Муфельная печь для плавки металла своими руками: инструкция по изготовлению

Устройство и схема

Устройство муфельной печи для плавки металла состоит из:

  • в большинстве случаев стального корпуса. Для домашнего использования лучше выполнить его из жаростойкого металла или нержавейки. Но можно использовать конструкционную сталь. Толщина листа 1,5-2 мм,
  • слоя внутренней теплоизоляции. Для домашних печей используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, выдерживающий температуры нагрева до 10000 12000,
  • стальной корпус можно обложить наружным слоем керамических плиток или огнеупорным кирпичом,
  • электрических или газовых нагревательных элементов. Газовые горелки лучше приобретать в специализированных магазинах. Электрическая печь может оснащаться самодельными спиралями из нихрома или фехраля. Толщина проволоки – 1 мм. Фехралевая проволока дешевле, но она уступает нихрому по уровню сопротивлению воздействия агрессивной среды и долговечности спирали,
  • системой автоматического или ручного управления работой техники. Установив тепловые датчики вы сможете легко управлять температурным режимом и временем поддержания заданной температуры.

Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

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

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

Способ первый. Изготовление камерной печки из холодильника или стиральной машины

Для подобной конструкции потребуется всего три основных элемента:

  • металлический корпус (подойдет стиралка или холодильник);
  • нагревательные спирали;
  • камера, выполненная из шамотного материала.

Печь для обжига глины из холодильника

Когда все необходимое для работы готово, приступаем непосредственно к процессу изготовления.

  1. Вначале укрепляет дно металлического корпуса. Применяем с этой целью стальной уголок (как вариант – его можно заменить обыкновенной трубой диаметром в 1,5 сантиметра). Привариваем кусочки уголков/труб по углам днища – они послужат нам опорными ножками.
  2. Укрепляем дно

  3. Кроме того, нам нужно аналогичным образом укрепить верхнюю часть коробки, дверки и как минимум одну и сторон (ту, к которой впоследствии будут наварены дверные петли).
  4. Укрепляем верхнюю часть печи

  5. На дно корпуса укладываем 1-сантиметровый слой базальтовой ваты (аналогичный слой необходимо уложить и на внутренние стенки). Во избежание деформации утеплителя под массой камеры укладываем несколько отрезков металлического уголка либо трубы прямоугольного сечения. По окончании данных процедур укрываем утеплитель листом металла.
  6. Как правильно укладывать утеплитель

  7. После этого определяемся с огнеупорным материалом, который мы будем использовать при изготовлении камеры. В идеале это должны быть волокнистые шамотные плиты, которые можно как резать на месте после покупки, так и заказать уже нужных размеров. Наша печь для обжига глины своими руками требует наличия шести таких плит.
  8. Чертеж печи

    Есть и другой способ – соорудить камеру из термостойкого кирпича, благо этот материал продается везде и используется для кладки печей и каминов. Для камеры такой печи рекомендуется использовать легковесный кирпич, имеющий маркировку «ШЛ» (к примеру, «ШЛ-0,5»).

    Термостойкий кирпич

  9. Кирпичи связываем при помощи мертеля, который соответствует маркировке материала. Есть и более дешевый вариант – обычная шамотная глина либо же шамотная кладочная смесь.
  10. шамотная глина

    Такая смесь продается там же, где кирпич или камины. Чтобы зафиксировать кирпич на металлической поверхности, добавляем в смесь немного цемента (порядка 30 процентов от общего объема).

    Добавление цемента

  11. Теперь начинаем непосредственно кладку. Подгоняем кирпичи максимально плотно относительно друг друга, швы между ними делаем не большими 0,5 сантиметра. При необходимости подпиливаем отдельные кирпичи до требуемых габаритов.
  12. Кладку начинаем со дна коробки. Растворяем смесь водой и тщательно перемешиваем. Перед монтажом каждого кирпича смачиваем его водой, в противном случае смесь будет чересчур интенсивно сохнуть.
  13. Обратите внимание! Для создания внешнего слоя раствор приготавливаем отдельно – с добавлением цемента.

    Обкладка кирпичом

  14. Начинаем поднимать стены. В зазор между корпусом и кирпичным слоем укладываем листовой металл и утеплитель. Ежели укладка кирпича производится плашмя, то утеплитель можем не использовать.
  15. Метод укладки кирпича

  16. Верхняя часть займет больше времени: кирпичи по краям нужно уложить с незначительным уклоном вверх, а между ними заложить трапециевидные блоки.
  17. Завершающий этап укладки

    Дверка также выкладывается шамотным кирпичом. По периметру проделываем четверть таким образом, чтобы в итоге появился выступ (его мы заведем в печное окно).

  18. Привариваем петли, подгоняем дверку. Мы обязаны добиться того, чтобы зазор между кирпичным слоем корпуса и дверки был минимальным.
  19. Привариваем петли

  20. После высыхания кладки начинаем следующий этап работы. На поверхности кирпичей мы должны сделать канавки, в которые будет уложена нагревательная спираль. Используем спираль из нихромовой проволоки 0,1 сантиметра в диаметре; диаметр же витка составит порядка 0,5-0,7 сантиметра. Канавки должны иметь такую же глубину/толщину.
  21. Канавы для укладки нагревательной спирали

  22. При нагреве проволока может расширяться, а спирали, в свою очередь, «вылезать» из канавок. Поэтому их следует зафиксировать. На изображении ниже приведены основные способы установки спиралей:
  • с помощью маленьких кусочков проволоки;
  • посредством паза, расположенного под углом;
  • посредством паза, имеющего выступ;
  • при помощи МКР-трубки.

Обратите внимание! Очень важный момент: витки при этом не должны контактировать между собой!

  • Из спиралей делаем 2 контура, чтобы регулировку температурного режима можно было осуществлять посредством выключателя (так же, как в электроплитке).
  • 2 контур

    Заводим окончания спиралей вверх.

  • Сверху монтируем пластину из керамики (например, от конфорки) и фиксируем концы спирали с помощью болтов.
  • фиксируем керамическую пластинку

  • Нашу печь для обжига глины своими руками оснастим приведенным ниже переключателем, в котором с одной из сторон будет три контакта, а с другой – два.
  • Монтаж переключателя

  • Монтируем переключатель таким образом, дабы его штырь вышел наружу, т. е. на фронтальную панель. Подключаем все провода, с той стороны, где всего два контакта, подсоединяем ноль и фазу.
  • Подключаем провода

  • К трем остальным контактам подключаем кабеля, ведущие от пластины. Характерно, что один из кабелей должен замыкать пару контактов на краю пластины.
  • Подключаем ноль и фазу

  • В результате у нас должно получиться следующее: при первой «скорости» спиральные контуры будут подключаться в определенной последовательности, поскольку в таком случае температура будет самой низкой.
  • Фото готовой камеры печи для обжига керамики

    Если «скорость» вторая, то будет подключаться только 1 контур в связи с тем, что температура будет более высокой. Характерно, что это должен быть тот контур, который ведется снизу, дабы элементы, расположенные в нижней части, также нагревались.

    Фото печи в рабочем состоянии

    Наконец, при третьей «скорости» контуры подключаются одновременно – здесь температура будет максимальной.

  • На этом, в принципе, процесс изготовления печи заканчивается. В конце нам нужно тщательно просушить конструкцию, для чего мы ставим ее под открытыми солнечными лучами или рядом с отопительным радиатором как минимум на 1-2 месяца. По истечении этого срока нам нужно выполнить финишное просушивание, запустив прибор на 3-4 часа на минимальной «скорости». Когда из конструкции уже не будет клубиться пар, прибор можно выключать – он полностью высох. Можем приступать непосредственно к обжигу!
  • Готовая печь для обжига керамики

Расчет силы тока печи для обжига

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

I=P/U (А), где

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

U-напряжение питания (В)

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

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

I= 2700/220 = 12,27 (А)

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

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

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

Материалы и элементы для работы

Муфельная печь для плавки алюминия своими руками или закаливания стальных деталей – для производства подготавливаем полный набор материалов. Нам потребуется:

  • шамотный кирпич,Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  • теплоизоляция,
  • листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции,
  • огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор,
  • электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.

Способ третий. Делаем вертикальную муфельную печь

Несмотря на то, что мы не рекомендуем делать эту печь для обжига глины своими руками, вкратце ее конструкцию мы все же рассмотрим. Схема конструкции показана на изображении ниже. Она состоят из готового муфеля (1) и горелки (3) от обычной плитки. Объем муфеля составит 3 литра, он будет прогреваться до восьмисот градусов. Соотношение должно быть приблизительно таким, как на схеме, хотя незначительные отклонения все же допустимы.

Горелку приобретаем отдельно и, установив на листе стали, запитываем от баллона, оснащенного редуктором. При помощи жиклера регулируем интенсивность нагрева (так же, как в обычной плите). Корпус (2) может быть не таким прочным, как муфель, по этой причине его делаем собственноручно. Для этого потребуется распушенный асбест и огнеупорная глина.

Шаг 1. Прежде всего, заквашиваем глину для создания коробки: засыпаем глиняный порошок в подготовленную емкость, добавляем воду по линию засыпки, после чего забываем об этом примерно на 24 часа. Спустя сутки начинаем замешивание раствора до консистенции пластилина, досыпаем туда 1/4 огнеупорного песка.

Шаг 2. Далее добавляем одну или две части распушенного асбеста, тщательно замешиваем раствор. Параллельно подготавливаем восковую болванку для внутреннего конуса в корпусе. Все наружные элементы делаем вручную или при помощи гончарного круга. Оставляем отверстия под стальные ножки (хотя эти ножки можно сделать из того же состава).

Обратите внимание! При этом не нужно проверять глину на жирность. Естественной жирности этого материала для данной конструкции вполне достаточно

Шаг 3. Затем две недели высушиваем конструкцию при температуре в 25-27 градусов. По истечении этого времени воск плавим при помощи бытового фена, так как к дальнейшей эксплуатации он уже непригоден.

Шаг 4. Продолжаем изготавливать печь для обжига глины своими руками. Теперь нам нужно обжечь высохший корпус. Выкладываем из сухих кирпичей под, ограждаем его металлической сеткой высотой примерно в 75 сантиметров (это необходимо для того, чтобы угли не рассыпались, но к ним поступал кислород). Конструкцию помещаем на под, укрываем ее керамической емкостью и заваливаем дровами по уровень верха загородки.

Шаг 5. Снизу зажигаем топливо. Добавляем дрова до тех пор, пока раскаленные угли полностью не скроют нашу заготовку. После этого, продолжая понемногу подпитывать пламя, поддерживаем горение еще в течение пяти-шести часов. А тогда, когда остынет зола, извлекаем заготовку.

Обратите внимание! Процедура обжига должна проводиться под каким-то навесом. Попадание капель влаги недопустимо!. Шаг 6

Финальный обжиг выполняем уже в готовой печи (то есть в обечайке), между щеками которой уложен термоизоляционный материал. На соответствующее место устанавливаем пустой муфель. Активируем горелку (на минимальную силу), затем постепенно увеличиваем пламя до максимума (приблизительно за полчаса). Еще в течение 1,5 часа прогреваем печку, после чего можем приступать непосредственно к ее эксплуатации

Шаг 6. Финальный обжиг выполняем уже в готовой печи (то есть в обечайке), между щеками которой уложен термоизоляционный материал. На соответствующее место устанавливаем пустой муфель. Активируем горелку (на минимальную силу), затем постепенно увеличиваем пламя до максимума (приблизительно за полчаса). Еще в течение 1,5 часа прогреваем печку, после чего можем приступать непосредственно к ее эксплуатации.

Как видим, при желании, а также при наличии определенных знаний, изготовление печки для обжига не представляет собой ничего сложного. Но соблюдайте правила безопасности – как при работе, так и при использовании конструкции! На этом все, удачной работы и теплых вам зим!

Необходимые инструменты

Инструмент должен быть исправным:

  • инструмент электрика,
  • инструмент каменщика, шпатель,
  • сварочный аппарат и средства защиты сварщика,
  • сварочные электроды для сваривания конструкционной стали,
  • болгарка с защитными очками,
  • зачистной и отрезные диски,
  • электродрель с набором сверел.

Недостатки самодельной конструкции

Каждое устройство не лишено определенных недостатков, а самодельное устройство их еще и преумножает. В условиях поставленной цели можно пожертвовать одними требованиями ради выполнения других. Однако перечень негативных последствий обязан знать каждый.

Самодельная конструкция лишена всяческих гарантий, в том числе, гарантий безопасности.
Испарение металла со спирали нагревателя может привести к тому, что он в виде примесей будет содержаться в составе обрабатываемого драгоценного металла.
Самодельная теплоизоляция не обеспечит полную концентрацию тепла в топке, поэтому корпус самодельной печи очень горячий и требует осторожного с ним обращения. Кстати, в этом заключается недостаток и некоторых фабричных моделей.
Отсутствие должной системы контроля и регулировки температуры может стать причиной того, что печь не сможет служить для выполнения определенной задачи, связанной с термической обработкой.. Готовые печи фабричного производства разработаны для выполнения достаточно узкого спектра задач, но это является, скорее, показателем профессионализма, нежели недостатком

Основные параметры и сфера применения конкретного устройства указаны в его паспорте

Готовые печи фабричного производства разработаны для выполнения достаточно узкого спектра задач, но это является, скорее, показателем профессионализма, нежели недостатком. Основные параметры и сфера применения конкретного устройства указаны в его паспорте.

Лидерами по производству компактных и стационарных муфельных печей являются такие компании, как TSMP Ltd (Англия), СНОЛ-ТЕРМ (Россия), CZYLOK (Польша), Daihan (Южная Корея). Представленный перечень отображает топовый список компаний по оценке поставщиков высокотемпературного оборудования на российский рынок.

Виды и условия обработки сырья


Муфельная печь для закалки металла

В процессе обработки заготовок могут использоваться различные способы обработки по времени и степени нагрева, длительности и способам охлаждения. Также могут применяться те или иные способы защиты заготовок.

Технология обработки материалов применяется следующая:

  • Керамика. Открыто, 600ºС.
  • Фарфор. Открыто, 800ºС.
  • Фаянс. Открыто, 1000ºС.
  • Майолика. Открыто, 1200ºС.
  • Закалка режущих металлических изделий. Аргон 800ºС.
  • Плавка цветных металлов. Аргон 800-1200ºС.

Отклонение от инструкции приводит к ухудшению качества готовой продукции или порче загруженного вещества.

Футеровка и обустройство топки

Само понятие муфельная печь подразумевает наличие муфеля — внутренней жаростойкой капсулы, которая закрывает спираль нагревательного контура, защищая её от мелкого мусора и окалины. Муфель, как правило, в печах съёмный, что позволяет осуществлять ремонт и замену нагревательных элементов.

Основная трудность в том, чтобы изготовить муфель и корпус нагревательной сборки одновременно. Для этого понадобится два вида жаростойкой керамики: один для изготовления корпуса с канавками, другой — для тонкостенного муфеля. Для керамической основы лучше использовать смесь огнеупорной глины с содержанием оксида алюминия не менее 30%. Глину следует развести водой с избытком и оставить набухать на сутки, после чего снять сверху отстоявшуюся воду и оставить только набухший осадок.

Приготовление огнеупорной смеси

Керамический корпус нагревателя массивный, поэтому из чистого связующего его не изготовить, нужен наполнитель. В качестве последнего хорошо подойдёт стеклянная фибра, сухой кварцевый песок или дроблёный шамот. Общее содержание глины в растворе не должно быть меньше 50% по объёму, в итоге смесь приобретает консистенцию вязкой пластичной пасты. Если состав получился более жидким, избыток влаги удаляется добавлением небольших порций строительного гипса непосредственно перед использованием.

Шамотный порошок
Шамотный порошок

Корпус нагревателя изготавливается на объёмном шаблоне из гофрокартона, размеры которого должны быть больше планируемых габаритов топки на 15–20 мм с каждой стороны. Предварительно на шаблон нужно намотать шнур или силиконовый шланг соответствующего диаметра, формируя нужное количество канавок под спираль. После этого шаблон со шнуром нужно облепить глиной со всех сторон, избегая образования пустот и добиваясь толщины стенки не менее 40 мм. Добавление алебастра помогает изделию поддерживать форму до обжига. С высушенного керамического корпуса нужно аккуратно удалить картонный вкладыш и вытянуть шнур из канавок.

Корпус нагревателя муфельной печи

Для футеровки топки используется керамика из более качественного каолина. Оптимально подойдёт обогащённая глина марки КФН-2, в качестве наполнителя лучше использовать дроблёный шамот высокой чистоты при содержании около 20–25% по объёму сухих компонентов. Смесь затворяется описанным выше способом и используется для формирования внутренней футеровки.

Чтобы муфель затем легко отделился, в керамический корпус заранее вставляют спирали. Затем внутреннюю поверхность оклеивают лоскутами газетной бумаги по принципу папье-маше. Должно получиться не менее 8–10 слоёв, при этом внутренняя поверхность должна содержать как можно меньшее количество неровностей. После высыхания бумаги изнутри наносится огнеупорный состав для футеровки. Это лучше делать в несколько заходов, давая время на испарение лишней влаги, в итоге стенка муфеля должна достичь толщины 15–20 мм. В таком состоянии вся сборка сушится в течение нескольких суток до полной потери пластичности и появления звонкого звука при простукивании.

Камера для муфельной печи

После сушки производится первичный обжиг — на спирали подают напряжение и выдерживают раскалённое изделие в течение 4–6 часов. В ходе процесса обжига фехраль проходит кристаллизационный порог и, становясь более хрупкой, принимает форму каналов. Глина в керамическом вкладыше и муфеле запекается и стеклуется, обретая стойкость к циклическим перепадам температуры. Ну а бумага и остатки клея попросту выгорают, образуя при этом минимальный технологический зазор для лёгкого снятия и установки муфеля.

При таком способе изготовления можно использовать некоторые хитрости. Например — формировать керамический корпус на шаблоне конусной формы, чтобы облегчить извлечение муфеля. Также не будет лишним удлинить переднюю часть сборки, где нет нагревателей, или разместить небольшую спираль на дне камеры. Самих же муфелей для одной печи можно сразу изготовить несколько экземпляров.

Техника безопасности


Ручки делают из диэлектрического пластика

Муфельная печь потенциальное опасное устройство, требующее соблюдения таких мер безопасности:

  • витки не должны соприкасаться друг с другом, иначе произойдет короткое замыкание;
  • для замазки можно использовать глину или термостойкий силикон;
  • ручки нужно делать из диэлектрического пластика.

При работе с печкой нужно пользоваться эффективной вентиляцией.

Какой должна быть вентиляция

В реальности изготовление, точнее сам процесс обжига керамики — не так полезен для здоровья. И тут далее многие могут сделать вывод, что печи не место в доме вообще. Для неё должна быть особая каморка. Многие думают ещё дольше, что они очень загрязняют воздух и прочее и прочее. Только вот по сравнению с другими показателями загрязнения выброс такой печки просто ничто для воздуха.

Но для тех, кто отважился и пронес печь в дом. Какая должна быть вентиляция, чтобы не причинять вреда. Итак, помещение должно быть хорошо вентилируемым, так как время для обжига составляет много часов и за это время постоянно идет выброс веществ, которые вредны для здоровья. Варианты вентиляции для помещения с печкой под обжиг керамики:

  • несколько открытых окон помогут сделать движение воздуха и выносить все запахи и вредные частички сразу из окна;
  • специальная конструкция из вентиляционной системы (дыра с вентилятором в самой стене, через которую будет забираться воздух с улицы в помещение и выводиться выбросы от печи);
  • Downdraft system и Updraft — это специальные вентиляционные системы, которые мастера продумали специально для помещений, где осуществляется обжиг в печи.

Вот сколько способов помогут рукам не отказываться от любимого занятия, а здоровью не страдать от вредного выброса веществ при обжиге.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Муфельная печь для плавки металла своими руками для такого прибора лучший вид топлива электричество. С его помощью можно разогреть металл до температуры плавления. Разберем подробно этапы проведения работ по самостоятельному изготовлению нагревательного агрегата.

Изготовление конструкции муфеля

В зависимости от материала и конфигурации корпуса начинаем делать отсек для нагрева металла. Можно сделать печь и без стального каркаса, но тогда потребуется уложить печь в слой теплоизоляции. Используем материалы, способные выдерживать высокие температуры. Но лучше сделать коробку из листового металла или из старой бочки или даже холодильника. Этапы работ:

  1. Начинаем готовить блоки для обкладки огнеупорной камеры. Для небольшой камеры понадобится 7 шамотных больших кирпичей. С их помощью можно соорудить прямоугольную или цилиндрическую камеры нагрева и закаливания металла. Если требуется соорудить круглый отсек, понадобится болгаркой вырезать трапециевидные заготовки и предварительно укладывать их в конструкцию, намечая каждую деталь.Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  2. Подрезав грани, устанавливаем детали на ровную поверхность и несильно стягиваем их проволокой. Проверяем плотность прилегания граней блоков и отсутствие больших зазоров. Если нужно подрезаем блоки и снова собираем всю конструкцию на проволоке.Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  3. Обеспечив плотность прилегания деталей, выкладываем их в ровный ряд и длиной линейкой размечаем пазы для укладки нагревательных элементов печи спиралей из нихромовой проволоки. В зависимости от диаметра самодельной или покупной спирали размечаем ряды так, чтобы они не соприкасались между собой. Если это произойдет – это грозит коротким замыканием и сработкой автомата и это в лучшем случае. Минимальный зазор – 20-30 мм.Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  4. Канавки выбираем дрелью с шарошкой или сверлом или болгаркой. Борозды лучше сделать под небольшим уклоном вниз, чтобы спирали не могли выпасть. Работа кропотливая и требует внимательности, не торопимся.
  5. После проверки точности пропилов и исправления, неточных мест стыковки пазов переходим к сборке муфельной конструкции. Закрепляем блоки с помощью термостойкого клея или раствора. Самодельную смесь готовим из равных частей шамотной глины и просеянного кварцевого песка.

Для изготовления муфеля, небольшого по габаритам, можно использовать простую глину. Для этого выполняем несколько дополнительных операций:

  1. Из картона или тонкого пластика делаем опалубку для заливки жидкого раствора глины, либо можно использовать обрезанную бочку. Учитываем толщину стенок и размеры корпуса печи.Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  2. Замачиваем раствор на 2-3 дня, чтобы он растворился и разбух. Такая смесь становится пластичной.
  3. После этого заливаем в опалубку раствор. Толщина стенок – 50-70 мм. Обязательно уплотняем и протыкаем его тонким стержнем для удаления пузырей воздуха и монолитности конструкции.
  4. Оставляем деталь до полного засыхания глины. Делаем пазы для укладки спиралей или отверстия для установки газовых горелок и вывода проводов.
  5. Готовый глиняный муфель обязательно закаляем в печи и только после этого устанавливаем в корпус.

Такая монолитная обожженная конструкция будет прочной и не уступит по характеристикам муфелю из шамотного кирпича.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Спираль можно приобрести в магазине или намотать самостоятельно (толщина проволоки нужна 1,2 мм.):

  • Понадобится запас проволоки из нихрома или другого сплава и простой пруток, подходящего сечения. Зажимаем конец прутка и проволоки в тисках и начинаем плотно наматывать спираль.
    Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  • Витки можно укладывать вплотную, но без перехлестов. После намотки спираль немного растягиваем по длине, чтобы между витками был определенный зазор.

Далее:

  1. Готовые спиральки укладываем в подготовленные пазы в корпусе муфеля и фиксируем скобками из нихрома. Устанавливая скобки, следим, чтобы они не перемкнули виточки между собой. Для крепления еще используют раствор для кладки кирпича из глины и песка. Этот материал не проводит электрический ток.Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками
  2. Рассчитанные по мощности спирали обеспечат высокую температуру в печи. Для увеличения производительности и экономии электроэнергии советуем сделать несколько нагревательных контуров, которые можно включать отдельно. Так мы сможем поддерживать необходимую температуру в начале обжига металла и постепенно доводить ее до максимальной.
  3. В местах выхода из корпуса закрываем проволоку керамическими предохранителями, а сразу после выхода подключаем медный электрический кабель большого сечения. Заводим кабель в электрический щиток и подключаем его к отдельному автомату. Печь должна быть надежно защищена от токов короткого замыкания, для защиты обязательно заземляем ее и подключаем к отдельному УЗО.Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

Важно! Для домашней печи лучше использовать нихром. Этот материал способен выдерживать высокую температуру и длительное нахождение в агрессивной среде. Минимальное сечение витков спирали – 1 мм.

Для нагрева деталей можно использовать газовые горелки.

Работы по установке в муфель газовой горелки

Газовый нагревательный элемент лучше приобрести в магазине, хотя народные умельцы могут выполнить эту работу своими руками. Но советуем подумать о безопасности и отправиться в специализированный магазин.

Если вы обладаете опытом изготовления аналогов, такую конструкцию делаем по определенной схеме:

  • для изготовления корпуса горелки подготовим отрезок стальной, лучше медной трубки. Диаметр 8-10 мм. Длина заготовки – 150 мм,
  • возле одного конца сверлим сквозное отверстие для соединения с газовой трубой или шлангом,
  • на боковой стенке размечаем и сверлим несколько отверстий. Отверстие делаем только с одной стороны. Эти отверстия служат для поджигания факела,
  • на обоих концах горелки нарезаем резьбы,
  • посередине горелки сверлим не сквозное отверстие, оно будет служить для сброса газа,
  • торцевую сторону закрываем. Накручиваем заглушку. Ко 2 стороне подсоединяем шланг от газового баллона.

Горелка устанавливается с помощью хомутов. Не забываем установить на подводящем шланге клапана, защищающего от обратного удара.

Финальные работы

Муфельная печь горн своими руками почти готова. Остается собрать все детали в единую конструкцию. Полость между муфельным устройством и корпусом заполняем свободное пространство утеплителем.

Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

Если нужна печь для плавления небольшого количества металлов, на верхней детали делаем небольшой вырез по габаритам тигля и ужесточаем края прутком или уголками. Теперь после включения печи в работу можно устанавливать тигель с медью или алюминием и расплавлять металл.

Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

Изготовление муфельной печи для плавки и закалки металла своими руками

После окончания всех работ проверяем правильность сборки и включаем прибор в сеть переменного тока. Сначала печь будет сильно дымить, не пугайтесь – это выгорает смазка, краска или грязь. После первого включения дыма станет значительно меньше.

Кладка огнеупора

На строительном рынке покупаем шамотный кирпич. Этот кирпич предназначен для кладки топок печей и каминов. Данный кирпич способен выдерживать длительное воздействие тепла при температуре 1000 градусов и многократные циклы остывания и нагрева, обладает высокой теплоёмкостью и тепловой инерцией. В качестве связующего лучше всего купить специальную огнеупорную сухую смесь для кладки шамота.

Подгонка и разметка

  • Раскладываем на ровном полу боковые и заднюю стенки будущей камеры таким образом, чтобы задняя стенка оказалась между боковыми, как бы получилась «развёртка».
  • Толщину будущих швов имитируем проволокой диаметром 3-5 мм.
  • Подгоняем кирпичи друг к другу. При необходимости кирпичи подрезаем на камнерезном станке или болгаркой
  • Затем размечаем на стенках трассу будущей нагревательной спирали.
  • На кирпичах прорезаем канавки под спираль.

Вид рабочей камеры изнутри. Верх выполнен в виде свода.

Камера

Кладка кирпичей должна быть очень плотная. Толщина швов — не более 5 миллиметров.

  • Кладочная смесь разводится водой в соответствии с инструкцией завода-производителя.
  • Каждый кирпич перед кладкой погружаем в ёмкость с водой на 15-30 секунд, для того чтобы вода заполнила поры кирпича.
  • Выкладываем донышко будущей печки.
  • Затем выкладываем стенки.
  • Вертикальные швы кладки не должны совпадать между собой.
  • Верх выкладываем в виде свода с замковым камнем.

Дверца

На дверке тоже надо закрепить шамотный кирпич.

  • Для этого внизу дверки привариваем или закрепляем на клёпки тонкий уголок или квадратную трубу. Уголок будет принимать на себя вес кладки, то есть будет работать не только раствор.
  • В кладочный раствор добавляем цемент, до 20%.
  • На металлическую поверхность дверки прикрепляем оцинкованную сетку с ячейкой 20×20 миллиметров.
  • Дверку снимаем, кладём горизонтально и на ней укладываем шамотный кирпич.

Уплотнение

Для повышения эффективности работы печи, нужно исключить потери тепла через неплотности дверцы. Герметичность можно увеличить термостойким силиконом.

  • Для этого тщательно обезжириваем кромки кирпича в местах примыкания.
  • Наносим разделительное средство на торцы стенок камеры в местах примыкания. Это может быть даже солидол.
  • Наносим «колбаску» из термостойкого силикона на дверку.
  • Закрываем дверь.
  • Силикон приклеится на дверку, а на торцы стенок камеры не приклеится из-за разделительного средства. Фактически получится уплотнительная силиконовая лента на дверке.
  • Разделительное средство с торцов камеры отмываем, например, спиртом.
  • Силикон не сможет долгое время выдерживать воздействие тепла, поэтому периодически нужно будет делать ремонт для восстановления герметичности дверцы. Заключается ремонт в том, что прокладку из силикона изготавливают повторно так же, как описано выше.

Для исключения потерь тепла очень важно плотно и надёжно запирать дверку рабочей камеры. В полукустарных условиях возможно изготовление винтового или клинового запирающего устройства

Винтовое запирающее устройство

Нагревательная спираль

Прокладываем нагревательную спираль

Для выработки тепла, нам понадобится нагревательный элемент. Его можно сделать из спиралей нихромовой или фехралевой проволоки. Диаметр проволоки — 1 миллиметр, диаметр спирали — 6 миллиметров. Можно приобрести уже готовые спирали, а можно и сделать их самостоятельно. Два электрических контура спиралей позволят ступенчато регулировать тепловую мощность печи. Спирали в канавках закрепляем скобками из этой же проволоки, которые заделываем в шов.

Электрическую часть коммутируем таким образом, чтобы получились три ступени мощности:

  • Первая ступень мощности: два контура спиралей включаются последовательно.
  • Вторая ступень мощности: нижняя спираль подключается отдельно. Нижняя ступень предпочтительнее, для того чтобы происходил более равномерный прогрев по высоте камеры.
  • Третья ступень мощности: оба контура включаются параллельно.

Сушка печи

Сушить печку надо в сухом тёплом месте с вентиляцией.

  • Продолжительность процесса сушки может быть до нескольких недель.
  • Не нужно стремиться быстрее высушить печку путем воздействия тепла, если сушить интенсивно и принудительно, то может потрескаться шамотная глина и потребуется ремонт с повторным выполнением кладки.
  • Перед работой включите самую слабую ступень, и если нет пара, значит, печь просохла.

Итак, мы с вами обсудили как сделать муфельную печь, работающую на электричестве, в кустарных условиях. Не забывайте, что обязательно соблюдение правил техники безопасности выполняя монтаж и ремонт данного высокотемпературного отопительного устройства.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector