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

Муфельная печь своими руками: секреты изготовления

Содержание

Муфельная печь своими руками: секреты изготовления

Как это ни удивительно, но есть в наше прагматичное время люди, которым интересно заниматься обжигом любительской керамики, ювелирными самоделками или проводить физические опыты. Для этого энтузиастам необходима высокотемпературная газовая или электрическая муфельная печь. Но готовая печь в магазине стоит совсем недёшево. Поэтому может быть изготовлена муфельная печь своими руками. Тем домашним мастерам, которые сами привыкли делать ремонт и монтировать оборудование, выполнение этой работы своими руками не окажется слишком сложным.

Что такое муфельная печь

Муфельная печь — нагревательное устройство, предназначенное для нагрева чего-либо до заданной температуры

Муфельная печь — это термический прибор, предназначенный для нагревания материалов до заданной температуры. Состоит из нагревательной камеры и капсулы (муфеля), в которую помещается обрабатываемый предмет.

Сфера применения устройств довольно обширна:

  • Лабораторный анализ. Свойства многих минералов проявляются при высокой температуре.
  • Кузнечное дело. Разогрев заготовок при сохранении их формы и отсутствии окалины.
  • Закаливание металла. При термической обработке меняется кристаллическая структура, повышается прочность и жесткость.
  • Плавка. Выделение нужной субстанции из неоднородного сырья. Так получают слитки алюминия, золота и серебра.
  • Отжиг. Способствует достижению заданной микроструктуры при создании деталей из нескольких компонентов.
  • Обжиг. Придание предметам нужных свойств, таких как твердость, презентабельность, устойчивость к влаге и химическим реагентам.
  • Термообработка. Удаление из вещества воды, кислоты, масел и прочих жидкостей с целью полного высушивания.
  • Отпуск. Снятие внутренних напряжений после проведения плавления или закалки, достижение пластичности.
  • Озоление. Удаление посторонних примесей путем их сжигания. Определение наличия минералов в исследуемом сплаве.

Использование функций устройств позволяет получать красивую керамику, сувениры, уникальные изделия из металла.

Эксплуатация агрегата

Естественно, что для самодельного изготовления прибора необходимо четко понимать принцип работы устройства, иначе работа изначально будет обречена на провал. Начать стоит с того, что в качестве топлива для работы печи можно использовать четыре источника: электричество, газ, уголь, дрова. Так как будет изготавливаться муфельная печь своими руками, то рекомендуется браться за выполнение электрического варианта источника питания. Состоит он из двух основных компонентов: нагревательной камеры и теплоизоляции, сохраняющей тепло внутри. В качестве аккумулятора тепла нужно использовать кирпич огнеупорного типа. Термическая обработка проходит внутри рабочей камеры — муфеля. Отсюда и название агрегата. Чтобы собрать муфельную печь своими руками, лучше всего использовать фарфоровую форму, к примеру, из керамических плит.

Естественно, нужно учесть тот факт, что температура плавления выбранного материала для формы должна быть выше, чем температура плавления обрабатываемого материала. Чаще всего самодельная муфельная печь своими руками, изготовленная из таких материалов, используется для плавки небольшого количества металла за раз, а также для закаливания инструментов.

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.

Читать еще:  Электрокамины из дерева: делаем правильно

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.

Основные элементы конструкции

Планируя изготовить муфельную печь собственноручно, в первую очередь определитесь с размером агрегата. В зависимости от того, какую температуру для плавки вы планируете поддерживать внутри, вам нужно определиться с количеством следующих материалов:

  • нихромовая проволока. Эта деталь является неотъемлемой частью конструкции и отвечает за нагрев;
  • листовой металл, из которого будет изготовлена камера. Если у вас имеется корпус от старой духовки или холодильника, используйте его;
  • оцинкованная сетка;
  • кирпич;
  • самодельная или уже готовая дверь для камеры;
  • любой кровельный утеплитель не менее 1 см толщиной;
  • огнестойкий клей;
  • металлический уголок.

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

  • электрические;
  • газовые.

По предназначению они делятся на:

  1. для плавки металла;
  2. для обжига керамики;
  3. для плавки стекла;
  4. для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

Промышленная муфельная печь с автоматикой

Но печи, работающие на газу сделать в домашних условиях невозможно, хотя газ и дешевле электричества, так как подобные эксперименты запрещены законодательством. Электрическое управление печью обеспечивает удобство регулирования температурного режима.

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

  • горизонтальные (наиболее простые);
  • вертикальные или горшкового типа;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Нагрев может производиться в воздушной среде, в вакууме или в газовой среде. В домашних условиях есть возможность только для конструирования печи с термической обработкой изделий в воздушной среде.

При самостоятельном выполнении муфельной печи ей можно придать желаемую форму и объем, оформить ее в подходящем для интерьера стиле.

Основные части конструкции

  1. Внешняя часть печи, оболочка (корпус).В качестве корпуса для будущей муфельной печи удобно использовать вышедшую из употребления газовую плиту, точнее духовку от нее или электрическую печку. Для их использования демонтируют все пластиковые детали. В случае, когда нет возможности использовать такие варианты корпуса, его сваривают из листового металла (толщина не менее двух миллиметров).
  2. Теплоизоляционный слой. Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет. Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.

Огнеупорный шамотный кирпич для внутренней отделки муфельной печи

Спирали скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки

Список материалов и инструментов для сборки конструкции

  1. болгарка (машинка для шлифовки и резки материалов) с отрезными кругами для металла;
  2. сварочный аппарат;
  3. листовая сталь толщиной >2мм;
  4. металлические уголки;
  5. шамотный огнестойкий кирпич;
  6. огнеупорная смесь;
  7. силикон термостойкий;
  8. базальтовый термоизолятор (вата, плотностью 200 кг/м 3 ) или перлит;
  9. защитные очки и респиратор;
  10. нихромовая (фехралевая) проволока сечением 1 мм;
  11. кусачки или ножницы по металлу.

Электрическая и газовая печь для обжига керамики: в чем отличие

Создание качественной муфельной печи непременно потребует не только присутствие соответствующего материала. Нужно изучить устройство и конструкцию данного прибора. Для того, чтобы можно было самостоятельно изготовить качественную печь, нужно понимать и принцип ее работы.

По типу потребляемой энергии данное устройство делится на два вида – газовые и электрические. Это разделение дает возможность использовать в печи различные источники энергии, разогревающие пространство внутри рабочей конструкции.

Наибольшей популярностью пользуются печи с установленными электрическими элементами прогрева. Это позволяет все время контролировать температуру в муфеле, и при необходимости ее регулировать.

Особенности современной муфельной печи:

  • Объём внутреннего пространства;
  • Метод и способ нагрева муфеля;
  • Наличие особенных защитных функций и формул;
  • Рабочие температурные параметры.

Кроме того, печи можно разделить по типу использования. Это могут быть производственные и частые приборы.

Материалы и инструменты для сборки конструкции

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

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

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

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

Кладка огнеупора

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

Читать еще:  Схема кладки камина: готовимся к работе

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

Процесс изготовления огнеупорной камеры

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

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

Подгонка и разметка

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

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

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

Пошаговую инструкцию по сборке печи Бубафоня вы найдете тут.

Русская печь до сих пор остается актуальной, а ее постройка дело довольно трудоемкая. Но если трудности вам не страшны и вы хотите изготовить печь своими руками, вам поможет пошаговая инструкция по постройке: https://4air.ru/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/russkie-svoimi-rukami.html. Рассмотрим правила и этапы кладки печи.

Изготовление спирали для муфельной печи

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

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

Спираль ТЭНа муфельной печи

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

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

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

Камера

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

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

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

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

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

Термопара

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

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

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

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

Дверца

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

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

В раствор добавляется цемент, и выкладывается кирпич.

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

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

Уплотнение

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

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

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

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

Сушка печи

Здесь главное не торопиться. Период простоя может занять две недели, но не стоит прибегать к принудительной просушке, иначе могут образоваться трещины и всю конструкцию придётся переделать.

Печь помещается в сухое проветриваемое помещение с положительными температурами.

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

Что нужно для организации производства керамики

В первую очередь, необходимо обладать большим желанием, терпением и уверенностью в положительном результате, а также иметь в наличии необходимые материалы, инструменты, приспособления и оборудование. Возможно, не всё у вас получится сразу, но потраченные усилия в конечном итоге дадут возможность гордиться гордится собой, демонстрируя друзьям и знакомым такое, довольно технологичное изделие, как керамическая плитка, выполненная из глины своими руками.

Читать еще:  Как разметить отверстия под дымоход в перекрытии и крыше

Глиняная керамическая плитка ручной работы

Выбор сырья

Из чего делают любую керамику, наверно знают все, основным компонентом является глина. А вот о том, какие существуют виды глины, их свойства и возможность использования для изготовления керамической плитки своими руками. По составу, свойствам и области применения глины делятся на четыре группы:

  1. Грубокерамические. Содержат большое количество примесей в виде гальки и песка, а также гипсовых и известковых включений. Используется для изготовления кирпича, черепицы, посуды и керамзита.
  2. Огнеупорные и тугоплавкие. Имеют высокое содержание глинозёма, обладают хорошей пластичностью и высокой степенью огнеупорности. Применяются при изготовлении огнеупорного кирпича и различной керамики.
  3. Каолиновые. Малопластичные глины, используются в бумажном и резиновом производстве и как добавка для изготовления фаянсовых изделий.
  4. Монтмориллонитовые. Главной особенностью является их высокая пластичность, применяется как бурильный раствор, в металлургии и пищевой промышленности.

Пластичность это способность глины приобретать любую форму, и сохранять её по мере высыхания.

Также глины делят на «жирные» и «тощие». Первые являются пластичными и изделиям из них можно придать любую форму, но чтобы сделать керамику своими руками в домашних условиях, необходимо провести подготовку глины, для чего исходный материал разбавляется до необходимого состава песком, шамотом или молотой пемзой.

Не следует брать слишком «жирную» глину, лучше среднепластичную

Выбор инструментов и материалов

Решив сделать кафельную, или обычную керамическую плитку своими руками вам понадобится:

  • сырьё: глина, наполнитель для разбавления, в случае если глина жирная, вода;
  • форма для производства будущей плитки;
  • клише для образования оттиска рисунка или барельефа на лицевой стороне изделия;
  • лопатка, совок, мастерок;
  • сетка для армирования изделия.

Этапы изготовления керамики

Технология производства керамической плитки своими руками состоит из следующих этапов:

  • Берётся глина средней пластичности, засыпается в ёмкость и заливается водой. После нескольких дней замачивания, глина перемешивается и разминается. Затем через мелкое сито, материал перетирается в другую ёмкость и после чего масса распределяется на старые газеты или тряпку слоем в 10-15 мм. По достижению глиной нужной густоты, её перемешивают и убирают в полиэтиленовый пакет.
  • Подготовленный таким образом материал укладывается в формы и уплотняется, сделать это нужно так, чтобы уровень формовочной массы совпадал с краями формы, для чего излишки материала срезаются ножом или резаком.

Наиболее качественные формы делают из полиуретана, изделия получаются достаточно ровные с одинаковыми параметрами.

  • Далее технология изготовления керамической плитки своими руками, переходит в этап предварительной просушки. Длится он до приобретения массой более светлого оттенка и зависит этот период от температуры окружающей среды и влажности. В результате получается плитка–сырец. Если что-то у вас пошло не так, то на этой стадии можно ещё исправить ситуацию, для чего испорченный полуфабрикат замачивается водой, и процедуру формовки начинают сначала.
  • Процесс обжига плитки сырца наиболее технологичный этап, ведь полуфабрикат нужно подвергнуть воздействию высокой температуры порядка 1000-1200 градусов, для чего потребуется специальное оборудование. Чтобы сделать керамическую плитку своими руками можно ограничиться температурой и в 850-900 градусов, которая достигается в электрической муфельной печи. Технология производства допускает это, при условии наличия в составе глиняной массы пемзы, которая спекается при указанной температуре. Такой первичный обжиг называется бисквитным за некоторое сходство в полученной мелкопористой структуре заготовки, после выпаривания из неё воды. Керамическая заготовка при этом уже приобрела необходимую твёрдость и прочность. Называется такое изделие терракотой.

Этапы технологии: изготовление сырца, обжиг керамики и нанесение декоративного слоя

  • Если же вы хотите сделать своими руками майолику, то есть обожжённую керамику, с лицевой стороны, покрытой глазурью, а проще говоря, кафельную плитку, то технология производства на этом не заканчивается. Необходимо сделать ещё один обжиг, но уже с глазурью, для чего приготавливается многокомпонентная смесь, основными составляющими которой являются стекло, каолин и триполефосфат в виде порошка. Все компоненты перемешиваются и разводятся водой. Полученная смесь, кистью или методом обливания заготовки, распределяется по изделию, и делают второй обжиг.

Особое внимание нужно уделить контролю за температурой процесса, она не должна выше температуры первичного обжига. В противном случае глазурованная поверхность может быть испорчена или же произойдёт спекание терракотовой заготовки.

Такая технология изготовления кафельной плитки позволяет создавать уникальные композиции на глянцевой поверхности изделия, для чего используют разные составы глазури. В случае, когда выполнение глазури с обжигом вам не подходит по каким либо причинам, то сделать своими руками привлекательную, гладкую и блестящую поверхность, можно обработав заготовку эмалью или лаком.

И так если статья дочитана до конца, и трудности производства из глины керамической плитки своими руками, отражённые в этом пособии, вас не испугали, то честь вам и хвала. Ведь зная из чего и как изготовить столь уникальный отделочный материал, оригинальность и индивидуальность облицовки, а также восторги ваших друзей и знакомых, вам обеспечены.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector