Российские и зарубежные производители предлагают десятки моделей муфельных печей, различающихся мощностью, размерами рабочей камеры, способами обогрева муфеля, требованиями к напряжению в сети, дизайном и стоимостью.

Фото 1. Схема устройства главного элемента высокотемпературной печи — муфеля. Указаны основные части конструкции.

Электрическая печка

В электрических муфельных печах нагрев происходит с помощью элементов, работающих от электросети . Устройства состоят из следующих частей :

из корпуса с дверцей;
из внешнего слоя облицовки из негорючего пористого материала;
из внутреннего слоя облицовки из твердого огнеупорного материала;
из нагревательных элементов и системы подключения к сети.

Корпус сваривают из листовой стали или используют готовый кожух от старого оборудования (от электрической, газовой духовки, холодильника, стальной бочки). Чем больше корпус, тем больше рабочая камера.

Облицовывают корпус базальтовой ватой (минеральной ватой) или асбестовым волокном, перлитом, вермикулитом. Эти жаропрочные материалы хорошо сохраняют тепло.

Огнеупорный слой из шамотного кирпича выдерживает температуру 1300—1850 градусов. Для крепления кирпичей используется паста из шамотной (каолиновой) глины и шамотного песка. Твердый огнеупорный слой иногда делают из толстого слоя шамотной глины без использования кирпичей.

Нагревательные элементы, терморегулятор, прочее электрическое оборудование можно приобрести в отделах электротоваров. В продаже есть спирали, проволока и ленты из нихрома, фехрали, инфракрасные излучатели (керамические и кварцевые).

На дверце устанавливают замок , препятствующий ее случайному открыванию. На внутренней части дверцы закрепляют жаропрочную футеровку.

Газовое устройство

Газовых муфельных печей в продаже нет , так как не существует технического регламента по подключению к ним горелки. Использование газа из баллонов возможно только в заводских газовых плитах и отопительных колонках.

Мастера используют стандартное оборудование от газовой плиты или самодельные горелки. В конструкцию газового прибора для обжига входят :

корпус из стали;
слой пористого термоизолирующего материала;
огнеупорный твердый слой;
керамическая емкость для обжига изделий, вставляемая внутрь печи (муфель);
газовая горелка;
трубки для подачи газа;
крышка печи, армированная огнеупорным материалом.

Корпус делают из бочки или старой духовки. Его укрепляют на стойках (не на полу). Сечение корпуса может быть круглым, прямоугольным, квадратным. Крышку выполняют из стали и футеруют базальтовой ватой, слоем мертеля.

Пористый термоизолирующий уплотнитель создают из вермикулита вспученного, асбестового волокна, минеральной (базальтовой) ваты или перлита.

В качестве огнеупора чаще выбирают шамотный кирпич. Его скрепляют мертелем или глиняно-шамотным раствором.

Справка. Отверстие для горелки вырезают в стенке или днище корпуса.

Для небольшой печи подойдет горелка от бытового газового оборудования , в которой есть арматура регулирования подачи газа. Для больших приборов мастера используют горелки собственного изготовления, которые не являются безопасными.

Совет. Для выхода газов из печи в краях крышки или в краях бака создают небольшие отверстия . Их размер регулируют, закрывая кусками базальтовой ваты.

В качестве внутренней емкости , в которую помещают обжигаемые изделия, используют заводской керамический сосуд (в совсем маленьких печах — цветочный горшок). Если готовой емкости нет, ее можно заказать у гончара.

Вам также будет интересно:

Как сделать муфельную печку на газу

Самостоятельное изготовление прибора включает следующие шаги:

создание (покупка) стального корпуса и установка его на опоры;
вырез отверстий для монтажа горелки и выхода газов;
укладка и закрепление пористого теплоизолятора на стенах и дне печи;
облицовка печи шамотным кирпичом;
сушка прибора;
монтаж газового оборудования;
изготовление или покупка муфеля ;
изготовление крышки из стального листа и шамота.

При запуске сооружения горелку включают на малую мощность, постепенно пламя увеличивают. Время разогрева в среднем составляет 40 минут , время обжига на сильном пламени — 1—1,5 часа .

