Установка спирали в муфельной печи

Обновлено: 22.04.2024

Самодельная муфельная печь


Муфельная печь предназначена для плавки алюминия, меди. Так же в ней можно обжигать керамические изделия и закалять сталь. Конструкция печи, представленная в данной статье подогнана для работы с алюминием.

Алюминий плавится при температуре выше 660 градусов, и для правильной работы печи ее нагревательные элементы должны выдавать намного большую температуру, так как даже при хорошей термоизоляции часть тепла будет рассеиваться в окружающею среду.

Существуют разные способы нагрева печей: это розжиг газом, углем, дровами. Так же используются электрические нагреватели. Нагрев печи горением (газ, дрова, угли) значительно экономичнее по сравнению электрическим, но он так же имеет и свои минусы, главный из которых это сложность в регулировке температуры плавления, что ограничивает возможности использования самой печи, такие как литье полимеров и искусственное старения металлов. Именно поэтому автор статьи выбрал для своей печи электрический способ нагрева.

Конструкция муфельной печи.

В центре печи располагается нагревательная камера, в которую и производится засыпка и плавление метала. Ее окружает так называемый «аккумулятор тепла» имеющий с наружи защитный тепловой экран, который увеличивает время его остывания.

Аккумулятор тепла нужен для сохранения нужной температуры камеры в тех случаях, когда заливку метала необходимо производить несколько раз подряд. Здесь важно не перестараться, и не сделать его слишком большим, поскольку для его разогрева при первом включении печи нужно определенное время и чем больше его размер, тем дольше печь будет выходить на нужный режим.

В качестве материала для изготовления аккумулятора был использован огнеупорный кирпич. Из него выкладывается, что-то наподобие небольшого колодца. Для того чтобы края кирпичей плотно прилегали к друг другу они подрезаются под нужным углом. Это можно сделать с помощью болгарки с алмазным кругом. Режется он довольно легко.


Для создания корпуса печи необходим лист метала толщиной 1 – 1,5 мм. По высоте делается запас, так как на дно печи будет еще один слой кирпичей.
Затем из прута арматуры выгибается кольцо и его стык заваривается. Диаметр его делается с запасом под теплоизоляционный слой. Вокруг него по мере приваривания огибается лист метала. Стык обваривается.

Самодельная муфельная печь



Далее изготавливается дно печи. Из листа метала (той же толщины что и корпус) вырезается квадрат под диаметр корпуса.



Затем четыре выпирающих угла срезаются болгаркой.



Следующим этапом будет резка канавок под электрический тэн. Перед этим кирпичи в собранном виде пронумеровывается, затем укладываются в одну линию и выравниваются уровнем.







В качестве материала для намотки спирали использовался нихром. Толщина проволоки 1.2 мм. Ее нагрев до 1000 градусов будет происходить при прохождении тока 20 ампер. Печь подключаться к сети 220 вольт, следовательно, мощность ее будет около 4,4 киловатта. Длина проволоки составила 1230 мм.

Для намотки спирали можно использовать металлический прут 3 – 4 мм. Проволока обматывается вокруг него, затем снимается. Спираль готова.



Провод , по которому на печь будет подаваться напряжение должен иметь сечение не меньше 2,5 мм. Это касается ВСЕГО провода, идущего до щитка и от него.

Так же не помешает поставить под печь отдельный автомат на 25 ампер.


При укладке спирали важно проследить чтобы ее витки не касались друг друга, это может повлечь за собой снижение сопротивления и перегрев спирали.


Теплоизоляция

На дно ранее заготовленного корпуса ложится листовой асбест. Поверх него льется слой огнеупорной заливки (шамотной глины). Далее ложится слой огнеупорных кирпичей, на котором будет стоять камера.

Кирпичи выкладываются на свое место в порядке нумерации и выравниваются по середине. Стыки между кирпичами промазываются шамотной глиной. По внутренней металлического корпуса укладывается слой асбеста .


В корпусе сверлятся отверстия под керамические изоляторы к проводам тэна.

Далее пространство между металлом заливается шамотной глиной перемешанной с водой. Для ускорения застывания можно немного подогреть печь, но рекомендуется делать это на свежем воздухе, так как пары асбеста опасны для здоровья. После застывания печь готова к использованию.

Муфельная печь своими руками — особенности, расчеты, полезные советы

Муфельная печь позволяет поднимать температуру предметов до высоких значений, невозможных в обычных нагревателях. Это неотъемлемый элемент ювелирных или гончарных мастерских, других мелких предприятий. Домашние мастера нередко оказываются перед необходимостью расплавить металл или обеспечить термическое соединение стекла и керамики, обжечь глазурь, закалить металл и т.п.

