Расчет печи для керамики

Обновлено: 02.05.2024

Печь для обжига керамики своими руками. Расчёт камерной печи.

Люди интересующиеся гончарным делом рано или поздно приходят к вопросу покупки собственной муфельной печи для обжига керамики.

Изучив рынок мы с Вами сталкиваемся с необоснованно высокими ценами на муфельные печи. Наша компания занимается изготовлением и продажей муфельных печей для обжига керамики по доступным ценам.

В данной статье мы изложим основные аспекты изготовления муфельных печей.

Данный этап является основополагающим, так как на нем определяются основные параметры муфельной печи для обжига керамики.

Отправным параметром является внутренний объем муфельной печи. При большом объеме обжигаемых изделий выбираются печи с большим объемом, при малом объеме обжигаемых изделий (гончары-любители)-соответственно печи с меньшим объемом.

Как показывает наша практика изготовления печей для обжига керамики, чаще всего заказывают печь GRIFON-60 на 60 литров. Так как она сочетает в себе оптимальный объем и цену!

Параллельно теоретическим выкладкам будет вестись расчет печи для обжига керамики на 33 литра.

Расчет объема муфельной печи

На рисунке ниже представлен муфель печи для обжига керамики, т.е. рабочий слой печи или по другому внутренний изоляционный слой. В основном он имеет плотную структуру, так как чаще всего используется для крепления нагревательных элементов (спиралей), а так же для придания рабочему слою механической прочности.

Так как периметр нашей муфельной печи представляет собой восьмиугольник, то ее объем (V) рассчитывается следующим образом:

муфель печи

V=S*H (дм3=литры),

где S=2*K*(F)2 — площадь дна муфеля; K=2,41 — коэффициент; F— длина внутренней грани муфеля (дм) (см.рис.1); H-высота внутренней части муфеля (дм) (см.рис.1).

Так как объем печи принято выражать в литрах, то все величины должны быть выражены в дециметрах.

V= 13,76*2,39 = 32,8 ≈ 33 (дм3 ) =33 (литра), где

S= 2*2,41*(1,69)2 = 13,76 (дм2 ); K=2,41; F= 169 (мм) = 16,9 (см) = 1,69 (дм); H= 239 (мм) = 23,9 (см) = 2,39 (дм);

Что собой представляет муфельная печь для закалки металла

Внедрение особенных решений по выплавке и закалке металлических конструкций, элементов и изделий требует наличия очень высоких температур. Для внедрения этих замыслов в жизнь важно иметь у себя в наличии печь для обжига.

Данная конструкция должна быть выполнена обязательно из огнестойкого материла, что позволит практично размещать в ней требуемое количество сырья и обрабатывать его при необходимой температуре. Также, это даст возможность формировать оптимальное пространство, необходимое для обжига и закалки вновь созданных конструкций.

Сегодня существует возможность как купить готовые изделия, так и создать такую печь для закалки и выплавки самостоятельно из подручных элементов. Если применять как обычный газовый, так и быстрый электрический источники тепла, такая домашняя печь может быть разных видов. Кроме того, муфельная печь может быть и дровяная.

Виды муфельных печей:

Керамическая;
Волокнистая;
Керамо-волокнистая.

Использование такого приспособления, как керамический муфель дает преимущество для тех процессов, у которых необходимо более продолжительное воздействие жара, а также сохранение стабильного температурного режима долгий период времени.

Материалы для изготовления муфеля и крышки печи

Для изготовления печей мы используем самые современные материалы. Для рабочего слоя футеровки (муфель и крышка печи) мы используем легковесный огнеупорный кирпич, который привозим из Германии. Данный кирпич обладает отличными термо-характеристиками, а именно имеет низкую теплопроводность, высокую термо- и жаростойкость. Классификационная температура применения данного кирпича 1430°С. При всем этом кирпич достаточно легкий за счет малой плотности и хорошо обрабатывается механически. Это позволяет фрезеровать пазы в кирпичах под установку нагревательных элементов. Фрезерование обеспечивает наивысшую точность пазов под спираль.

Легковесный огнеупорный кирпич

Крышка печи

Крышка печи изготавливается из двух слоев огнеупорного кирпича. При этом, второй слой перекрывает швы первого слоя, что позволяет увеличить прочность крышки. На большинстве печей западного и Российского производства идет только один слой кирпичей.

Так же в кирпичах выполнены фаски, что предотвращает сколы кирпичей при расширении (нагреве) материала.

Во внешних слоях муфеля и крышки печи мы применяем дополнительные изоляционные огнеупорные слои, которые имеют еще меньшую теплопроводность при значительно меньшем весе.

В качестве таких материалов могут выступать огнеупорные маты из керамического волокна, муллитокремнеземистый картон (МКРКГ) и т.д.

Таким образом, чем меньше теплопроводность материалов, тем лучше тепловые показатели печи.

Комплексное применение данных материалов существенно экономит энергоресурсы, а так же экономит время на разогрев и охлаждение печей. К сожалению многие современные, как западные, так и Российские производители изготавливают печи для обжига из керамики только с применением огнеупорных кирпичей, делая печи менее эффективными.

Маленькая муфельная печь из доступных материалов

Всем привет, в этой инструкции мы рассмотрим, как сделать простую миниатюрную муфельную печь из подручных материалов. В ней можно плавить алюминий, а также закалять или отпускать сталь, скажем, для изготовления ножа. Автор использует печь для разогревания автомобильных свечей зажигания. Из полученной керамики получается изготовить отличные сопла для пескоструйного аппарата. Несмотря на маленькие размеры, печь получилась довольно мощной, тут используется нагревательный элемент в 3 кВт, который разогревает печь до 900 градусов Цельсия. Если проект вас заинтересовал, предлагаю изучить его более детально.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:

— две банки из под краски или консервов подходящих размеров; — спираль на 3 кВт от электроплитки; — алебастр (строительный гипс); — два болта с гайками (для контактов); — стальная проволока (для ножек); — провода; — жаростойкая краска; — радиодетали для изготовления регулятора мощности; — распределительная коробка или другой корпус для регулятора мощности.

Список инструментов:

— ножовка по металлу; — точильный станок; — емкость для размешивания гипса; — паяльник; — тиски; — плоскогубцы.

Процесс изготовления печи:

Шаг первый. Отливаем внутреннюю часть

Печь изготавливается постепенно, сперва отливается внутренняя часть, а потом наружная. Для изготовления этих частей нам понадобятся две банки из под краски или подобные. Одна банка будет меньшего размера, а другая большего.

Для начала отливаем из гипса внутреннюю часть печи. Для этого берем жестяную банку меньшего размера и устанавливаем в нее кусок ПВХ-трубы. Трубу оборачиваем скотчем, чтобы ее было потом легче вытащить из застывшего гипса. После установки трубы заливаем гипс в банку и ждем, когда он высохнет. Ну а далее нужно снять банку, для этого ее можно легко разрезать болгаркой или другим инструментом. А вот вытащить внутреннюю трубу может оказаться сложнее, автору пришлось ее разрезать вдоль изнутри ножовкой по металлу. У автора труба держалась настолько прочно, что он даже случайно отломал кусок гипса, но это не повлияло на конструкцию печи.
Шаг второй. Спираль
В изготовленной ранее детали по кругу нужно проточить канавку, сюда мы будем укладывать спираль. Сперва все размечаем, а потом проходимся напильником или другим доступным инструментом.

Шаг третий. Отливаем наружную часть печи
Берем банку большего диаметра и отливаем из гипса дно. Затем сверлим отверстия под контакты, в качестве которых будут выступать два винта с гайками. Металл вокруг отверстий срезаем, чтобы не происходило короткого замыкания. Устанавливаем контакты и центральную часть со спиралью в банку и заливаем гипсом. Оставляем все это дело сохнуть. Вместо гипса можно использовать специальные жаростойкие составы.

Шаг четвертый. Регулятор мощности
Делаем для печи регулятор мощности, он позволит настраивать нужную температуру, а также плавно выключать печь, что продлит ее срок службы. Собираем регулятор в соответствии со схемой. А чтобы спрятать все элементы, автор использовал электрическую распределительную коробку. Получилось все аккуратно и безопасно. Регулятор отводим от печи на безопасное расстояние, чтобы не перегревался.

Шаг пятый. Завершающие штрихи
В завершении делаем для печи ножки, для этого можно использовать стальную проволочку. Автор спаял ножки, а закрепил их путем сверления в корпусе небольшой глубины отверстий. Получилось все аккуратно и красиво. Сделайте также для печи пробку, ее можно отлить из гипса. В итоге красим корпус жаростойкой краской, чтобы все выглядело отлично.

Шаг шестой. Испытания
Запускаем печь, сначала устанавливаем невысокую температуру, чтобы печь прогревалась плавно. Первое время с нее может идти пар или даже дым, это нормально, все, что должно сгореть, то сгорит, далее печь будет работать нормально. Ну а потом постепенно выводим печь на полную мощность, уже спустя 30 минут все внутри светится красным цветом. Отправляем внутрь свечу и раскаляем, у автора она разгорелась до красного свечения, и вылез центральный шток. Теперь, зажав свечу в тиски, можно плоскогубцами вытащить центральный шток. На этом все, проект окончен, печь себя неплохо показала, надеюсь, вам самоделка понравилась, и вы найдете для нее применение. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками.

Этот пост может содержать партнерские ссылки. Это означает, что я зарабатываю небольшую комиссию за ссылки, используемые без каких-либо дополнительных затрат для вас. Дополнительную информацию смотрите в моей политике конфиденциальности.

печь маленькая муфельная нагрев своими руками

Расчет мощности печи для обжига керамики

Данный этап является не менее важным и на нем мы с Вами определим мощность печи. В зависимости от объема проектируемой печи для обжига, мощность (P) можно рассчитать с помощью следующей формулы:

P=J*V (Вт), где

V— внутренний объем печи (л) (см.раздел расчета объема);

J-удельная мощность, которая определяется исходя из объема печи:

J=70÷100 (Вт/л) при объеме печи до 60 литров;
J=50÷70 (Вт/л) при объеме печи свыше 60 литров;

P=81,81*33=2700 (Вт) = 2,7 (кВТ)

Как сделать муфельную печь своим руками?

Корпус изготавливают следующим образом. Из листового металла вырезают прямоугольник нужных габаритов. После этого он сгибается в цилиндр, а шов заваривается. Следующий шаг — это вырезать из этого же металла круг и приварить его к одной из сторон цилиндра. Таким образом, получится подобие бочки. Дно нужно будет усилить при помощи уголков и арматуры. Можно использовать и прямоугольную форму печи, а не цилиндрическую, это не принципиально.

Расчет силы тока печи для обжига

В данном разделе мы с Вами будем рассчитывать силу тока, т.е. ток который протекает через нагревательный элемент (спираль):

I=P/U (А), где

P-мощность печи для обжига (см.раздел расчета мощности)

U-напряжение питания (В)

Напряжения питания целесообразно выбирать в зависимости от мощности печи для обжига:

U=220 (В), при мощности печи до 5÷7 (кВт);
U=380 (В), при мощности печи свыше 7 (кВт);

I= 2700/220 = 12,27 (А)

Для вашей собственной безопасности рекомендуем провести отдельную линию проводников от щитка квартиры (дома) до печи. В линию должны быть установлены собственные автоматические выключатели с необходимым номиналом. Сечение проводников выбирается исходя из мощности печи. Выбирайте сечение проводников в большую сторону.

Табл.1. Выбор сечения провода в зависимости от силы тока или мощности.

Напряжение питания U = 220 (В)
Сечение провода, (мм2)	Ток,(А)	Мощность, (кВт)
1,5	19	4,1
2,5	27	5,9
4	38	8,3
6	46	10,1
10	70	15,4
16	85	18,7

Пошаговая инструкция по изготовлению

Лучше всего для корпуса подойдут металлические коробки бытовых приборов (например, старой стиральной машины), если таковых не оказалось, придется сделать корпус из оцинкованной стали.
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.
Дно и внутренние стенки конструкции обкладывают слоем базальтовой ваты в 1 см и закрепляют его с помощью металлических уголков. Закрывают слой металлическими листами.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Для безопасного использования печи устанавливают усиленную розетку с заземлением. Можно подвести питание к прибору из щитка через отдельный автоматический выключатель.
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.

Расчет сопротивления нагревательного элемента

Зная силу тока I и напряжение питания U по закону Ома не составит труда вычислить сопротивление R:

R= U/I (Ом) = 220/12,27 = 17,92 (Ом)

На рис.2 изображена спираль муфельной печи с рассчитанными вольт-амперными характеристиками:

Рис.2 Расчет электрических параметров спирали муфельной печи

Расчет диаметра, длины и удельной поверхностной мощности проволоки нагревательного элемента

На данном этапе производится выбор материала нагревательного элемента. Хотел бы оговорить, что для данных целей наиболее часто используют нихромы и фехрали.

В печах для обжига керамики GRIFON мы используем суперфехраль GS SY по ряду весомых причин:

это более дешевый сплав по сравнению с нихромом, так как не содержит никель;
суперфехраль обладает лучшей жаростойкостью, чем нихромы (наибольшая рабочая температура 1450°С);
данная марка фехрали обладает повышенной пластичностью, что облегчает навивку спиралей.

После выбора материала выбирается диаметр проволоки нагревательного элемента.

Диаметр спирали выбирается в зависимости от необходимого удельного электрического сопротивления (сопротивление в 1 метре проволоки, см. табл. 2). Большему уд. эл. сопротивлению соответствует меньший диаметр проводника, меньшему уд. эл. сопротивлению соответственно больший диаметр.

Табл.2. Выбор диаметра проволоки в зависимости от нужного диаметра и длины нагревательного элемента

1 м проволоки ρ, (Ом/м)

От диаметра проводника зависит так же и длина проволоки нагревательного элемента. Так же хотелось бы отметить, что чем больше диаметр проволоки нагревательного элемента, тем дольше прослужит нагревательный элемент.

Таким образом, комбинируя выше перечисленные параметры подбирается спираль в муфель печи.

Зная необходимое сопротивление R (см. предыдущий раздел) и удельное электрическое сопротивление ρ вычисляется длина проволоки L:

L = R/ρ , (м)

Так как в данной печи мы используем диаметр проволоки d = 2 (мм) , то ρ = 0,452 (Ом/м). Тогда L= 17,92/0,452 = 39,64 (м)=3964 (см).

Самым важным расчетом в этом разделе является вычисление поверхностной мощности проволоки ψ, т.е. мощности которая выделяется с единицы площади проволоки.

В печах с высокими температурами поверхностная мощность ψ фехрали не должна превышать 1,4 Вт/см2 для проволоки диаметром до 4 мм. Если данное значение существенно превысить, то нагревательный элемент не выдержит температуры.

ψ=P/S , (Вт/см2), где

P— мощность печи,(Вт);

S=3,14*L*d — площадь поверхности проволоки, (см2), где

L— длина проволоки,(см);

d— диаметр проволоки,(см)

ψ=2700/2489,4=1,08 (Вт/см2), где S=3,14*3964*0,2=2489,4 (см2). Таким образом ψ=1,08<1,4 (Вт/см2), что удовлетворяет требованию.

Если требование не удовлетворяется, необходимо увеличивать диаметр проволоки или выполнять параллельное соединение.

Процесс навивки и растяжения спирали для печи обжига керамики.

Навивку проволоки необходимо осуществлять на пруток обеспечивающий необходимый диаметр спирали, т. е.

Dспирали = Dпрутка + 2*Dпроволоки

Далее происходит растяжение спирали на необходимую длину с определенным шагом между витками.

Длина спирали определяется исходя из количества пазов в стенках муфеля для обжига. Т.е. необходимо растянуть спираль так, что бы она заняла все пазы в стенах муфеля.

При этом для исключения перегревов витков относительно друг друга необходимо придерживаться правила. А именно, расстояние между витками должно быть в 1,5-2 раза больше, чем диаметр проволоки.

Спираль после навивки

Спираль после растяжения

Мы приведем самою простую типовую электрическую принципиальную схему для печи:

Схема электрическая принципиальная

Мозгом печи для обжига керамики является программируемый терморегулятор (ПТР).

ПТР предназначен для автоматизированного измерения температуры печи для обжига и ее регулирования по заданному закону (графику, программе).

Выносное исполнение ПТР позволяет исключить:

перегревание ПТР от печи, так как его максимальная температура применения 40°С;
влияние электромагнитных помех на точность измерения.

Сборка и заливка каркаса для муфельной печи.

Чтобы удержать металлическую конструкцию на месте во время следующего процесса и не дать ей сместиться и деформироваться, целесообразно заключить ее в некое подобие деревянного каркаса. Для его изготовления нужно просто в двух листах старого ДСП вырезать два отверстия подходящего диаметра.

Воздушный промежуток в конструкции следует залить особым раствором, изготовленным из 1 части цемента и 4 частей перлита. Полученный материал будет обладать высокой прочностью и жароустойчивостью. В нашем проекте были использованы именно те компоненты, что изображены на фото.

После заливки раствора, нужно оставить конструкцию на некоторое время для застывания и твердения. А тем временем следует подумать о днище и крышке.

Из трубы отрезается кусок небольшой высоты или сворачивается из листа оцинкованной стали, устанавливается и закрепляется в каркасе. К бокам длинными прочными болтами крепятся металлические ручки. Несколько болтов пропускаются внутрь трубы и закрепляются гайками – это сделано для обеспечения перевязки и должно усилить прочность будущей конструкции.

Подобным образом готовится каркас-опалубка и для днища устройства. В качестве ножек использованы обрезки оцинкованной водопроводной трубы.

Ввиду того, что на днище печи будет оказываться особо сильно давление, винты должны проникать в массив раствора довольно глубоко и еще обязательно их нужно закрепить гайками.

Раствором, приготовленным по вышеописанному рецепту, заливаются крышка и днище будущего агрегата. Для того, чтобы еще больше укрепить дно, по кромке трубы можно сделать отверстия и заплести низ сеткой из проволоки.

Уроки гончарного дела

Калькулятор рассчета нагревателей из фехраля и нихрома

Расчет нагревателей из фехраля или нихрома

Более подробно о подборе и расчете нагревателей в печи для обжига можно почитать на нашем форуме: Расчет нагревателей-спиралей печи для обжига.

комментария 64

Спасибо разработчикам. Очень полезная, а главное, удобная вещь. Спасибо!

Здорово↨ Я бы такую програмку хотел бы на телефон и планшетник.

Юрий Горний :

Ток и сопротивление не изменяются при изменении диаметра

Юрий Горний :

Скорее всего вы ввели в поле мощность не 30000 Вт, а 3000. При правильном вводе и удельном сопротивлении 1,1 получается 54.96 метра.

Юрий Горний :

Адрей, если возьмете 10 см провода, то мощность будет еще больше! Попробуйте засунуть его в розетку, и вы почувствуете всю мощь на собственном опыте))

Я Вам больше скажу, чем тоньше провод, тем меньше его нужно по расчётам мощность/сопротивление)
Программа все правильно считает, ваша задача уменьшить поверхностную нагрузку.

Не подскажете как искать мощность печи, которая ещё не собрана?

Суперфехраль (Х23Ю5Т-Н-ВИ) 1,39 Ом×мм²/м, Еврофехраль (Х27Ю5Т-Н-ВИ) — 1,44 Ом×мм²/м. Для нихрома — в среднем 1,1 Ом×мм²/м.

Вячеслав, а запятой после 67 не было?

. неправильно считает этот калькулятор 220в, 2мм , 2000 вт, удельное 0.453, 24.2ом делим на 0.453 получаем 53,42 метра, а этот выдает 167,74 метра , хотя ток правильно показал..

Юрий Горний :

А что такое перекал? Какая должна быть поверхностная нагрузка, чтобы нить вообще не раскалялась и её можно было бы залить термостойким силиконом?

Юрий Горний :

Ну мне нужно чтобы нить прогревалась не более 150 град. 220В, длина нити кратна 17 метрам. Не витая, а прямыми прядками по о.5 метров. к примеру пусть будет 0.6 или 0.7 мм диаметр. Силикон держит до 400 градусов температуру.

Юрий Горний :

Привет. А если мне нужна температура 1000 градусов, ввел данные, как считал по формулам, все сходится, но вот поверхностное напряжение 16 с копейками?

Юрий Горний :

Спасибо, что написали! поправил.

Поверхностная нагрузка не должна превышать 1,4-1,6 . А если она скажем 0,4 это хорошо или это значит что спираль будет слегка красная? Как эту нагрузку подбирать, чем меньше тем лучше или приближать к 1,4-1,6? Спасибо.

Юрий Горний :

Чем меньше поверхностная нагрузка, тем меньше мощность получается, а провод длиннее. Обычно же наоборот, хотят побольше мощности и при этом проволоку покороче)

Нет, мощность одинаковая 3000вт, просто если взять провод 1,5мм то нагрузка 3, а если взять 3мм то нагрузка 0,3 (примерно), при этом мощность постоянная, меняется только длинна провода

Юрий Горний :

Имелось в виду при одинаковом диаметре провода. Если у вас поместится 100 м провода, то можно и 0,3 по идее.

Юрий Горний : Юрий Горний :

Большое спасибо Юрий буду из 1 мм делать.

метров проволока
Проверочные данные длины по формуле не совпадают (стр 27. статьи)

Юрий Горний : Юрий Горний :

Уроки гончарного дела

Делаем печь для обжига керамики своими руками

Главная > Уроки > Печь для обжига > Делаем печь для обжига керамики своими руками Автор: Юрий Горний 01.11.2010

Можно, конечно, купить готовую печь, если позволяют средства (цены на печи начинаются от 30 тысяч рублей). Или же делать печь самому. В этом уроке мы рассмотрим, как сделать печь для обжига керамики своими руками объемом около 30 литров и работающую от сети 220В.

Первым делом нужно подобрать корпус для нашей будущей печки. Для этого достаточно немного оглядеться по сторонам. У нас нашлась вот такая стиральная машинка, а точнее то, что от нее осталось.

Также нужно будет укрепить верх корпуса, дверцу и хотя бы одно ребро, на которое будут приварены петли для дверцы.

На дно выкладываем слой базальтовой ваты толщиной около 10 мм. (Такой же слой нужно будет проложить и по стенкам.) Для того, чтобы вата не смялась под весом камеры, нужно проложить несколько кусочков квадратной трубы или уголка. После этого закрываем вату листом металла.

Кирпичи оказались б/у, на зато достались совершенно бесплатно) Новые же лекговесы можно купить по цене около 30 рублей за штуку.

Для связки кирпичей лучше всего использовать мертель, соответствующий марке кирпича. Но есть варианты попроще. Например, огнеупорная шамотная глина или готовая огнеупорная кладочная смесь.

Теперь поднимаем стенки. Между кирпичом и коробом прокладываем базальтовую вату и лист металла. (Если же укладывать кирпичи не торцом, а плашмя, то можно обойтись и без слоя ваты.)

Дверцу также выкладываем кирпичом, по периметру вырезаем четверть, так чтобы образовался выступ, который будет заходить в окно печи.

Теперь можно приварить петли и притереть нашу дверцу. Важно сделать так, чтобы зазор между кирпичами дверцы и корпуса был как можно меньше.

Когда кладка готова и немного подсохла приступаем к следующему этапу. Теперь нужно сформировать канавки для укладки нагревательных элементов. В нашем случае это будут спирали из нихромовой проволоки диаметром 1,5 мм. Диаметр витка проволоки где-то 12 мм. Такой же ширины и глубины и делаем канавки.

Спирали можно найти уже готовые, (например на рынке) или сделать своими руками из нихромовой или фехралевой проволоки. Важно, чтобы витки спирали не соприкасались друг с другом.

Сделаем два контура спиралей, так чтобы можно было регулировать температуру переключателем как в электроплите.

Концы проволоки выводим наверх.

Наверху, снаружи устанавливаем керамическую пластину от конфорки и закрепляем болтами концы проволоки.

Вот такой переключатель нам нужен. С одной стороны 2 контакта, с другой 3.

Устанавливаем переключатель, так чтобы его выступающий штырь выходил наружу, на переднюю панель. Подсоединяем провода. К двум контактам подходят фаза и ноль.

Печь для обжига керамики своими руками. Расчёт камерной печи.

Самый главный вопрос для начинающего керамиста это не «где взять глину«, т.к. ее можно найти где угодно, и не «как сделать гончарный круг из стиральной машинки», т.к. можно лепить и без круга. Самый главный вопрос — «где обжигать?» Для обжига керамики нужна специальная печь, нагревающая изделия до температуры в 1000°С.

Можно, конечно, купить готовую печь, если позволяют средства. Или же сделать печь для керамики самому. Мы рассмотрим, как своими руками сделать печь для обжига керамики объёмом около 30 литров и работающую от сети 220В.

Муфельная печь. Нагревательный элемент расположен снаружи вокруг камеры.

Есть два типа электрических печей для обжига: муфельные и камерные. У муфельной печи нагревательные элементы располагаются вокруг муфеля — цельной емкости из огнеупорного материала. Такими печками оборудованы наши отечественные школы.

У камерной печи — нагревательные элементы — внутри. Этот тип для нас предпочтительнее, т. к. мы хотим сделать печку не очень маленькую, а слепить большой и прочный муфель довольно сложно. К тому же в муфельной печи потери тепла значительно больше, чем в камерной.

Изготовление печи для обжига керамики.

Первым делом нужно найти корпус для будущей печки. Для этого достаточно немного оглядеться по сторонам. У нас нашлась вот такая стиральная машинка, а точнее то, что от нее осталось.

Если же вы оказались в таком месте, где старые стиральные машинки и холодильники не выбрасывают, то можно прикупить лист оцинковки и собрать корпус из него. Размеры корпуса: около полуметра ширина и длина, высота — немного меньше метра.

Металлическая коробка у нас есть, теперь нужно укрепить дно нашей будущей печки. Для этого лучше всего использовать уголок. У нас уголка под рукой не оказалось, поэтому мы приварили обычную трубу, миллиметров 15 в диаметре. По углам привариваем кусочки из трубы диаметром побольше — это будут ножки.

Теперь нужно определиться с огнеупорами, из которых будет сделана камера.

Вариант 1. Очень хороший вариант — волокнистые огнеупорные плиты. Их можно заказать нужного размера, или разрезать на месте. Понадобится всего шесть таких плит.

Шамотный кирпич.

Вариант 2 — шамотный огнеупорный кирпич. Обычно везде продается тяжелый шамотный кирпич. Из него кладут камины и другие печи. Для нашей же печки лучше использовать легковесы — марки ША или ШЛ. В наших окрестностях таких кирпичей почему-то никто не продает, в итоге кирпичи нашлись у друзей. Кирпичи оказались б/у, на зато достались совершенно бесплатно.

Для связки кирпичей лучше всего использовать мертель, соответствующий марке кирпича. Но есть варианты попроще. Например огнеупорная глина или готовая огнеупорная кладочная смесь. Смесь можно найти там, где продаются камины, или же там, где вы найдете огнеупорный кирпич. А для того, чтобы приклеить кирпич к металлическому листу к смеси нужно добавить цемент — до 30%.

Камера печи для обжига керамики.

Приступаем к кладке. Кирпичи должны быть плотно подогнаны друг к другу. Швы — не больше 5 мм. Для этого некоторые кирпичи нужно подпилить до нужных размеров. Если же вам достанется б/у кирпич, как в нашем случае, то на каждом нужно будет еще и опилить края, чтобы сформировать ровные грани.

Когда кладка готова и немного подсохла приступаем к следующему этапу. Теперь нужно сформировать канавки для укладки нагревательных элементов. В нашем случае это будут спирали из нихромовой проволоки диаметром 1мм. Диаметр витка проволоки где-то 6-7 мм. Такой же толщины и глубины и делаем канавки.

Спирали можно найти уже готовые, (например на рынке) или свить самим из нихромовой или фехралевой проволоки. Важно, чтобы витки спирали не соприкосались друг с другом.

Сделаем два контура спиралей, так чтобы можно было регулировать температуру переключателем как в электрической плитке. Концы проволоки выводим наверх. Наверху, снаружи устанавливаем керамическую пластину от электроплитки и закрепляем болтами концы проволоки.

Переключатель спиралей. Вот такой переключатель нам нужен. С одной стороны 2 контакта, с другой — 3. Устанавливаем переключатель, так чтобы его выступающий штырь выходил наружу, на переднюю панель. Подсоединяем провода. К двум контактам подходят фаза и ноль.

В итоге должно получиться так:

В первом положении: контуры спиралей подключаются последовательно — это самая низкая температура.	Во втором положении: подключается один из контуров — это более высокая температура. Здесь важно, чтобы подключался тот контур, который идет понизу, чтобы изделия, расположенные в самом низу тоже прогревались.

В третьем — подключаются оба контура параллельно, это самая высокая температура.

Вот, собственно и все. Теперь нужно хорошенько высушить нашу печку. Для этого ее нужно поставить в теплое место — к батарее отопления или на солнце и забыть про нее на месяц, а лучше на два. После этого, нужно будет окончательно просушить печку, включив ее в сеть на первой «скорости» на несколько часов. Когда из нее престанит валить пар — печка высохла. Можно начинать обжиг.

Подключать такую печь желательно к усиленной розетке — той, к которой подключается электроплита. Или провести толстый провод от щитка. Также хорошо бы поставить еще дополнительный автоматический выключатель (автомат защиты).

Да, и последнее: не забывайте — с такой электрической печью для обжига, тем более с открытыми спиралями, нужно быть очень осторожным. Любая оплошность может привесть к очень печальным последствиям. Если вы слабо разбираетесь в электрике, обязательно посоветуйтесь со специалистом. Ни в коем случае не прикасайтесь к спиралям под напряжением. Чтобы обезопасить себя и своих близких, можно поставить концевой выключатель, — так, чтобы при открывании дверцы печь выключалась. И заземление — тоже одно из условий безопасности.

Расчёт нагревателей печи для обжига керамики.

Формулы и принцип расчёта подходит, как для камерных, так и для муфельных печей. Хоть представленный расчёт упрощенный, но тем не менее, его более чем достаточно для изготовления самодельной муфельной, камерной печи, электротигеля и т.п.

Коротко, вся суть расчёта заключается в том, что исходя из заданной мощности оборудования подобрать нагреватель такого сопротивления, чтобы проходящий через него ток был необходимой плотности, и был способен разогреть нагреватель до заданной температуры.

Температура до которой раскалиться нагреватель зависит от удельного сопротивления материала нагревателя (физическое свойство), его сечения и тока который через него проходит.

Существуют профессиональные, сложные методы расчёта, учитывающие много различных нюансов, но все они, в итоге, базируется на описаном выше принципе.

Пример расчёта нагревателя для печи.

Требуется: печь для обжига керамики мощностью 3 кВт., напряжение сети U = 220 В; температура нагревателя 950°C.

Расчётную температуру следует брать с некоторым запасом. Заданная исходная мощность определяется эмпирически исходя из 100 Вт. мощности на 1 литр объёма камеры печи. 3 кВт мощности - достаточно для камеры объёмом в . 30 литров. Это уже крупная печь .

Для работы при таких температурах можно использовать как нихром, так и фехраль.

Недостатки нихрома: 1200°C - это практически предельная температура работы, а значит такой нагреватель будет не очень долговечен. Из достоинств: широко доступен, дёшев, хорошие механические свойства как при низких, так и при высоких температурах.

Недостатки фехрали: при высоких температурах очень хрупок и очень сильно удлиняется, отчего спираль может выпадать из пазов. Дешевые марки могут вступать в реакцию с шамотной камерой и окислами железа. Из достоинств: выдерживает более высокие температуры, до 1400°C.

В качестве нагревателя в нашем варианте лучше выбрать нихром.

1. Сначала необходимо определить силу тока, которая будет проходить через нагревательный элемент. формула "Закон Ома", где U - напряжение сети; P - мощность в Ватах; А - сила тока в Амперах.
I = P / U = 3000 / 220 = 13,64 А.

2. Теперь нужно найти необходимое сопротивление R нагревателя:
R = U / I = 220 / 13,64 = 16,13 Ом;

В нихромовой проволоке нужно создать такую плотность тока при вычисленной его силе (А), чтобы она смогла разогреться до нужной температуры. Если взять кусок нихромовой проволоки, пусть даже подходящей по сопротивлению, но маленького сечения, то плотность тока будет такой, что проволока сгорит. Если сечение окажется слишком большим, то проволока не выдаст нужной температуры, даже при полном потреблении расчётной мощности.

3. Диаметр проволоки следует подбирать по таблице, приведённой в ГОСТ 12766.1-90 "Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением. Технические условия."

Скорость разогревания печи.

Для того чтобы, убедиться, что изначальная мощность выбрана правильно, можно очень просто подсчитать скорость разогревания печи до максимальной температуры, как на холостом ходу, так и в рабочем.

Для подсчёта необходимо знать такую физическую величину, как удельная теплоёмкость материалов. Это физические данные, их получают эксперементальным путём и они есть в таблицах свойств материалов. Удельная теплоёмкость шамотно-глиняных материалов, в среднем = 0,88 кДж/кг °С.

Для расчёта необходимо будет узнать общий вес (в килограммах) футеровки печи, т.е. того самого шамотного кирпича, из которого сложена камера печи, т.к. он тоже забирает тепло от нагревателя. И общий вес загруженных в печь керамических изделий. Допустим он составит 10 кг.

Базовая формула: Q=cm(t2 -t1), где t1 - начальная температура (температура окружающей среды); t2 - максимальная температура разогрева; m - масса в кг.; c - удельная теплоёмкость; Q - колличество теплоты в джоулях для разогрева массы m до температуры t2.

Отсюда, необходимое колличество теплоты: Q=cm(t2 -t1) = 0,88х10(950-20)=8184 кДж.

КПД камерной печи, с учётом теплопотерь через минеральную вату, дверцу и т.п. = 70%, т.е. коэффициент 0,7. Отсюда, для разогрева печи необходимо Q итог = 8184/0,7 = 11690 кДж.

Далее, применим закон Джоуля-Ленца: Q итог = I 2 х Rt, где I 2 - ток в нагревателях, А; R - сопротивление нагревателя; t - искомое время нагрева. Отсюда t = Q / I 2 R = 11690/ 13,64 2 х 16,13 = 3,9 часа.

Для такой самодельной печи, мощностью 3 кВт, время нагрева до максимальной температуры вполне нормально. Плавный продолжительный нагрев идёт на пользу при обжиге керамики, когда все процессы преобразования в глине происходят равномерно.

Если нужно, чтобы печь разогревалась быстрее, то достаточно увеличить мощность нагревателей или уменьшить толщину футеровки. В последнем случае надо всего навсего распилить шамотные кирпичи пополам по толщине и улучшить теплоизоляцию минеральной ватой.

Расчёт и проектирование печи

Конструирование электрической печки для обжига керамики или для других целей очень интересное творческое занятие. Оно требует определённого опыта, знаний, умений, терпения. Иногда чего-нибудь из этого не хватает. Со мной так и было. Пришлось многое решать самостоятельно. Теперь в этом деле я могу помочь вам.

Какие варианты помощи я предлагаю

1. Расчёт элементов нагревателя под конструкцию вашей печки.

Эта услуга подробно описана здесь.

2. Предоставление ссылок и контактов фирм, которые поставляют необходимые материалы для конструирования печей по низким ценам и с хорошим обслуживанием.

За несколько лет у меня собралась база фирм, сайтов, частных лиц, которые поставляют те или иные материалы для изготовления печей для обжига керамики. Каждая из них проверена мной лично и теми людьми, которые воспользовались данной услугой. В основном это фирмы Украины. Есть несколько фирм других стран.

3. Расчёт необходимого количества материалов футеровки печи.

Это услуга расчёта необходимого количества кирпича, огнеупорного фетра, керамоволокна и других материалов футеровки. По своему опыту я знаю размеры этих материалов, их особенности и свойства, а также то, как это учитывается при конструировании печи.

Стоимость услуги 300 грн.

4. Проектирование конструкции печки.

Это самая творческая работа и не простая. В эту услугу входит разработка конструкции печки под необходимые условия и требования, а также для определённых функций. Чертежи, схемы предоставляются.

Стоимость услуги договорная (обычно 500-700 грн)

5. Консультации по изготовлению печки.

Все основные рекомендации по изготовлению печи я стараюсь излагать в своих видео. Но бывает, что возникают дополнительные вопросы и я на них с удовольствием отвечаю по мере своего опыта.

Определённой стоимости у этой услуги нет. Размер оплаты вы можете определить самостоятельно 🙂

Расчёт и конструирование производится индивидуально под ваши требования к будущей печке. В итоге вы получите расчёты элементов нагревателя, схемы, чертежи, эскизы, информацию сколько и каких материалов нужно, ссылки где приобрести материалы. Всё это я делаю за пару недель. В последствии вы получите необходимые рекомендации уже во время изготовления печки.

Стоимость услуги договорная, варьируется от 1400 до 2000 грн в зависимости от сложности.

Если заказ не по моим силам, то я не берусь и сразу об этом сообщу.

Как оформить заказ?

Подумайте что конкретно нужно вам из перечисленных услуг.

Свяжитесь со мной по одному из указанных контактов на сайте.

Сообщите о своей потребности как можно подробнее.

Я задам Вам все необходимые уточняющие вопросы, а также дам ответы на возникшие у Вас вопросы.

После предварительного общения мы договариваемся о цене, вы вносите предоплату (обычно это половина), я приступаю к делу. По его окончании я предоставляю результаты, вы оплачиваете вторую половину.

комментария 3

Заказал Саше проект печи на 1100 градусов, 45 л. Получил полный расчет элементов нагревателя, список материалов и чертежи. Сделал точно по проекту, получилось отлично! Все работает, печь удобная, и довольно легкая, по сравнению с аналогами. Ну и все это, конечно, гораздо дешевле, чем купить такую новую.
Кто хочет себе хороший и бюджетный муфель, рекомендую!
Спасибо!

Руколепие :

Благодарю за отзыв, Глеб. Рад, что всё получилось!

Александр :

Заказал у Александра полный проект печи. Проектом доволен . Если честно то даже не ожидал что он будет настолько подробным и информативным . По нему не составит труда состряпать печь . Вопросов по проекту не возникает , все описано доступно и понятно. Большое спасибо.

Здравствуйте!
Рад приветствовать Вас на сайте Руколепие.

Он посвящён творчеству, которым я и моя любимая с удовольствием занимаемся в свободное от отдыха и работы время.

Здесь вы можете познакомиться с гончарным делом, работой по дереву, художественной росписью, вышивкой.

Читайте также: