Как сделать печь для обжига керамики своими руками

В этой статье расскажу о таком важном и интересном агрегате как муфельная печь.

Классификация

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

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

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

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

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

По конфигурации печи разделяются на три вида:

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

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

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

Шаг 1: Изолированные огнеупорные кирпичи

Мы начали с 10 изолированных огнеупорных кирпичей. Есть несколько разных типов, поэтому обязательно используйте «мягкие» огненные кирпичи, такие как эти большие белые. Они обладают лучшими изоляционными свойствами по сравнению с «твердыми» огнеупорными кирпичами, которые представляют собой более мелкие кирпичи песочного цвета.

Вы можете использовать «твердые» кирпичи, если действительно хотите, но поскольку их функция в основном конструктивная, они проводят много тепла, и печи для литья потребуется очень много времени, чтобы нагреться до температуры, если вообще произойдет, поскольку будут большие потери тепла через поверхность кирпича.

Мы расположили кирпичи так, чтобы получился простой ящик для тигля, позволяющий загружать его сверху.

Подготовка к работе

Любая работа должна начинаться с определенного подготовительного этапа. Даже если утвержден план действий, необходимо приготовить инструменты и материалы, иначе в работе могут возникать длительные перерывы, которые негативно скажутся на работоспособности мастера и качестве построенной конструкции.

Перед тем, как начнется непосредственное строительство, придется сразу приготовить болгарку для резки листового металла и обработки шамотного кирпича. Круги для болгарки должны быть соответствующими. Перечень пополнит электросварка с расходными материалами и прочий слесарный инструмент повседневного использования.

К материалу можно отнести нихромовую или фехралевую проволоку, базальтовую вату, кирпич шамотный и листовое железо толщиной не менее 2 мм. В зависимости от способа изготовления конструкции некоторые инструменты или материалы могут не пригодиться, а дополнительные будут приобретены в процессе.

Кустарно изготовленная печь

Способ второй. Делаем печку, не имея под рукой металлического корпуса

Процесс изготовления в данном случае мало чем отличается от описанного выше, однако свои нюансы здесь определенно имеются. Начнем с того, что рабочий объем приведенной ниже конструкции составит порядка 13-литров. Спираль, как уже упоминалось выше, сможет прогреваться до тысячи градусов всего за 1,5 часа, при этом температура наружных стенок устройства не превысит 100 градусов. Алгоритм действий должен быть следующим.

Шаг 1. Вначале, используя профильную трубу 4х2 сантиметра (с квадратным сечением) сооружаем подставку для прибора. После этого окрашиваем готовую подставку эмалью.

Читайте также:  7 советов, какую монтажную пену лучше выбрать

Шаг 2. Поверх подставки крепим лист оцинкованной стали (его толщина должна составлять примерно 0,1 сантиметра), используя для этого саморезы «по металлу».

Шаг 3. Стены изготавливаем из шамотного кирпича и специального каминного состава (все так же, как в предыдущем варианте). По застывании раствора проделываем канавки под спираль.

Шаг 4. Дно собираем из кирпича отдельно, для крепления используем все тот же раствор. Перед тем, как продолжить работу, дожидаемся полного высыхания конструкции. Не забываем смачивать каждый кирпич непосредственно перед укладкой.

Шаг 5. Поверх металлического основания укладываем термоизоляционный слой (можем использовать для этого все ту же базальтовую вату). В целях максимального уплотнения данного слоя его необходимо увлажить перед тем, как фиксировать кирпичное днище.

Шаг 6. Продолжаем традиционную кладку печи, но стараемся, чтобы все пустоты и швы были тщательно заполнены.

Шаг 7. Крышку для камеры традиционно делаем из шамотных кирпичей, но при этом скрепляем их между собой посредством металлической стяжки.

Шаг 8. Укладываем спираль в подготовленные канавки, утепляем конструкцию снаружи термоизоляционным материалом. Далее закрываем все листами цинкованной стали, которые вырезаны в соответствии с размерами полученной камеры.

Как видим, для этого требуются познания не только в печном деле, но и в области электричества. С еще одним возможным способом изготовления можете ознакомиться из приведенного ниже видеоматериала.

Видео – печка для обжига на дровах

Как своими силами сделать печь Бубафоня

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать печь Бабуфоня, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией все подробности смотрите тут

Муфельная печь для обжига керамики своими руками

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

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

Как работает муфельная печь? Основные части конструкции

Конструкция печи – это камера (муфель), где набирается температура от 20 до 1150 °С. Нагревательным элементом служит нихромовая проволока, закрученная в спираль. Два слоя теплоизоляции позволяют долго сохранять жар (чем она надёжнее и меньше теплопотери, тем выше КПД изделия). Аккумулирует температуру слой кирпича. Можно использовать огнеупорный шамотный кирпич, или асбест (однако его применение всё чаще отвергают из-за вредных веществ, которые он выделяет при нагревании). Второй слой из базальтового волокна, или перлита.

Все слои печи размещаются в металлическом корпусе.

Процесс разогрева заготовки происходит не за счёт прямого излучения от спирали, не под влиянием открытого огня, а путём прогрева массива муфеля. Создаётся эффект духовки и обеспечивается равномерный прогрев.

Самодельная муфельная печка в металлическом корпусе

В качестве корпуса для печи, часто используют корпуса от отслужившей техники – старой духовки, холодильника и т. д. Если ничего подходящего не нашлось, покупают листовой металл и варят корпус из него.

То, что деталь прогревается ровно, и без прямого воздействия инфракрасного излучения спирали, дает:

  • Плавку ценных металлов без примесей.
  • Получение ровного оттенка поверхности у художественной керамики.
  • Возможность сушки токопроводящих материалов и многое другое.

Разновидности муфельных печей

По конструктивным особенностям устройства подразделяются на:

  • трубчатые или цилиндрические;
  • горизонтальные или вертикальные.

По виду термообрабатывающего состава:

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

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

По особенностям термоэлектрического нагревателя:

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

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

Читайте также:  Использование домкратов различной конструкции

Изготовление устройства

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

Для этого вам понадобятся следующие инструменты:

  • углошлифовальная машина (болгарка) и 1-2 круга;
  • электро-дуговая сварка и электроды;
  • слесарный инструмент, в том числе кусачки;
  • 2-миллиметровая нихромовая проволока.
  • 2,5 мм стальной лист или корпус б/у духовки;
  • уголок;
  • арматура;
  • базальтовая вата;
  • огнеупорный шамотный кирпич;
  • огнеупорный раствор;
  • герметик силиконовый.

Основные элементы

Корпус

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

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

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

Нагревательный элемент

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

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

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

Термоизоляция

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

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

Изготовление самодельной муфельной печи

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

Мини-муфель

Резистор типа ПЭВ

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.

Муфельная мини-печь из резистора

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.

Разновидности и отличительные особенности

Чтобы можно было своими руками создать качественную печь, стоит понимать, на какие виды она делится с учетом потребляемого топлива и энергии, а именно:

  • газовые;
  • электрические.

Данное разделение позволяет использовать различные источники энергии, которые и позволяют разогревать пространство внутри созданной конструкции. При этом большей популярностью пользуется печь с установленными элементами для электрического прогрева. Это позволяет контролировать температуру внутри конструкции при необходимости обработки определённого сырья.

Читайте также:  Виды датчиков температуры и принцип их работы

Современная муфельная печь имеет свои особенности в конструкции и получаемых производственных возможностях, а именно:

  • в получаемой конструкции и объёмах внутреннего пространства;
  • методах и способах нагрева внутреннего пространства печи;
  • использование особенных защитных формул и функций;
  • рабочих температурных параметрах.

В зависимости от получаемой температуры, все печи делятся на три вида:

  • печи умеренной температуры, с параметрами 100-500 градусов по Цельсию;
  • средние печи, с температурой в 400-800 градусов по Цельсию;
  • высокотемпературная печь, с параметрами 400-1400 градусов по Цельсию;
  • сверхвысокотемпературные печки, они разогреваются до 2000 градусов по Цельсию.

Виды и условия обработки сырья

Основные способы обработки материалов в самодельной камере — это:

  • Обжиг керамики
  • Закалка металлических изделий
  • Плавка цветных металлов

Обжиг керамики

Процесс получения готовых керамических изделий связан с обжигом заготовок из сырой глины и последующим покрытием их глазурью. В домашних условиях сделанная муфельная печь своими руками может производить обжиг сразу нескольких экземпляров посуды и других поделок. В термообработке важно выдержать ровный режим нагрева камеры. Теоретически обозначить точные временные рамки обработки материала при определённой температуре невозможно — это достигается практическим путём.

Материалы из глины, помещаемые в домашнюю муфельную печь для обжига, делят на 3 группы:

  • Фарфор
  • Фаянс
  • Майолика, терракота

Фарфор

Высохшую глину подвергают термообработке в два этапа. Первичный обжиг производят в интервале от 8000 С до 10000 С. Глина набирает прочность и обретает пористость. Затем её окунают в ёмкость с глазурью. Повторный обжиг осуществляют при разных температурах, в зависимости от назначения:

  • натуральный фарфор — 14000 С
  • столовый — 13500 С
  • сантехнические детали — 12500 С

Фаянс

Применение тугоплавкого сырья при обжиге практически не образует жидкой фазы. Для созревания черепка изделия его обрабатывают при температуре 1200 — 12500 С. Повторная термическая обработка с нанесённой глазурью производится при нагреве 900 — 10000 С. Если требуется нанести роспись, то в третий раз возвращаются к первичному уровню температурного режима.

Майолика

Используют красные тугоплавкие глины. Термообработка требует точного соблюдения режима нагрева. При нагреве 9500 С получаются рыхлые непрочные изделия. При нагреве 10500 С, сырьё спекается в непригодную, плотную стекловидную массу. Чтобы точно выдержать степень нагрева 10000 С, необходимо встроить в камеру термопару с подсоединением печи к цифровому дисплею.

Повторный процесс обработки глазурованных материалов производят при температуре 900 — 950 градусов.

Закалка режущих металлических изделий

Упрочнение режущих поверхностей стальных инструментов путём термообработки называют закалкой металла. Закаливание металлических изделий делали люди с древних времён. Суть процесса заключается в обжиге металла до получения изменения структуры кристаллической решётки (полиморфное преобразование).

Металл доводят в нагревательной камере до раскалённого состояния при температуре 750 −8500 С. Следует отметить, что некоторые марки стали закаляют в условиях более высокого нагрева, в пределах от 1250 до 1300 градусов. Затем печь для закалки освобождают от раскалённых изделий, которые после подвергают резкому охлаждению в масляной среде или в воде. Таким образом добиваются повышения твёрдости металла.

Данный процесс важен для упрочнения режущих поверхностей стальных инструментов (ножей, свёрл, зубил, фрез и прочего). Закалку (отпуск) лучше производить в масляной среде. При отпуске раскалённого металла в воде, его поверхность покрывает масса пузырьков пара, что замедляет процесс.

Как правило, закалке подвергают готовые инструменты или заготовки из нержавеющей стали. Для этих изделий обычно не требуется закалочная камера большого объёма, поэтому лучше всего для этого подходит муфельная печь из предохранителя. Описание создания такой конструкции будет дано ниже.

Плавка цветных металлов

Муфельную печь удобно использовать для плавки цветных металлов, но к олову и свинцу это не относится. Температура их плавления настолько низка, что достаточно воспользоваться газовой горелкой бытовой кухонной плиты.

Для того чтобы расплавить такие металлы, как медь, бронзу и латунь, потребуется нагревательная ёмкость. Жидкую массу металла получают в тигле, которую затем заливают в специальные формы. Домашние мастера льют различные элементы декора светильников, мебели, статуэтки и многие другие поделки.

Температура плавки цветных металлов:

  • медь — 10800
  • бронза (в зависимости от марки) — от 9300 до 11400
  • латунь в пределах от 880 до 950 градусов