Муфельна піч своїми руками для випалювання кераміки

Муфельна піч для обробки матеріалів

Муфельними називають печі, призначені для обробки різних матеріалів в умовах високих температур. Від звичайної печі вони відрізняються наявністю муфеля, що є своєрідною робочою камерою, а також виконує захисну функцію, не дозволяючи оброблюваного виробу контактувати з паливом і газами. Незважаючи на велику кількість промислових пропозицій, нескладно зробити таку конструкцію і самостійно. Муфельна піч своїми руками по ефективності і ККД нітрохи не поступатиметься промисловим моделям.

Типи муфельних печей

Класифікація муфельних печей виконується за кількома ознаками:

1. Лабораторні.
2. Для виготовлення литих воскових виробів.
3. Для обробки металів при високій температурі.
4. Для випалювання кераміки.

За температурним режимом:

1. Помірної температури (100 - 500 °).
2. Середньої температури (400 - 900 °).
3. Високої температури (400 - 1400 °).
4. Надвисокої температури (400 - 1700 °).

конструкція

Основною конструктивною особливістю печей цього типу є наявність муфеля. Зовні від неї встановлюються нагрівальні елементи. Така конструкція дозволяє забезпечити рівномірний прогрів заготовки, наприклад, кераміки, з усіх боків. Для відводу продуктів згоряння встановлюється вентиляція.

Додатково піч оснащується регулятором температури. Найпростіші терморегулятори, тільки відображають температурний режим в печі, встановлюються рідко. Вони підходять тільки в тому випадку, якщо прилад використовується для вирішення найпростіших завдань. Для професійного використання буде потрібно устаткування, здатне підтримувати необхідну температуру. Так, якщо піч застосовується для випалювання кераміки, на регуляторі встановлюється температура, яка буде автоматично підтримуватися протягом всього періоду роботи.

Нагрівач може бути відкритим або закритим. Відкриті нагрівачі ставляться на печі помірної і середньої температури, так як при досягненні значних температурних параметрів починається виділення шкідливих речовин. Закритий нагрівач поміщається всередину муфеля, тому вони безпечні з точки зору виділення токсичних газів, але при виході його з ладу доведеться повністю розбирати робочу камеру. Ще один недолік такої конструкції - тривалий нагрів муфеля.

Муфель може бути виготовлений з різних матеріалів:

• З кераміки. Цей матеріал дозволяє знизити температурний перехід між камерою і нагрівальним елементом. До переваг належать також високий коефіцієнт теплопровідності. Нагрівається і остигає кераміка повільніше, ніж інші матеріали, тому керамічна піч непридатна для експлуатації в швидкісному режимі.
• З керамічного волокна. Піч швидко нагрівається. Можна встановлювати нагрівачі меншої потужності. Недолік - крихкість матеріалу і виділення шкідливих речовин при високотемпературних режимах роботи.

Конструюємо муфельну піч

Зробити муфельну піч можна самостійно. Для цього будуть потрібні прості матеріали:

• Шамотна цегла і керамічні плити для муфеля.
• Листова сталь для корпусу печі.
• Вогнетривкі, тепло- і електроізолюючі матеріали для заповнення пустот.
• ТЕН.

Печі можуть відрізнятися за типом завантаження (Горшкова, Колпакова, горизонтальна). Найпростіше зробити апарат з горизонтальним завантаженням. Корпус зварюється з листової сталі. Немає навичок роботи зі зварювальним апаратом? Не біда. В якості корпусу можна використовувати навіть стару газову плиту або холодильник. Муфельна піч має значну вагу, тому корпус рекомендується зміцнювати. Для посилення конструкції можна ошпарити її по периметру сталевим куточком. Підійде фасонний трубний прокат квадратного перетину.

Внутрішня частина корпусу відбувається базальтової ватою. Знайти цей матеріал можна на будь-якому будівельному ринку - він застосовується для утеплення плоских покрівель. Шар мінеральної вати повинен бути не менше 10 мм. Клеїти плити можна на спеціальний клей або силіконовий герметик.

Кладка огнеупора починається з підготовки цегли. Розчин із шамотної глини заливається в спеціальні форми з скосами. Після цього заготовки підганяються встик, притискаються фасками і фіксуються в потрібному положенні стяжкою з металевої смуги. На кожній цеглині ​​робляться поперечні пропили, в які в подальшому буде встановлено ТЕН. Канавки потрібно зробити відповідно до конфігурації Тена. Кладка починається з денця, потім робляться стінки. Верхню частину можна викласти у вигляді зводу.

Для забезпечення міцності конструкції в кладочную суміш можна додати 20% цементу. Додаткове армування виконується металевим куточком. Шамотною цеглою також викладається і дверцята печі. Для забезпечення щільності закривання дверцята додатково обробляється термостійким силіконом. Зробити це дуже просто. У місцях примикання дверцята муфель обробляється будь-яким розділовим засобом, наприклад, солідолом. Силікон наноситься на торці дверцят, після чого вона закривається і щільно притискається.

Силікон надійно прилипає до стінок дверки і не зачіпає кромки муфеля, оброблені солідолом. Для забезпечення нормальної роботи печі потрібно забезпечити надійне замикання дверцята.

Своїми руками можна зробити найпростіше гвинтове замикає пристрій.

Нагрівальний елемент

Як нагрівальний елемент можна встановити звичайний ТЕН. Добре підходять з цією метою спіралі з ніхромового і фехралевой дроту діаметром 6 мм. Намотати спіраль можна самостійно. Найважливіше, правильно визначити необхідну довжину дроту. Температура нагріву такої спіралі буде залежати від сили струму. Для визначення цієї величини необхідно знати напруга - при використанні печі в домашніх умовах воно складе 220, і опір. Опір нихрома зменшується при збільшенні діаметра дроту. Можна, звичайно, вважати за допомогою формул, добре відомих ще зі шкільних уроків фізики, але можна скористатися таблицями нагріву нихрома і фехралю.

Нагрівальний елемент для печей

Для забезпечення рівномірного прогріву і можливості ступінчастого регулювання роботи печі потрібно три електричних контуру. Спіралі закріплюються в раніше виконаних канавках на стінках цегли і закладаються в шов. Два контури підключаються послідовно, формуючи перший ступінь потужності. Окремо підключається нижня спіраль для другого ступеня. Підключення до електромережі обов'язково повинно виконуватися через автомат.

Під час установки Тена необхідно трохи розтягнути спіраль, щоб виключити змикання витків. В іншому випадку під час роботи нагрівального елементу потужність значно перевищить розрахункову, а сила струму наблизиться до показників короткого замикання. В таких умовах автомат постійно відключається, і нагріти піч до потрібної температури буде просто неможливо.

Для забезпечення ремонтопридатності печі годі й закріплювати Тени в корпусі. При такій конструкції буде потрібно зробити висновки ТЕНів. Потрібно враховувати, що під час роботи висновки будуть сильно нагріватися. Знизити нагрів можна за допомогою створення каналів з кераміки. Добре підходить для цього звичайна плитка, від якої відрізаються невеликі смужки, і в них робляться канавки. Керамічні смужки вставляються в цегляну конструкцію печі. У разі перегоряння нагрівального елементу, його досить просто витягти і замінити на новий.

заключний етап

Завершує роботу зі спорудження муфельній печі складання конструкції. На дно корпусу укладається термостійкий матеріал, наприклад, лист азбесту, і виконується шар вогнетривкої заливки. Для заливки можна використовувати кладочні суміші на основі шамотної глини, вогнетривкі клейові склади і т.п. Щоб уникнути примикання заливки до стінок корпусу можна зробити опалубку з ГКЛ. Далі на дно встановлюються шамотні цеглини, є опорою для камери, і виконується ще один шар заливки.

Муфель встановлюється по одному цеглі. Місця стиків промазиваются вогнетривким розчином кладки. Камера повинна розташовуватися строго по центру корпусу. Наступний крок - створення теплоізоляційного шару. Спочатку забирається опалубка, потім простір між корпусом і камерою заповнюється теплоізоляційними матеріалами.

У корпусі виконуються отвори для висновків ТЕНів. Для запобігання замикання в отвори необхідно встановити керамічні ізолятори. Решту простір заливається вогнетривким розчином. Піч практично готова. Залишається тільки просушити її.

висновок

Зробити найпростішу муфельну піч самостійно - посильне завдання для домашнього майстра. Прості матеріали, звичні інструменти і, звичайно ж, наявність навичок кладки і роботи з електрикою - це все, що потрібно для спорудження конструкції.