Муфельная печь представляет собой специальное устройство для термической обработки различных материалов. Ее главной особенностью является наличие специального отсека, называемого муфелем, который защищает обрабатываемый предмет от непосредственного контакта с топливом и продуктами сгорания. Такие печи имеют широкий спектр применения.
Назначение муфельных печей
Муфельные печи для обжига керамики используются на завершающем этапе производства. Они служат для закалки готовой продукции, а также для впекания специальной краски в поверхность керамических изделий. Технология обработки достаточно проста. Подготовленное к обработке изделие помещается в муфель, изготовленный из специальных огнеупорных материалов. Далее воздух внутри муфеля прогревается до необходимой температуры и поддерживается на таком уровне до завершения обжига. Тепловая энергия подается на муфель при помощи нагревательных элементов. Муфельные печи для керамики зачастую работают от электрической сети, так как им не требуется нагреваться до высоких температур, необходимых для обработки металлов. После процедуры обжига любое керамическое изделие приобретает дополнительную твердость и прочность, а закаленный цветной рисунок будет держаться несколько лет, не стираясь и не тускнея.
Лабораторные муфельные печи используются в ювелирном производстве, а также в пищевых, химических и медицинских лабораториях. Основной отличительной особенностью данного типа печей является высокое техническое оснащение, возможность оперативной замены муфеля и практически идеальная точность установки рабочих параметров. Лабораторное оборудование в основном предназначается для проведения опытов с целью выявления путей по повышению качества той или иной продукции. Поэтому максимальная точность всех показателей является обязательным условием. Лабораторные печи быстро прогреваются до нужной температуры, снабжены таймером и обеспечивают равномерный прогрев воздушного пространства внутри муфеля. Муфельные камеры в них подвергаются частой замене, так как приходится работать с разнообразным сырьем, которое требует использования муфелей из разных материалов.
Устройство и эксплуатация оборудования
Муфельные печи для обработки металлов зачастую работают на ископаемом горючем сырье. Их эксплуатационная температура гораздо выше, чем в электрических муфельных печах. Обработка металлов подразумевает их закалку, прожиг, нормализацию или плавку. Процесс обработки достаточно затратное дело, поэтому ему подвергаются только изделия предназначенные для работы в агрессивных средах, детали для высокоточного машиностроения, ювелирные изделия, запчасти для медицинских протезов. Обработанный металл гораздо лучше сопротивляется негативному воздействию окружающей среды, имеет улучшенные технические характеристики. А самое главное, что в процессе обработки он не находится под воздействием газов, выделяемых при сгорании топлива.
Схема муфельной печи выглядит достаточно просто. При желании упрощенную версию устройства можно собрать в домашних условиях. Самой важной частью конструкции является рабочая камера - муфель. Для его изготовления необходимо воспользоваться огнеупорной глиной или другим термостойким материалом. Для начала необходимо собрать камеру нужной формы из картона или фанеры. Затем Наружный слой полученной конструкции покрывают глиной, причем толщина стенок должна быть не менее одного сантиметра. После того, как глина затвердеет, ее необходимо обжечь при температуре 900 градусов по Цельсию. Для этой процедуры подойдет стандартная домашняя печь, протопленная углем.
После завершения процедуры и остывания заготовки, необходимо обмотать полученную камеру фехралевой или нихромовой проволокой, которая в дальнейшем будет служить нагревательным элементом. Сверху проволоки необходимо нанести еще один слой глины, не забыв при этом оставить концы для их подключения к электрической цепи. Процедура обжига снова повторяется. Корпус будущей печи изготавливают из листовой стали толщиной 1,5-2 сантиметра. В готовом корпусе проделывают отверстие для вывода контактов. Затем полученный муфель помещают внутрь корпуса и соединяют контакты с нагревательным элементом. Стоит очень аккуратно и внимательно проводить работы по соединению электрической цепи, так как неправильное подключение может стать причиной короткого замыкания. Если отсутствует опыт в подобных делах, лучше обратиться за помощью к специалистам.
Пустое пространство между стенками корпуса и внутренней камерой необходимо заполнить асбестовой крошкой. Расчет муфельной печи стоит делать заранее, чтобы в процессе изготовления не столкнуться с проблемой нехватки материалов. Также прибор можно оснастить дополнительными приспособлениями, например таймером или электронным термометром для удобства при эксплуатации. Вот и все, полученное устройство можно подвергать тестовым испытаниям и включать в работу. Для операций с металлом оно, конечно, не годится, но обжиг керамики потянет без проблем.
Как выбрать подходящую печь?
Производители муфельных печей постоянно совершенствуют свою продукцию, так как высокая конкуренция на рынке стимулирует к постоянному удовлетворению клиентских запросов. Чтобы не терять своих покупателей и завоевывать новые рынки сбыта необходимо идти в ногу со временем. При этом и ценовая политика должна быть адекватной, иначе уровень продаж будет невысоким не зависимо от качества продукции. Муфельные печи ЭКПС комплектуются многоступенчатыми системами регулировки и настройки рабочих режимов.
При их изготовлении используются только современные экологически чистые материалы. Печи обладают двухэтапным циклом работы, когда на первом этапе происходит нагрев, а на втором - стабилизация полученной температуры. Блок управления позволяет запоминать выставленные настройки при отключении электроэнергии. Конкурентная модель - муфельная печь МИМП также обладает всеми перечисленными достоинствами. Между этими двумя производителями идет основная борьба за отечественный рынок. И ни одному сопернику не удается добиться решающего перевеса. По отзывам пользователей продукция обеих компаний находится на высшем уровне, поэтому они и являются ведущими поставщиками в отрасли.
Очень часто пользователи приобретают термопару для муфельной печи. Это устройство служит для измерения точной температуры. В основном оно необходимо, когда сама печь лишена встроенного термометра и не показывает текущее значение температуры. Для безопасной работы персонала пригодится вытяжной шкаф для муфельной печи. Это специальный элемент технической мебели, внутрь которого помещают рабочее устройство. Он необходим, чтобы человек случайно не обжегся об устройство, которое сильно нагревается во время работы.
Внутренняя температура муфельной печи может составлять от 400 до 2500 градусов по Цельсию, так что даже касание внешней поверхности может быть весьма неприятным. Из остального дополнительного оборудования большим спросом пользуются муфели из разных материалов. Они применяются в зависимости от условий работы с тем или иным материалом.
Цена муфельной печи зависит от ее размеров, рабочих параметров и функционального оснащения. Самые простые модели можно приобрести за 20-25 тысяч рублей. А устройства с высокотехнологичными блоками управления, большой рабочей камерой и разнообразными режимами работы будет стоить свыше 1 миллиона рублей. Что касается покупки прибора на вторичном рынке, здесь можно выбрать хорошую модель с неплохим функционалом за 100-120 тысяч рублей. Но стоит понимать, что покупая товар с рук, никто не даст на него гарантию и в случае поломки ремонт придется осуществлять за свой счет.
Муфельная печь предназначена для равномерного нагревания веществ до разных температур. Присутствующий в ней муфель, защищает нагреваемый предмет от прямого воздействия продуктов горения.
Навигация:
Различают муфельные печи по нескольким критериям.
- По источнику нагревания.
- По режиму обработки.
- По конструктивным данным.
Источником нагревания муфельной печи может быть газ или электричество.
Режим обработки бывает:
- в обычной (воздушной) атмосфере;
- в особом газовом окружении – водород, аргон, азот и другие газы;
- при вакуумном давлении.
Конструктивно муфельные печи делятся на печи:
- верхней загрузки;
- горизонтальной завалки;
- колпаковые – печь отделается от пода;
- трубчатые печи.
Кроме этого, существует несколько видов печей по тепловым показателям:
- печи с небольшой температурой: 100 — 500 градусов;
- печи со средней температурой: 400 — 900 градусов;
- печи с большой температурой: 400 — 1400 градусов;
- печи с очень высокой температурой: до 1700 — 2000 градусов.
Примечание. От температурного режима муфельной печи прямо пропорционально зависит ее стоимость, т.е, чем выше максимальная отметка температуры, тем дороже будет печь.
К преимуществам муфельных печей относится защита обогреваемого вещества от продуктов горения топлива или испарений нагревательных элементов и равномерный его нагрев по всей камере.
В случае выхода из строя муфеля, конструкция печи позволяет оперативно произвести его замену, что значительно облегчает проведение ремонта.
Недостатком является небольшая скорость нагрева (хотя это не всегда необходимо). В муфельной печи невозможно производить скоростные режимы нагрева. Это связано с тем, что необходимо время для нагрева муфеля. Что влечет за собой еще один недостаток – дополнительные затраты энергии на разогрев.
Основная составляющая муфельной печи – это муфель, который изготавливается чаще всего из керамики. Этот материал является универсальным для изготовления печи разного рода. Бывают еще корундовые муфели, но их применяют только в химической среде.
Вокруг муфеля наматывается обогревательный элемент в виде проволоки и замазывается это керамической обмазкой.
Вокруг муфеля располагается теплоизоляционный материал и все это обшивается металлическим корпусом из листа металла толщиной 1,5-2 мм.
Так как нагрев печи начинается вокруг муфеля, то достичь больших температур (выше 1150 градусов) не представляется возможным. В связи с этим производители разработали специальный волокнистый материал для изготовления муфеля, который позволяет располагать нагревательные элементы изнутри. Это дает возможность увеличить температурный предел муфельных печей. Но недостатком волокнистого материала является его недолговечность: под действием газовых испарений, солей и масел от нагреваемого материала волокно разрушается.
Сегодня для высокотемпературных муфельных печей применяют японские очень качественные нагревательные элементы, которые позволяют достигать в печи температуры до 1750 градусов.
Печи, работающие на газообразном топливе, изначально имеют более высокие температурные показатели.
Для более равномерного нагрева рабочей камеры некоторые производители встраивают вентиляцию. А для вывода продуктов сгорания существует вытяжной механизм, который через трубу выводит дым и пар из печи.
Для контроля и регулирования температуры в печи используется электронный терморегулятор, который соединяется с нагревателем и термопарой. Терморегулятор позволяет контролировать не только температуру, но и время выдержки изделия в печи. Причем эти показатели имеют очень высокую точность, особенно в лабораторной муфельной печи, ведь от их значения и полученного результата зависит точность проводимых исследований.
Применение муфельных печей
Муфельная печь нашла широкое распространение, в первую очередь, как оборудование для термообработки металлов. Но, благодаря своим достоинствам, муфельная печь (купить которую можно в любом регионе России) намного расширила область своего применения, и это:
- термообработка металлов (закалка, отпуск, отжиг, старение);
- обжиг керамических материалов – окончательный этап обработки керамики;
- озоление – превращение в золу исследуемого вещества без сгорания для проведения обследования;
- кремация;
- пробирный анализ – способ выявления и отделения драгоценных металлов (золота, серебра, платины) из руды, сплавов, готовых изделий;
- высушивание – отделение влаги в виде воды или другого жидкого вещества из материалов;
- стерилизация инструментов в медицине (стоматологии).
Термообработка металлов может производится в домашних условия, в лабораторных или в промышленных масштабах. Исходя из этого существует целый модельный ряд муфельных печей с разными объемами рабочей камеры, мощностями и максимальной температурой нагрева. Для личного применения можно купить муфельную печь для закалки ножей, для исследований подойдет муфельная печь лабораторная.
Для термообработки металлов и сплавов муфельная печь должна обладать особыми характеристиками.
В первую очередь, муфельная печь для закалки металла, отпуска и прочего должна иметь очень хорошие изоляционные характеристики. Обычно они обеспечиваются несколькими слоями: огнеупорным кирпичом, волокном из керамического материала и защитным кожухом из листового металла. Дно печи должно быть оборудовано специальными карбидокремниевыми плитами и добавочным поддоном для защиты от ударов обогревательных элементов при загрузке и выгрузке. И самое главное, электрическая муфельная печь должна иметь специальные нагревательные спирали из высококачественного сплава для обеспечения достаточно большой температуры обогрева – до 1400 градусов.
Муфельная печь лабораторная (цена зависит от мощности и конструктивных особенностей) может быть использована для нагревания материалов разного состава.
Муфельная печь для обжига керамики применяется в художественных и гончарных мастерских. Кроме обжига в ней проводится нагревание опок, расплавление стекла. Муфельная печь для керамики обладает температурным режимом до 1300 градусов и оснащается автоматическим регулятором, позволяющим медленно нагревать и охлаждать изделия без температурных скачков. Такой плавный переход необходим и когда производится обжиг глины в муфельной печи.
Купить муфельную печь для керамики можно прямо у производителя, что значительно снижает ее стоимость.
Примечание. Муфельная печь для обжига часто снабжается съемными нагревательными элементами, которые легко можно заменить при выходе из строя.
Муфельная печь для обжига керамики (цена зависит от размеров, мощности, способа загрузки и комплектации) может быть объемом внутренней камеры от 1л до 200 л и даже больше. Конструкция печи может быть круглой с загрузкой сверху, камерной с загрузкой впереди, есть колпаковые печи. Поэтому муфельная печь для обжига керамики, купить которую можно даже для домашнего использования, доступна для обширного поля деятельности любого мастера.
Для работы с драгоценными металлами, а также в стоматологии отлично подойдет маленькая муфельная печь или даже мини муфельная печь, объем рабочей камеры которой около двух литров.
Задумываясь о том, сколько стоит муфельная печь, следует учесть потребные характеристики, которые должны присутствовать в ней, и выбрать хорошего производителя. Муфельные печи российского производства получили хорошие отзывы среди потребителей и имеют неплохую ценовую политику.
Широкий модельный ряд позволяет выбрать муфельные печи РФ разной конструкции: горизонтальные и вертикальные муфельные печи с необходимым расположением загрузки, лабораторные муфельные печи (в Самаре находится производственная база).
Известны своим качеством муфельная печь Накал. Такая муфельная печь (купить в Москве ее можно сразу с доставкой), получила много положительных отзывов от ведущих предприятий различного направления.
Муфельная печь (купить в СПб можно разные модели) компании Электроприбор также хорошо себя зарекомендовала среди покупателей.
Хорошего качества является белорусская муфельная печь (купить в Минске ее не будет проблемой, так как есть много интернет-магазинов, имеющих в ассортименте такие печи).
Некоторые мастера берутся за изготовление муфельной печи своими руками, так как заводская муфельная печь (цена которой все-таки не маленькая) им не по карману. Изготавливая печь самостоятельно необходимо большое внимание уделить выполнению муфеля. Для домашнего пользования муфель можно выполнять из огнеупорной глины, формируя рабочую камеру вокруг картонного каркаса. Когда глина высохнет, картон убирается. Только перед дальнейшей сборкой обязательно нужно обжечь глиняный муфель, чтобы он затвердел и приобрел необходимую твердость. Дальнейшая сборка ничем не отличается от заводской.
Но таких специалистов самодельщиков не так много, большинство потребителей все же предпочитают муфельную печь купить, цена выбирается по своим возможностям.
Российские и зарубежные производители предлагают десятки моделей муфельных печей, различающихся мощностью, размерами рабочей камеры, способами обогрева муфеля, требованиями к напряжению в сети, дизайном и стоимостью.
Фото 1. Схема устройства главного элемента высокотемпературной печи — муфеля. Указаны основные части конструкции.
Электрическая печка
В электрических муфельных печах нагрев происходит с помощью элементов, работающих от электросети . Устройства состоят из следующих частей :
- из корпуса с дверцей;
- из внешнего слоя облицовки из негорючего пористого материала;
- из внутреннего слоя облицовки из твердого огнеупорного материала;
- из нагревательных элементов и системы подключения к сети.
Корпус сваривают из листовой стали или используют готовый кожух от старого оборудования (от электрической, газовой духовки, холодильника, стальной бочки). Чем больше корпус, тем больше рабочая камера.
Облицовывают корпус базальтовой ватой (минеральной ватой) или асбестовым волокном, перлитом, вермикулитом. Эти жаропрочные материалы хорошо сохраняют тепло.
Огнеупорный слой из шамотного кирпича выдерживает температуру 1300—1850 градусов. Для крепления кирпичей используется паста из шамотной (каолиновой) глины и шамотного песка. Твердый огнеупорный слой иногда делают из толстого слоя шамотной глины без использования кирпичей.
Нагревательные элементы, терморегулятор, прочее электрическое оборудование можно приобрести в отделах электротоваров. В продаже есть спирали, проволока и ленты из нихрома, фехрали, инфракрасные излучатели (керамические и кварцевые).
На дверце устанавливают замок , препятствующий ее случайному открыванию. На внутренней части дверцы закрепляют жаропрочную футеровку.
Газовое устройство
Газовых муфельных печей в продаже нет , так как не существует технического регламента по подключению к ним горелки. Использование газа из баллонов возможно только в заводских газовых плитах и отопительных колонках.
Мастера используют стандартное оборудование от газовой плиты или самодельные горелки. В конструкцию газового прибора для обжига входят :
- корпус из стали;
- слой пористого термоизолирующего материала;
- огнеупорный твердый слой;
- керамическая емкость для обжига изделий, вставляемая внутрь печи (муфель);
- газовая горелка;
- трубки для подачи газа;
- крышка печи, армированная огнеупорным материалом.
Корпус делают из бочки или старой духовки. Его укрепляют на стойках (не на полу). Сечение корпуса может быть круглым, прямоугольным, квадратным. Крышку выполняют из стали и футеруют базальтовой ватой, слоем мертеля.
Пористый термоизолирующий уплотнитель создают из вермикулита вспученного, асбестового волокна, минеральной (базальтовой) ваты или перлита.
В качестве огнеупора чаще выбирают шамотный кирпич. Его скрепляют мертелем или глиняно-шамотным раствором.
Справка. Отверстие для горелки вырезают в стенке или днище корпуса.
Для небольшой печи подойдет горелка от бытового газового оборудования , в которой есть арматура регулирования подачи газа. Для больших приборов мастера используют горелки собственного изготовления, которые не являются безопасными.
Совет. Для выхода газов из печи в краях крышки или в краях бака создают небольшие отверстия . Их размер регулируют, закрывая кусками базальтовой ваты.
В качестве внутренней емкости , в которую помещают обжигаемые изделия, используют заводской керамический сосуд (в совсем маленьких печах — цветочный горшок). Если готовой емкости нет, ее можно заказать у гончара.
Вам также будет интересно:
Как сделать муфельную печку на газу
Самостоятельное изготовление прибора включает следующие шаги:
- создание (покупка) стального корпуса и установка его на опоры;
- вырез отверстий для монтажа горелки и выхода газов;
- укладка и закрепление пористого теплоизолятора на стенах и дне печи;
- облицовка печи шамотным кирпичом;
- сушка прибора;
- монтаж газового оборудования;
- изготовление или покупка муфеля ;
- изготовление крышки из стального листа и шамота.
При запуске сооружения горелку включают на малую мощность, постепенно пламя увеличивают. Время разогрева в среднем составляет 40 минут , время обжига на сильном пламени — 1—1,5 часа .
Печь для фьюзинга
Муфельные печки для фьюзинга, предназначенные для спекания кусочков стекла, создают рабочую температуру до 600—1100 градусов . При более низких температурах стекло просто размягчается, что позволяет его гнуть.
Главное отличие печек для фьюзинга от обычных муфельных электрических устройств заключается в использовании в качестве огнеупора только минеральной ваты и других пористых материалов.
Муфель нагревается не открытой спиралью, а специальными элементами в кварцевых трубочках , что исключает попадание окалины на изделия. Нагреватели располагаются в боковых стенках или в верхней части камеры.
Температура фьюзинга задается термоконтроллером. Разогретое стекло — вязкий и текучий материал, поэтому печи для фьюзинга устанавливают строго горизонтально (по строительному уровню).
При самостоятельном изготовлении печки для фьюзинга обязательно используют терморегулятор и закрытые нагревательные элементы . В качестве огнеупора выбирают минеральную вату. В остальном прибор не отличается от электрической печи с кирпичным муфелем.
Индукционная муфельная печь
В таких устройствах металл плавится под воздействием высокой температуры, которая создается при прохождении электрического тока по соленоиду или сердцевине (индуктору).
Нагреваемое тело играет роль вторичной обмотки. Муфельные индукционные устройства разогреваются через несколько секунд.
Существуют разные варианты создания индукционной печи в домашних условиях. В самом простом случае используют медный пруток для спирали, сварочный инвертор (электрогенератор), контрольно-измерительную аппаратуру, провода, клеммы для их соединения.
Изготовление электрической муфельной печи своими руками
Рассмотрим строительство небольшой муфельной печи. Прибор будет подключаться к сети с напряжением 220 В .
Выбор материалов
Материалы для изготовления устройства доступны в строительных магазинах и отделах электротоваров. Для создания муфельной печи понадобятся:
- листовая сталь толщиной 2—3 мм (2 кв. м);
- стальной прокат с сечением «уголок» (3 м);
- теплоизолирующий материал (базальтовая вата );
- шамотный кирпич, 12 штук;
- мертель (5—7 кг);
- термопара хромель-алюмель;
- керамическая трубка для термопары;
- спираль нихромовая;
- трубки стекловолоконные для изоляции выводов спирали и термопары.
При выборе материалов руководствуются их качеством : жаропрочностью, способностью выдержать быстрый нагрев и остывание. Чтобы муфель служил долго, не стоит брать кирпич, бывший в употреблении несколько лет.
Подготовка инструментов
Для приготовления пасты из мертеля понадобится десятилитровое ведро и мешалка. При замешивании раствора пользуются респиратором. Для монтажа потребуются следующие строительные инструменты и аппаратура :
- сварочный аппарат;
- дрель электрическая;
- болгарка;
- набор сверл победитовых и по металлу;
- инструменты печника: молоток-кирочка, мастерок, маленький шпатель, мерная лента;
- инструменты электрика: пассатижи, кусачки, круглогубцы, металлическая линейка, отвертка обычная и крестовая.
Пошаговая инструкция
Рабочий процесс включает следующие шаги .
- Размечают и разрезают стальной лист. Вырезают детали кожуха и детали дверцы.
- Сваривают кожух и дверцу.
- Приваривают к корпусу шарниры для дверцы и крепления замка.
- Из мертеля делают раствор (по инструкции на пакете).
- Из кирпичей складывают макет печи , определяя, где будет проложена спираль.
- В кирпичах дрелью делают канавки для укладки спирали. Для работы используют победитовое сверло.
- Уголковый профиль нарезают болгаркой и сваривают из него каркас для кирпичей.
- В каркасе кладут муфель из кирпичей (на раствор из мертеля).
- Кладку просушивают 3—4 дня .
- В стенках муфеля в канавки укладывают нихромовую спираль . Просверлив отверстие в кирпичах, выводят контакты наружу.
- На термопару надевают керамическую трубочку и стекловолоконную защиту.
- В муфеле победитовым сверлом делают отверстие для термопары и вставляют ее внутрь камеры.
- Места вывода контактов обмазывают раствором мертеля .
- Муфель просушивают 1—2 дня .
- На заднюю стенку кожуха укладывают слой минеральной ваты .
- В кожух устанавливают муфель . Его ставят на металлическую решетку-подставку, чтобы тяжелая печка не спрессовывала слой ваты под ней.
- Сверлом по металлу в кожухе сверлят отверстия , выводят контакты спирали и термопары наружу.
- Зазор между муфелем и кожухом плотно набивают базальтовой ватой.
- Слой базальтовой ваты укладывают в дверцу и крепят нихромовой проволокой.
- Дверцу устанавливают на кожух , ставят замок.
- Выпиливают кусок шамотного кирпича по размеру дверцы . При обжиге он ставится в муфель перед дверцей.
Важно! Чтобы спираль не выпадала из канавок, сделанных в кирпиче, ее в нескольких местах укрепляют раствором мертеля .
Как правильно подключить муфельную печь к источнику энергии
При отсутствии опыта работы с электрическими приборами лучше обратиться к электрику-профессионалу. Для подключения устройства к сети необходимо приобрести :
- терморегулятор;
- большой клеммник из термостойкой пластмассы;
- маленькие клеммники из термостойкого пластика для сращивания проводов;
- контактор (пускатель электромагнитный);
- электрический провод двужильный;
- вилку электрическую;
- стандартный кожух для электрощитка.
Для данной печи выбран терморегулятор одноканальный М-1-К , который регулирует температуру рабочей камеры до 1300 градусов . Прибор способен работать по сложному графику, с его помощью задают время и температуру нагрева.
Справка. Сечение нихромовой проволоки и ее длину, диаметр витка спирали, сечение соединительных проводов и другие параметры электрической схемы рассчитывают по справочникам и выбирают заранее .
Элемент имеет 7 разъемов для подключения (две клеммы для проводов питания, две — для подключения термопары, три — для реле) . Управление прибором осуществляется четырьмя кнопками . Когда терморегулятор включен, горит индикаторная лампочка. К устройству прилагаются два кронштейна для крепления в щитке и подробная инструкция по подключению.
Монтаж блока
Монтаж блока проводится в следующем порядке .
- Контакты термопары и спирали изолируют и клеммниками соединяют с двужильными проводами.
- К проводу питания присоединяют вилку.
- В щитке крепят терморегулятор, контактор и большой клеммник.
- К терморегулятору через контактор и клеммник подсоединяют термопару, спираль муфеля, провод питания с вилкой.
Электрическую муфельную печь обязательно заземляют.
Возможные сложности и проблемы при создании печи
При изготовлении устройства сложности возникают с подбором материала и монтажом системы контроля за температурой . Неправильно выбранные материалы приводят к быстрому разрушению муфеля. Так, некоторые мастера из экономии используют кирпич низкого качества, глиняно-песчаный раствор вместо шамотного. Это приводит к появлению трещин в муфеле и потере тепла.
Потрескавшийся муфель на время заделывают раствором шамотной глины. Камеру нужно вынуть и заменить на новую.
Если печь подключают к сети без терморегулятора , температура в муфеле не контролируется. Это приводит к порче изделий, которые требуют обжига при заданной температуре. Для решения проблемы следует приобрести терморегулятор и электрическое оборудование, собрать блок управления и подключить его к нагревательным элементам муфеля.
Полезное видео
Познакомьтесь с видео, в котором показано, как приступить к изготовлению муфельной печи: какие требуются материалы и инструменты, что нужно сделать в первую очередь, а каких действий совершать не рекомендуется.
Как проверить безопасность и надежность печи, сделанной своими руками
Для проверки надежности муфельную печь испытывают. Во время пробного включения прибор тестируют на низких температурах, затем — в максимальном режиме. При работе устройства в помещении не должны срабатывать автоматические выключатели. Это говорит о неправильном подключении электрооборудования.
Для преимущественног о большинства людей муфельные печи совершенно бесполезны. В то же время печи необходимы тем, чья профессия или увлечение связаны с изготовлением ювелирных украшений, обжигом керамических изделий или выплавкой металлов. Более того, муфельные печи используются при создании монокристаллов, купелировании, а также в медицине – для высокотемператур ной стерилизации.
Самые дешевые заводские модели стоят порядка 30 000 рублей, что ощутимо бьет по карману домашних умельцев. Но если вспомнить школьные курсы физики, в частности, термодинамику, то вполне возможно соорудить такую конструкцию своими руками.
По особенностям конструкции печи могут быть:
- трубчатыми;
- цилиндрической формы;
- вертикального расположения;
- горизонтального расположения (простейший вариант).
Термическая обработка может осуществляться в воздухе, вакууме либо инертном газе, но в домашних условиях возможен лишь первый вариант.
В зависимости от типа ТЭНа муфельные устройства бывают:
- газовыми;
- электрическими.
Эксплуатация приборов на газу обходится дешевле, но их самостоятельное изготовление запрещено законом. Электрические обходятся дороже, но обладают существенным преимуществом – возможностью точной регулировки температурного режима.
Важно! Самодельной муфельной печи можно придать любую форму и габариты, выполнить ее в стиле, который бы подошел к общему интерьеру дома.
Что потребуется в работе
Наиболее удобной в эксплуатации является вертикальная конструкция. Для ее изготовления потребуется:
- болгарка, круги по металлу;
- кусачки;
- сварочный аппарат;
- нихромовая проволока, ø1 мм;
- лист стали толщиной 2,5 мм;
- базальтовая вата;
- уголки;
- кирпич шамотный;
- силиконовый герметик;
- огнестойкая смесь;
- респиратор, пластиковые очки.
Основные элементы конструкции
Важно! Муфельная печь потребляет достаточно много электроэнергии. К примеру, устройству, способному нагреваться до 1000ᵒС, необходимо порядка 4 кВт. Электропроводка, с помощью которой печь будет подключаться к сети, должна выдерживать большие нагрузки. Также понадобится автомат со стабилизатором на 25 A.
Важно! Для этого нельзя применять асбест, поскольку при нагреве он может выделять канцерогены.
Изготовление корпуса
Из стального листа вырезается прямоугольник соответствующих размеров, сгибается в радиус, а шов заваривается посредством сварочного аппарата. Полученный цилиндр покрывается огнестойкой краской и как только она высохнет, к нему приваривается дно (круг, вырезанный из того же листа). Дно и стенки дополнительно укрепляются арматурой. Объем цилиндра должен просчитываться таким образом, чтобы в нем можно было поместить термоизоляцию.
Важно! При использовании, к примеру, духовки, дно также нужно укрепить уголками.
Печь муфельная своими руками: инструкция по изготовлению
Этап первый . Изнутри цилиндр выкладывается базальтовой ватой.
Этап второй. Сооружается термоизоляция, для которой, как говорилось ранее, нужно брать только шамотный кирпич. Процедура такова: в корпусе необходимо состыковать семь кирпичей, чтобы они образовали трубу. В будущем она послужит рабочей камерой.
Кирпичи раскладываются в ряд, при этом на каждом из них делаются отметки, по которым они будут обрезаться. Далее происходит непосредственно обрезка, после которой кирпичи должны быть такой формы, чтобы их можно было соединить в одну полую трубу. С целью упрощения процедуры кирпичи можно пронумеровать. По окончании резки труба собирается, стягивается проволокой, проверяется симметричность формы. В случае необходимости проводится корректировка.
Важно! Резку нужно проводить на свежем воздухе, желательно в проветриваемом месте, не забывая о средствах индивидуальной защиты (респираторе, спецодежде, очках).
Этап третий. Нихромовая проволока закручивается в спираль ø6 мм путем наматывания на основу (использованный электрод, карандаш и т. д.). Затем кирпич извлекается из корпуса и обратно укладывается в ряд.
Этап четвертый. К кирпичам прикладывается спираль и размечаются будущие канавки. Правильность линий измеряется строительным уровнем. В результате уложенная спираль должна вести от дна до верхней части трубы. Не допускается соприкосновение витков, т. к. это может стать причиной короткого замыкания.
Этап пятый. Для вывода концов спирали и их подключения к автомату со стабилизатором между парой кирпичей вставляются три полоски, вырезанные из керамической плитки, с проделанными полипропиленовым и каналами для проволоки. Эти каналы значительно упростят ремонтные работы в будущем.
Этап шестой. Готовая конструкция помещается в стальной корпус. При этом на дно корпуса кладется один кирпич, предварительно покрытый огнеупорным клеем. Для вывода керамических каналов в корпусе проделываются отверстия в соответствующих местах.
Важно! Спираль можно включать лишь после высыхания конструкции, иначе повредится проволока.
Этап седьмой. Для изготовления крышки используется все та же листовая сталь. Вырезается круг по размеру конструкции, для более надежной фиксации сверху на него крепится шамотный кирпич (1 шт.). Затем привариваются ручки, навес и металлическая щеколда. Края крышки, соприкасающиеся со стенками печи, покрываются слоем огнестойкого силикона. Силикон наносится лишь на предварительно обезжиренную поверхность.
Этап седьмой. Пробный запуск. Для полного высыхания конструкции ее устанавливают в теплое, хорошо проветриваемое место. Запрещено использование каких-либо нагревательных приборов, поскольку это может привести к растрескиванию кладки. После высыхания спирали подключаются к автомату со стабилизатором, настраивается мощность нагрева и рабочая температура.
Важно! Чтобы проверить степень сухости кладки, нужно включить устройство на полную мощность и посмотреть, не испаряется ли с рабочей поверхности пар.
При эксплуатации печи крышка должна быть плотно закрытой.
Муфельная печь для керамики
На изображении показана примитивная муфельная печь, которую можно использовать для обжига небольших керамических изделий.
Для ее изготовления требуется лишь глиняный горшок для цветов и электрическая плитка. На плитку кладется половина шамотного кирпича (чтобы спираль не соприкасалась с керамикой), на него ставится изделие и закрывается горшком. Для регулировки мощности используется тиристорный регулятор.
Даже при дневном освещении можно будет заметить, что в скором времени после включения бока горшка засветятся темно-красным светом. С этого момента начинается обратный отсчет обжига, от пяти до двенадцати часов, в зависимости от того, что обжигается. Если наблюдается перекал, мощность немного убавляется.
Печь из фаянсового бочонка
Можно сделать и более крупную печь из фаянсового бочонка.
Этап первый. Сначала на дне бочонка алмазным сверлом проделывается небольшое отверстие для выпуска расширившегося воздуха.
Этап второй. Далее необходимо сделать под. Для этого на небольшом листе стали собирается «фундамент» из шамотного кирпича и соединяется металлическими уголками. Затем в верхней части бочонка проделываются канавки для спирали (не более трех-четырех) – в них и будет уложен нагревательный элемент необходимой мощности.
Этап третий. Остается лишь сделать внешнюю оболочку из оцинкованной стали. Она делается съемной, поскольку будет надеваться лишь после накрытия изделия муфелем (бочонком). Пространство между муфелем и внешней оболочкой засыпается асбестом.
Процедура обжига ничем не отличается от предыдущего варианта, но регулировка температуры осуществляется при помощи термопары. Стенки бочонка толстые, пока они засветятся (даже без внешней оболочки), керамическое изделие будет уже пережженным.
Техника безопасности
- Работать с муфельной печью должны лишь лица, ознакомившиеся с техникой безопасности при эксплуатации электрических приборов.
- Нельзя приступать к работе без средств индивидуальной защиты – перчаток, очков, специальной одежды.
- Конструкцию можно включать только с заземлением.
- Нельзя начинать работу при наличии сколов, трещин и других дефектов конструкции.
- Печь всегда должна находиться под присмотром.
- После включения нельзя прикасаться к нагревательному элементу (спирали).
Несмотря на многочисленные преимущества, муфельные печи, особенно небольших размеров, пока еще мало распространены среди домашних умельцев.
Для более детального ознакомления с конструкцией посмотрите приведенный ниже видеоматериал.
Видео – Муфельная печь
Если вы обратитесь к Толковому Словарю Даля, то узнаете, что слово «муфель» означает маленькую огнеупорную печь с тонкими стенками для обработки металлических, керамических, фарфоровых изделий или деталей с защитой их от воздействия продуктов горения (сажи, копоти, газа).
Муфельная печь
— это такая специальная конструкция для нагрева различных металлов до определенной температуры, ее можно купить в магазине или сделать своими руками.
Муфель — это основное пространство для обработки металла и препятствие для непосредственного его соприкосновения с топливом. Главное предназначение муфельных печей — производство ювелирных украшений, плавка цветных металлов, обжиг предметов из керамики, выплавка различных элементов из воска, обжиг литейных форм и т.д.
Муфельные печи бывают газовыми и электрическими.
Они различаются по нескольким параметрам:
— тип конструкции
— тип нагрева
— особенности защитной функции
— температурный режим
Существуют муфельные печи умеренной, средней, высокой и сверхвысокой температур.
В печах умеренного прогрева температурный режим колеблется от 100 до 500 градусов Цельсия. В печах средних температур — от 400 до 800 градусов. Высокотемпературный режим — этот показатель от 400 до 1400 гр., и сверхвысокий до 2000 гр.
Тип нагрева печи определяется наличием нагревательных элементов. Количество этих элементов напрямую зависит от габаритов печи.
Нагреватели бывают двух видов:
— открытые
— закрытые
Открытые нагреватели с достаточно большой скоростью разогревают конструкцию до нужных температур, их легко поменять в случае поломки или их неисправности. Основной недостаток этих элементов состоит в том, что они подвержены коррозии и выработке вредоносных веществ при термическом раскаливании.
Нагреватели закрытого типа находятся в самом муфеле, поэтому вредные вещества не оказывают на них отрицательного влияния. Но их минус состоит в том, что разогрев печи происходит достаточно медленно, а при поломке элемента придется производить замену всей нагревательной камеры.
Устройство муфельной печи закрытого типа
Основные виды муфелей, применяемые в печках — керамические, из керамического волокна и волокнистые. Печь с керамическим муфелем находит применение в самых разных отраслях производства, т.к. керамика имеет высокий уровень теплопроводимости и плотности, предотвращающий повреждение муфеля при различных на него воздействиях.
Использование керамического муфеля не предусматривает скоростного режима обработки из-за долгого процесса нагревания и остывания. Керамическое волокно объединяет в себе положительные свойства керамики и волокна: имеет такой же уровень плотности, как керамика, но при таком муфеле печь прогревается быстрее и не требует большей электромощности.
На вредное влияние внешней среды керамико-волокнистый нагреватель реагирует спокойней, чем просто волокнистый.
Волокнистый муфель используется в печах гораздо реже по следующим причинам:
— требует много электроэнергии
— выделяет вредные газы
— очень ломкий
Где применяются муфельные печи
1. Отжиг, целью которого является образование в результате термообработки однородной структуры
2. Закалка
Для закалки металла в муфельных печах применяют увеличение скорости охлаждения.
3. Отпуск
Это процесс, необходимый для придания материалу пластичности после процесса закалки.
Особенно часто в муфельных печах производится процесс обжига, особенно при обработке керамики. Если необходимо провести исследование материала на наличие разных примесей, используется метод сжигания или озоления. Муфельные печи широко используют в кузнечном деле, в лабораториях для определения благородных металлов в руде, сплавах, слитках и т.д.
Готовые муфельные печи для домашнего применения
Муфельная печь ПМ-8
Работникам науки, лаборантам различных областей известна муфельная печь ПМ-8 с объемом камеры 6,5 литра. Камера этой печи изготовлена из жаропрочной керамики, поэтому очень надежна и долговечна.
ПМ-8 выпускается в двух модификациях:
— ПМ-8К с релейным управлением
— ПМ-8М с цифровым управлением
Цена на эти муфельные печи составляет 20 и 23 тысячи рублей соответственно. В режиме разогрева мощность такой печи около 2,4 кВт, т.е. ею можно пользоваться, включив в обыкновенную комнатную розетку. Единственным минусом ПМ-8 является то, что у нее очень сильно раскаляется дверца.
Муфельная печь «Сикрон» имеет примерно ту же цену, что и ПМ-8. В ней хорошо обжигать керамику, а вот для переплавки металла эта печь не годится.
Печь «СНОЛ». Такие печи изготавливаются самых разных размеров, но цену на нее дешевле 30000 рублей вы вряд ли найдете.
Печь «Shenpaz» приобрела хорошую репутацию и отзывы у дантистов, работающих с золотом.
Как сделать муфельную печь своими руками
Учитывая повышенный спрос на муфельные печи и не малую их стоимость, многие хотели бы соорудить эту конструкцию самостоятельно. Муфельную сделать дома невозможно, т.к. это запрещено законом. А вот электрическую муфельную печку многие могут собрать самостоятельно.
Собираем печь с термообработкой изделий в воздушной среде
1. Корпус
Для изготовления корпуса будущей печки можно взять духовку от старой газовой плиты или электропечь, предварительно убрав из них все элементы из пластика. А можно сварить корпус, использовав лист металла толщиной 0,2 см.
2. Теплоизоляция
Именно от качества слоя теплоизоляции зависит КПД вашей конструкции. Для изоляционного слоя лучше всего подходит огнеупорный (шамотный) кирпич, выдерживающий t до 1000 градусов.
В качестве внешнего слоя корпуса лучше применить . Асбестовые листы употреблять нельзя от того, что он при воздействии высоких температур выделяет вредные вещества.
3. В качестве нагревательных элементов
вашей печки будут спирали, смотанные из нихромовой проволоки. Их толщина должна быть не меньше 0,1 см.
Нагрев в камере муфельной печи
Что необходимо иметь для сборки печи1. сварочный аппарат
2. болгарка или УШМ с отрезными кругами
3. стальной лист толщиной 0,2 см
4. уголок из металла
5. огнеупорный кирпич
6. вата из базальта
7. проволока нихромовая
8. огнеупорная смесь
9. респиратор
10. ножницы для резки металла
Этапы работ по изготовлению печки
1. Делаем металлический корпус из листов железа.
С помощью УШМ вырезаем полосу в форме прямоугольника необходимого размера и завариваем шов. К этому цилиндру привариваем днище, предварительно вырезанное из стали в форме круга. Корпус должен быть такой величины, чтобы внутри расположился теплоизоляционный слой, плюс кирпич.
2. Возьмите базальт и выложите его внутри корпуса.
3. Теперь необходимо состыковать кирпичи в количестве 7 штук в виде трубы — это будущая нагревательная камера вашей печки.
Сначала выложите кирпич в один ряд и сделайте разметку, по ней будете производить резку кирпича. Чтобы было легче собрать трубу, пронумеруйте каждый кирпичик.
4. Закончив резку, соберите кирпич, обмотайте трубу проволокой. Не забудьте использовать респиратор при резке.
5. В металлический корпус опустите трубу из кирпича, а затем слой теплоизоляции.
6. Внутри кирпичного слоя сделайте канавки для проволоки.
7. Из имеющейся у вас проволоки смотайте спираль (0,6 см толщиной), для удобства можно использовать, например, шариковую ручку.
8. Выкладываем кирпичи в ряд, размечаем места под канавки. Проволока должна быть расположена снизу вверх по спирали во всей камере.
7 кирпичей с канавками под спираль
Для того, чтобы высунуть кончики проволоки наружу и произвести их подключение, вставьте между двумя кирпичами 3 кусочка керамической плитки, в которых уже заранее были выпилены узкие каналы для проволоки.
При подключении спиралей учитывайте 3 ступени мощности:
— контуры спиралей имеют последовательное включение
— нижняя спираль подключается независимо от остальных
— параллельное подключение двух контуров
Обязательно сделайте заземление!
9. Далее в корпус печки с теплоизоляционным слоем устанавливаем рабочую камеру. При этом не забудьте на дно корпуса положить кирпич и смазать глиной. Просверлите в корпусе отверстие для керамических каналов. Из стального листа сделайте крышку и закрепите на ней огнеупорный кирпич. Приварите к этой крышке ручку, щеколду и обезжирьте поверхность.
Перед использованием муфельной печи, собранной своими руками, ее необходимо тщательно просушить, включив напряжение до самого высокого уровня, пока с поверхности не перестанет выделяться пар.
