Как сделать печь для обжига керамики своими руками

Му́фельная печь — нагревательное устройство, предназначенное для нагрева чего-либо до заданной, обычно высокой температуры. Название произошло от позднелатинского слова muffla — муфта, глиняный ящик[1].

Классификация

Камеры могут работать на:

Но газовый агрегат в домашних условиях собрать не получится, поскольку это опасно и запрещено законом. Вариант на угле может работать только с наддувом. Но если есть подобный горн, то проще поместить в него муфель, а не сооружать специальную печь. Электрический вариант позволит контролировать температуру нагрева и применять компактный агрегат даже в квартире (мощность таких устройств около 2,5 – 4 кВт, так что подойдёт обычная розетка с заземлением и надёжным проводом).

Существуют различные формы печей:

Классификация
  1. Горизонтальные.
  2. Вертикальные (горшковая).
  3. Трубчатые.
  4. Колпаковые.

Первый вариант наиболее простой для самостоятельного воспроизведения.

Особенности

При проектировании качественной и практичной муфельной печи важно учитывать ряд аспектов и критериев, которые позволят впоследствии использовать ее в личных целях, для различного рода производственных решений.

И если вы решите создать качественную печь, то потребуется особая система подачи тепла, размещаемая внутри керамики.

При этом необходимо приобрести шамотовый кирпич, способный выдерживать высокие температуры. Выполнить данное изделие можно и своими руками, соблюдая ряд технических требований и особенностей.

На сегодня есть большое разнообразие данного вида печей, но каждая из них может применяться для отдельных вариантов обработки и закаливания материала. А именно:

  • получение и создания особенных ювелирных изделий из серебра и золота;
  • применяя высокие температуры, для переплавки драгоценных металлов и изделий с наличием повреждений;
  • создание более прочной структуры и обжига изделий на основе керамики;
  • формирование необходимого изделия и выплавки на основе воска;
  • закалка металлических изделий, производство форм для литья металлов.

Порядок действий

В первую очередь вы должны подготовить корпус. Очень хорошо, если у вас уже есть готовая конструкция от духовки или другой печи. Благодаря этой детали вы не только сэкономите денежные средства на покупку металла для изготовления камеры, но и потратите меньше времени на работу. Если же вы решили пойти более сложным путем, вам необходимо вырезать из листа из жаростойкой стали прямоугольные части, которые послужат стенами.

Порядок действий

Чтобы не просчитать в самый нужный момент, заранее подготовьте разметку. Для этого, выложив стенки, обложите их кирпичом, при необходимости обрезав некоторые бруски. Также при пробной выкладке учитывайте толщину швов между кирпичами (до 5 мм каждый). Лучше всего пронумеровать каждый блок, чтобы при укладке не запутаться. После этого вы должны изготовить спираль из нихромовой проволоки и нанести на кирпичи разметку в тех местах, где эта спираль будет проходить. При помощи болгарки нужно вырезать канавки для системы нагрева.

Читайте также:  Бензопила Баумастер Регулировка Карбюратора

Разновидности муфельных печей

Газовая муфельная печь

Нагревательные приборы различаются по нескольким показателям, что не особо отражается на их эксплуатационных характеристиках.

В среде специалистов принята классификация по определенным категориям.

Источник энергии:

  • электричество;
  • природный газ;
  • коксующийся уголь;
  • дрова.

Тип защиты содержимого:

Разновидности муфельных печей
  • в воздухе (только механическая);
  • газовая среда (аргон, гелий, азот);
  • вакуум.

Конструкция корпуса (способ загрузки):

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • отделяемые (колпаковые).

Степень нагрева:

  • умеренный;
  • средний;
  • высокий;
  • сверхвысокий.

Существует градация по конструкционным, огнеупорным и электропроводящим материалам, используемым в производстве печек.

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.

Правила эксплуатации

Печи металлизации: для чего нужны и как работают Производство железорудных окатышей в обжиговой печи Агломерационная печь-машина конвейерного типа Технологии в печах окускования

Устройство

Печь состоит из нескольких основных элементов:

  1. Корпуса.
  2. Теплоизоляционного внутреннего слоя.
  3. Теплоизоляционного внешнего слоя (огнеупорного кирпича, керамики).
  4. Нагревательных элементов.
  5. Элементов управления и электропроводки.

Устройство

Схема устройства муфельной печи

Корпус изготавливается из металла толщиной более 2 мм, согласно заранее подготовленным схеме.

Теплоизоляция внутреннего слоя выполняется из огнеупорного кирпича с максимальной рабочей температурой до 1000 °С.

Для внешнего изоляционного слоя используется перлит или базальтовая вата, являющиеся хорошими изоляторами. Особо стоит отметить, что материалы содержащие асбест использовать запрещено, так как при высокой температуре нагревания происходит выделение токсичных веществ.

Устройство

Схема терморегулятора муфельной печи

Нагревательный элемент – спираль изготавливается из нихрома или фехралевой проволоки диаметром 1 мм. Нихромовая проволока состоит из никеля и хрома, обладает хорошими антикоррозийными свойствами. Фехралевая проволока содержит металлы железо, алюминий и хром и стоит значительно дешевле. Оба вида проволоки способны выдержать температуру нагрева и длительной эксплуатации без изменения своих характеристик.

Шахтная печь на газе

Схема газовой вертикальной муфельной печи показана на рис. В ее основе – готовый муфель-химпосуда 1. Размеры горелки 3 показаны условно; большая от кухонной плиты обеспечит нагрев 3-л муфеля до 800 градусов. Общие пропорции примерно такие, как на рис. Некоторое отклонение не критично.

Газовая шахтная муфельная печь

Шахтная печь на газе

Для нагрева печи покупаем отдельно газовую горелку для бытовой варочной плиты с жиклером и арматурой к ней. Горелку устанавливаем на стальном листе, запитываем от баллона с редуктором. Мощность нагрева регулируется, как и в плите, поворотом ручки жиклера.

Читайте также:  Кручу-верчу: Независимый Топ-5 лучших аккумуляторных отверток

Требования к корпусу 3 в стальной обечайке и на ножках не столь высоки, как к муфелю, поэтому его можно сделать самому. Понадобится огнеупорная глина (шамотная, каолин или голубая кембрийская) и распушенный асбест, на наполнение глиняного раствора и теплоизоляцию. При желании асбест можно заменить лучшим по качеству, но более дорогим вспученным вермикулитом.

Глину для формовки корпуса вначале замачивают («квасят»): глиняный порошок в посуде заливают водой до верха засыпки и оставляют «киснуть» на сутки. Далее раствор замешивают до густоты пластилина и добавляют в него 25% по объему шамотного песка (для шамотной глины) или глиняного песка соответствующего сорта.

Примечание: глиняный песок – это перемолотый бой керамики из данной глины. Есть в широкой продаже.

Шахтная печь на газе

Затем добавляют 1-2 объемных части пушоного асбеста, и раствор тщательно вымешивают. К этому времени нужно подготовить восковую модель (болван) для внутренней конической части корпуса. Внешние части (щеки, выступы под венчик муфеля) формуют или вручную, или на гончарном круге. Под стальные ножки печи сразу делаем отверстия. Или формуем ножки из той же массы, только потом придется болгаркой подгонять, чтобы печь ровно стояла.

Примечание: делать тест на жирность, как для печного кладочного раствора, не нужно. Для небольшой цельной и механически почти не нагруженной детали естественной жирности хорошей глины довольно.

Далее следует сушка в тени при 20-27 градусах в течение 2-х недель. После сушки воск изнутри выплавляют бытовым феном, он пригоден для дальнейшего использования.

Высохший корпус сначала обжигают способом Робинзона Крузо: делают под из выложенных хоть прямо на землю на сухую кирпичей. Под окружают загородкой высотой 0,7-1 м из стальной сетки или перфорированного листа, чтобы потом угли не расползались и доступ воздуха был. Ставят заготовку на под, накрывают любой керамической посудой и заваливают, только осторожно, топливом (углем, дровами) до верха загородки.

Шахтная печь на газе

Топливо поджигают снизу. Когда прогорит до углей, добавляют еще и еще, пока заготовка не скроется полностью под массой раскаленных углей. Тогда, еще добавляя топлива понемногу, поддерживают процесс 4-6 часов. Далее ждем, когда все угли прогорят до золы, а зола остынет. Только теперь заготовку можно вынимать.

Примечание: обжиг нужно производить под навесом. Ни капли воды на огнище!

Окончательный обжиг корпуса делаем в собранной печи, с уложенной между щеками теплоизоляцией и надетой обечайкой. Муфель ставим на его место, только пустой. Горелку включаем на самый малый огонь, и постепенно, в течение 30-40 мин, доводим пламя до самого сильного. Так греем печку час-полтора, после этого она готова к работе.

Читайте также:  Выбираем лучший минимальный набор ручного инструмента в 2021 году

Шахтная печь на газе

Преимущества муфельных печей

Муфельная печь отличается огромным количеством преимуществ перед другими нагревательными приборами. Однако есть и недостатки. Нагрев в печах происходит довольно медленно, режим ускоренного нагрева отсутствует. Медленный прогрев муфеля тянет за собой дополнительные энергозатраты.

Среди преимуществ муфельных печей выделяют такие:

  • широкий выбор объемов камеры печи
  • широкий диапазон температур
  • регулируемая температура нагрева
  • равномерный нагрев
  • удобство загрузки и выгрузки изделий
  • отсутствие перепадов температуры
  • герметичное закрытие камеры
  • нагреваемые изделия и материалы изолированы от вредных продуктов сгорания
  • возможность задать любую температуру
  • высокоточная термообработка
  • возможность программировать прибор для сложных рабочих циклов

Назначение оборудования

Для чего нужна самодельная нагревательная камера в бытовых условиях? Она может предназначаться для различных нужд: обжига керамических изделий, закалки режущих стальных элементов и плавки металлов. Термичка камеры может нагреваться как за счёт электроэнергии, так и работать на газу.

Внешняя форма и внутренняя конструкция печи может принимать разные конфигурации. Главная задача заключается в том, чтобы добиться в ограниченном пространстве ёмкости определённого температурного режима.

Печи для керамики

Простейшая печь для обжига мелкой керамики показана на рис. Бытовая электроплитка, глиняный цветочный горшок подходящего размера – только и всего. Нужно лишь под изделие подставить обломок шамотного кирпича, чтобы спираль не грела его непосредственно из-под низу. Мощность регулируется ЛАТРом или тиристорным регулятором.

Печи для керамики

Вставлять в отверстие горшка термопару не обязательно, процесс с такой маленькой печи легко регулируется визуально: в сумерки или пасмурный день в комнате бока горшка должны светиться темно-красным. Когда это свечение появится, начинаем отсчет времени обжига, 4-12 час, смотря что обжигается. Виден перекал – убавляем мощность.

Для печи покрупнее (след. рис.) понадобится и муфель побольше. Лучший вариант – фаянсовый бочонок (см. рис. справа ниже), соления в них все равно выходят неважными. В днище бочонка алмазным сверлом сверлят отверстие для термопары и выхода расширившегося воздуха.

Печи для керамики

Теперь нужен под. Его собирают на сухую из шамотного кирпича на стальном листе и скрепляют рамой из уголка. Внутри, ближе к краю горла бочонка, делают 2-3 кольцевые с переходами канавки и укладывают в них спираль или ТЭН нужной мощности.

Последний этап – внешняя обечайка из оцинковки. Она съемная, ее надевают после того, как изделие установлено на полу и накрыто муфелем. Промежуток между обечайкой и муфелем засыпают асбестом или вермикулитом.

Печи для керамики

Процедура обжига такая же, как в предыдущем случае, но контроль температуры уже только по термопаре. Бочонок большой, стенки его толстые. Даже если не делать обечайки с засыпкой, пока он засветится, изделие пережжется.