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

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

Муфельная печь представляет собой нагревательный прибор, предназначенный для выполнения работ при очень высоких температурах. Агрегат используют ювелиры и керамисты для плавки в нем металлов, проведения работ со стеклом или обжига глиняных изделий. Цена готового устройства очень высока, потому многие считают, что муфельная печь для обжига керамики и глины своими руками – весьма выгодное изделие, особенно для маленьких мастерских.

Свернуть

• Особенности конструкции
• Материалы и элементы
• Инструменты
• Схема и чертеж
• org/ListItem»>Пошаговая инструкция по изготовлению
• Эксплуатация
• Правила безопасности
• Правила обжига глины
• Вывод

Особенности конструкции

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

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

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

к содержанию ↑

Материалы и элементы

Для самостоятельного изготовления муфельной печи потребуются следующие материалы:

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

к содержанию ↑

Инструменты

Чтобы собрать из подготовленных материалов полноценный прибор понадобятся некоторые инструменты:

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

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

к содержанию ↑

Схема и чертеж

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

Рисунок 1. Схема муфельной печи для обжига керамики

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

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

Рисунок 2. Примерный чертеж муфельной печи для обжига керамики.

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

к содержанию ↑

Пошаговая инструкция по изготовлению

1. Лучше всего для корпуса подойдут металлические коробки бытовых приборов (например, старой стиральной машины), если таковых не оказалось, придется сделать корпус из оцинкованной стали.
2. На дно корпуса приваривают уголки для укрепления основания. Вместо них можно использовать металлические трубы 1,5 см в диаметре. К углам основания приваривают ножки из тех же материалов. Так же укрепляют верхнюю часть корпуса, дверь и стенку, на которую эта дверь будет крепиться.
3. Дно и внутренние стенки конструкции обкладывают слоем базальтовой ваты в 1 см и закрепляют его с помощью металлических уголков. Закрывают слой металлическими листами.
4. Укладывают на дно будущего агрегата легкие огнеупорные кирпичи марки «ШЛ» или волокнистые шамотными плитами, которые нарезают по размеру. Для связывания кирпичей используют мертель, шамотную глину или кладочную смесь. Для качественной фиксации кирпичей на металлической поверхности в смесь добавляют 30% цемента.
5. Кладку кирпичей осуществляют максимально близко друг к другу, на расстоянии не более 0,5 см. Огнеупорную смесь растворяют в воде, перед установкой каждый кирпич увлажняют. Вначале закладывают дно корпуса. Затем поднимают стены и заканчивают верхнюю часть, укладывая кирпичи с небольшим уклоном вверх. Дверку тоже выкладывают кирпичом таким образом, чтобы заложенный слой входил в отверстие в корпусе.
6. Приваривают петли к корпусу и подгоняют дверь так, чтобы зазор между кирпичной кладкой двери и стен был минимальным. Чтобы достичь герметичности при закрывании двери, слой кирпича необходимо уплотнить. Лучше всего для этого подойдет термостабильный уплотнитель или обычный силикон.
7. После того, как кладка высохнет, в кирпичах делают канавки для укладывания в них нихромовой спирали с диаметром витка от 0,5 до 0,7 см. Канавки делают такой же глубины. Спирали фиксируют любым удобным способом: с помощью укрепления проволокой или МКР-трубки, сделав углубление в кирпиче под углом. Витки спирали не должны соединяться друг с другом.
8. Прокладывают 2 контура для возможности регулировки температуры. Концы спиралей выводят на верхнюю часть корпуса через сквозные отверстия в верхних кирпичах и фиксируют их на керамической пластине болтами.
9. На переднюю сторону печи устанавливают переключатель с тремя контактами с одной стороны и двумя – с другой. Провода питания (ноль и фазу) подключают к стороне с двумя контактами. Оставшиеся 3 контакта соединяют проводом с керамической пластиной. Такое подключение необходимо для регулировки включения спиралей поочередно или вместе.
10. Для безопасного использования печи устанавливают усиленную розетку с заземлением. Можно подвести питание к прибору из щитка через отдельный автоматический выключатель.
11. Готовый аппарат просушивают на солнце или возле радиатора в течение 1-2-х месяцев. Завершают работу над печью прогрев ее несколько часов при минимальной температуре до тех пор, пока не перестанет клубиться дым.
     Мини-муфельная печь своими руками готова к использованию.

к содержанию ↑

Эксплуатация

к содержанию ↑

Правила безопасности

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

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

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

к содержанию ↑

Правила обжига глины

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

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

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

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

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

При отсутствии термометра температуру можно определить по цвету каления:

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

к содержанию ↑

Вывод

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

Как сделать муфельную печь своими руками – подробная инструкция

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.

Содержание

• 1 Что представляет собой муфельная печь?
• 2 Создание корпуса муфельной печи
• 3 Изготовление муфеля
• 4 Как сделать нагревательный элемент?
• 5 Нагрев муфеля при помощи газа
• 6 Особенности сборки муфельной печи

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. 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.

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:

1. Обязательно стоит укрепить наружную часть конструкции при помощи металлических вставок, так как муфельная камера является достаточно тяжелой.
2. Камера должна плотно прилегать к утеплителю основного корпуса.
3. Если вы изготавливали корпус самостоятельно, необходимо сделать дверцу из двойного листа металла, а также обязательно расположить на ней слой утеплителя.
4. При использовании в качестве основы старого духового шкафа, можно пренебречь слоем утеплителя, так как он уже предусмотрен конструкцией духовки.
5. Для безопасной работы муфельной печи необходимо подключать нагревательный элемент к автомату на 20-25 А.

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.

3 вещи, которые нужно знать о муфельной печи

В качестве инструмента для высокотемпературного нагрева муфельная печь широко используется в лаборатории. Неправильное использование муфельной печи нанесет большой вред. Правильное использование методов и мер предосторожности защитит вас и других. Эта статья даст вам несколько быстрых советов по муфельным печам.

Конструкция муфельной печи

Муфельные печи имеют коробчатую форму. Продукты фиксируются в течение всего процесса нагрева, сохранения тепла и охлаждения, а подача и разгрузка осуществляются через одну дверь или щель, что обеспечивает простоту эксплуатации и удобное обслуживание.

Печь изготовлена ​​из пластины из нержавеющей стали, окружена камерой нагрева и циркуляции горячего воздуха, горячий воздух проходит в печи, что значительно улучшает однородность температуры.

Камера печи и корпус печи выполнены отдельно. Камера печи размещена на несущем ролике в нижней части каркаса печи и может свободно скользить вперед и назад. Когда печь нагревается, она может свободно выдвигаться по длине.

Чтобы предотвратить утечку горячего газа в топку, на дверце топки предусмотрено 2 слоя уплотнений изнутри наружу. Внутренний слой уплотнен веревкой из керамического волокна, а внешний слой уплотнен уплотнительным кольцом из силиконового каучука. Для продления срока службы на горловине печи для охлаждения предусмотрена охлаждающая водяная рубашка из нержавеющей стали. В дверном замке используется многоточечный механизм блокировки вращения маховика, который может одновременно равномерно запирать дверь. Кроме того, фиксирующее устройство двери печи установлено на торце камеры печи и использует подвижный механизм с двумя петлями, который может двигаться при свободном выдвижении печи, что улучшает эффект уплотнения.

Как пользоваться муфельной печью

(1) После вскрытия упаковки проверьте целостность муфельной печи и комплектность принадлежностей. Обычная муфельная печь не нуждается в специальном монтаже, а только плашмя укладывается на ровный пол или полку в помещении. Контроллер должен избегать вибрации и не должен располагаться слишком близко к электропечи, чтобы предотвратить нормальную работу внутренних компонентов из-за перегрева.

(2) Термопара вставляется в печь на 20-50мм, а зазор между отверстием и термопарой заполняется асбестовой веревкой. Для подключения термопары к контроллеру лучше использовать компенсационный провод. Обратите внимание на положительный и отрицательный полюса и не подключайте их наоборот.

(3) Дополнительный выключатель питания должен быть установлен на входе линии электропередачи для управления основным источником питания. Для обеспечения безопасной работы электропечь и контроллер должны быть надежно заземлены.

(4) Перед использованием установите индикатор термометра на ноль. При использовании компенсационного провода и компенсатора холодного конца настройте механическую нулевую точку на опорную точку температуры компенсатора холодного конца. Когда компенсационная проволока не используется, отрегулируйте механическую нулевую точку по нулевой шкале, но отображаемая температура представляет собой разницу температур между точкой измерения и холодным концом термопары.

(5) После проверки и подтверждения правильности проводки накройте корпус контроллера. Установите указатель настройки индикатора температуры на требуемую рабочую температуру, а затем включите питание. Включите выключатель питания. В это время на индикаторе температуры горит зеленая лампочка и начинает работать реле, включается питание печи, а амперметр показывает ток. С повышением внутренней температуры печи стрелка указателя температуры постепенно поднимается вверх, что свидетельствует о нормальной работе системы. Повышение температуры и постоянная температура печи соответственно обозначаются светофором индикатора температуры, зеленым светом, указывающим на повышение температуры, и красным светом, указывающим на постоянную температуру.

Меры предосторожности при использовании муфельной печи

(1) Муфельная печь должна быть размещена на устойчивой цементной платформе, оснащена вилками, розетками и предохранителями соответствующей мощности и заземлена во избежание опасности.

(2) Рабочая среда должна быть свободна от горючих материалов и взрывоопасных веществ и агрессивных газов. Запрещается выпекать жидкие образцы, такие как вода и масло, и запрещается напрямую заливать в печь различные жидкости и расплавленные металлы, чтобы содержать печь в чистоте.

(3) При использовании температура камеры печи не должна превышать максимальную температуру печи, и она не должна работать длительное время при номинальной температуре. Во время теста пользователь не должен отходить и в любое время обращать внимание на изменение температуры. В случае какой-либо неисправности питание должно быть немедленно отключено, и профессиональный обслуживающий персонал должен отремонтировать его.

(4) Во время использования дверцу печи следует осторожно закрывать, чтобы не повредить детали машины. С зажимом тигля следует обращаться осторожно при отборе проб, чтобы обеспечить безопасность и избежать повреждения камеры печи.

(5) Не открывайте дверцу печи, если температура превышает 600°C. Откройте дверцу печи после естественного охлаждения температуры в печи.

(6) После эксперимента образец следует снять с нагрева и отключить электропитание. При помещении образца в лабораторную муфельную печь дверца печи должна быть слегка приоткрыта, а образец должен быть тщательно зажат после того, как образец немного остынет, чтобы предотвратить ошпаривание.

(7) Когда муфельная печь не используется, отключите питание и закройте дверцу печи, чтобы предотвратить эрозию огнеупора влагой.

Рекомендации по сопутствующим товарам

Муфельная печь своими руками

Эта статья будет интересна тем читателям, которые любят что-то делать своими руками. Например, люди, которые лепят из глины разные фигурки и не умеют их сушить. Им просто необходима муфельная печь для обжига керамики. Эта статья расскажет вам, как сделать это устройство своими руками.

Для работы в домашних условиях больше подходит электрический вариант муфельной печи. Купить готовый агрегат для лабораторий можно в специализированном магазине, но муфельная печь, сделанная своими руками – лучший вариант. Заводские печи обычно имеют небольшие габариты, а самостоятельно можно изготовить устройство любых необходимых габаритов.

Вариант, который будет приведен ниже, также имеет не очень большое внутреннее пространство. Но эта схема дана для принципиального понимания конструкции. По этому описанию муфельную печь можно сделать своими руками любого нужного размера.

Основной частью этого устройства является рабочая камера. Его нужно сделать из огнеупорной глины. Самодельная муфельная печь, точнее ее рабочая камера, должна иметь толщину стенок не менее 10 мм. Его внутренние размеры составляют 210×105×75 мм. Для того, чтобы вылепить муфель, необходимо сначала сделать форму из картона.

Вместо формы можно использовать коробку подходящих размеров. Предварительно ее пропитывают стеарином или парафином. После этого необходимо нанести глину изнутри. Если вы решите обмазать форму снаружи, то при высыхании в стенках муфеля могут появиться трещины — ведь во время него глина дает некоторую усадку.

Из этого же материала нужно вылепить керамическую часть двери. Эти детали нужно сначала просушить на открытом воздухе, а потом — при +100 градусах. После этого их сжигают, доводя температуру до отметки +900 градусов. Обжиг можно производить в топке домашней печи. Доставать детали нужно только после того, как они остынут, чтобы глина не растрескалась от резкого охлаждения.

Готовые двери и муфели должны быть подогнаны друг к другу. Для этого детали аккуратно подпиливаются напильником и шлифуются наждачной бумагой. Затем на рабочую камеру наматывают обмотку из нихромовой проволоки. Его толщина должна быть 0,75 мм, а длина составит примерно 18 м. Естественно, если муфель большой, то и проводов понадобится больше.

При намотке необходимо соблюдать равный интервал между витками и замазать эти места глиной. Когда первый слой высохнет, нужно промазать второй раз тем же материалом, добавив к нему асбестовую крошку – так, чтобы толщина покрытия была около 10 мм. Кроме того, необходимо закоротить первый и последний витки, чтобы обмотка не крутилась во время работы.

Когда нагревательный элемент полностью готов, его необходимо поместить в корпус из миллиметрового стального листа. Для данной рабочей камеры внешние размеры корпуса составляют 270×180×180 мм.