Что такое муфельная печь. Производство и использование

Муфельная печь является нагревательным прибором, состоящим из огнеупорной камеры. Предмет помещается в муфель и видоизменяется под воздействием высоких температур. Сделать муфельную печь своими руками можно при помощи старой духовки или стиральной машины.

Муфельные печи используются в самых разных целях:

для переплавки металлов;
обжига керамических изделий;
для выравнивания деформированных поверхностей различных материалов;
выпаривания влаги из вещества;
быстрой и эффективной сушки различных изделий.

В зависимости от типа печи, можно нагреть объект до температуры от 100 до 2000 градусов. Муфельные печи чаще всего работают от газа или электричества. Но можно сконструировать устройство, которое будет функционировать от процесса горения дров или горючих веществ.

Муфель изготавливают из жаропрочных материалов, которые не пропускают продукты горения к помещенному в них веществу. В муфеле может происходить обработка не только в воздушной среде. Существуют муфельные печи с нагревом материала в вакууме. Вместо воздуха также могут использоваться такие газы, как водород, аргон, гелий или азот.

Герметичность камеры создает равномерное воздействие тепла на объект. Нагревается муфель достаточно долго, а также это требует больших энергозатрат.

Корпус муфельной печи можно создать самому или же воспользоваться заготовками. В качестве заготовки можно использовать старую духовку, электрическую печь или прямого нагрева, холодильник, стиральную машину. Также обязательно стоит учесть, что необходимо удалить все детали из пластика, так как они не приспособлены к высоким температурам.

Корпус можно создать своими руками. Для этого подойдет листовой металл. Следует выбирать материал, толщина которого более двух миллиметров. Из него следует сделать прямоугольную коробку при помощи сварочного аппарата.

Для создания корпуса подойдет листовой металл

Если вы хотите сконструировать цилиндрическую муфельную печь, стоит изогнуть металл в радиус и заварить шов.

Чтобы защитить металл от коррозии, желательно покрыть печь специальной огнеупорной краской. Улучшит свойства печи специальный термоизоляционный слой. Он служит для уменьшения теплопотерь, тем самым увеличивая жар в камере. Для термоизоляционного слоя можно использовать базальтовую вату, а также перлит.

Изготовление муфеля

Чтобы самостоятельно сконструировать муфельную печь, в первую очередь стоит сделать огнеупорную камеру. Не каждый материал подойдет для этих целей.
Специальную камеру можно изготовить из шамотного кирпича. Он отлично подойдет как для прямоугольной, так и для цилиндрической печи. Правда, в форме цилиндра выложить кирпичи довольно сложно. Для этого необходимо вырезать при помощи болгарки одинаковые трапеции. Для небольшой печи понадобится около 7 кирпичей.

После стоит соединить их вместе при помощи проволоки, а также проверить, чтобы они плотно состыковывались. Неровности можно также подкорректировать при помощи болгарки. Далее следует выложить кирпичи в ряд и сделать несколько канавок для проволоки, которая в будущем будет нагревательным элементом. Важно сделать канавки таким образом, чтобы проволока нигде не соприкасалась. Для этого стоит на одном из кирпичей разместить углубления под наклоном. Канавки должны быть шириной в 7-8 миллиметров, расстояние между ними – не менее 2 сантиметров.

Соединяются кирпичи при помощи термостойкого клея. Также можно использовать смесь из глины, порошка шамотного кирпича и кварцевого песка.

Для изготовления муфеля подойдет и обычная глина, так как самодельная печь не будет работать с экстремальными температурами. Глина нуждается в предварительной обработке. Из картона или листа фанеры сконструируйте небольшой прямоугольник, который по размерам будет совпадать с задуманной муфельной камерой. Обязательно подсчитайте по размерам, будет ли данная камера свободно помещаться в корпус печи.

Макет камеры стоит покрыть снаружи глиной толщиной в несколько сантиметров. Глина должна высохнуть в течение 5 дней. После обязательным действием является обжиг глиняной конструкции. Лучше всего обжигать материал в угольной печи, так как необходима температура не менее 700 градусов. Если все условия будут соблюдены, получится достаточно прочная и огнестойкая камера.

Как сделать нагревательный элемент?

В качестве нагревательного элемента используется проволока. Можно использовать нихром или фехраль. Проволока из нихрома выдерживает до 1100 градусов. Но нихром может сгореть от малейшего контакта с воздухом. Фехраль может выдерживать температуру до 1300 градусов, при этом от воздуха проволока не портится.
Минимальный размер проволоки, которую нужно использовать – 1 миллиметр. В зависимости от типа муфельной камеры, различны способы прикрепления нагревательного элемента.

Закрепляется нагревательный элемент на кожухе при помощи глины, расстояние между каждым витком должно быть около 2 миллиметров. Скрепляющий слой также следует сушить в течение нескольких дней и обжечь в угольной печи.

В шамотный муфель необходимо установить нагревательную спираль. Ее можно сделать самостоятельно из нихромной или фехральной проволоки. Для этого необходимо равномерно намотать проволоку на цилиндрический объект. Подойдет карандаш, тонкий пруток из металла или сварочный электрод. Диаметр спирали должен получиться в 6 мм.

Обязательно нужно следить за тем, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе произойдет короткое замыкание. Спираль необходимо провести в специальных углублениях, проделанных в шамотном кирпиче. Обязательно нужно закрепить витки. Это можно сделать при помощи проволоки или изготовить замазку. Для замазки можно использовать глину. В корпусе сверлятся отверстия, через которые необходимо вывести концы проволоки. Для подключения спирали к сети нужно использовать кабель.

Самодельная муфельная печь может работать не только от электричества, но и под воздействием газовой горелки. Такой нагревательный элемент можно приобрести или же сделать самому.

Для создания газовой горелки необходима металлическая труба длиной в 10-15 сантиметров. Диаметр трубы не должен превышать несколько сантиметров. Сначала следует сделать возле края сквозное отверстие для подвода газовой трубки. Также перпендикулярно ему необходимо сделать несколько односторонних отверстий. Они необходимы для поджигания устройства.

Газовая трубка изготавливается из меди, ее диаметр не превышает 0,8 сантиметра. На обоих концах трубки необходима резьба. Посередине устройства нужно сделать небольшое несквозное отверстие для выхода газа. Одно отверстие необходимо закрыть при помощи заглушки, к другому подвести газовый баллон. При совмещении элементов устройства обязательно следует установить клапан между шлангом и горелкой, так как он будет защищать конструкцию от возгорания.

Особенности сборки муфельной печи

Муфельную печь необходимо правильно собрать, чтобы она долго прослужила. Стоит воспользоваться несколькими основными рекомендациями:

Обязательно стоит укрепить наружную часть конструкции при помощи металлических вставок, так как муфельная камера является достаточно тяжелой.
Камера должна плотно прилегать к утеплителю основного корпуса.
Если вы изготавливали корпус самостоятельно, необходимо сделать дверцу из двойного листа металла, а также обязательно расположить на ней слой утеплителя.
При использовании в качестве основы старого духового шкафа, можно пренебречь слоем утеплителя, так как он уже предусмотрен конструкцией духовки.
Для безопасной работы муфельной печи необходимо подключать нагревательный элемент к автомату на 20-25 А.

Муфельная печь, сделанная своими руками, по температуре нагрева значительно уступает промышленным аппаратам. В ней нельзя переплавить металл, а также сложно работать со стеклом. Но агрегата, сделанного самостоятельно, будет вполне достаточно, чтобы совершить обжиг керамического изделия в домашних условиях. Главное не пренебрегать установкой защитных элементов от перепадов напряжения или утечки газа.

Практически для каждого из нас муфельная печь является ненужным устройством. А нужны такие печи исключительно людям тех профессий, которые связаны с выплавкой, обжигом керамики или же изготовлением ювелирных украшений. Помимо этого, при помощи муфельных печей можно создавать монокристаллы, а в медицине – применять их для стерилизации при высокой температуре. Самый дешевый «магазинный» вариант прибора стоит примерно 30 тысяч рублей, что, безусловно, по карману далеко не каждому. Но если в памяти сохранилось что-то с курса физики в школе (речь идет преимущественно о термодинамике), то можете сделать муфельную печь своими руками.

Классификации таких печей

Существует несколько классификаций описываемых приборов. Так, по конструктивным особенностям такие печи бывают:

цилиндрическими;
трубчатыми;
горизонтальными (это самый простой вариант);
вертикальными.

Более того, термическая обработка изделий может совершаться не только в воздухе, но и в специальном газе или же вакууме. Но, что характерно, дома возможно применение только воздуха.

Есть еще одна классификация. По типу нагревательного элемента описываемые приборы могут быть:

электрическими;
газовыми.

Применение газовых печей обходится существенно дешевле, но делать их своими руками нельзя – это запрещается законодательством. Что же касается электрических приборов, то они будут стоить дороже, зато обладают одним важным достоинством – пользователь сможет самостоятельно регулировать температурный режим.

Обратите внимание! Муфельная печь, изготовленная собственноручно, может иметь любые размеры и форму, ее можно сделать в таком стиле, какой идеально подошел бы для конкретного дизайна дома.

Теперь – непосредственно к процессу изготовления!

Вариант №1. Изготовление вертикальной муфельной печи

Такой вариант наиболее удобен в использовании, поэтому начнем именно с него. Сама процедура изготовления (при условии наличия качественной инструкции, разумеется) не представляет собой ничего сложного. Традиционно, работа начинается с подготовки всего необходимого.

Этап 1. Оборудование и расходные материалы

Для создания печи вертикального типа потребуется следующий перечень оборудования/материалов.

Болгарка, «металлические» круги к ней.
Пластиковые очки.
Кусачки.
Респиратор.
Сварочный аппарат.
Огнеупорная смесь.
Проволока из нихрома (диаметром 0,1 сантиметра).
Герметик, выполненный на основе силикона.
Стальной лист (толщина его должна составлять 0,25 сантиметра).
Огнеупорный кирпич.
Каменная минеральная вата.
Металлические уголки.

Также этап подготовки включает в себя знакомство с основными конструктивными элементами прибора. Таковых есть несколько, ознакомимся с ними.

Обратите внимание! Для термоизоляции нельзя применять асбест, т. к. он во время нагрева способен выделять канцерогенные вещества.

Теперь немного об изготовлении корпуса для будущей печки. Для этого понадобится лист металла, из которого вырезается кусок прямоугольной формы необходимого размера. Этот прямоугольник сворачивается в «трубу», а швы завариваются при помощи сварочного аппарата. Готовый цилиндр окрашивается при помощи огнестойкой краски, затем, когда она высохнет, с одной стороны приваривается заранее вырезанный из металла круг (это будет дно). После этого корпус укрепляется при помощи арматурных прутов. Важно заранее рассчитать объем корпуса – в него ведь еще нужно поместить слои термоизоляции.

Обратите внимание! Если же в качестве корпуса используется электрическая печь, то дно в таком случае будет укреплено при помощи уголков.

Этап 2. Непосредственно изготовление печи

Теперь приступаем к самому изготовлению. Алгоритм необходимых действий приведен ниже.

Шаг 1. Внутренние поверхности корпуса выкладываются при помощи каменной минеральной ваты.

Шаг 2. После этого обустраивается термоизоляция – она, как уже отмечалось выше, выполняется из огнеупорного кирпича. Процедура выглядит следующим образом: внутри цилиндра состыкуются семь кирпичей так, чтобы была образована труба. Впоследствии эта труба будет выполнять функции рабочей камеры.

Все кирпичи необходимо сложить в ряд и сделать на них отметки, согласно которым будет производиться обрезка. После этого кирпичи обрезаются так, чтобы их форма в результате позволяла сложить из них полую трубу. Для упрощения работы каждый из кирпичей желательно пронумеровать. Когда резка будет закончена, трубу следует собрать и стянуть при помощи проволоки. Затем она проверяется на предмет симметричности, при необходимости положение кирпичей корректируется.

Обратите внимание! Резать кирпич нужно на открытом воздухе или, как вариант, в хорошо проветриваемом помещении. Более того, не стоит забывать об индивидуальных защитных средствах – очках, респираторе и проч.

Шаг 3. Проволока из нихрома закручивается в спираль, диаметр которой составляет 0,6 сантиметра, посредством накручивания на любую основу (это может быть, к примеру, карандаш). Далее кирпичи вынимаются из цилиндра и повторно укладываются в ряд.

Шаг 4. Спираль следует приложить к кирпичам для того, чтобы обозначить будущие канавки. При помощи монтажного уровня проверяется правильность каждой из линий. Должно получиться так, чтобы спираль от днища к самой верхней части конструкции. Витки не должны соприкасаться, в противном случае возможен риск короткого замыкания, а муфельная печь своими руками может выйти из строя!

Шаг 5. Между двумя кирпичами необходимо вставить 3 полоски, выполненные из керамической плитки (с их помощью будут выводиться концы спирали), в которых сделан каналы из полипропилена под проволоку. Благодаря этим каналам впоследствии существенно упростятся ремонтные работы.

Шаг 6. Вся конструкция устанавливается в стальной цилиндр. Важно, чтобы перед этим на дно был уложен еще один кирпич, покрытый специальным огнеупорным клеем. Также в корпусе просверливается пара отверстий в требуемых местах для того, чтобы вывести керамические каналы.

Обратите внимание! Включение спирали допускается исключительно после полного высыхания всей конструкции, в противном случае она – спираль – будет повреждена.

Шаг 7. Крышка будет изготовлена из того же стального листа. По габаритам корпуса вырезается круг, для пущей надежности поверх крышки укладывается еще одна единица огнеупорного кирпича. После этого необходимо приварить ручку, железную щеколду, а также навес. Края круга, которые соприкасаются с корпусом, обрабатываются огнестойким силиконом. Что характерно, наносить силикон можно исключительно на обезжиренные поверхности.

Шаг 8. Конструкция практически готова, остается лишь произвести пробный запуск. Но до этого необходимо установить прибор в проветриваемом и теплом месте, чтобы тот окончательно высох. Применение каких-либо нагревательных устройств запрещается, т. к. из-за этого кладка может потрескаться. Когда конструкция высохнет, спираль необходимо подключить к автомату. После этого настраивается мощность и нужный температурный режим.

Обратите внимание! Для проверки того, насколько высохла кладка, прибор включается на полную мощность. При этом нужно наблюдать, не исходит ли из поверхности пар.

В ходе дальнейшей эксплуатации крышка в обязательном порядке должна быть плотно закрытой. Теперь ознакомимся с еще одним вариантом изготовления – в этот раз горизонтальным.

Видео – Муфельная печка

Учимся делать печь на отработке своими руками

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать печь на отработанном масле, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Вариант №2. Создание горизонтальной конструкции

Процедура изготовления во многом схожа с описанной выше, но существенные отличия все же имеют место быть. Корпус может быть изготовлен из старой духовки, стиральной машинки или, как вариант, листов стали (толщина последней должна составлять как минимум 0,2 сантиметра). Процедура состоит из двух этапов, ознакомимся с ними.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Помимо корпуса, для изготовления муфельной печи своими руками понадобится следующее оборудование.

Сварочный аппарат.
Средства индивидуальной защиты.
Болгарка с кругами.
1-миллиметровая проволока, выполненная из нихрома.
Железные уголки.
Каменная вата.
Огнеупорный кирпич.
Ножницы для резки металла.
Абразивная пила.
Огнестойкий клей.

Если нечего использовать в качестве корпуса, его опять же придется делать «с нуля». Для этого нужно вырезать из листов стали стенки нужных размеров и сварить их в единую конструкцию. После этого приваривается верхняя часть и днище. Снаружи дно укрепляется при помощи металлических элементов, по углам привариваются ножки, сделанные из уголков. Теперь можно приступать к дальнейшим действиям.

Как своими руками сделать походную печь

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать походную печь и какие материалы для этого использовать лучше всего, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Этап 2. Инструкция по изготовлению

Шаг 1. Основание корпуса укладывается 10-сантиметровым термоизоляционным слоем. Во избежание деформационных процессов поверх изоляции укладываются отрезки металлических уголков. Поверх уголков укладывается лист металла нужных размеров. Аналогичная процедура проделывается и со стенками корпуса.

Шаг 2. Теперь приступаем непосредственно к кладке и подключению нашего устройства.

Обратите внимание! Перед началом работы огнеупорный кирпич следует на полминуты опустить в воду, чтобы он не впитывал жидкость из рабочего раствора.

Кладка кирпича начинается с днища, применяется огнестойкий клеящий раствор (он замешивается так, как того требует инструкция изготовителя). Важно, чтобы ширина швов между кирпичами не превышала 5 миллиметров.

Шаг 3. При формировании кирпичный стенок используется новый раствор – в этот раз необходимо добавлять цемент. Пропорции должны быть следующими: на каждый килограмм готовой смеси должно приходиться порядка 300 граммов цемента. Выполнение кладки возможно лишь по окончании монтажа каменной ваты и металлических листов. Хотя можно обойтись и без термоизоляционного слоя, но лишь при условии, что кирпичи будут укладываться плашмя.

Шаг 4. Кирпичи укладываются сверху вниз, при этом соблюдается перевязка швов. При необходимости они обрезаются при помощи болгарки.

Шаг 5. После кладки стенок можно приступать к верхней части корпуса. Здесь крайние кирпичи необходимо уложить на ребра боковых стенок, причем должен соблюдаться незначительный подъем. Для изготовления центральной части кирпичи обрезаются до трапециевидной формы и фиксируются на раствор.

Шаг 6. Один кирпич крепится к дверке. По окончании укладки он должен создать выступ, который будет входить внутрь корпуса, когда муфельная печь своими руками будет закрыта. Далее привариваются петли, а сама дверка притирается. Важно, чтобы щели между корпусом и дверкой были минимальными.

Шаг 7. Далее по периметру дверки укладываются термоустойчивый уплотнитель, который предотвратит утечки тепловой энергии при эксплуатации. Торцевые кирпичи покрываются солидолом, а выступ двери по периметру обрабатывается силиконовым герметиком. Далее дверку следует прикрыть, чтобы силикон обрел требуемую форму. Излишки солидола удаляются при помощи спирта. Это будет своего рода уплотнитель, которые в дальнейшем нужно периодически обновлять.

Шаг 8. Начинаем изготовление спирали. Для этого проволока накручивается на какой-то основание (так же, как в предыдущем способе), после чего под полученный диаметр спирали проделываются канавки под нагревательный элемент. Спираль укладывается в эти канавки.

Шаг 9. Создается два контура, что позволит в дальнейшем регулировать температурный режим. После этого проволока выводится наружу и крепится болтами к пластинке, выполненной из керамики.

Шаг 10. Остается лишь позаботиться и переключателе. С одной стороны он оснащается двумя контактами – нулем и фазой, – а с другой тремя. Переключатель крепится таким образом, чтобы тумблер располагался снаружи, подводятся провода. В результате в первом режиме контуры будут функционировать последовательно, во втором будет работать лишь один контур (тот, что находится снизу). Наконец, в третьем режиме функционирования оба контура будут работать одновременно.

Видео – Самодельная муфельная печка

Вариант №3. Изготовление простой муфельной печи

Самой примитивной печкой для обжига небольших керамических изделий является та, что показана на изображении ниже. Как видим, для изготовления такой конструкции потребуется всего лишь глиняный горшок и электрическая плитка.

Под печку подкладывается огнеупорный кирпич, для регулировки мощности применяется тиристорный регулятор либо, как вариант, ЛАТР. Что характерно, термопару совсем необязательно помещать внутрь горшка – при таких незначительных размерах процедуру можно контролировать и визуально: в сумерках бока такого горшка будут отдавать красным свечением. При появлении такого свечения необходимо начинать отсчет – это может занимать от четырех до двенадцати часов, в зависимости от конкретного изделия. Если наблюдается перекал, то мощность следует убавить.

Если конструкция будет иметь большие размеры, то большим должен быть и муфель (смотрите следующую картинку), в идеале – бочонок, выполненный из фаянса. В дне необходимо проделать небольшое отверстие (применяйте для этого алмазное сверло) под термопару и выпуск излишков воздуха.

Основание собирается «насухую» из того же огнеупорного кирпича, фиксация производится при помощи рамы, сделанной из металлических уголков. Изнутри проделывается несколько кольцевых канавок (обязательно с переходами), в которые помещается нагревательный элемент.

Заключительный этап – это наружная обечайка с использованием оцинковки. Обечайка будет съемной, ее надевают лишь после установки прибора и накрытия муфелем. Зазор между муфелем и обечайкой следует засыпать асбестом. Сама процедура обжига изделий ничем не отличается от описанной выше, единственное отличие – температура будет регулироваться термопарой. Размеры бочонка значительные, а стенки – толстые. Поэтому даже без обечайки в тот момент, когда муфельная печь своими руками засветится, керамика попросту пережжется.

Вариант №4. Изготовление миниатюрного муфеля

Если планируется выполнение мелких работ, то в качестве муфеля можно применить проволочный резистор (либо ПЭВ, либо ПЭ) мощностью от 50 до 150 ватт. Что касается внутреннего диаметра, то он может варьироваться между 20 и 38 миллиметрами. Конкретную цифру сказать трудно, поскольку электрофарфоровые трубки разные, существуют разные их размеры (многое зависит и от производителя).

Обратите внимание! Для 220-ти вольт сопротивление должно составлять примерно 900 Ом, для 100-а – около 450 Ом, а для 150-ти – порядка 340-360-ти Ом. Не стоит пытаться ускорит нагрев, уменьшая сопротивление, поскольку такое устройство все равно не сможет дать больше девятисот градусов, зато резистор из-за этого может сгореть.

Для латунных хомутов потребуется теплоотвод. Он изготавливается из полосок меди толщиной в 0,2 сантиметра (это показано на изображении ниже). Подойдет и эмалированная шина из меди – эмаль будет дополнительно изолировать.

После монтажа теплоотводов к резистору подключаются питающие кабели. Сами теплоотводы изолируются специальной стеклолентой, причем витки в данном случае должны на 1/2 перехлестываться. Изоляционный слой обрабатывается термоустойчивым лаком.

Заключительным этапом работы является надевание обечайки и ее набивка термоизоляцией. Края заранее выгибаются под углом в 90 градусов, дабы не повредить изоляцию теплоотводов. Все, резисторная муфельная печь своими руками готова к эксплуатации!

Видео – Большая и мощная печь

Исходя из типа используемого топлива, муфельная печь может быть двух видов:

газовая;
электрическая.

Важно! Самостоятельно изготовить газовую печь не представляется возможным, поскольку это запрещает действующее законодательство.

Относительно конструкции различают следующие виды печей:

Горизонтальные, которые являются самыми простыми;
Горшкового типа или вертикальные;
Трубчатые;
Колпаковые.

Нагрев таких печей может быть выполнен в вакууме, воздушной или газовой среде. Муфельная печь, которую вы будете возводить своими руками, может предусматривать только воздушную среду для обработки изделий.

Важно! Помимо экономии денег, самостоятельное изготовление такой печи выгодно тем, что мастер может создать конструкцию наиболее удобного для себя объема и формы.

Из чего состоит муфельная печь

Схема работы муфельной печи становится понятной при рассмотрении основных деталей данной конструкции.

Рассмотрим, какие детали включает в себя муфельная печь для обжига:

Корпус печи . В данном случае удобнее всего будет использовать старую газовую плиту, оснащенную духовым шкафом, который и будет использован в виде основы для конструкции.

Совет! Если в качестве корпуса используется газовая плита, то необходимо предварительно произвести демонтаж всех пластиковых деталей. При отсутствии готовой конструкции корпус сваривается из листового металла, толщиной более двух миллиметров.

Внутренний слой , который непосредственно контактирует с поверхностью топки. Он является очень важным, поскольку именно от него зависит КПД печной конструкции. В качестве внутреннего слоя должен использоваться огнеупорный шамотный кирпич.
Внешний слой . Он предназначен для того, чтобы сократить потери тепла печи. Можно использовать базальтовую вату или перлит.

Совет! Применять в качестве внешнего печного слоя асбест нежелательно, поскольку нагреваясь, данный материал выделяет в атмосферу канцерогенные вещества.

Элементы, участвующие в непосредственном нагреве рабочего пространства . В муфельных печах такими элементами чаще всего выступают спирали, которые скручиваются из фехралевой или нихромовой проволоки, толщиной около 1 мм. Кстати, нихромовая проволока является более желательным вариантом, ввиду своей коррозионной устойчивости и высокой пластичности. При этом фехралевая проволока имеет более низкую стоимость.

Чертёж печи с прямоугольным муфелем: 1 — регулирующий мил-ливольтметр; 2 — сигнальная лампа; 3-предохрапитель; 4 — выключатель; 5-блок управления; 6- камера нагрева; 7-корпус; 8- керамич. муфель; 9-нагре-ват. элемент; 10-теплоизоляция; 11 — противовес; 12-дверца; 13 — отверстие для контрольной термопары; 14-отверстие для регулирующего термометра.

Примеры габаритов, мощности и объёма вы можете взять исходя из печей марки СНОЛ, ниже в таблице.

Модель печи	Объём, л	Температура, °С	Мощность, кВт	Число фаз	Ширина x Длина x Высота, мм.		Вес, кг
					Рабочая камера	Габариты
СНОЛ 3/10	3	1050	1,8	1	150×200×100	425×530×520	30
СНОЛ 3/11		1150
СКВ (СНОЛ) 6/10	6	1050	2,2		180×270×130	450×600×545	40
СКВ (СНОЛ) 6/11		1150
СНОЛ 10/10	10	1050	4		200×300×180	470×620×595	50
СКВ (СНОЛ) 10/11		1150
СНОЛ 3/10-В	3	1050	1,8	1	150×200×100	425×610×650	32
СНОЛ 3/11-В		1150
СКВ (СНОЛ) 6/10-В	6	1050	2,2		180×270×130	450×680×675	42
СНОЛ 6/11-В		1150
СКВ (СНОЛ) 10/10-В	10	1050	4		200×300×180	470×700×725	52
СНОЛ 10/11-В		1150

Аббревиатура вида СНОЛ используемая для обозначения типа электрических печей. С — сопротивления, относится к виду нагревательных элементов (резистивного типа). Н — камерная, с прямоугольным сечением печной камеры. О — для обработки деталей/материалов в воздушной среде при нормальном давлении. Л — лабораторная, т.е. допускающая регулировку температуры в широких пределах.

Как самостоятельно изготовить муфельную печь

Муфельная печь для керамики имеет аналогичный порядок изготовления вне зависимости от горизонтальной или вертикальной компоновки. Разница заключается лишь в расположении элементов. Рассмотрим процесс изготовления муфельной печи для обжига керамики более подробно:

Как уже говорилось выше, лучшим вариантом для корпуса является готовая газовая духовка или конструкция, изготовленная из листового металла . Для этого, используя болгарку, необходимо вырезать прямоугольную полосу размером, который предполагает чертеж. Далее она сгибается в радиус, после чего шов герметично заваривается. Таким образом, получается цилиндр.

Видео о самостоятельном изготовлении муфельных печей от профессионального мастера

Совет! Чтобы предотвратить коррозию, металл можно вскрыть несколькими слоями огнеупорной краски.

Привариваем дно к полученной конструкции, для чего нужно вырезать из листа стали круг необходимого диаметра.
Чтобы укрепить дно и стенки корпуса, необходимо использовать арматуру. Корпус должен иметь такой размер, чтобы в нем можно было без проблем разместить теплоизоляцию и конструкцию из шамотного кирпича.

Важно! В качестве корпуса конструкции может быть использован также старый холодильник. В этом случае его также необходимо укрепить посредством металлических трубок и уголков.

Изнутри корпус выкладывается толстым слоем базальтовой ваты.
Теперь изготавливаем аккумулятор тепла. Для этого необходимо состыковать 6-7 кирпичей, как на фото ниже. Это будет рабочая камера будущей конструкции. Чтобы ее изготовить, необходимо срезать кирпичи под углом таким образом, чтобы из них можно было собрать конструкцию в виде трубы. Обрезка должна производиться посредством болгарки.

Совет! Для удобства работы кирпичи можно пронумеровать. После проведения резки собираем конструкцию. Осуществляя резку кирпичей, очень важным является обеспечение надежной защиты для глаз и дыхательных путей. Работы должны обязательно проводиться в помещении с хорошей вентиляцией, а еще лучше — на улице.

Изготавливаем из мотка проволоки спираль, диаметр которой должен составлять порядка 6 мм . Для этих целей отлично подходит нихромовая или фехралевая проволока, которую можно намотать на тонкий металлический прут или карандаш.
Кирпичи, используемые для изготовления рабочей камеры, выкладываются на ровной поверхности. В них необходимо проделать специальные канавки для расположения спирали. Для этого используется болгарка.

Важно! Проволока должна укладываться в кирпичной конструкции по спирали. Очень важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом. В противном случае может возникнуть замыкание.

Для выведения концов проволоки за пределы камеры, необходимо подготовить три длинных и тонких отрезка керамической плитки. В них предварительно пропиливаются тонкие каналы под проволоку, после чего данные отрезки вставляются между соседними кирпичами. Такие керамические выводы в дальнейшем смогут существенно облегчить эксплуатацию оборудования, позволив просто и быстро производить ремонтные работы.

Три отрезка плитки позволяют использовать печь в режиме трех уровней мощности. Для этого понадобится включение разных контуров спирали:

Чтобы включить первую ступень мощности необходимо последовательное включение двух контуров спиралей.
Для работы устройства во втором режиме требуется отдельно подключить нижнюю спираль.
Третья ступень предполагает параллельное подключение двух контуров.

Совет! Включение спиралей должно в обязательном порядке предусматривать заземление!

Теперь, когда конструкция рабочей камеры полностью готова, ее необходимо обернуть слоем теплоизоляции и поместить в корпус печи. Камера устанавливается на кирпич, который будет играть роль ее днища. Его предварительно обмазывают огнеупорным клеем или глиной.
Для выведения керамических каналов за пределы корпуса необходимо просверлить в нем отверстия в соответствующих местах.

Для изготовления крышки также применяется листовая сталь. Необходимо вырезать круг по размеру печи. На крышку приваривается щеколда, навесы и ручки. Чтобы загерметизировать конструкцию, необходимо нанести слой силикона по краям крышки и на примыкающие стенки конструкции. Для этого поверхности предварительно обезжириваются.

После того, как конструкция полностью высохнет, можно подключить проволоку к электричеству через стабилизатор. На данном этапе печь проходит испытания, в ходе которых настраивается мощность муфельной печи, чтобы получить необходимую рабочую температуру на каждой из ступеней.

Совет! Чтобы убедиться в том, что печная конструкция полностью высохла, ее включают на максимальную мощность и проверяют на наличие испарений. Если с поверхности печи не идет пар — это значит, что она полностью высохла.

Заключение

Аналог печи ПМ 8 можно без труда сделать в домашних условиях. При этом самодельная конструкция обладает отличными техническими характеристиками и способна конкурировать с аналогами заводского изготовления.

Что это такое – муфельная печь? И для чего она нужна? Давайте на некоторое время обратимся к мемуарам придворного каретного мастера Франции конца XVII – начала XVIII вв. Жанто. Да, того самого, который изобрел рулевую трапецию. Ее так и называют – трапеция Жанто.

Изобрести-то он изобрел, но пустить идею в дело никак не получалось, полуоси опытных образцов все время ломались. Жанто был в отчаянии, он ожидал от изобретения огромных прибылей. Кареты с передними колесами на цельной оси со шкворнем на раскатах то и дело опрокидывались, и знать с прекрасными спутницами, вплоть до их величеств, летела вон на дорогу, залитую навозом. Тяга-то была живая, на овсе.

И тут в мастерскую наведался некий, к сожалению, не названный, русский дворянин. Петр Первый как раз готовил известное в истории посольство Бековича-Черкасского в Бухару. Звездой даров хану должна была стать роскошная карета; ее-то и прибыл заказать у лучшего европейского мастера наш соотечественник.

Так вот, он, поглядев на излом детали и попробовав ее твердость («Дворянин не погнушался взять в руки напильник!» – восклицает Жанто), дал совет: «Сначала цементируйте в муфеле с молотым скотским рогом, а затем калите. Тогда внутри сталь останется вязкая, не ломкая, а снаружи образуется крепкая каленая корка, долго не сотрется».

Жанто винить не в чем, он был каретником, а не металлургом. И в том, что петровский офицер разбирался в обработке металлов, тоже нет ничего удивительного. Зато сразу ясно, для чего нужен муфель – жаропрочный и непроницаемый контейнер, в котором деталь проходит термообработку. Его роль – изолировать деталь от внешних влияний, в т.ч. и от пламени, во-первых. Во-вторых – обеспечить равномерный нагрев.

Мастера Жанто, скорее всего, грели муфель в обычном . Но со временем требования к качеству термообработки повышались, разрабатывались новые ее технологии. Уже в начале XIX в. в промышленности широко применялись специальные муфельные печи, разработанные исключительно для нагрева муфельной камеры. В век пластика появились низкотемпературные муфельные печи, в которых композитные детали проходят горячее отверждение.

Сейчас у муфельных печей работы хватает:

Переплавка ценных металлов и сплавов, когда недопустимо внесение примесей или термохимическое взаимодействие в пламенем.
Термообработка металлов: цементирование, закалка, отжиг, отпуск, нормализация (состаривание).
Обжиг керамических изделий, особенно художественных, для получения ровного тона поверхности.
Сушка электропроводящих материалов; микроволнами, как известно, можно сушить только диэлектрики.
Сжигание до минеральных компонент путем возгонки летучих (озоление). В связи с этим – такая печальная обязанность, как кремация.

Кроме того, муфельные печи используются в пробирном анализе для т.наз. купелирования, для выращивания монокристаллов и во многих других областях. Напр. в медицине – для высокотемпературной стерилизации.

Делать или покупать?

Своими руками можно сделать печь с муфелем объемом до 5-7 л. Если задаться должным качеством обработки, то работа эта не из простых. Поэтому вначале посмотрим, какие из готовых печей сгодятся для домашнего применения и во что обойдется их приобретение.

Лаборантам, научным работникам, да и просто мастерам хорошо знаком заслуженный ветеран – электрическая муфельная печь ПМ-8 (см. рис.) с объемом муфельной камеры 6,5 л (на рис. справа, 190х120х300 мм). Секрет «пээмки» именно в камере, она изготовлена из жаропрочной керамики методом шликерного литься. Муфель ПМ-8 вечный, за него отдельно на аукционах запрашивают половину стоимости печи.

ПМ-8 выпускается в 2-х модификациях, ПМ-8К с ручной предустановкой температуры и релейным управлением, и ПМ-8М с цифровым управлением. Цена заводской, соответственно – около 20 тыс. руб. и от 23 тыс. руб. Цифра 8 в обозначении – количество ступеней регулировки температуры, от 100 до 900 градусов. Потребляемая мощность в режиме разогрева – до 2,4 кВт, т.е. «пээмку» можно включать в квартирную розетку. Б/у ПМ-8 можно брать безбоязненно, конструкция дубовейшая. Правда, цену намного не сбросят.

Единственный недостаток ПМ-8 и ПМ-10 из той же серии – дверца сильно раскаляется. Лаборантов, работающих с «пээмкой», можно узнать по вечно обожженным пальцам.

Ассортимент современных муфельных печей в продаже довольно широк. Напр., российские СИКРОНы (две левые поз. на след. рис.) уже не обжигают, и цена того же уровня – от 23 000 руб. Но муфельные они условно, нагревательная спираль размещена в камере. Поэтому безо всякого в них можно только обжигать керамику, а все операции с металлами нужно производить с большой осторожностью. Особенно – переплавку, СИКРОН для нее вообще не рекомендован.

Печи СНОЛ (SNOL), средние поз. на рис. – полноценные муфельные. Обжечь СНОЛ, правда, может, если неловко с ним обращаться, боковое открывание дверцы не гарантирует от ожога. Зато выпускаются обширным рядом типоразмеров, от самых маленьких. Но цены явно не русские: самый дешевый СНОЛ меньше чем за 30 000 руб. не найти.

Из отечественных моделей «квартирной» мощности хорошо расходятся МИМП и «Накал», 2 правых поз. на рис. Они дешевле ПМ, купить б/у рабочую за 8-9 тыс. руб. вполне реально. Однако камеры их, похоже, изготавливаются методом спекания керамического порошка, поэтому для регулярной эксплуатации десятилетиями эти печки не предназначены. Впрочем, для эпизодического использования в домашней мастерской вполне подходят.

Еще следует упомянуть израильскую печь специально для керамики Shenpaz. Для налаженного кустарного производства при стабильном сбыте это неплохой вариант. Хотя стоит немало, от $3000, но изделия выходят одно в одно. Shenpaz охотно берут дантисты, он стоит намного дешевле «Фокусов» и пр., а работает так же хорошо.

Если делать, то как?

Большинство описанных в источниках конструкций дадут такое качество обработки, что проще сунуть готовый муфель (см. далее) в любую печь или горн с наддувом. А чтобы «довести их до ума», затрат понадобится не меньше, чем на покупку хорошей заводской б/у. Поэтому далее мы сосредоточимся на печках для мелких тонких и ответственных работ, о которых широким массам читателей, наверное, вообще ничего не известно. Разберемся сначала в ключевых узлах, а затем перейдем к конструкциям.

Схема устройства промышленной муфельной печи показана на рис. Ее упрощение и удешевление можно сразу начать с жаровой трубы: при объемах камеры до 10-20 л и, если печь не предназначена для озоления и кремации, достаточно будет небольшого отверстия в задней стенке муфеля.

Эта печь – камерная, с горизонтальной выгрузкой, такие проще и безопаснее в эксплуатации. Но в некоторых случаях проще в изготовлении и дешевле получаются печи шахтные, с вертикально расположенным глухим муфелем. В них, кроме того, легко обеспечить нагрев без доступа воздуха, если муфель с крышкой. Но в любом случае ключевыми узлами будут система нагрева, собственно камера и термопара для контроля температуры. С теплоизоляцией и общей конструкцией разберемся по ходу дела.

Источник тепла

Говорят, что муфельную печь можно сделать хоть на дровах. Что ж, если найдутся дрова с теплотворной способностью более 14 000 ккал/кг, тогда можно. А нет – обкладывать небольшой муфель огромной поленницей бесполезно, большая часть тепла пойдет на увеличение энтропии Вселенной.

В принципе, необходимую концентрацию тепла может создать каменный или древесный уголь, но только в горне с наддувом. Тогда нет смысла городить целую печь, достаточно по мере надобности помещать муфель в горн, что и делалось в кузнице Жанто. Жидкое топливо дает тепла на единицу его объема более чем достаточно, но само от нагрева испаряется. Если эти газы не улавливать и не заставлять греть муфель, тепло также улетучится без толку.

Остается газ, то ли природный, то ли из газификатора, и электричество. Первый дешевле на единицу тепловыделения, со вторым проще обращаться и управлять им. С этими источниками тепла и будем далее работать.

Термопара

Без непрерывного контроля температуры муфельная печь – просто дорогая и опасная игрушка, за степенью нагрева зачастую нужно следить в закрытом объеме, тут и опыт кузнеца не всегда поможет. Единственный вариант датчика температур до 1000-1300 градусов – термопара. Но думать, где бы «раздобыть» платину, не нужно. Вот два варианта вполне доступных термопар, работоспособных до 1100 градусов:

Железо-константан, термо Э.Д.С. 53 мВ/град.
Никель-железо, термо Э.Д.С. 34 мВ/град.

Почти без потери точности железо можно заменить низкоуглеродистой конструкционной сталью, т.е. обычной мягкой стальной проволокой. Никелевая проволока есть в продаже, а константан идет на обмотку школьных реостатов.

Концы проволок сваривать не нужно, достаточно туго-натуго скрутить пассатижами. Они все равно быстро обгорают, не платина же. Тогда конец откусывают с делают новую скрутку. Разумеется, проволоки не должны соприкасаться между собой кроме как в скрутке.

Контроль температуры – обычным бытовым цифровым тестером. Э.Д.С. на концах пары будет меняться в пределах 0,53 (0,34) – 5,3 (3,4) В, «цифровик» такие напряжения ловит надежно. В маленькой камере достаточно одной термопары.

Муфель

Керамика для муфеля нужна не обычная, а с хорошей теплопроводностью. Ее дают присадки редких металлов. Поэтому сделать муфель самому лучше и не пытаться. Где найти готовый посмотрим чуть ниже, а пока покажем, чем плохи самоделки.

Слева на рис. – печь с самодельным муфелем из огнеупорной глины. Во-первых, глина, пусть и шамотная, проводит тепло слишком плохо для равномерного прогрева муфеля. Во-вторых, для обжига заготовки нужна температура не ниже, но много выше рабочей. А где взять на хозяйстве 1400-1500 градусов, а для шамота и все 1900? К чему приводит незнание этих условий или пренебрежение ими, там же и видно.

Граненая камера из фасонных шамотных кирпичей (справа на рис) уже долговечнее, но греть ее снаружи любым способом бесполезно. Шамот проводит тепло хоть и лучше, чем красный кирпич, но для муфеля слабовато. Остается расположить открытую электроспираль внутри, но, во-первых, для бытовых приборов это категорически запрещено.

Во-вторых, и главное, муфель будет уже не муфелем. Раскаленные металлы заметно испаряются, кто бывал в литейке, помнит характерный запах. А парам сплава спирали деваться некуда, кроме как в деталь или изделие. В результате – ценный сплав может полностью потерять ценность, состаренный или цементированный металл не набрать прочности или оказаться хрупким, а статуэтка пойти полосами или пятнами.

Так где же взять муфель?

Лучший вариант – керамическая химическая посуда, она продается в магазинах лабораторного оборудования. Форма, размер – на выбор, снабжается крышками. Можно подобрать под печь и с горизонтальной, и с вертикальной нагрузкой. Высокая теплопроводность, отменная химическая стойкость.

Для печей с открытой в двух концов горизонтальной камерой (печей-труб) отлично подойдут куски трубок от разбитых мощных плавких вставок. Они изготавливаются из электрофарфора. Другое его название – циркониевая керамика. Точно такая же, как идет на муфели ПМ. И тоже литая.

Применяются такие большие предохранители на транформаторных подстанциях (ТП) электросетей или распределительных участках (РУ) ЛЭП. Внутренний диаметр – от 5 до 30-40 см. Строгому учету не подлежат, так что можно прикупить или выпросить, не опасаясь тюрьмы.

Проще художникам-керамистам: для обжига керамики достаточно 800 градусов. Поэтому на муфель печи для обжига керамики пойдет любая фаянсовая или фарфоровая посудина подходящего размера и конфигурации. Даже смывной бачок от старого унитаза.

О школьных реостатах

Пытаться превратить в муфель школьный реостат бесполезно: его каркас хрупкий, пористый, а обмотка, раскалившись, замыкает накоротко. Но реостат как он есть держит температуру в 250-300 градусов. Это делает его пригодным для изготовления самодельных карбоновых деталей из углеткани сатинового переплетения и смол горячего отверждения. Маститые авиамоделисты, к примеру, таким способом формуют фюзеляжи, кромки крыльев, лонжероны, нервюры и стрингеры своих летательных аппаратов чемпионатных классов.

Об электрической мощности

Чтобы далее не погрязать в расчетах, определимся сразу с потребляемой печью мощностью. Будем надеяться, что рассчитать сопротивление спирали, диаметр и длину нихромовой проволоки читатель сможет и сам, либо обратится к руководствам по этой теме. Итак:

Печи с закрытым муфелем типа ПМ, горизонтальные или вертикальные – 450 Вт/л.
Обжиговые печи-колпаки для мелкой керамики – 650-700 Вт/л.
Печи-трубы, только горизонтальные – от 1,5 кВт/л.

Во всех случаях предполагается, что теплоизоляция выполнена надлежащим образом, а рабочая температура 1000 градусов. И учтите, потребная для печи мощность пропорциональна ЧЕТВЕРТОЙ степени температуры! Длина печи-трубы должна быть не менее 3-5 ее внутренних диаметров.

Некоторые самоделки

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.

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.

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

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 , не нужно. Для небольшой цельной и механически почти не нагруженной детали естественной жирности хорошей глины довольно.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Печи-трубы

Для электропечи-трубы достаточно большого диаметра (скажем, из корпуса плавкой вставки) дадим прежде всего рецепт обмазки нагревателя. Состав – тот же, что и для корпуса газовой печи, но, во-первых, глину замешивают до густоты хорошей сметаны или жидкого творога. Во-вторых, наполнителя-теплоизолятора (асбест, вермикулит) дают 4-5 объемных относительно глины частей.

Следующий момент – намотка спирали. На коренной (начальный по ходу обмотки) конец трубы туго, вплотную друг к другу, мотаем 5-10 витков нихрома и туго-натуго схватываем их металлическим хомутом и винтом с гайкой и пружинной шайбой (гровером). «Уши» хомута должны быть удлиненными и с отверстиями для подвода тока и теплоотвода; об этом см. подробнее ниже, в разделе о мини-печи.

Примечание: первые/последние витки играют роль токосъема. Нихром обладает свойством частичной самоизоляции, потому его и пускают на нагреватели. Просто прижатый хомутом конец провода может дать плохой контакт, а для устранения неисправности придется ломать печь и делать заново.

Далее мотаем в 2 провода: рядом с нихромовым укладываем медный того же диаметра. На конце обмотки делаем токосъем и закрепляем хомутом, как описано выше. Теперь снимаем медь и приступаем к обмазке. Обмазку наносим слоем в 4-12 мм, как раствор ляжет. Затем – неделя сушки, часовой прогон на половинной мощности (напряжение – в 1,4 раза меньше номинального!), и окончательная сборка печи, аналогично описанной ниже.

Примечание : если вы умеете мотать обмотки с переменным шагом, то витки нихрома лучше сгонять к середине трубы и разгонять к краям. Так печь окажется намного экономнее и долговечнее.

Мини-муфель

Для мелких работ в качестве готового муфеля с нагревателем можно взять проволочный резистор ПЭ или ПЭВ на 50, 100 или 150 Вт (см. рис.).. Мощность его указывается на корпусе после типа, напр. ПЭВ-150. Внутренний диаметр резисторов ПЭВ соответственно около 20, 30 и 38 мм. Около – потому что трубки из электрофарфора разные заводы в разные времена применяли несколько различные.

Величина сопротивления на напряжение 220 В для 50 Вт 910-1000 Ом, для 100 Вт – 430-470 Ом, для 150 Вт – 330-360 Ом. Форсировать нагрев уменьшением сопротивления не нужно, все равно свыше 900 градусов такая печка не даст, а резистор быстро сгорит.

Слабое место ПЭВ как муфеля – контактные хомуты, они сделаны из латуни, поэтому для них необходим теплоотвод. Его делают из медных полосок толщиной не менее 2 мм, как показано на след. рис.. Очень хорошо подойдет эмалированная медная шина для обмоток мощных трансформаторов; эмаль даст дополнительную изоляцию.

После установки теплоотводов (они же ножки), к клеммам резистора подключают провода питания, а ножки-теплоотводы изолируют 2-мя слоями стеклоленты с перехлестом витков на 50%. Изоляцию пропитывают термостойким (не ниже 130 градусов) лаком.

Последние этапы сборки – на печку надевают обечайку из тонкой стали и набивают ее теплоизоляцией. Края обечайки нужно заранее выколотить или загнуть внутрь на прямой угол, чтобы не прорезали изоляцию ножек. Делать полную отбортовку внутрь не нужно, так в обечайке лучше будет держаться изоляция. Все, печка из резистора готова к работе сразу после сборки.

В заключение

Муфельные печи, особенно маленькие, пока мало распространены среди самодельщиков и мастеров-ИП. А зря, эти печки могут очень многое.

Для преимущественног о большинства людей муфельные печи совершенно бесполезны. В то же время печи необходимы тем, чья профессия или увлечение связаны с изготовлением ювелирных украшений, обжигом керамических изделий или выплавкой металлов. Более того, муфельные печи используются при создании монокристаллов, купелировании, а также в медицине – для высокотемператур ной стерилизации.

Самые дешевые заводские модели стоят порядка 30 000 рублей, что ощутимо бьет по карману домашних умельцев. Но если вспомнить школьные курсы физики, в частности, термодинамику, то вполне возможно соорудить такую конструкцию своими руками.

По особенностям конструкции печи могут быть:

трубчатыми;
цилиндрической формы;
вертикального расположения;
горизонтального расположения (простейший вариант).

Термическая обработка может осуществляться в воздухе, вакууме либо инертном газе, но в домашних условиях возможен лишь первый вариант.

В зависимости от типа ТЭНа муфельные устройства бывают:

газовыми;
электрическими.

Эксплуатация приборов на газу обходится дешевле, но их самостоятельное изготовление запрещено законом. Электрические обходятся дороже, но обладают существенным преимуществом – возможностью точной регулировки температурного режима.

Важно! Самодельной муфельной печи можно придать любую форму и габариты, выполнить ее в стиле, который бы подошел к общему интерьеру дома.

Что потребуется в работе

Наиболее удобной в эксплуатации является вертикальная конструкция. Для ее изготовления потребуется:

болгарка, круги по металлу;
кусачки;
сварочный аппарат;
нихромовая проволока, ø1 мм;
лист стали толщиной 2,5 мм;
базальтовая вата;
уголки;
кирпич шамотный;
силиконовый герметик;
огнестойкая смесь;
респиратор, пластиковые очки.

Основные элементы конструкции

Важно! Муфельная печь потребляет достаточно много электроэнергии. К примеру, устройству, способному нагреваться до 1000ᵒС, необходимо порядка 4 кВт. Электропроводка, с помощью которой печь будет подключаться к сети, должна выдерживать большие нагрузки. Также понадобится автомат со стабилизатором на 25 A.

Важно! Для этого нельзя применять асбест, поскольку при нагреве он может выделять канцерогены.

Изготовление корпуса

Из стального листа вырезается прямоугольник соответствующих размеров, сгибается в радиус, а шов заваривается посредством сварочного аппарата. Полученный цилиндр покрывается огнестойкой краской и как только она высохнет, к нему приваривается дно (круг, вырезанный из того же листа). Дно и стенки дополнительно укрепляются арматурой. Объем цилиндра должен просчитываться таким образом, чтобы в нем можно было поместить термоизоляцию.

Важно! При использовании, к примеру, духовки, дно также нужно укрепить уголками.

Печь муфельная своими руками: инструкция по изготовлению

Этап первый . Изнутри цилиндр выкладывается базальтовой ватой.

Этап второй. Сооружается термоизоляция, для которой, как говорилось ранее, нужно брать только шамотный кирпич. Процедура такова: в корпусе необходимо состыковать семь кирпичей, чтобы они образовали трубу. В будущем она послужит рабочей камерой.

Кирпичи раскладываются в ряд, при этом на каждом из них делаются отметки, по которым они будут обрезаться. Далее происходит непосредственно обрезка, после которой кирпичи должны быть такой формы, чтобы их можно было соединить в одну полую трубу. С целью упрощения процедуры кирпичи можно пронумеровать. По окончании резки труба собирается, стягивается проволокой, проверяется симметричность формы. В случае необходимости проводится корректировка.

Важно! Резку нужно проводить на свежем воздухе, желательно в проветриваемом месте, не забывая о средствах индивидуальной защиты (респираторе, спецодежде, очках).

Этап третий. Нихромовая проволока закручивается в спираль ø6 мм путем наматывания на основу (использованный электрод, карандаш и т. д.). Затем кирпич извлекается из корпуса и обратно укладывается в ряд.

Этап четвертый. К кирпичам прикладывается спираль и размечаются будущие канавки. Правильность линий измеряется строительным уровнем. В результате уложенная спираль должна вести от дна до верхней части трубы. Не допускается соприкосновение витков, т. к. это может стать причиной короткого замыкания.

Этап пятый. Для вывода концов спирали и их подключения к автомату со стабилизатором между парой кирпичей вставляются три полоски, вырезанные из керамической плитки, с проделанными полипропиленовым и каналами для проволоки. Эти каналы значительно упростят ремонтные работы в будущем.

Этап шестой. Готовая конструкция помещается в стальной корпус. При этом на дно корпуса кладется один кирпич, предварительно покрытый огнеупорным клеем. Для вывода керамических каналов в корпусе проделываются отверстия в соответствующих местах.

Важно! Спираль можно включать лишь после высыхания конструкции, иначе повредится проволока.

Этап седьмой. Для изготовления крышки используется все та же листовая сталь. Вырезается круг по размеру конструкции, для более надежной фиксации сверху на него крепится шамотный кирпич (1 шт.). Затем привариваются ручки, навес и металлическая щеколда. Края крышки, соприкасающиеся со стенками печи, покрываются слоем огнестойкого силикона. Силикон наносится лишь на предварительно обезжиренную поверхность.

Этап седьмой. Пробный запуск. Для полного высыхания конструкции ее устанавливают в теплое, хорошо проветриваемое место. Запрещено использование каких-либо нагревательных приборов, поскольку это может привести к растрескиванию кладки. После высыхания спирали подключаются к автомату со стабилизатором, настраивается мощность нагрева и рабочая температура.

Важно! Чтобы проверить степень сухости кладки, нужно включить устройство на полную мощность и посмотреть, не испаряется ли с рабочей поверхности пар.

При эксплуатации печи крышка должна быть плотно закрытой.

Муфельная печь для керамики

На изображении показана примитивная муфельная печь, которую можно использовать для обжига небольших керамических изделий.

Для ее изготовления требуется лишь глиняный горшок для цветов и электрическая плитка. На плитку кладется половина шамотного кирпича (чтобы спираль не соприкасалась с керамикой), на него ставится изделие и закрывается горшком. Для регулировки мощности используется тиристорный регулятор.

Даже при дневном освещении можно будет заметить, что в скором времени после включения бока горшка засветятся темно-красным светом. С этого момента начинается обратный отсчет обжига, от пяти до двенадцати часов, в зависимости от того, что обжигается. Если наблюдается перекал, мощность немного убавляется.

Печь из фаянсового бочонка

Можно сделать и более крупную печь из фаянсового бочонка.

Этап первый. Сначала на дне бочонка алмазным сверлом проделывается небольшое отверстие для выпуска расширившегося воздуха.

Этап второй. Далее необходимо сделать под. Для этого на небольшом листе стали собирается «фундамент» из шамотного кирпича и соединяется металлическими уголками. Затем в верхней части бочонка проделываются канавки для спирали (не более трех-четырех) – в них и будет уложен нагревательный элемент необходимой мощности.

Этап третий. Остается лишь сделать внешнюю оболочку из оцинкованной стали. Она делается съемной, поскольку будет надеваться лишь после накрытия изделия муфелем (бочонком). Пространство между муфелем и внешней оболочкой засыпается асбестом.

Процедура обжига ничем не отличается от предыдущего варианта, но регулировка температуры осуществляется при помощи термопары. Стенки бочонка толстые, пока они засветятся (даже без внешней оболочки), керамическое изделие будет уже пережженным.

Техника безопасности

Работать с муфельной печью должны лишь лица, ознакомившиеся с техникой безопасности при эксплуатации электрических приборов.
Нельзя приступать к работе без средств индивидуальной защиты – перчаток, очков, специальной одежды.
Конструкцию можно включать только с заземлением.
Нельзя начинать работу при наличии сколов, трещин и других дефектов конструкции.
Печь всегда должна находиться под присмотром.
После включения нельзя прикасаться к нагревательному элементу (спирали).

Несмотря на многочисленные преимущества, муфельные печи, особенно небольших размеров, пока еще мало распространены среди домашних умельцев.

Для более детального ознакомления с конструкцией посмотрите приведенный ниже видеоматериал.