Как сделать печь для обжига своими руками

Муфельная печь для обжига керамики своими руками

Сам термин «муфельная печь» для большинства людей ни о чем не говорит. Нет, это не очередная разновидность отопительных приборов, позволяющих сэкономить на топливе. Это прибор, предназначенный для обжига керамических изделий, выплавки металлов, купелирования, создания монокристаллов и т.д. В медицине используются для обеззараживания инструментов.

Фото 1 Муфельная печь для обжига

Несмотря на компактные размеры, бытовой агрегат обойдется в 35-48 тысяч рублей, что довольно дорого для изготовления hand-made и керамики. Поэтому многие и занимаются поисками, как сделать муфельную печь своими руками. Предлагаем вооружиться рядом инструментов, вспомнить школьный курс физики по термодинамике и приступить к изготовлению.

Разновидности муфельных печей

По конструктивным особенностям устройства подразделяются на:

• трубчатые или цилиндрические;
• горизонтальные или вертикальные.

По виду термообрабатывающего состава:

• воздушные;
• вакуумные;
• на основе инертного газа.

Изготовить в домашних условиях можно только лишь воздушную муфельную печь, поэтому именно о ней и пойдет речь в статье.

По особенностям термоэлектрического нагревателя:

Безусловно, газовая печь обойдет в эксплуатации в 3-4 раза дешевле электрической, за счет экономии топлива, но такую печь, во-первых, запрещено по закону изготавливать и использовать, во-вторых, сделать муфельную печь своими руками на газу технически крайне сложно.

За счет простых материалов печь можно изготовить в любой удобной форме, в том числе и такой, которая идеально подойдет к интерьеру помещения.

Фото 2 Схема промышленной муфельной печи

Изготовление устройства

В данном случае мы расскажем, как сделать вертикальную муфельную печь для обжига керамики своими руками.

Для этого вам понадобятся следующие инструменты:

• углошлифовальная машина (болгарка) и 1-2 круга;
• электро-дуговая сварка и электроды;
• слесарный инструмент, в том числе кусачки;
• 2-миллиметровая нихромовая проволока.

• 2,5 мм стальной лист или корпус б/у духовки;
• уголок;
• арматура;
• базальтовая вата;
• огнеупорный шамотный кирпич;
• огнеупорный раствор;
• герметик силиконовый.

Основные элементы

Корпус

Идеально в качестве основы самодельной муфельной печи для фьюзинга или купелирования подойдет корпус электрической духовки или чудо-печки, поскольку в ней уже предусмотрена вся необходимая изоляция. Понадобится только снять или удалить все пластиковые элементы.

Фото 3 Старая духовка в виде корпуса муфельной печи

Если не получилось найти такую духовку, корпус можно сварить из листа, предварительно нарезанного на заготовки. Свариваете все боковины, зачищаете металлической щеткой или болгаркой швы и покрываете грунтовкой.

Изготовление корпуса из листов, хотя и чуть более сложное, но позволяет сделать ту конструкцию, которая подходит по размерам под конкретное помещение.

Нагревательный элемент

Ключевой компонент устройства, поскольку именно от него зависит температура в печи и скорость нагрева. Также нужно будет сделать и терморегулятор для муфельной печи своими руками, либо приобрести уже готовый. В качестве нагревательного элемента будет выступать нихромовая проволока, диаметр которой подбирается в зависимости от максимальной температуры. Минимальный и самый расходный диаметр – 1,5-2 мм.

Нихром на стандартной спирали выдерживает 1100 градусов, но необходимо исключить попадание воздуха, иначе он сгорит. Лучше всего в муфельную печь подойдет фехраль — его рабочая температура 1300 градусов, да и с воздухом он «дружит».

Фото 4 Нагревательный элемент

Любая электрическая муфельная печь, даже самая маленькая, изготовленная своими руками, при разогреве до 1000 градусов затрачивает около 4 кВт. Перед использованием проверьте всю проводку и установите автомат-стабилизатор на 25 А.

Термоизоляция

Важнейший аспект работы, который отвечает за целостность и эффективность всей конструкции. Внутри муфельной печи устанавливается на огнестойкий клей шамотный кирпич. По размеру печи его обрезают болгаркой. Сверху используется базальтовая вата.

Фото 5 Огнестойкий клей Терракот

На некоторых форумах по изготовлению муфельных печей рекомендуют использовать для кладки асбест. Это действительно огнестойкий материал, но уже при температуре 650 градусов+ он начинает выделять канцерогены.

Изготовление самодельной муфельной печи

Первый пункт можно пропустить тем, кто в качестве корпуса использует старую духовку.

Как сделать корпус

Вырезаете из листа прямоугольник нужного размера, загибается в цилиндр и заваривается шов. Далее из этого же листа вырезаете круг соответствующего диаметра и привариваете его к цилиндру. У вас получается подобие металлической бочки, стороны и дно которой стоит усилить арматурой и уголками.

Объем бочки рассчитывается таким образом, чтобы достаточно места было и для изоляции (ваты и кирпичей) и для обжигаемых материалов.

Фото 6 Корпус печи из бочки

Корпус может быть и прямоугольным – форма никак не влияет на качество печи и эффективность разогрева. На видео вы посмотрите, как сделать прямоугольную муфельную печь своими руками из аналогичных материалов.

Видео 1 Муфельная печь своими руками с описанием

Термоизоляция печи

1. По периметру конструкции выкладывается базальтовая (каменная) вата.

Фото 7 Высокотемпературные маты

Почему именно такая разновидность минеральной ваты выбрана? По нескольким причинам:

• негорючесть – ее используют даже в качестве преграды открытому огню. Вата выдерживает температуру до 1114 градусов, после которой начинает оплавляться, но не гореть;
• природные составляющие – базальт, из которого изготовлена вата, абсолютно натуральный материал, поэтому даже при нагревании не выделяет никаких вредные веществ, в отличие, например, от ваты, изготовленной из шлаков;
• минимальная теплопроводность, которая составляет всего 0,032-0,048 Вт/м/К, что даже меньше чем у пенополистирола.

К корпусу вата крепится специальными керамическими пуговицами

Фото 8 Крепим вату к корпусу печи

1. Далее следует термоизоляция шамотным кирпичом. Требуется именно такой материал, поскольку он на 75% состоит из огнеупорной глины и не лопнет в процессе эксплуатации печи.

Берете 7 кирпичей, нумеруете их для удобства, составляете в подобие трубы. Далее обрезаете торцы болгаркой так, что труба получилась максимально круглой.

Фото 9 Разметка огнеупора муфельной печи

Когда кирпичи нарезаны и собраны, стягиваете их проволокой и проверяете, насколько симметричной получилась конструкция.

1. Делаете 6 мм спираль из нихромовой проволоки, для чего накручиваете ее на любой, подходящий по диаметру круглый предмет, можно даже использовать карандаш.

Имейте в виду, что эксплуатация печи возможна только при условии непрерывного контроля температуры. Иначе это просто дорогая, но очень опасная игрушка. Единственный реальный вариант датчика таких высоких температур (более 1000 градусов) – термопара. Платину для этого не надо искать, вполне подойдет такой вариант:

• железо-константан, 53 мВ/град, термо ЭДС;
• никель-железо, 34 мВ/град., термо ЭДС.

Фото 10 Прокладка нагревательной спирали

1. Раскручиваете кирпичи и нарезаете на внутренней стороне под небольшим углом болгаркой борозды под спираль. Ровность их проверяете уровнем и располагаете так, чтобы витки шли от самого дна до верха. Категорически запрещено допускать соприкосновения витков – будет замыкание цепи. После нарезки борозд вставляете спираль и собираете всю конструкцию снова.

Фото 11 МП сделана своими руками

1. Выводите концы спирали и подключаете их к автомату 25 А.
2. Теперь берете подготовленный ранее стальной цилиндр, на дно его кладете шамотные кирпичи, нарезанные так, чтобы полностью закрыть все днище, заливаете их огнеупорным клеем. Далее помещаете собранную термоконструкцию и также заливаете пространство между бочкой и конструкцией огнеупорным составом.

Фото 12 Готовая конструкция помещается в стальной корпус

Включать можно только тогда, когда полностью высохнет вся конструкция. Через 3-5 дней после изготовления включите прибор на полную мощность, но не закрывайте крышкой – если где-то начинается испарение, отключите и оставьте еще на сутки.

Изготовление крышки

• Вырезаете из стали круг, идентичный по диаметру уже полностью собранной конструкции.
• Сверху на клей «садите» шамотный кирпич – он обеспечит достаточную герметизацию.

• Привариваете по бокам ручки, чтобы было удобно поднимать и снимать крышку, и щеколда для закрывания.

• По краю покрываете огнеупорным силиконом, перед этим обязательно обезжиривается поверхность (подойдет даже «Уайт-Спирит»).

Напомним, когда печь работает, она должна быть закрыта. Излишнее попадание воздуха внутрь приведет к быстрому износу нихрома.

Самая простая муфельная печь для керамики

Для изготовления такого простейшего прибора понадобится только обычная электрическая плитка, глиняный горшок и кусок шамотного кирпича.

• Ставите на печку кусок кирпича так, чтобы обжигаемая керамика не касалась спирали на плитке и закрываете ее горшком. Мощность регулируете терморегулятором.
• Теперь наблюдаете за горшком – как только сквозь его стенки начинает словно просвечиваться красный свет, засекаете время на обжиг. Как правило, это 10-12 часов.

Муфельная печь из горшка

Техника безопасности

1. Работать с печкой можно только при условии, что есть заземление.
2. Запрещено приступать к работе, если есть сколы или трещины на корпусе.
3. Запрещено прикасаться к прибору во время работы.
4. Категорически запрещено трогать работающую спираль.
5. Во время работы за печью необходим постоянный присмотр.

Несмотря на относительную простоту изготовления, среди домашних мастеров такой прибор не сильно распространен. «Виной» этому высокие расходы на электричество. Кто-то считает, что можно сделать муфельную печь и на дровах – ну если получится найти полено, у которого теплотворная способность 14000 ккал/кг, тогда да, получится. Хотя все же лучше в качестве таких «дров» использовать кузнечный горн – именно в таких условиях и была изобретена первая в истории подобная печь.

Если у вас еще остались вопросы, как сделать муфельную печь своими руками, посмотрите видео инструкцию.

Источник

Как сделать печь для обжига керамики своими руками

Классификация

Специальные печи для обжига производятся промышленно. Среди них есть и профессиональное оборудование, которое стоит довольно дорого (от 35 тыс. рублей). Однако покупать такие устройства необязательно. Их можно сделать и своими руками.
Существует несколько классификаций печей для обжига. Одним из наиболее важных критериев является рабочая температура.

Наивысшая категория – это оборудование, где нагрев производится до 1400-2000 °С.

Следующая группа – это печи, функционирующие при температуре 900-1400 °С. При умеренных показателях работают агрегаты третьей категории (400-900 °С). И последняя группа характеризуется низкотемпературным режимом (до 500 °С). Наиболее выгодными являются печи с возможностью регулировать температуру.

В зависимости от используемых источников энергии подобные устройства для обжига подразделяются на электрические, газовые и твердотопливные. Промышленные образцы бывают только первого и второго типов. Что касается оборудования, работающего на дровах, то это могут быть только самодельные печи. Использование твердого топлива не способно обеспечить нагрев до высоких температур.

Еще одним важным показателем работы печи является ее мощность. Для небольших агрегатов с объемом камеры до 50 л необходимо руководствоваться следующим правилом: 100 Вт на каждый литр. Если же агрегат отличается большими объемами камеры (100-500 л), соотношение будет другим: 50-70 Вт на 1 л.

По конфигурации печи разделяются на три вида:

1. Колпаковые.
2. Трубчатые с вертикальной загрузкой.
3. Камерные с горизонтальной загрузкой.

К преимуществам трубчатых устройств можно отнести равномерное распределение в них жара. Два других вида больше подходят для серийного производства и обжига крупных изделий. Недостаточно опытным мастерам подойдут печи, оборудованы смотровым окошком, позволяющим контролировать процесс обжига.

Современные агрегаты оснащаются огнеупорными элементами, изготовленными из качественных материалов, которые отличаются небольшой массой и низкой теплопроводностью. Тяжелые конструкции с использованием шамота уже ушли в прошлое.

Цена оборудования

При наличии достаточных финансовых средств можно приобрести хорошую заводскую печь стоимостью примерно 30 тыс. руб. Если же нужно настоящее профессиональное оборудование, оно обойдется в 100-200 тыс. руб. Однако можно попробовать соорудить подобное устройство для обжига глины своими руками. Далее речь пойдет о технологии изготовления 30-литровой электропечи, работающей от сети 220 В.

Изготавливаем устройство сами

Подобные агрегаты разделяются на следующие два вида: муфельные и камерные. Первые получили свое название от цельной огнеупорной камеры – муфеля, за которым, как правило, скрывается нагревательный элемент.

В камерном отопительном устройстве ТЭН проложен прямо внутри конструкции. Технология изготовления такого оборудования и будет описана далее в статье. Муфельная печь для обжига керамики отличается особой сложностью исполнения, поскольку огнеупорную камеру соорудить непросто. Кроме того, конструкция такой печи приводит к большим потерям тепла.

Начиная монтаж устройства, стоит запастись терпением и необходимыми материалами. Среди основных составляющих конструкции отмечают стальную коробку, огнеупорную камеру и нагревательный элемент.

Для создания печи подойдет корпус старой стиральной машины. Его также можно изготовить самостоятельно из оцинкованной стали. Размеры примерно таковы: длина и ширина – по 50 см, высота – около 1 метра.

Определившись с корпусом, необходимо позаботиться об установке печи. Для этого понадобится уголок или труба диаметром 15 мм, которую фиксируем ко дну. По краям сваркой прикрепляются ножки, для изготовления которых понадобится труба чуть большего диаметра.

Затем нужно укрепить верхнюю часть корпуса, дверцу и хотя бы одно ребро (то, на которое будут привариваться петли для створки).

На дно корпуса нужно разместить слой базальтовой ваты толщиной 10 мм. Чтобы защитить ее от смятия огнеупорной камерой, на материал следует уложить несколько отрезков уголка или профильной трубы. Поверх ваты укладывается лист металла.

Теперь переходим к монтажу огнеупорной камеры. Существуют разные виды материалов, которые могут быть использованы в процессе работы. Например, довольно эффективными являются огнеупорные волокнистые плиты. Их можно как приобрести определенного размера, так и разрезать самостоятельно. Для стенок и дверцы понадобится шесть штук.

Однако у этих плит есть недостаток – их цена. Потому воспользуемся шамотным кирпичом. Для соединения отдельных элементов кладки оптимальным вариантом станет мертель. Однако для этой цели вполне подойдет и огнеупорная глина либо специальная жаропрочная смесь. Чтобы кладка прочно держалась на стали, в состав добавляют до 30% цемента.

Кладочные работы необходимо выполнять очень аккуратно, чтобы кирпичи максимально плотно прилегали друг к другу. Толщина швов не должна превышать 5 мм. При необходимости бруски можно немного подпилить до требуемого размера.

Приступаем к кладке дна корпуса. Сначала нужно подготовить два разных раствора: один необходим для швов, второй – для укладки на металл. В последнем составе используется цемент. В смесь требуется добавить воду и размешать. Каждый кирпич нужно хорошенько смочить в жидкости, чтобы раствор не высыхал слишком быстро.

Далее процедуру необходимо повторить для стенок конструкции. Сначала размещается слой ваты, который в дальнейшем накрывается металлическим листом. Затем делается кладка. При расположении кирпича плашмя вату использовать необязательно.

Сложнее выполнять верхнюю часть конструкции. Для этого верхние бруски на стенках необходимо наклонить, и по ним уже размещать следующие кирпичи для получения формы трапеции.

В завершение выполняем кладку дверцы. По периметру нужно вырезать четверть так, чтобы полученный выступ заходил в ее проем.

Следующим шагом устанавливаем створку. Сначала привариваются петли, затем дверца плотно притирается. Нельзя допускать возникновения большого зазора между кирпичами на створке и в корпусе. Теперь понадобится некоторое время на то, чтобы печь подсохла.

Далее переходим к прокладыванию канавок, куда будет монтироваться нагревательная спираль, изготовленная из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина изделия должна быть 1,5 мм, а диаметр витков – 12 мм.

Канавки изготавливаем такими, чтобы спираль полностью помещалась в них.

Чтобы иметь возможность менять температурный режим, спираль прокладываем в два контура. Ее окончания выводятся наверх. Там нужно установить керамическую пластину, которую можно взять с конфорки. Концы проволоки крепятся болтами.

Для регулировки температуры устанавливается переключатель, оснащенный пятью контактами: 2 и 3 с разных сторон. К двум из них подсоединяются фаза и ноль. Провода от керамической пластины подключаются к трем контактам. Одним из кабелей замыкаются крайние поверхности соприкосновения изделия.

При правильном подсоединении печь для обжига глины будет иметь три разных температурных режима. На первом нагрев получится минимальным, что достигается подключением обоих контуров последовательно. Средний температурный режим будет при подсоединении только одного из контуров. При этом нужно подсоединять нижний элемент, чтобы хорошо прогревались и те изделия, которые будут стоять в самом низу. И максимальная температура получится при подключении обоих контуров параллельно.

Наша печь для обжига керамики практически готова к эксплуатации. Но прежде чем ее использовать, агрегат необходимо хорошо просушить. Для этого печь нужно продолжительное время держать в тепле (возле обогревателя или на солнце). На просушку уйдет месяц, а то и два. Затем для окончательного удаления влаги печь должна поработать в низкотемпературном режиме, пока из нее не перестанет идти пар. Только после этого оборудование окончательно готово к использованию.

Правила эксплуатации

Электропечь разрешается включать исключительно в усиленную розетку. Можно также пустить прямо от щитка провод большого сечения. Кроме того, нелишней будет установка автоматического выключателя.

Поскольку эта модель устройства имеет в наличии оголенные провода, с ней необходимо быть предельно осторожным. Нельзя касаться спиралей работающей печи. Чтобы избежать возникновения несчастных случаев, рекомендуется поставить на дверцу концевой выключатель, который отключит агрегат при открытии створки. Если вы не очень сильны в электрических работах, обратитесь за помощью к специалисту, который поможет сделать устройство максимально безопасным, в том числе заземлить его.

Источник