Печь для фьюзинга

Муфельные печки для фьюзинга, предназначенные для спекания кусочков стекла, создают рабочую температуру до 600—1100 градусов . При более низких температурах стекло просто размягчается, что позволяет его гнуть.

Главное отличие печек для фьюзинга от обычных муфельных электрических устройств заключается в использовании в качестве огнеупора только минеральной ваты и других пористых материалов.

Муфель нагревается не открытой спиралью, а специальными элементами в кварцевых трубочках , что исключает попадание окалины на изделия. Нагреватели располагаются в боковых стенках или в верхней части камеры.

Температура фьюзинга задается термоконтроллером. Разогретое стекло — вязкий и текучий материал, поэтому печи для фьюзинга устанавливают строго горизонтально (по строительному уровню).

При самостоятельном изготовлении печки для фьюзинга обязательно используют терморегулятор и закрытые нагревательные элементы . В качестве огнеупора выбирают минеральную вату. В остальном прибор не отличается от электрической печи с кирпичным муфелем.

Индукционная муфельная печь

В таких устройствах металл плавится под воздействием высокой температуры, которая создается при прохождении электрического тока по соленоиду или сердцевине (индуктору).

Нагреваемое тело играет роль вторичной обмотки. Муфельные индукционные устройства разогреваются через несколько секунд.

Существуют разные варианты создания индукционной печи в домашних условиях. В самом простом случае используют медный пруток для спирали, сварочный инвертор (электрогенератор), контрольно-измерительную аппаратуру, провода, клеммы для их соединения.

Изготовление электрической муфельной печи своими руками

Рассмотрим строительство небольшой муфельной печи. Прибор будет подключаться к сети с напряжением 220 В .

Выбор материалов

Материалы для изготовления устройства доступны в строительных магазинах и отделах электротоваров. Для создания муфельной печи понадобятся:

листовая сталь толщиной 2—3 мм (2 кв. м);
стальной прокат с сечением «уголок» (3 м);
теплоизолирующий материал (базальтовая вата );
шамотный кирпич, 12 штук;
мертель (5—7 кг);
термопара хромель-алюмель;
керамическая трубка для термопары;
спираль нихромовая;
трубки стекловолоконные для изоляции выводов спирали и термопары.

При выборе материалов руководствуются их качеством : жаропрочностью, способностью выдержать быстрый нагрев и остывание. Чтобы муфель служил долго, не стоит брать кирпич, бывший в употреблении несколько лет.

Подготовка инструментов

Для приготовления пасты из мертеля понадобится десятилитровое ведро и мешалка. При замешивании раствора пользуются респиратором. Для монтажа потребуются следующие строительные инструменты и аппаратура :

сварочный аппарат;
дрель электрическая;
болгарка;
набор сверл победитовых и по металлу;
инструменты печника: молоток-кирочка, мастерок, маленький шпатель, мерная лента;
инструменты электрика: пассатижи, кусачки, круглогубцы, металлическая линейка, отвертка обычная и крестовая.

Пошаговая инструкция

Рабочий процесс включает следующие шаги .

Размечают и разрезают стальной лист. Вырезают детали кожуха и детали дверцы.
Сваривают кожух и дверцу.
Приваривают к корпусу шарниры для дверцы и крепления замка.
Из мертеля делают раствор (по инструкции на пакете).
Из кирпичей складывают макет печи , определяя, где будет проложена спираль.
В кирпичах дрелью делают канавки для укладки спирали. Для работы используют победитовое сверло.
Уголковый профиль нарезают болгаркой и сваривают из него каркас для кирпичей.
В каркасе кладут муфель из кирпичей (на раствор из мертеля).
Кладку просушивают 3—4 дня .
В стенках муфеля в канавки укладывают нихромовую спираль . Просверлив отверстие в кирпичах, выводят контакты наружу.
На термопару надевают керамическую трубочку и стекловолоконную защиту.
В муфеле победитовым сверлом делают отверстие для термопары и вставляют ее внутрь камеры.
Места вывода контактов обмазывают раствором мертеля .
Муфель просушивают 1—2 дня .
На заднюю стенку кожуха укладывают слой минеральной ваты .
В кожух устанавливают муфель . Его ставят на металлическую решетку-подставку, чтобы тяжелая печка не спрессовывала слой ваты под ней.
Сверлом по металлу в кожухе сверлят отверстия , выводят контакты спирали и термопары наружу.
Зазор между муфелем и кожухом плотно набивают базальтовой ватой.
Слой базальтовой ваты укладывают в дверцу и крепят нихромовой проволокой.
Дверцу устанавливают на кожух , ставят замок.
Выпиливают кусок шамотного кирпича по размеру дверцы . При обжиге он ставится в муфель перед дверцей.