Все эти процедуры требуют участия муфельной печи, но ее нет в наличии. Иногда это становится единственной проблемой, останавливающей важный творческий или ремонтный процесс. Однако, выход из положения есть — надо изготовить муфельную печь своими руками. Рассмотрим особенности и специфику этого процесса.

Что это такое?



Назначение муфельной печи — создание высоких температур для термической обработки материалов:

  • металл (плавка или закалка);

Источником тепловой энергии у муфельных печей является электричество или газ. Первый вариант удобнее с практической точки зрения, но гораздо затратнее в финансовом отношении — во время работы электрические муфельные печи расходуют большое количество электроэнергии.

Мнение эксперта Левин Дмитрий Константинович Газовые модели обходятся дешевле, но требуют подведения топливных коммуникаций, соблюдения правил эксплуатации газовых приборов и прочих административно-технических норм. Поэтому, большее распространение получили промышленные и лабораторные муфельные печи, работающие на электрической энергии.

Конструкция

Муфельная печь состоит из нескольких элементов, соединенных в единую конструкцию:

  • внешнюю часть печи представляет корпус (кожух). Это прочный, обычно металлический короб, образующий емкость для размещения внутренних элементов печи, а также несущий дверцу с запорным устройством;
  • слой теплоизоляции. Это важный элемент, по степени значимости сопоставимый с источником тепловой энергии. От качества и рабочих показателей теплоизоляции зависит КПД печи, способность сохранять тепло и общая работоспособность всей конструкции. Теплоизолятор, как правило, состоит из двух слоев — основного (топка из шамотного кирпича) и дополнительного (слой базальтовой ваты или перлита);
В муфельных печах советского производства часто использовался дополнительный слой изоляции из асбестового полотна. Сегодня такая изоляция не используется, так как при нагревании асбест активно выделяет канцерогены, крайне опасные для людей.


  • нагревательный элемент. Используют спирали из нихромовой проволоки (сплав хрома и никеля, толщина 1-2 мм), свободно переносящей сильный нагрев и не перегорающей в течение длительного времени.

Существуют разные конструкции муфельных печей:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Эти разновидности отличаются друг от друга только конфигурацией топки и способом загрузки, общий принцип работы у всех моделей одинаков.

Порядок расчета электронагревательного элемента

Спираль самодельной муфельной печи изготавливают, как правило, самостоятельно. Для того, чтобы получить эффективное и работоспособное устройство, необходимо выполнить предварительный расчет.

Он преследует две цели:

  1. Создание мощной и эффективной печи, способной решать поставленные задачи.
  2. Возможность работы на имеющихся электросетях, отсутствие перегрузок и вызванных этим проблем.


Для выполнения расчета необходимо выяснить, каков ток отсечки у электрощитка. Часто для печи проводят отдельную линию, минуя УЗО для домашних бытовых приборов. В любом случае, надо выяснить, какую мощность может выдержать линия, чтобы не оставить без электричества всех соседей.

Мощность печи выбирают исходя из объема нагревательной камеры:

Объем камеры (или муфеля), л Мощность спирали (Вт/л)
1-5 300-500
6-10 120-300
11-50 80-120
51-100 60-80
101-500 50-60

По данным этой таблицы можно определить, какую мощность спирали следует использовать для имеющегося размера. Величину камеры надо определить для себя самостоятельно, исходя из характера предполагаемых работ. Необходимо сразу подсчитать мощность, умножая объем камеры на показатели таблицы. Если мощность оказывается чрезмерно высокой и невозможной для действующих сетей, размеры уменьшают.



После этого надо вычислить силу тока. Используется формула:

I = P / U

  • Где I — сила тока;
  • P — мощность (расчетная);
  • U — напряжение сети (220 В).

По результатам можно вычислить сопротивление нихромовой спирали:

R = U : I

  • Где R — искомое сопротивление;
  • U — напряжение (220 В);
  • I — сила тока (расчетное значение).

Этот расчет можно выполнять для однофазной сети. Если нужно выполнить трехфазное подключение, и самостоятельный расчет кажется слишком сложным, рекомендуется воспользоваться онлайн-калькулятором, который несложно найти в сети по соответствующему поисковому запросу.

Результаты расчета с помощью калькулятора вполне корректны, но, для большей уверенности, можно проверить полученные данные, продублировав расчет на другом калькуляторе.

Мнение эксперта Левин Дмитрий Константинович Вместо нихрома может быть использована фехралевая проволока, которая несколько отличается по своим показателям. Во время использования калькулятора необходимо обратить внимание, для какого типа проволоки производится расчет.

Пошаговая инструкция по сборке

Рассмотрим порядок сборки муфельной печи. Для удобства разделим процесс на этапы:

Инструменты и материалы


Для изготовления печи необходимо приготовить
следующие инструменты:

    с отрезным и шлифовальным кругом; с набором электродов; с набором сверл;
  • набор слесарного инструмента (молоток,
    пассатижи, зубило, шило и т.п.).

Из материалов понадобятся:

  • листовой металл 2 мм для корпуса;
  • уголок стальной;
  • арматура 8 мм;
  • 1-2 мм нихромовая проволока;
  • шамотный кирпич;
  • базальтовая минвата рулонная 3-5 см;
  • огнеупорный раствор (состав для печей);
  • силиконовый герметик.
Перечислены только самые необходимые инструменты и материалы. В процессе сборки печи могут пригодиться и другие инструменты или материалы.

Изготовление огнеупорной камеры

Поскольку печь самодельная, правильнее начинать сборку с изготовления камеры из огнеупорного (шамотного) кирпича. Так проще, можно обойтись без лишней подгонки и подрезки.

Порядок действий:

  1. Наматывается спираль из нихромовой проволоки. Для намотки используют гладкий круглый сердечник диаметром не более 6 мм. Витки должны находиться на равном расстоянии друг от друга и не соприкасаться.
  2. Производится сборка камеры из шамотного кирпича. Сначала ее собирают насухо, укладывая части и отмечая на них линии для канавок под спирали. Затем детали камеры нумеруют, чтобы не перепутать, разбирают и проходят канавки глубиной не более 7мм.



После этого можно переходить ко второму этапу сборки.

Изготовление корпуса и дверцы

Корпус печи сваривают из листовой стали. Многие источники рекомендуют использовать старые корпуса от духовок или другие металлические коробки. Это вполне допустимый вариант, но его недостаток заключается в размерах — мастер оказывается привязан к величине имеющегося корпуса, что вынудит его изменять все расчетные параметры. Сборка корпуса по готовой нагревательной камере удобнее и не требует изменения характеристик печи.



Порядок действий:

  1. Измеряют боковые стороны, верхнюю часть и заднюю сторону печи. Вырезают листы металла с помощью болгарки и отрезного круга.
  2. Прихватывают боковые листы к уголкам подставки, затем так же крепят заднюю часть. Все детали поправляют, добиваясь прямоугольного стыкования по всем осям. Закрепляют листы прочнее и обвязывают поверх уголком.
  3. Спереди устанавливают лист с отверстием под дверцу. Его высверливают электродрелью (или сверлильным станком, если есть) по периметру, затем аккуратно подрезают болгаркой и вынимают внутреннюю часть. Зачищают периметр отверстия, удаляя следы подготовки. Затем крепят и обвязывают свободные кромки уголком.

Какой муфельной печью пользуетесь Вы? Покупной Самодельной После этого можно приступать к запуску печи. Предварительно печь выдерживают не менее 5 суток, чтобы окончательно высох раствор. Дверцу держать открытой, обеспечить обильный приток воздуха. Интенсивную сушку с нагревом производить не рекомендуется, так как глина растрескается и начнет осыпаться.

Как регулировать температуру


Регулировку температуры можно осуществлять двумя способами:

  • подключать спирали по очереди, с увеличением их мощности;
  • установит внешнее устройство, регулирующее подачу напряжения на спирали.

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы. Первый вариант проще, но нужен пакетный переключатель или отдельные автоматы на каждую спираль. Кроме этого, изменения нагрева производятся скачками.

Второй вариант сложнее — необходим регулятор, способный выдерживать рабочую нагрузку печи. Выбор подходящего варианта — прерогатива пользователя. Как правило, используют регуляторы — они компактнее и позволяют плавно изменять степень нагрева.

Частые вопросы

Многие вопросы, возникающие по ходу сборки печи, одинаковы у большинства пользователей. Это позволяет не ждать их, а сразу внести ясность:

Нужен ли запас мощности для спиралей, или необходимо навивать спираль в точности по расчету?

В данном случае запас мощности действует наоборот — если дать запас длины, сопротивление увеличится и степень нагрева уменьшится. Рекомендуется действовать в точном соответствии с расчетными показателями.

Можно ли использовать вместо шамотного кирпича обычный строительный?

Обычный кирпич не выдерживает высокую температуру и начинает крошиться. Кроме этого, у него высокая теплопроводность, из-за которой корпус печи будет сильно греться.

Обязателен ли металлический корпус, или можно стянуть шамотные кирпичи металлическими хомутами и оштукатурить их составом для печей?

Корпус необходим для того, чтобы печь можно было переносить с места на место. Если в этом нет необходимости и печь стационарная, можно обойтись и без корпуса.

Если использовать готовые ТЭНы, получится ли нормальная муфельная печь?

Нет, использовать ТЭНы для подобных установок не следует. Необходимую температуру получить не удастся, нагревательные элементы займут слишком много места и быстро перегорят.

Если электропроводка в доме и вообще в округе ветхая, можно ли подключать к ней муфельную печь?

Печь можно подключить минуя домашнюю проводку — провести отдельный кабель до общего щитка. Однако, если сама линия в плохом состоянии, лучше не рисковать. Можно оставить без электроэнергии всех соседей.

Видео-советы по сборке

Муфельная печь: делаем своими руками

Муфельная печь: делаем своими руками

Муфельная печь для обжига и плавки

В муфельной печи подвергают термической обработке различные материалы. В ней можно делать обжиг, выжиг, закаливание, выплавку металлов, стекла, керамики, воска. Многофункциональность агрегата обеспечивается большим диапазоном нагрева: 20-1000ºC. Необходимость иметь устройство приводит к решению сделать его самостоятельно, так как в торговой сети цены на такие агрегаты высокие. Собирается муфельная печь своими руками достаточно быстро, если подготовлены все материалы. Несколько дней займет просушка, так как потребуется делать кладку из шамотного кирпича.

Как работает муфельная печь?

В домашних условиях для муфеля используют любую огнеупорную форму, например, фарфоровую, из керамических плит. Также ее можно сделать из шамотной глины или кирпича. Следует учитывать, что температура плавления формы должна быть выше температуры плавления используемого для термообработки материала. В домашних условиях самодельная муфельная печь применяется для плавки небольшого количества металла или для закаливания инструмента. Именно поэтому достаточно сделать ее небольших размеров.

Материалы для сборки муфельной печи

Муфельная печь своими руками

Для сборки агрегата понадобятся следующие материалы и оборудование:

  • болгарка,
  • огнеупорный кирпич,
  • сварочный аппарат,
  • металлический корпус, например, ведро; листовая сталь, если корпус придется делать своими руками,
  • стальные уголки в качестве ребер жесткости для днища корпуса (привариваются снаружи),
  • теплоизоляция, например, асбестовые листы, крошка, веревка или базальтовая вата,
  • проволока сечением 1 мм для спирали ТЭНа, например, нихромовая; лучше купить готовую спираль.

В первую очередь определяются с корпусом. От его размеров зависят габариты рабочей камеры. Это относится к готовой конструкции, например, если используют стальное ведро или старую газовую духовку. Корпус можно сварить самостоятельно из листовой стали, тогда сначала делают муфель, затем определяют, какие габариты должны быть у корпуса.

Также муфельная печь своими руками может изготавливаться другим способом. Рабочую камеру можно слепить из шамотной глины или раздобыть керамическую трубу среднего диаметра. В зависимости от этого технология работ будет отличаться.

Изготовление спирали для муфельной печи

Проволоку из нихрома сечением 1 мм наматывают на стальной прут с гладкой поверхностью. Достаточный диаметр витков 6 мм. Надо следить, чтобы они не соприкасались во время намотки. Спираль укладывают в подготовленные в кирпичах канавки. Далее следует предотвратить их выпадение из этих канавок при нагреве. Для этого можно сделать тонкую замазку из шамотной глины или использовать проволоку. Если для муфеля применяется керамическая труба, проволока наматывается с ее наружной стороны. Следует соблюдать расстояние между витками 2 мм.

Окончание сборки муфельной печи

Муфельный агрегат для обжига керамики

Кирпичную или керамическую рабочую камеру помещают в стальной или чугунный корпус, на дно которого предварительно уложен теплоизолятор. С наружной стороны дно укрепляют стальными уголками, так как шамотный кирпич утяжелит конструкцию. Между стенками камеры и корпуса должно быть пространство от 4 см. Именно в него закладывается утеплитель. Крышку изготавливают из 2-х слоев металла и утеплителя между ними. Следует предусмотреть ручку для открывания.

Далее в корпусе печи сверлят отверстия и протаскивают наружу выводы спирали. Кроме этого надо сделать отверстия для термодатчика. Подключение проводов осуществляется к отдельному кабелю. Он для безопасности электросети подключается к автомату на 20А. Соединение выводов и кабеля можно сделать при помощи керамического патрона. Таким способом удастся избежать скрутки проводов. Ножки для корпуса делают из стальных труб. Их приваривают или прикручивают болтами с гайками, но тогда дно печки должно быть приподнятым, чтобы саморезы оказались снаружи.

Если для изготовления муфельной печи использовали старую газовую или электрическую духовку, то утеплять ее не требуется. В ее конструкции теплоизоляция предусмотрена производителем. Следует отметить, что такой агрегат выгодно изготавливать, если нужна печь средних размеров. Пазы для спирали делают в боковых и задней стенках. Выводы подключают к выключателю, расположенному с наружной стороны герметичной дверцы.

Муфельная печь своими руками

Муфельные печи представляют собой конструкцию, нагревательные элементы которой позволяют добиться температуры, необходимой для обжига керамики, плавки металлов, закалки стали в личной мастерской. Ювелиры и другие мастера, чья мастерская находится дома, понимают всю ценность такой конструкции. А учитывая высокую стоимость муфельных печей, производимых заводским путем, подобная печь, выполненная самостоятельно, приобретает особое значение.

Устройство муфельной электрической печи

Устройство муфельной электрической печи

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

  • электрические;
  • газовые.

По предназначению они делятся на:

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

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

Промышленная муфельная печь с автоматикой

Промышленная муфельная печь с автоматикой

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

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

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

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

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

Основные части конструкции

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

Огнеупорный шамотный кирпич для внутренней отделки муфельной печи

Огнеупорный шамотный кирпич для внутренней отделки муфельной печи

Спирали скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки

Спирали скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки

Список материалов и инструментов для сборки конструкции

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

Технология постройки муфельной печи

Порядок выполнения работ горизонтальной ли вертикальной муфельной печи аналогичен, различие состоит в расположении элементов печи.

  1. Корпус муфельной печи выполняем из листового железа. Вырезаем болгаркой прямоугольную полоску нужного размера, сгибаем ее в радиус и при помощи сварки герметично завариваем шов. Для предотвращения образования коррозии можно покрыть металл несколькими слоями огнеупорной краски. К полученному цилиндру привариваем дно. Для этого вырезаем из листа стали круг необходимого диаметра, равного диаметру цилиндра. Укрепляем стенки и донышко металлической арматурой. Корпус выполняем такого объема, чтобы внутри можно было разместить термозащитный слой и огнеупорный кирпич.
  2. В случае если для корпуса используется старый холодильник, аналогично укрепляем его донышко и стенки металлическими уголками или трубками.
  3. Внутреннюю часть корпуса выкладываем толстым слоем базальтовой ваты.

Внутренняя часть из базальтовой ваты

Внутренняя часть из базальтовой ваты

Корпус муфельной печи из шамотного кирпича

Корпус муфельной печи из шамотного кирпича

Важно! Во время резки кирпичей обязательно защищать глаза и органы дыхания от пыли очками и респиратором. Работы необходимо производить на улице или в хорошо проветриваемом помещении.

Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции.

Далее на внутренней поверхности кирпичей необходимо пропилить канавки под проволоку.

Канавки под проволоку

Канавки под проволоку

Но прежде из мотка нихромовой или фехралевой проволоки необходимо сделать спираль диаметром около 6 мм. Для этого наматываем проволоку на основу (карандаш, сварочный электрод или тонкий металлический пруток).Достаем кирпичи и вновь выкладываем их на ровную поверхность в ряд.

Прикладываем спираль, делаем разметку под будущие канавки, которые будем вырезать в кирпичах болгаркой. Правильность линий проверяем строительным уровнем. В конечном итоге внутри рабочего пространства проволока будет уложена по спирали от дна к вершине рабочего пространства. Важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе будет замыкание.

Спираль в муфельной печи

Спираль в муфельной печи

Чтобы вывести концы проволоки за пределы рабочей камеры и подключить их к автомату, между двумя соседними кирпичами вставляем три тонких длинных отрезка керамической плитки с пропиленными в них тонкими каналами под проволоку.

Каналы под проволоку из муфельной печи

Каналы под проволоку из муфельной печи

Применение таких керамических выводов в дальнейшем позволит легко производить ремонтные работы муфельной печи.

Коммутация электрической части с тремя ступенями мощности

  • для первой ступени мощностей необходимо два контура спиралей включать последовательно;
  • вторая ступень подразумевает отдельное подключение нижней спирали;
  • третья ступень мощности – параллельное включение двух контуров.

При включении спиралей обязательно заземление!

Готовую конструкцию рабочей камеры помещаем в корпус со слоем теплоизолирующего материала и одним кирпичом, уложенным на дно, обмазывая его огнеупорной (печной) глиной или огнеупорным клеем.

Чтобы вывести керамические каналы за пределы корпуса, сверлим в нем отверстия.

Делаем корпус и обмазываем шамотной глиной

Делаем корпус и обмазываем шамотной глиной

Крышку выполняем из листовой стали, вырезая ее по размеру печи и закрепляя на ней печной глиной огнеупорный кирпич. Сверху привариваем щеколду, ручки и навесы. Для герметичности по краям крышки и на примыкающие стенки муфельной печи наносим слой термостойкого силикона, предварительно тщательно обезжирив поверхности.

Муфельная печь сделанная своими руками

Муфельная печь в работе

После полного высыхания печи подключаем проволоку к электрическому автомату со стабилизатором и проводим ряд испытаний, настраивая мощность накала спиралей и температуру в рабочем пространстве увеличивая или уменьшая напряжение сети.

Важно! Чтобы удостовериться, что печь высохла полностью, ее необходимо включить на максимальную мощность и удостовериться в отсутствии испаряемого с поверхностей печи пара.

Во время работы печи дверцу необходимо плотно запирать.

Для большинства людей муфельная печь – абсолютно бесполезная вещь. Но для тех, чье хобби или профессия связаны с плавкой металлов, моделированием, обжигом керамики, авторскими ювелирными украшениями, небольшая муфельная печь дома – предмет мечтаний. Цены на печи заводского производства стартуют от 30 тыс. рублей на отечественные модели, что для домашних умельцев весьма ощутимая сумма. Впрочем, затратив некоторое время и освежив знания электротехники и термодинамики, муфельную печь можно собрать своими руками.

Содержание

Комплектующие и материалы

Наиболее удобна в работе муфельная печь с горизонтальной загрузкой. Для ее изготовления следует запастись целым рядом материалов и инструментов.

sep5

1. Корпус. Хороший вариант – использовать духовку от старой плиты или корпус от небольшой электрической печки, их можно купить за копейки по объявлениям в газете. Всю пластмассовую фурнитуру и прежние нагревательные элементы предварительно необходимо удалить, а металл покрыть антикоррозийным раствором. Если ничего приемлемого подобрать не удалось, придется сварить камеру из листовой стали толщиной не менее 2мм, укрепив стыки стальным же уголком. Преимуществом этого способа можно считать то, что печь можно сделать любого размера согласно задачам и свободному месту в мастерской.

2. Термоизоляция должна состоять из двух слоев. Внутренний – огнеупорный кирпич, который используется при кладке каминов и печей и выдерживает неоднократный нагрев до тысячи градусов. К нему подбирается огнеупорная смесь для кладки и термостойкий силикон. Сверху, ближе к стенкам корпуса, укладывается базальтовая вата плотностью 200 кг/м3 или перлит. Асбест использовать для этих целей нельзя, так как при нагревании он выделяет канцерогенные вещества. Для обработки кирпича потребуется болгарка с алмазным кругом, так как при резке образуется много разлетающейся в стороны пыли, то стоит воспользоваться респиратором и очками.

mufel

3. Нагревательный элемент – важнейшая часть муфельной печи. Для небольшого объема работ подходят спирали диаметром 6 мм из нихромовой или фехралевой проволоки сечением 1 мм. Длина спирали зависит от материала и температуры, которую нужно достичь. Существуют таблицы, позволяющие рассчитать длину проволоки и температуру нагрева от напряжения (стандартно – 220 В) и ее толщины. Потребляемая мощность муфельной печи довольно высока, к примеру, аппарат с нагревательным элементом толщиной 1 мм, способный разогреваться до тысячи градусов, будет потреблять около 4 кВт. Проводка, к которой будет подключаться такая печь, должна быть в состоянии выдержать перегрузки, потребуется и дополнительный автомат на 25 А.

Сборка корпуса печи

Базальтовая вата или подобный материал слоем в несколько сантиметров приклеивается изнутри к корпусу будущей печи на силикон или термостойкий клей.

Из плотной бумаги делается развертка внутренней поверхности корпуса муфельной печи с точностью до миллиметра. На ней раскладывают кирпичи так, чтобы количество швов внутри было минимально, и располагались они не друг под другом. Затем намечают контур, в который укладывается нагревательная спираль, и шторбят канавки глубиной 6 мм. Кирпич легко режется и обрабатывается болгаркой. После этого стоит собрать кирпичи вне камеры и убедиться, что «трасса» для спирали непрерывна и не имеет углов и изломов.

pech

Дверка печи

Дверку будущей печи также необходимо термоизолировать. Для этого она снимается и укладывается горизонтально, при необходимости ее нужно укрепить, приварив по краю металлический уголок. Затем размечается контур, внутри которого будет уложен огнеупорный кирпич на ту же смесь. До укладки по периметру этого контура также приваривается уголок, чтобы создать дополнительную опору для кирпича. Имеет смысл заменить петли на более мощные.

В целях предотвращения утечек тепла, нужно закрыть все щели в местах примыкания дверки. Это можно сделать при помощи специального уплотнителя из термостойкой резины, который используется в духовках. При его отсутствии можно сделать силиконовый бортик самостоятельно. Для этого обезжиренный кирпич в торцах стенок, где примыкает дверка, смазывают солидолом. Толстый жгут термостойкого силикона выдавливается на дверку вдоль кирпичей на ней.

После закрытия дверки, силикон останется только на ней, так как к солидолу он не клеится. Силикону дают высохнуть, а солидол удаляют спиртом. Периодически такую импровизированную уплотнительную ленту обновляют.

Так как температура внутри печи крайне высока, дверца должна надежно запираться, для этого можно предусмотреть винтовой запорный механизм, одна часть которого приваривается к ней, а другая – к корпусу.

mufelnaya

Установка спирали и электроники

Спираль укладывается в размеченные заранее канавки и закрепляется в них скобами из такой ж проволоки. Нужно следить за тем, чтобы витки спирали не пересекались во избежание короткого замыкания. Если уложить ее в два независимых контура, то мощность муфельной печи можно будет регулировать. Включая их параллельно, получают повышенную мощность печи, последовательное подключение даст меньшую температуру при большей площади нагрева.

В корпусе необходимо просверлить отверстия под выходы провода. Чтобы избежать его соприкосновения с металлом, в отверстия вставляются керамические изоляторы и надежно фиксируются. Снаружи крепится изолированный электрический провод с вилкой.

Спирали можно включать лишь после высыхания кладки, так как высокая влажность при нагреве может привести к порче проволоки.

Муфельная печь должна подключаться через отдельный автомат, а лучше и стабилизатор. Предпочтение стоит отдать трехфазному способу, в любом случае, заземлить ее необходимо.

Подготовка к работе

Перед первым запуском печь необходимо полностью просушить в теплом хорошо вентилируемом месте. Использование нагревательных приборов для этого недопустимо, так как кладка может потрескаться. Чтобы убедиться в том, что печь полностью просохла, нужно включить ее на минимальную мощность и удостовериться, что не идет пар при нагреве.

При работе с муфельной печью следует соблюдать правила техники безопасности и следить, чтобы во время работы дверца была надежно закрыта.

Муфельная печь: делаем своими руками

Муфельная печь: делаем своими руками

Муфельная печь для обжига и плавки

В муфельной печи подвергают термической обработке различные материалы. В ней можно делать обжиг, выжиг, закаливание, выплавку металлов, стекла, керамики, воска. Многофункциональность агрегата обеспечивается большим диапазоном нагрева: 20-1000ºC. Необходимость иметь устройство приводит к решению сделать его самостоятельно, так как в торговой сети цены на такие агрегаты высокие. Собирается муфельная печь своими руками достаточно быстро, если подготовлены все материалы. Несколько дней займет просушка, так как потребуется делать кладку из шамотного кирпича.

Как работает муфельная печь?

В домашних условиях для муфеля используют любую огнеупорную форму, например, фарфоровую, из керамических плит. Также ее можно сделать из шамотной глины или кирпича. Следует учитывать, что температура плавления формы должна быть выше температуры плавления используемого для термообработки материала. В домашних условиях самодельная муфельная печь применяется для плавки небольшого количества металла или для закаливания инструмента. Именно поэтому достаточно сделать ее небольших размеров.

Материалы для сборки муфельной печи

Муфельная печь своими руками

Для сборки агрегата понадобятся следующие материалы и оборудование:

  • болгарка,
  • огнеупорный кирпич,
  • сварочный аппарат,
  • металлический корпус, например, ведро; листовая сталь, если корпус придется делать своими руками,
  • стальные уголки в качестве ребер жесткости для днища корпуса (привариваются снаружи),
  • теплоизоляция, например, асбестовые листы, крошка, веревка или базальтовая вата,
  • проволока сечением 1 мм для спирали ТЭНа, например, нихромовая; лучше купить готовую спираль.

В первую очередь определяются с корпусом. От его размеров зависят габариты рабочей камеры. Это относится к готовой конструкции, например, если используют стальное ведро или старую газовую духовку. Корпус можно сварить самостоятельно из листовой стали, тогда сначала делают муфель, затем определяют, какие габариты должны быть у корпуса.

Также муфельная печь своими руками может изготавливаться другим способом. Рабочую камеру можно слепить из шамотной глины или раздобыть керамическую трубу среднего диаметра. В зависимости от этого технология работ будет отличаться.

Изготовление спирали для муфельной печи

Проволоку из нихрома сечением 1 мм наматывают на стальной прут с гладкой поверхностью. Достаточный диаметр витков 6 мм. Надо следить, чтобы они не соприкасались во время намотки. Спираль укладывают в подготовленные в кирпичах канавки. Далее следует предотвратить их выпадение из этих канавок при нагреве. Для этого можно сделать тонкую замазку из шамотной глины или использовать проволоку. Если для муфеля применяется керамическая труба, проволока наматывается с ее наружной стороны. Следует соблюдать расстояние между витками 2 мм.

Окончание сборки муфельной печи

Муфельный агрегат для обжига керамики

Кирпичную или керамическую рабочую камеру помещают в стальной или чугунный корпус, на дно которого предварительно уложен теплоизолятор. С наружной стороны дно укрепляют стальными уголками, так как шамотный кирпич утяжелит конструкцию. Между стенками камеры и корпуса должно быть пространство от 4 см. Именно в него закладывается утеплитель. Крышку изготавливают из 2-х слоев металла и утеплителя между ними. Следует предусмотреть ручку для открывания.

Далее в корпусе печи сверлят отверстия и протаскивают наружу выводы спирали. Кроме этого надо сделать отверстия для термодатчика. Подключение проводов осуществляется к отдельному кабелю. Он для безопасности электросети подключается к автомату на 20А. Соединение выводов и кабеля можно сделать при помощи керамического патрона. Таким способом удастся избежать скрутки проводов. Ножки для корпуса делают из стальных труб. Их приваривают или прикручивают болтами с гайками, но тогда дно печки должно быть приподнятым, чтобы саморезы оказались снаружи.

Если для изготовления муфельной печи использовали старую газовую или электрическую духовку, то утеплять ее не требуется. В ее конструкции теплоизоляция предусмотрена производителем. Следует отметить, что такой агрегат выгодно изготавливать, если нужна печь средних размеров. Пазы для спирали делают в боковых и задней стенках. Выводы подключают к выключателю, расположенному с наружной стороны герметичной дверцы.

Муфельная печь руками не из плеч

Муфельная печь руками не из плеч Керамика, Муфельная печь, Хобби, Длиннопост

Здесь уже с изоляцией из шамотного легковесного кирпича. Кладочная смесь для каминов, дешевая из Леруа. Не берите ее никогда, гуано редкостное. Сразу посыпалась вся. Делал корпус разборным, чтоб удобнее было везти домой. В кирпиче канавки для спиралей (мотал сам из суперфехраля). Снаружи утеплил каменной ватой и "облагородил" оцинковкой)

Муфельная печь руками не из плеч Керамика, Муфельная печь, Хобби, Длиннопост

Слева болтается блок управления с терморегулятором ТРМ-251. Внутри него твердотельное реле, которое управляется ТРМ-ом и подает сигнал на контактор.

Муфельная печь руками не из плеч Керамика, Муфельная печь, Хобби, Длиннопост

Это еще без проводов. Ну и автоматы, естественно, тоже нужны.
Конструкцию приходилось несколько раз менять(а точнее, утеплять). В начале потери были большие и мощности не хватало. Впоследствии ее немного раздуло ))

Муфельная печь руками не из плеч Керамика, Муфельная печь, Хобби, Длиннопост

Что-то уже простыня выходит.. В общем, внутри она теперь выглядит так:

Муфельная печь руками не из плеч Керамика, Муфельная печь, Хобби, Длиннопост

Утеплять нужно капитально. У меня снаружи каменная вата около 7см, потом прессованные плиты 3см и кирпич (не помню, сантиметров 6). Еще и поверх оцинковки обмотал оставшейся ватой (фоткать не буду, выглядит убого))
Спиралей немного, но свою работу делают. Фехраль брал 1.6 мм, сделал на 3.5 кВт примерно. На полную не кочегарил, т.к. есть режим нагрева для глины, чтоб не разлетелась. Тестировал после последней "модернизации" всего один раз, с выдержками и паузами за 6 с половиной часов вышел на 1000 градусов.

Муфельная печь руками не из плеч Керамика, Муфельная печь, Хобби, Длиннопост

Буду закругляться, а то и так мног вышло. В общем, все работает. Если кому что интересно - спрашивайте. Постараюсь ответить. Спасибо всем, кто осилил.

Читайте также: