномерный нагрев всего объёма ёмкости.
Нагревательные камеры на твёрдом топливе
В качестве муфеля на твёрдом топливе (дровах и угле) используют духовку домашней печи частного дома. Как правило, такая духовка может использоваться для закалки металлических изделий, приведения металлов в жидкое состояние с низкой температурой плавления. Для установления точных уровней высоких температур такая печь не годится.
Изготовление шамотной плитки своими руками
Лучший вариант — приобрести бывшую в употреблении футеровку доменных печей. Если такой возможности нет, огнеупорные кирпичи можно изготовить своими руками:
Самодельные тигли
В продаже можно найти тигли самых различных размеров. Для муфельной печи, собранной своими руками, может понадобиться тигель индивидуальной формы. Сделать самостоятельно такой сосуд нетрудно:
Процесс обжига и глазуровки детально описан в главе данной статьи «Обжиг керамики». Самостоятельное изготовление тигля не займёт много времени и сэкономит деньги.
Многообразие возможностей для изготовления различных моделей муфельных печей позволяет выбрать наиболее эффективную конструкцию для конкретного вида работы.
Муфельная печь своими руками – особенности изготовления устройства для обжига
Муфельную печь, в первую очередь, используют для термической обработки разнообразных вещей. В ней производят плавку, закалку и обжиг металлических, стеклянных, восковых и даже керамических материалов. Благодаря многофункциональности такого агрегата обеспечивается достаточно широкий температурный диапазон до 1000º C.
В случае необходимости иметь такой агрегат в своём арсенале его вполне можно смастерить самостоятельно, так как в магазинах цены на муфельные печные устройства достаточно высокие. Самостоятельная сборка такого агрегата достаточно быстрая, особенно если подготовить нужные материалы и инструменты.
Муфельная печь – основные разновидности
По типу элементов, используемых, для нагрева муфельных печей их классифицируют по следующим типам:
- работающие на электричестве;
- использующие для нагрева газ.
Сразу же хочется отметить, что муфельную печь, работающую на газу, соорудить своими руками не получится. В первую очередь, потому что такие домашние эксперименты наказуемы по закону. Зато электрический аналог печи доступен для самодельного производства каждому желающему. При этом по своей конструкции такие устройства делятся по следующим типам:
- горизонтальная муфельная печь как на фото;
- вертикальное или горшковое устройство для обжига;
- колпаковая печь, пример которой приведён на фото;
- трубчатая система.
Хочется отметить, что для сооружения своими руками подойдёт конструкция муфельной печи, в которой термическая обработка материалов происходит в воздушной среде. В свою очередь, устройства, работающие в вакууме, изготавливают только в заводских условиях.
Особенности работы муфельной печи
Прежде чем сооружать такое устройство необходимо разобраться с принципом его работы. Для начала, нужно определиться, на каком топливе будет функционировать муфельная печь: угле, электричестве, газе или дровах. При этом своими руками проще всего сделать электрическое устройство, состоящее из камеры для нагрева и качественной теплоизоляции.
Тепло в такой печи аккумулируется благодаря огнеупорному кирпичу, а термообработка материалов происходит в основной камере – муфеле. Для изготовления печи в домашних условиях в качестве муфеля подойдёт любая готовая огнеупорная форма или сделанная своими руками из шамотного кирпича или жаростойкой глины.
Очень важно понимать, что температура, при которой камера муфельной печи начнёт плавиться, должна быть выше, чем у обрабатываемых в агрегате материалов. При этом своими руками можно соорудить малогабаритную печь для плавки и обжига разных материалов в небольшом количестве.
Конструктивные составляющие муфельной печи
Для корпуса такого устройства подойдёт старая газовая плита, точнее сказать, её духовой шкаф или его электрический аналог. Чтобы старая духовка была пригодна для дальнейшего использования, с неё снимают все части изготовленные из пластика. Если готовой конструкции для корпуса дома не нашлось, то его сваривают из металлических листов 3 мм толщины.
Не меньшую важность имеет и теплоизоляционная часть муфельной печи, от качества которой зависит КПД и теплопотери такого устройства. В качестве внутреннего термоизоляционного слоя используют красный жаростойкий кирпич, который выдерживает высокие температуры до нескольких тысяч градусов.
Для дополнительной теплоизоляции сокращающей теплопотери по внешнему слою, прокладывают перлит или базальтовую вату. Асбестовые материалы применять не рекомендовано, так как в процессе их нагрева выделяются канцерогенные вещества.
В качестве нагревательных элементов внутри такого устройства используют спирали, для изготовления которых берут нихромовую или фехралевую проволоку толщиной в 1 мм. При этом нихромовый материал, а, точнее, проволока из никеля и хрома, достаточно пластичная и не подвержена коррозии.
Особенности и разновидности муфелей
Для изготовления муфеля могут использоваться разные материалы, при этом чаще всего применяют керамику или керамическое волокно.
- Керамика значительно снижает температурный перепад между камерой для обжига и электрическими теплонагревательными элементами, а также обладает высокими характеристиками теплопроводности. Однако нагрев керамического материала происходит очень медленно.
- Керамическое волокно, наоборот, нагревается практически моментально и поэтому можно использовать нагревательную спираль с меньшей мощностью. Однако такой материал, очень хрупкий и при максимальном нагреве, выделяет вредные вещества.
Материал и инструмент для сборки
Для того чтобы собрать печь для обжига керамики своими руками потребуется наличие следующих материалов и оборудования:
- электроболгарка;
- шамотный красный кирпич;
- электросварка;
- готовый корпус из металла или листовая сталь;
- металлические уголки;
- теплоизоляционные не горючие материалы;
- готовая нагревательная спираль или проволока из нихрома.
Для начала нужно определиться с корпусом устройства, от габаритов которого будет зависеть размер основной камеры печи. Это актуально для старой духовки или ведра. Если же корпус сваривается из листового металла, то его размеры подгоняются после сооружения муфеля.
Также рабочая камера для обжига изготавливается из шамотной глины или керамической трубы со средним диаметром. Поэтому сам процесс сборки муфельной печки своими руками имеет определённые нюансы.
Изготовление нагревательной спирали и сборка
Нихромовая проволока толщиной в 1 мм наматывается на стержень из стали с гладкой основой. При этом диаметр спирали не должен превышать 6 мм. Также важно следить, чтобы не происходило соприкосновения соседних витков во время намотки. Готовую спираль укладывают в канавки, прорезанные в шамотном кирпиче.
Хочется отметить для того, чтобы не происходило выпадания спирали во время нагрева, производят её замазку тонким слоем жаростойкой глины или прикрепляют в нескольких местах проволокой. Если в качестве муфеля используют керамическую трубу, то спираль наматывают по наружной стороне.
Чтобы завершить сборку муфельной печи для обжига своими руками, остаётся проделать ряд несложных работ, которые под силу каждому.
Для удобства желательно закрепить ручку для открывания основной камеры муфельной печи.
Как правильно сушить готовую муфельную печь
Сушить готовую муфельную печь своими руками нужно постепенно в хорошо вентилируемом месте.
- Время высыхания конструкции от 5 дней до нескольких недель.
- В случае интенсивной принудительной сушки глина, используемая при изготовлении печи, растрескается, и такое устройство будет нельзя использовать.
- Для проверки качества сушки муфельная печь включается на минимум и если отсутствует испарение влаги, то устройство полностью высохло.
Важно помнить, что обязательно соблюдать все правила техники безопасности при изготовлении и использовании такого высокотемпературного устройства.
Мини-муфельная печь
Для миниатюрных работ в качестве готовой муфельной печи как на фото используют резистор небольшой мощности до 150 Вт. Диаметр сопротивления мощностью 150 Вт составляет приблизительно 3,8 см. Размер приблизительный, так как диметр электрофарфоровой трубки каждым заводом определяется индивидуально.
Величина сопротивления проволочного резистора в 150 Вт при напряжении 220 вольт составляет 350 Ом. При этом слабыми местами использования сопротивления в качестве муфеля считаются контактные хомуты из латуни, которые требуют дополнительного теплоотвода, для которого используют медные полосы 2 мм толщины.
После крепления теплоотвода, который служит в качестве ножек, к клеммам проволочного резистора подсоединяют провода, подающие, питание, а теплоотводы изолируют несколькими слоями, негорючего, изолирующего материала, который в дальнейшем пропитывают жаростойким лаком.
На последнем этапе на муфель надевают обечайку из тончайшей листовой стали. По краям обечайка загибается внутрь под прямым углом, чтобы не повредить изоляцию на ножках. При этом полная отбортовка внутрь не нужна, так в обечайке качественно будет удерживаться изоляционный материал. На этом мини-муфельная печка готова.
Муфельные печи своими руками
Простая мощная муфельная печь
Dmitrij 16-11-2018, 23:09 3 098 Приспособления
В этой инструкции мы разберем, как своими руками сделать простую муфельную печь для плавки металлов. За 3 часа печь способна разогреваться до температуры около 800°C и это не предел. В ней легко можно плавить алюминий.
Собирается печь довольно легко, все материалы можно достать и стоят они недорого. В качестве изолятора используется печной кирпич и стекловата, а корпусом выступает кастрюля из нержавеющей стали. Для контроля температуры печь оборудована специальной электроникой, которую автор заказал из Китая, стоит она недорого.
Рассмотрим более подробно, как такая печь работает и как ее собрать!
Материалы и инструменты, которые использовал автор:
Список материалов:
– печной кирпич (шамотный);- стекловата (или другой изолятор);- кастрюля из нержавеющей стали (подходящих размеров);- нагревательный элемент – проволока х23ю5т длиной 18 метров и сечением 1 мм;
– контроллер температуры REX C-100;
– реле FOTEK SSR-40 DA;
– термопара для высоких температур;- корпус блока питания от компьютера.
Список инструментов:
– болгарка с диском по бетону;- чертежные принадлежности и бумага;- зажимы;- токарный станок;- дрель.
Процесс изготовления печи:
Шаг первый. Работаем с кирпичом
Для начала нам нужно особым образом обрезать кирпич, чтобы выложить из него печь. Автор соорудил для таких целей специальную станину для болгарки. Кирпич используется шамотный, такой продается во многих строительных магазинах. Режется кирпич очень просто при помощи болгарки и диска по бетону. Всего автор использовал для своего проекта 6 кирпичей.
Шаг второй. Изготовление и установка нагревательного элементаВ качестве нагревательного элемента автор использовал проволоку х23ю5т, она по цене оказалась дешевле нихрома, а по качеству лучше. Всего такой проволоки диаметром 1 мм понадобилось 18 метров. Из нее понадобилось изготовить спираль. Тут на помощь пришел токарный станок.
В итоге изготовленная спираль потребляет 1.7 кВт тока.
Для установки спирали в кирпичах нужно прорезать канавки. Спираль практически никак не фиксируется, один конец выходит сверху печи, а другой снизу. Спираль цельная, Как кольца соединены между собой, можно видеть на фото. Спираль в этих местах просто растянута в проволоку.
Совет
Чтобы вся эта конструкция не рассыпалась до установки в кастрюлю, стягиваем ее проволокой, желательной стальной.
Шаг третий. Сборка печиВ качестве корпуса для печи используется кастрюля из нержавеющей стали. Плюс в этом таков, что нержавейка не боится сильного нагревания.
Между кирпичом и кастрюлей есть зазор в 3 см, сюда укладывается изолятор в виде минеральной ваты. Конечно, такой изолятор слабоват и печь имеет повышенную теплопотерю. В будущем автор хочет изменить конструкцию, эта была сделана в качестве эксперимента. Не забываем также установить кирпичи на дно печи и установить изолятор.
В стенках кастрюли сверлим отверстия и выводим концы спирали для подключения ее к источнику питания.
Шаг четвертый. Установка электроники и испытания
Далее нам нужно установить контроллер, с помощью которого мы будем управлять температурой в печи.
К контроллеру подключен термометр (термопара) для печей, который способен выдерживать температуру от 600°C до 1000°C. А так как подключить к контролеру нагревательный элемент не получится напрямую, нам понадобится еще силовое реле.
Электроника устанавливается в корпус от компьютерного блока питания, который прикручивается на некотором расстоянии от печи, чтобы избежать перегрева. На выходящие из печи концы проволоки устанавливаем керамические изоляторы.
Вот и все, печь можно тестировать, автор решил в качестве эксперимента расплавить алюминий.
В качестве тигля была использована эмалированная кружка с отрезанной ручкой. Печь без труда справилась с такой задачей.
Конечно, для более эффективной работы нужно будет еще улучшить изоляцию и изготовить крышку для печи. В целом, самоделка получилась удачной, надеюсь, вам проект понравился. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить. Не забывайте делиться своими самоделками с нами!
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Идея
Описание
Исполнение
Итоговая оценка: 9.29
Как изготовить муфельную печь своими руками
Муфельная печь является нагревательным прибором, состоящим из огнеупорной камеры. Предмет помещается в муфель и видоизменяется под воздействием высоких температур. Сделать муфельную печь своими руками можно при помощи старой духовки или стиральной машины.
Что представляет собой муфельная печь?
Муфельные печи используются в самых разных целях:
- для переплавки металлов;
- обжига керамических изделий;
- для выравнивания деформированных поверхностей различных материалов;
- выпаривания влаги из вещества;
- быстрой и эффективной сушки различных изделий.
В зависимости от типа печи, можно нагреть объект до температуры от 100 до 2000 градусов. Муфельные печи чаще всего работают от газа или электричества. Но можно сконструировать устройство, которое будет функционировать от процесса горения дров или горючих веществ.
Муфель изготавливают из жаропрочных материалов, которые не пропускают продукты горения к помещенному в них веществу. В муфеле может происходить обработка не только в воздушной среде. Существуют муфельные печи с нагревом материала в вакууме. Вместо воздуха также могут использоваться такие газы, как водород, аргон, гелий или азот.
Герметичность камеры создает равномерное воздействие тепла на объект. Нагревается муфель достаточно долго, а также это требует больших энергозатрат.
Создание корпуса муфельной печи
Корпус муфельной печи можно создать самому или же воспользоваться заготовками. В качестве заготовки можно использовать старую духовку, электрическую печь или прямого нагрева, холодильник, стиральную машину. Также обязательно стоит учесть, что необходимо удалить все детали из пластика, так как они не приспособлены к высоким температурам.
Корпус можно создать своими руками. Для этого подойдет листовой металл. Следует выбирать материал, толщина которого более двух миллиметров. Из него следует сделать прямоугольную коробку при помощи сварочного аппарата.
Для создания корпуса подойдет листовой металл
Если вы хотите сконструировать цилиндрическую муфельную печь, стоит изогнуть металл в радиус и заварить шов.
Чтобы защитить металл от коррозии, желательно покрыть печь специальной огнеупорной краской. Улучшит свойства печи специальный термоизоляционный слой. Он служит для уменьшения теплопотерь, тем самым увеличивая жар в камере. Для термоизоляционного слоя можно использовать базальтовую вату, а также перлит.
Изготовление муфеля
Чтобы самостоятельно сконструировать муфельную печь, в первую очередь стоит сделать огнеупорную камеру. Не каждый материал подойдет для этих целей.
Специальную камеру можно изготовить из шамотного кирпича.
Он отлично подойдет как для прямоугольной, так и для цилиндрической печи. Правда, в форме цилиндра выложить кирпичи довольно сложно. Для этого необходимо вырезать при помощи болгарки одинаковые трапеции.
Для небольшой печи понадобится около 7 кирпичей.
После стоит соединить их вместе при помощи проволоки, а также проверить, чтобы они плотно состыковывались. Неровности можно также подкорректировать при помощи болгарки.
Обратите внимание
Далее следует выложить кирпичи в ряд и сделать несколько канавок для проволоки, которая в будущем будет нагревательным элементом. Важно сделать канавки таким образом, чтобы проволока нигде не соприкасалась.
Для этого стоит на одном из кирпичей разместить углубления под наклоном. Канавки должны быть шириной в 7-8 миллиметров, расстояние между ними – не менее 2 сантиметров.
Соединяются кирпичи при помощи термостойкого клея. Также можно использовать смесь из глины, порошка шамотного кирпича и кварцевого песка.
Для изготовления муфеля подойдет и обычная глина, так как самодельная печь не будет работать с экстремальными температурами. Глина нуждается в предварительной обработке.
Из картона или листа фанеры сконструируйте небольшой прямоугольник, который по размерам будет совпадать с задуманной муфельной камерой.
Обязательно подсчитайте по размерам, будет ли данная камера свободно помещаться в корпус печи.
Макет камеры стоит покрыть снаружи глиной толщиной в несколько сантиметров. Глина должна высохнуть в течение 5 дней. После обязательным действием является обжиг глиняной конструкции. Лучше всего обжигать материал в угольной печи, так как необходима температура не менее 700 градусов. Если все условия будут соблюдены, получится достаточно прочная и огнестойкая камера.
Как сделать нагревательный элемент?
В качестве нагревательного элемента используется проволока. Можно использовать нихром или фехраль. Проволока из нихрома выдерживает до 1100 градусов. Но нихром может сгореть от малейшего контакта с воздухом.
Фехраль может выдерживать температуру до 1300 градусов, при этом от воздуха проволока не портится.
Минимальный размер проволоки, которую нужно использовать – 1 миллиметр.
В зависимости от типа муфельной камеры, различны способы прикрепления нагревательного элемента.
Муфель из керамики обматывают проволокой
Закрепляется нагревательный элемент на кожухе при помощи глины, расстояние между каждым витком должно быть около 2 миллиметров. Скрепляющий слой также следует сушить в течение нескольких дней и обжечь в угольной печи.
Важно
В шамотный муфель необходимо установить нагревательную спираль. Ее можно сделать самостоятельно из нихромной или фехральной проволоки. Для этого необходимо равномерно намотать проволоку на цилиндрический объект. Подойдет карандаш, тонкий пруток из металла или сварочный электрод. Диаметр спирали должен получиться в 6 мм.
Обязательно нужно следить за тем, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе произойдет короткое замыкание. Спираль необходимо провести в специальных углублениях, проделанных в шамотном кирпиче. Обязательно нужно закрепить витки.
Это можно сделать при помощи проволоки или изготовить замазку. Для замазки можно использовать глину. В корпусе сверлятся отверстия, через которые необходимо вывести концы проволоки. Для подключения спирали к сети нужно использовать кабель.
Нагрев муфеля при помощи газа
Самодельная муфельная печь может работать не только от электричества, но и под воздействием газовой горелки. Такой нагревательный элемент можно приобрести или же сделать самому.
Для создания газовой горелки необходима металлическая труба длиной в 10-15 сантиметров. Диаметр трубы не должен превышать несколько сантиметров. Сначала следует сделать возле края сквозное отверстие для подвода газовой трубки. Также перпендикулярно ему необходимо сделать несколько односторонних отверстий. Они необходимы для поджигания устройства.
Для газовой горелки вам понадобится металлическая труба длиной в 10-15 сантиметров
Газовая трубка изготавливается из меди, ее диаметр не превышает 0,8 сантиметра. На обоих концах трубки необходима резьба.
Посередине устройства нужно сделать небольшое несквозное отверстие для выхода газа. Одно отверстие необходимо закрыть при помощи заглушки, к другому подвести газовый баллон.
При совмещении элементов устройства обязательно следует установить клапан между шлангом и горелкой, так как он будет защищать конструкцию от возгорания.
Особенности сборки муфельной печи
Муфельную печь необходимо правильно собрать, чтобы она долго прослужила. Стоит воспользоваться несколькими основными рекомендациями:
Муфельная печь, сделанная своими руками, по температуре нагрева значительно уступает промышленным аппаратам. В ней нельзя переплавить металл, а также сложно работать со стеклом.
Но агрегата, сделанного самостоятельно, будет вполне достаточно, чтобы совершить обжиг керамического изделия в домашних условиях.
Главное не пренебрегать установкой защитных элементов от перепадов напряжения или утечки газа.
Как своими силами сделать муфельную печь – Школа по утеплению дома
ГлавнаяОтопительные печиКак своими силами сделать муфельную печь
02.02.2016
Практически для каждого из нас муфельная печь является ненужным устройством. А нужны такие печи исключительно людям тех профессий, которые связаны с выплавкой, обжигом керамики или же изготовлением ювелирных украшений.
Помимо этого, при помощи муфельных печей можно создавать монокристаллы, а в медицине – применять их для стерилизации при высокой температуре. Самый дешевый «магазинный» вариант прибора стоит примерно 30 тысяч рублей, что, безусловно, по карману далеко не каждому.
Но если в памяти сохранилось что-то с курса физики в школе (речь идет преимущественно о термодинамике), то можете сделать муфельную печь своими руками.
Классификации таких печей
Существует несколько классификаций описываемых приборов. Так, по конструктивным особенностям такие печи бывают:
Более того, термическая обработка изделий может совершаться не только в воздухе, но и в специальном газе или же вакууме. Но, что характерно, дома возможно применение только воздуха.
Есть еще одна классификация. По типу нагревательного элемента описываемые приборы могут быть:
Применение газовых печей обходится существенно дешевле, но делать их своими руками нельзя – это запрещается законодательством. Что же касается электрических приборов, то они будут стоить дороже, зато обладают одним важным достоинством – пользователь сможет самостоятельно регулировать температурный режим.
Теперь – непосредственно к процессу изготовления!
Вариант №1. Изготовление вертикальной муфельной печи
Такой вариант наиболее удобен в использовании, поэтому начнем именно с него. Сама процедура изготовления (при условии наличия качественной инструкции, разумеется) не представляет собой ничего сложного. Традиционно, работа начинается с подготовки всего необходимого.
Этап 1. Оборудование и расходные материалы
Для создания печи вертикального типа потребуется следующий перечень оборудования/материалов.
Также этап подготовки включает в себя знакомство с основными конструктивными элементами прибора. Таковых есть несколько, ознакомимся с ними.
Теперь немного об изготовлении корпуса для будущей печки. Для этого понадобится лист металла, из которого вырезается кусок прямоугольной формы необходимого размера. Этот прямоугольник сворачивается в «трубу», а швы завариваются при помощи сварочного аппарата.
Готовый цилиндр окрашивается при помощи огнестойкой краски, затем, когда она высохнет, с одной стороны приваривается заранее вырезанный из металла круг (это будет дно). После этого корпус укрепляется при помощи арматурных прутов.
Важно заранее рассчитать объем корпуса – в него ведь еще нужно поместить слои термоизоляции.
Этап 2. Непосредственно изготовление печи
Теперь приступаем к самому изготовлению. Алгоритм необходимых действий приведен ниже.
Шаг 1. Внутренние поверхности корпуса выкладываются при помощи каменной минеральной ваты.
Шаг 2. После этого обустраивается термоизоляция – она, как уже отмечалось выше, выполняется из огнеупорного кирпича. Процедура выглядит следующим образом: внутри цилиндра состыкуются семь кирпичей так, чтобы была образована труба. Впоследствии эта труба будет выполнять функции рабочей камеры.
Все кирпичи необходимо сложить в ряд и сделать на них отметки, согласно которым будет производиться обрезка. После этого кирпичи обрезаются так, чтобы их форма в результате позволяла сложить из них полую трубу.
Для упрощения работы каждый из кирпичей желательно пронумеровать. Когда резка будет закончена, трубу следует собрать и стянуть при помощи проволоки.
Затем она проверяется на предмет симметричности, при необходимости положение кирпичей корректируется.
Шаг 3. Проволока из нихрома закручивается в спираль, диаметр которой составляет 0,6 сантиметра, посредством накручивания на любую основу (это может быть, к примеру, карандаш). Далее кирпичи вынимаются из цилиндра и повторно укладываются в ряд.
Шаг 4. Спираль следует приложить к кирпичам для того, чтобы обозначить будущие канавки. При помощи монтажного уровня проверяется правильность каждой из линий. Должно получиться так, чтобы спираль от днища к самой верхней части конструкции. Витки не должны соприкасаться, в противном случае возможен риск короткого замыкания, а муфельная печь своими руками может выйти из строя!
Шаг 5. Между двумя кирпичами необходимо вставить 3 полоски, выполненные из керамической плитки (с их помощью будут выводиться концы спирали), в которых сделан каналы из полипропилена под проволоку. Благодаря этим каналам впоследствии существенно упростятся ремонтные работы.
Шаг 6. Вся конструкция устанавливается в стальной цилиндр. Важно, чтобы перед этим на дно был уложен еще один кирпич, покрытый специальным огнеупорным клеем. Также в корпусе просверливается пара отверстий в требуемых местах для того, чтобы вывести керамические каналы.
Шаг 7. Крышка будет изготовлена из того же стального листа. По габаритам корпуса вырезается круг, для пущей надежности поверх крышки укладывается еще одна единица огнеупорного кирпича.
После этого необходимо приварить ручку, железную щеколду, а также навес. Края круга, которые соприкасаются с корпусом, обрабатываются огнестойким силиконом.
Что характерно, наносить силикон можно исключительно на обезжиренные поверхности.
Шаг 8. Конструкция практически готова, остается лишь произвести пробный запуск. Но до этого необходимо установить прибор в проветриваемом и теплом месте, чтобы тот окончательно высох.
Применение каких-либо нагревательных устройств запрещается, т. к. из-за этого кладка может потрескаться. Когда конструкция высохнет, спираль необходимо подключить к автомату.
После этого настраивается мощность и нужный температурный режим.
В ходе дальнейшей эксплуатации крышка в обязательном порядке должна быть плотно закрытой. Теперь ознакомимся с еще одним вариантом изготовления – в этот раз горизонтальным.
Видео – Муфельная печка
Вариант №2. Создание горизонтальной конструкции
Процедура изготовления во многом схожа с описанной выше, но существенные отличия все же имеют место быть. Корпус может быть изготовлен из старой духовки, стиральной машинки или, как вариант, листов стали (толщина последней должна составлять как минимум 0,2 сантиметра). Процедура состоит из двух этапов, ознакомимся с ними.
Этап 1. Подготовка всего необходимого
Помимо корпуса, для изготовления муфельной печи своими руками понадобится следующее оборудование.
Если нечего использовать в качестве корпуса, его опять же придется делать «с нуля». Для этого нужно вырезать из листов стали стенки нужных размеров и сварить их в единую конструкцию. После этого приваривается верхняя часть и днище. Снаружи дно укрепляется при помощи металлических элементов, по углам привариваются ножки, сделанные из уголков. Теперь можно приступать к дальнейшим действиям.
Этап 2. Инструкция по изготовлению
Шаг 1. Основание корпуса укладывается 10-сантиметровым термоизоляционным слоем. Во избежание деформационных процессов поверх изоляции укладываются отрезки металлических уголков. Поверх уголков укладывается лист металла нужных размеров. Аналогичная процедура проделывается и со стенками корпуса.
Шаг 2. Теперь приступаем непосредственно к кладке и подключению нашего устройства.
Кладка кирпича начинается с днища, применяется огнестойкий клеящий раствор (он замешивается так, как того требует инструкция изготовителя). Важно, чтобы ширина швов между кирпичами не превышала 5 миллиметров.
Шаг 3. При формировании кирпичный стенок используется новый раствор – в этот раз необходимо добавлять цемент.
Пропорции должны быть следующими: на каждый килограмм готовой смеси должно приходиться порядка 300 граммов цемента. Выполнение кладки возможно лишь по окончании монтажа каменной ваты и металлических листов.
Хотя можно обойтись и без термоизоляционного слоя, но лишь при условии, что кирпичи будут укладываться плашмя.
Шаг 4. Кирпичи укладываются сверху вниз, при этом соблюдается перевязка швов. При необходимости они обрезаются при помощи болгарки.
Шаг 5. После кладки стенок можно приступать к верхней части корпуса. Здесь крайние кирпичи необходимо уложить на ребра боковых стенок, причем должен соблюдаться незначительный подъем. Для изготовления центральной части кирпичи обрезаются до трапециевидной формы и фиксируются на раствор.
Шаг 6. Один кирпич крепится к дверке. По окончании укладки он должен создать выступ, который будет входить внутрь корпуса, когда муфельная печь своими руками будет закрыта. Далее привариваются петли, а сама дверка притирается. Важно, чтобы щели между корпусом и дверкой были минимальными.
Шаг 7. Далее по периметру дверки укладываются термоустойчивый уплотнитель, который предотвратит утечки тепловой энергии при эксплуатации.
Совет
Торцевые кирпичи покрываются солидолом, а выступ двери по периметру обрабатывается силиконовым герметиком. Далее дверку следует прикрыть, чтобы силикон обрел требуемую форму. Излишки солидола удаляются при помощи спирта.
Это будет своего рода уплотнитель, которые в дальнейшем нужно периодически обновлять.
Шаг 8. Начинаем изготовление спирали. Для этого проволока накручивается на какой-то основание (так же, как в предыдущем способе), после чего под полученный диаметр спирали проделываются канавки под нагревательный элемент. Спираль укладывается в эти канавки.
Шаг 9. Создается два контура, что позволит в дальнейшем регулировать температурный режим. После этого проволока выводится наружу и крепится болтами к пластинке, выполненной из керамики.
Шаг 10. Остается лишь позаботиться и переключателе. С одной стороны он оснащается двумя контактами – нулем и фазой, – а с другой тремя.
Переключатель крепится таким образом, чтобы тумблер располагался снаружи, подводятся провода.
В результате в первом режиме контуры будут функционировать последовательно, во втором будет работать лишь один контур (тот, что находится снизу). Наконец, в третьем режиме функционирования оба контура будут работать одновременно.
Видео – Самодельная муфельная печка
Вариант №3. Изготовление простой муфельной печи
Самой примитивной печкой для обжига небольших керамических изделий является та, что показана на изображении ниже. Как видим, для изготовления такой конструкции потребуется всего лишь глиняный горшок и электрическая плитка.
Под печку подкладывается огнеупорный кирпич, для регулировки мощности применяется тиристорный регулятор либо, как вариант, ЛАТР.
Что характерно, термопару совсем необязательно помещать внутрь горшка – при таких незначительных размерах процедуру можно контролировать и визуально: в сумерках бока такого горшка будут отдавать красным свечением.
При появлении такого свечения необходимо начинать отсчет – это может занимать от четырех до двенадцати часов, в зависимости от конкретного изделия. Если наблюдается перекал, то мощность следует убавить.
Если конструкция будет иметь большие размеры, то большим должен быть и муфель (смотрите следующую картинку), в идеале – бочонок, выполненный из фаянса. В дне необходимо проделать небольшое отверстие (применяйте для этого алмазное сверло) под термопару и выпуск излишков воздуха.
Основание собирается «насухую» из того же огнеупорного кирпича, фиксация производится при помощи рамы, сделанной из металлических уголков. Изнутри проделывается несколько кольцевых канавок (обязательно с переходами), в которые помещается нагревательный элемент.
Заключительный этап – это наружная обечайка с использованием оцинковки. Обечайка будет съемной, ее надевают лишь после установки прибора и накрытия муфелем. Зазор между муфелем и обечайкой следует засыпать асбестом.
Обратите внимание
Сама процедура обжига изделий ничем не отличается от описанной выше, единственное отличие – температура будет регулироваться термопарой. Размеры бочонка значительные, а стенки – толстые.
Поэтому даже без обечайки в тот момент, когда муфельная печь своими руками засветится, керамика попросту пережжется.
Вариант №4. Изготовление миниатюрного муфеля
Если планируется выполнение мелких работ, то в качестве муфеля можно применить проволочный резистор (либо ПЭВ, либо ПЭ) мощностью от 50 до 150 ватт. Что касается внутреннего диаметра, то он может варьироваться между 20 и 38 миллиметрами. Конкретную цифру сказать трудно, поскольку электрофарфоровые трубки разные, существуют разные их размеры (многое зависит и от производителя).
Для латунных хомутов потребуется теплоотвод. Он изготавливается из полосок меди толщиной в 0,2 сантиметра (это показано на изображении ниже). Подойдет и эмалированная шина из меди – эмаль будет дополнительно изолировать.
После монтажа теплоотводов к резистору подключаются питающие кабели. Сами теплоотводы изолируются специальной стеклолентой, причем витки в данном случае должны на 1/2 перехлестываться. Изоляционный слой обрабатывается термоустойчивым лаком.
Заключительным этапом работы является надевание обечайки и ее набивка термоизоляцией. Края заранее выгибаются под углом в 90 градусов, дабы не повредить изоляцию теплоотводов. Все, резисторная муфельная печь своими руками готова к эксплуатации!