Важно! Чтобы спираль не выпадала из канавок, сделанных в кирпиче, ее в нескольких местах укрепляют раствором мертеля .

Как правильно подключить муфельную печь к источнику энергии

При отсутствии опыта работы с электрическими приборами лучше обратиться к электрику-профессионалу. Для подключения устройства к сети необходимо приобрести :

терморегулятор;
большой клеммник из термостойкой пластмассы;
маленькие клеммники из термостойкого пластика для сращивания проводов;
контактор (пускатель электромагнитный);
электрический провод двужильный;
вилку электрическую;
стандартный кожух для электрощитка.

Для данной печи выбран терморегулятор одноканальный М-1-К , который регулирует температуру рабочей камеры до 1300 градусов . Прибор способен работать по сложному графику, с его помощью задают время и температуру нагрева.

Справка. Сечение нихромовой проволоки и ее длину, диаметр витка спирали, сечение соединительных проводов и другие параметры электрической схемы рассчитывают по справочникам и выбирают заранее .

Элемент имеет 7 разъемов для подключения (две клеммы для проводов питания, две — для подключения термопары, три — для реле) . Управление прибором осуществляется четырьмя кнопками . Когда терморегулятор включен, горит индикаторная лампочка. К устройству прилагаются два кронштейна для крепления в щитке и подробная инструкция по подключению.

Монтаж блока

Монтаж блока проводится в следующем порядке .

Контакты термопары и спирали изолируют и клеммниками соединяют с двужильными проводами.
К проводу питания присоединяют вилку.
В щитке крепят терморегулятор, контактор и большой клеммник.
К терморегулятору через контактор и клеммник подсоединяют термопару, спираль муфеля, провод питания с вилкой.

Электрическую муфельную печь обязательно заземляют.

Возможные сложности и проблемы при создании печи

При изготовлении устройства сложности возникают с подбором материала и монтажом системы контроля за температурой . Неправильно выбранные материалы приводят к быстрому разрушению муфеля. Так, некоторые мастера из экономии используют кирпич низкого качества, глиняно-песчаный раствор вместо шамотного. Это приводит к появлению трещин в муфеле и потере тепла.

Потрескавшийся муфель на время заделывают раствором шамотной глины. Камеру нужно вынуть и заменить на новую.

Если печь подключают к сети без терморегулятора , температура в муфеле не контролируется. Это приводит к порче изделий, которые требуют обжига при заданной температуре. Для решения проблемы следует приобрести терморегулятор и электрическое оборудование, собрать блок управления и подключить его к нагревательным элементам муфеля.

Полезное видео

Познакомьтесь с видео, в котором показано, как приступить к изготовлению муфельной печи: какие требуются материалы и инструменты, что нужно сделать в первую очередь, а каких действий совершать не рекомендуется.

Как проверить безопасность и надежность печи, сделанной своими руками

Для проверки надежности муфельную печь испытывают. Во время пробного включения прибор тестируют на низких температурах, затем — в максимальном режиме. При работе устройства в помещении не должны срабатывать автоматические выключатели. Это говорит о неправильном подключении электрооборудования.

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.

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

электрические;
газовые.

По предназначению они делятся на:

для плавки металла;
для обжига керамики;
для плавки стекла;
для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

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

Список материалов и инструментов для сборки конструкции

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

Технология постройки муфельной печи

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Видео — самодельная муфельная печь

Если вы обратитесь к Толковому Словарю Даля, то узнаете, что слово «муфель» означает маленькую огнеупорную печь с тонкими стенками для обработки металлических, керамических, фарфоровых изделий или деталей с защитой их от воздействия продуктов горения (сажи, копоти, газа).

Муфельная печь — это такая специальная конструкция для нагрева различных металлов до определенной температуры, ее можно купить в магазине или сделать своими руками.

Муфель — это основное пространство для обработки металла и препятствие для непосредственного его соприкосновения с топливом. Главное предназначение муфельных печей — производство ювелирных украшений, плавка цветных металлов, обжиг предметов из керамики, выплавка различных элементов из воска, обжиг литейных форм и т.д.

Муфельные печи бывают газовыми и электрическими.

Они различаются по нескольким параметрам:

— тип конструкции
— тип нагрева
— особенности защитной функции
— температурный режим

Существуют муфельные печи умеренной, средней, высокой и сверхвысокой температур.

В печах умеренного прогрева температурный режим колеблется от 100 до 500 градусов Цельсия. В печах средних температур — от 400 до 800 градусов. Высокотемпературный режим — этот показатель от 400 до 1400 гр., и сверхвысокий до 2000 гр.

Тип нагрева печи определяется наличием нагревательных элементов. Количество этих элементов напрямую зависит от габаритов печи.

Нагреватели бывают двух видов:

— открытые
— закрытые

Открытые нагреватели с достаточно большой скоростью разогревают конструкцию до нужных температур, их легко поменять в случае поломки или их неисправности. Основной недостаток этих элементов состоит в том, что они подвержены коррозии и выработке вредоносных веществ при термическом раскаливании.

Нагреватели закрытого типа находятся в самом муфеле, поэтому вредные вещества не оказывают на них отрицательного влияния. Но их минус состоит в том, что разогрев печи происходит достаточно медленно, а при поломке элемента придется производить замену всей нагревательной камеры.

Устройство муфельной печи закрытого типа

Основные виды муфелей, применяемые в печках — керамические, из керамического волокна и волокнистые. Печь с керамическим муфелем находит применение в самых разных отраслях производства, т.к. керамика имеет высокий уровень теплопроводимости и плотности, предотвращающий повреждение муфеля при различных на него воздействиях.

Использование керамического муфеля не предусматривает скоростного режима обработки из-за долгого процесса нагревания и остывания. Керамическое волокно объединяет в себе положительные свойства керамики и волокна: имеет такой же уровень плотности, как керамика, но при таком муфеле печь прогревается быстрее и не требует большей электромощности.

На вредное влияние внешней среды керамико-волокнистый нагреватель реагирует спокойней, чем просто волокнистый.

Волокнистый муфель используется в печах гораздо реже по следующим причинам:

— требует много электроэнергии
— выделяет вредные газы
— очень ломкий

Где применяются муфельные печи

1. Отжиг, целью которого является образование в результате термообработки однородной структуры

2. Закалка
Для закалки металла в муфельных печах применяют увеличение скорости охлаждения.

3. Отпуск
Это процесс, необходимый для придания материалу пластичности после процесса закалки.

Особенно часто в муфельных печах производится процесс обжига, особенно при обработке керамики. Если необходимо провести исследование материала на наличие разных примесей, используется метод сжигания или озоления. Муфельные печи широко используют в кузнечном деле, в лабораториях для определения благородных металлов в руде, сплавах, слитках и т.д.

Готовые муфельные печи для домашнего применения

Муфельная печь ПМ-8

Работникам науки, лаборантам различных областей известна муфельная печь ПМ-8 с объемом камеры 6,5 литра. Камера этой печи изготовлена из жаропрочной керамики, поэтому очень надежна и долговечна.

ПМ-8 выпускается в двух модификациях:

— ПМ-8К с релейным управлением

— ПМ-8М с цифровым управлением

Цена на эти муфельные печи составляет 20 и 23 тысячи рублей соответственно. В режиме разогрева мощность такой печи около 2,4 кВт, т.е. ею можно пользоваться, включив в обыкновенную комнатную розетку. Единственным минусом ПМ-8 является то, что у нее очень сильно раскаляется дверца.

Муфельная печь «Сикрон» имеет примерно ту же цену, что и ПМ-8. В ней хорошо обжигать керамику, а вот для переплавки металла эта печь не годится.

Печь «СНОЛ». Такие печи изготавливаются самых разных размеров, но цену на нее дешевле 30000 рублей вы вряд ли найдете.

Печь «Shenpaz» приобрела хорошую репутацию и отзывы у дантистов, работающих с золотом.

Как сделать муфельную печь своими руками

Учитывая повышенный спрос на муфельные печи и не малую их стоимость, многие хотели бы соорудить эту конструкцию самостоятельно. Муфельную сделать дома невозможно, т.к. это запрещено законом. А вот электрическую муфельную печку многие могут собрать самостоятельно.

Собираем печь с термообработкой изделий в воздушной среде

1. Корпус

Для изготовления корпуса будущей печки можно взять духовку от старой газовой плиты или электропечь, предварительно убрав из них все элементы из пластика. А можно сварить корпус, использовав лист металла толщиной 0,2 см.

2. Теплоизоляция

Именно от качества слоя теплоизоляции зависит КПД вашей конструкции. Для изоляционного слоя лучше всего подходит огнеупорный (шамотный) кирпич, выдерживающий t до 1000 градусов.

В качестве внешнего слоя корпуса лучше применить . Асбестовые листы употреблять нельзя от того, что он при воздействии высоких температур выделяет вредные вещества.

3. В качестве нагревательных элементов вашей печки будут спирали, смотанные из нихромовой проволоки. Их толщина должна быть не меньше 0,1 см.

Нагрев в камере муфельной печи

Что необходимо иметь для сборки печи

1. сварочный аппарат
2. болгарка или УШМ с отрезными кругами
3. стальной лист толщиной 0,2 см
4. уголок из металла
5. огнеупорный кирпич
6. вата из базальта
7. проволока нихромовая
8. огнеупорная смесь
9. респиратор
10. ножницы для резки металла

Этапы работ по изготовлению печки

1. Делаем металлический корпус из листов железа.

С помощью УШМ вырезаем полосу в форме прямоугольника необходимого размера и завариваем шов. К этому цилиндру привариваем днище, предварительно вырезанное из стали в форме круга. Корпус должен быть такой величины, чтобы внутри расположился теплоизоляционный слой, плюс кирпич.

2. Возьмите базальт и выложите его внутри корпуса.

3. Теперь необходимо состыковать кирпичи в количестве 7 штук в виде трубы — это будущая нагревательная камера вашей печки.

Сначала выложите кирпич в один ряд и сделайте разметку, по ней будете производить резку кирпича. Чтобы было легче собрать трубу, пронумеруйте каждый кирпичик.

4. Закончив резку, соберите кирпич, обмотайте трубу проволокой. Не забудьте использовать респиратор при резке.

5. В металлический корпус опустите трубу из кирпича, а затем слой теплоизоляции.

6. Внутри кирпичного слоя сделайте канавки для проволоки.

7. Из имеющейся у вас проволоки смотайте спираль (0,6 см толщиной), для удобства можно использовать, например, шариковую ручку.

8. Выкладываем кирпичи в ряд, размечаем места под канавки. Проволока должна быть расположена снизу вверх по спирали во всей камере.

7 кирпичей с канавками под спираль

Для того, чтобы высунуть кончики проволоки наружу и произвести их подключение, вставьте между двумя кирпичами 3 кусочка керамической плитки, в которых уже заранее были выпилены узкие каналы для проволоки.

При подключении спиралей учитывайте 3 ступени мощности:

— контуры спиралей имеют последовательное включение
— нижняя спираль подключается независимо от остальных
— параллельное подключение двух контуров

Обязательно сделайте заземление!

9. Далее в корпус печки с теплоизоляционным слоем устанавливаем рабочую камеру. При этом не забудьте на дно корпуса положить кирпич и смазать глиной. Просверлите в корпусе отверстие для керамических каналов. Из стального листа сделайте крышку и закрепите на ней огнеупорный кирпич. Приварите к этой крышке ручку, щеколду и обезжирьте поверхность.

Перед использованием муфельной печи, собранной своими руками, ее необходимо тщательно просушить, включив напряжение до самого высокого уровня, пока с поверхности не перестанет выделяться пар.

Муфельная печь представляет собой приспособление для нагревания различных деталей и материалов до необходимой температуры. Муфелем называют закрытую камеру для размещения материала. Муфель защищает материал от воздействия продуктов горения топлива. Он может быть изготовлен из различных материалов – керамики, МКРВ, стали, кирпича.

Какие виды печей существуют?

Можно выделить несколько основных параметров, по которым различаются муфельные печи:

способ нагрева;
конструкция печи;
диапазон температур;
защитная среда.

По способу нагрева различают:

газовая муфельная печь;
электрическая муфельная печь.

Способ загрузки материала определяет конструкцию устройства. Выпускаются печи:

с вертикальной загрузкой;
с горизонтальной загрузкой;
колпаковые (с отрывом от пола);
трубчатые (для нагрева термопар).

По диапазону нагрева существуют печи с нагревом:

до умеренных температур (от 100 до 500°С);
до средних температур: (от 400 до 900°С);
до высоких температур (от 900 до 1400°С);
до сверхвысоких температур (до 2000°С).

Нагрев материала в муфеле может происходить в различной среде:

воздух;
вакуум;
различные газы.

Нагревательный элемент в печах бывает открытым и закрытым. Количество нагревательных элементов зависит от габаритов устройства.

Преимущества открытых элементов – большая скорость нагрева, отсутствие проблем с заменой в случае выхода из строя. Но они сильнее коррозируют и на них оказывают влияние вредные вещества, вырабатываемые при разогреве.
Закрытые встроены в муфель. В них разогрев происходит медленнее. При поломке необходимо менять всю камеру. Но зато на них не оказывают влияния вредные вещества и они дольше служат.

Как осуществляется регулировка температуры?

Для регулировки температуры устанавливаются специальные терморегуляторы для муфельной печи. Они могут быть двух видов:

аналоговые;
цифровые.

Аналоговые в последнее время практически не применяются из-за высоких погрешностей. Они представляют собой поворотный переключатель с нанесенными рисками и температурную шкалу. Поворотом ручки задается необходимая температура нагрева.

В настоящее время чаще применяются цифровые терморегуляторы. Они могут быть:

с одним дисплеем, на котором отображается заданная или фактическая температура;
с двумя дисплеями, на которых отображается как заданная, так и фактическая температура;
с программатором для выбора различных режимов работы.

Приобретение печей с программатором необходимо при длительном процессе нагрева со сменой температурных режимов без участия человека. Но чаще всего такой необходимости нет. Поэтому печи с программаторами используются значительно реже.

Области применения и выбор печи

Сфера применения муфельных печей довольно разнообразна. Их используют для обжига керамических изделий, литейных форм, при изготовлении ювелирной продукции и изделий из воска, для плавки цветных металлов.

При выборе печи необходимо учитывать множество факторов — размеры заготовок для нагрева, температурные режимы, цели применения.

Для обучения подойдет печь с небольшими размерами муфеля (100х100х100), высокой температурой нагрева. Такие печи получили название «мини-муфельные печи».

Для ювелирных мастерских нужна профессиональная печь с программатором. Для нагрева драгоценных металлов очень важна точность регулировки и нужно несколько режимов работы. В ювелирном деле для нанесения эмалирования на драгоценные металлы применяются муфельные печи для эмали.

В стоматологии при изготовлении протезов нужна печь с малыми габаритами и высокой температурой.

В промышленности применяются печи с большими габаритами (не менее 200х200х200) и сверхвысокими температурами – до 2000 градусов. Соответственно цена на такое устройство значительно выше.

Муфельная лабораторная печь используется для проведения лабораторных анализов, нагрева проб и материалов, проведения тестов. Габариты и температура зависят от проводимых испытаний. Для таких печей важен широкий диапазон регулировки параметров.

Муфельная печь СНОЛ (SNOL) – это лабораторная печь сопротивления, камерная с прямоугольным муфелем для нагрева в воздушной среде с нормальным давлением.

Электрические камерные печи типа СНОЛ для испытаний получили название «Муфельные печи ЭКПС».

Электропечи выпускаются с камерами из керамики или термостойкого волокнистого материала. Керамика значительно надежнее, долговечнее волокна, не требует больших энергозатрат, позволяет поддерживать однородность температуры. Но керамика долго остывает и нагревается. Поэтому быстро менять режим обработки не возможно.

Волокнистые так же имеют свои преимущества. В них нагревательные элементы запрессованы в волокно и их излучение не оказывает влияние на нагреваемый материал. Но недостатков у них гораздо больше: большие затраты электроэнергии, выделение вредных газов, ломкость. Для отвода вредных веществ в печах предусматривается вентиляция.

Дополнительная комплектация

Для удобства работы с печью предусмотрен целый ряд дополнительных компонентов:

SiC – пластина (для защиты муфеля);
термостойкие рукавицы;
щипцы;
при наличии программатора необходимо приобретать программное обеспечение;
комплект запасных частей (нагревателей).

Эти компоненты необходимо приобретать отдельно.

Печь муфельная из ШВП (шамотно- волокнистой плиты)

Это описание бюджетной муфельной печи, построенной на основе шамотно- волокнистых плит производства Апрелевского завода теплоизделий. Это то, что называется дёшево и сердито. На весну 2015 года одна плита стоит 1670 руб. Но купить одну плиту не получится, продают коробками. В коробке 4 штуки. Поэтому исходить будем из этого количества.
Размеры плиты 500х500х100 мм. Этот размер меня устраивает, поэтому исхожу из этого размера, хотя в продаже есть и более крупные типоразмеры. На этой страничке я буду описывать конструкцию самой муфельной печи, без блока управления. Потому как один регулятор температуры у меня применяется в нескольких печах, его описанию я уделю отдельную страничку. Вся конструкция будет плясать от размера плит, от наиболее оптимального раскроя этих плит, с учётом наименьшего отхода. Итак, с учётом исходного размера плит, получился муфель с внутренним объёмом 27 литров.

На этом рисунке схематически показано расположение плит ШВП, а также обрезков этих плит. Красным нарисованы габариты печи, то есть металлические стенки ящика. В одной клетке- 10 см. То есть полная плита на этом рисунке будет 5х5х1 клетка. Из 4 полных плит у нас получается:- дверь, потолок и обе боковые стенки. Задняя стенка и под (днище) печи сделаны из обрезков. Таким образом на всё хватило одной коробки плит.

Железо

Таким образом габариты корпуса печи будут:
500 плита+ 4 мм две толщины железного листа+ 6 мм две толщины уголка 25х25. Итого 510 мм.
Высоту с ножками выбирайте сами, исходя из своего роста.

На средней фотографии внизу стоит задняя крышка печи и заготовка дверцы. Обращаю внимание- глубина короба будет такая же, как и ширина и высота. Это потому, что сзади будет проветриваемая полость для коммутации силовой части питания нагревателей, а также слаботочной термопары.
Вся электроника управления печью будет находиться в отдельном корпусе, поэтому мне не приходится заботиться об охлаждении корпуса печи. В задней полости печи перфорация снизу, сверху, а также в задней крышке. Поэтому воздух свободно гуляет в этой полости и площадь площадок для подключения нихрома довольно большая и поэтому ставить вентиляторы для охлаждения нет необходимости.

Раскрой плит ШВП

Обработка плит ШВП не представляет никакой трудности. Можно это делать теми же инструментами, что и по дереву, и по металлу тем более.

На первом видео распил ШВП плит. Берутся две металлические направляющие и фиксируются на заранее размеченных линиях. Если есть сноровка, то можно просто придерживать рукой. На первом видео задача усложняется тем, что шамотная вставка в дверцу печи не с прямыми углами, а скошенная. Но прижав нижнюю направляющую к столу, а верхнюю удерживая рукой, можно справиться с этой задачей.

На втором видео показано фрезерование пазов в плите для укладки нагревателей. Чтобы показать как, я использовал обрезок плиты.

Следует учесть, что шамот сильно тупит инструмент, и если ножовочным полотном можно пренебречь, а вот борфрезу лучше использовать дешёвую. На фото показано, как сработалась копеечная фреза по дереву с рынка. При фрезеровке канавки не забывайте заглублять фрезу под углом, чтобы нагреватель не выпадал.

При разметке пазов под нагреватели следует учесть следующие соображения. Если при разметке пода нагреватели должны располагаться равномерно (правый рисунок), то при разметке боковин нагреватели следует сместить вниз, чтобы при прокалке, допустим, опок их нагрев происходил равномернее. Так как горячий воздух будет подниматься.
Воздухообмен в муфеле будет происходить на естественной тяге. В низу дверцы и в потолке приварены обрезки нержавеющих труб на 3/4 дюйма. И дальше всё это монтируется в корпус. Корпус предварительно окрашивается термостойкой краской

Электрика

Здесь я не буду останавливаться на расчёте спиралей. Ранее я уже расписывал упрощённый расчёт нагревателей из нихрома и фехралей. Укажу только данные нагревателей именно для этой печи. Прежде всего, я сделал расчёт, когда все три нагревателя- правый, левый и под- подключаются параллельно. Это сделано специально. Если внезапно какая то спираль перегорит, то две оставшиеся закончат цикл прокалки по заданной программе. При последовательном включении одна оставшаяся не потянет.
Данные нагревателей:
- правая, левая- Нихром 0,7 мм Длина 21,8 метров, R=62,4 ом, 775 ВА.
-под- Нихром 0,6 мм, 19 метров, R=73?9 ом, 654 ВА.
Итого=2204 ВА

На первом фото показана намотка спирали из нихрома.
В дрель зажимается трубка подходящего диаметра. В данном случае бог послал мне краснометку диаметром 8 мм. Конец спирали крепится возле патрона. Если сноровки ещё нет, то рекомендую ручную дрель. Если есть опыт, то лучше электрическую.
После того, как спираль намотана, следует её растянуть на необходимую длину. Для этого есть одна хитрость. Берётся кусок кембрика подходящего диаметра, примерно равному диаметру вашей спирали. В данном случае бог послал мне силиконовую трубку диаметром 10 мм. Трубка укладывается в паз. и отмечается длина. Затем спираль равномерно растягивается за концы спирали до длинны, отмеченной на трубке. Не в коем случае не кусками, отрезками, а именно за концы. Иначе равномерности не будет, а назад сжать уже не получится. Затем спираль укладывается в пазы, а концы выводятся через заднюю стенку через просверленные отверстия.

Монтаж электрической части можно вести как вам удобнее, или как вы привыкли. Я, например, сделал таким образом, как на фото. Это, прежде всего, шины из нержавейки. Даже если они нагреются, всё равно не окислятся и будет хороший контакт. От алюминиевой рамы они изолированы при помощи керамических крепёжек, сделанных из прокладок мощных транзисторов. Можно использовать и керамику от старых розеток, именно так я подключил термопару к компенсационному проводу (на левой раме вверху). Перемычку можно было бы сделать и поменьше:o). Но просто такая уже была. Выводы нихрома оформил в муллитокремнезёмные трубки (МКР). Если у вас нет, не страшно. Используйте какие нибудь бусы от старого утюга. На худой конец керамические трубочки от резисторов, предохранителей. Просто нихром не любит контакта с мертелем на основе жидкого стекла, коим я замазал щели.

Хочу добавить, что лучше не скреплять детали футеровки никаким мертелем. Печи не любят жёсткого соединения. Лучше притёртые поверхности всухую. Если бы две стенки были не из отрезков, я так бы и сделал.

Дверца

Я сначала планировал прямоугольную дверцу. Но при вырезании проёма в передней стенке образовался кусок листового железа, который жаба не позволила выкинуть. Поэтому и дверь получилась под пирамидку.

Вставка из ШВП садилась на эту же мастику. Обработка плиты такая же лёгкая. На втором фото видно приточное отверстие с нержавеющей вставкой.

На первом фото дверная петля. У вас может не оказаться такой, как у меня. Ничего, пойдёт простая с рынка. Главное, сначала делается дверца, потом печь укладывается на спину, накладывается дверь, центруется, делается шаблон из бумаги или картона, по шаблону делается тяга, а уже потом приваривается к дверце. На втором фото традиционный запор. Веса шарика достаточно, чтобы поджимать дверь. Главное, без фанатизма.