Для чего нужна муфельная печь в школе
Муфельная печь: назначение, устройство, применение, изготовление
Сегодня муфельные печи востребованы на предприятиях различной направленности. Они незаменимы при проведении испытаний, ускорении химических процессов и прочих работ с металлом, керамикой, стеклом и т.д. Если вы хотите купить муфельную печь, обратите внимание, что применять оборудование разрешено только после изучения инструкции производителя.
Муфельные печи могут иметь различный объем загрузочной камеры и тип открывания
Муфельная электрическая печь – что это такое
Муфельная печь – это оборудование, которое позволяет создавать оптимальные условия для лабораторных исследований и производственных процессов, связанных с нагреванием материалов и изделий. Абсолютное большинство этих агрегатов работает от электричества. Чтобы Электропечи оптимально соответствовали своему назначению, их изготавливают из качественных материалов.
При работе с муфельными печами необходимо четко придерживаться правил техники безопасности
История возникновения муфельных печей
Попробовав ось на прочность, этот заказчик рассказал Жанто, как ее улучшить. Сначала нужно было выполнить цементирование в муфеле, изготовленном из материала, в состав которого входят истолченные в порошок рога крупного скота. И только после этого осуществлять закалку. Такая технология обработки позволяла стали оставаться внутри вязкой, а снаружи – иметь твердую каленую корку.
Муфельная печь, сконструированная французским мастером, называлась системой сооружения осей
Сферы, где применяются муфельные печи
Во многих сферах используется муфельная печь, применение ее достаточно широко. Прибор необходим для термической обработки, а также хранения разнообразных образцов и материалов в определенных температурных условиях.
Разберемся, для чего нужна муфельная печь, оборудование используется для:
Муфельные печи применяют при работе со стоматологическими материалами, драгоценными металлами и прочими типами материалов
Основные разновидности муфельных печей
Все виды муфельной печи условно разделить по таким признакам как:
Если же рассматривать подробнее муфельную печь и что это такое, то модели можно разбить по типу нагрева на электрические и газовые.
Муфельные печи по назначению бывают лабораторными и учебными, промышленными, ювелирными и т.д.
Преимущества и недостатки муфельных электропечей
Что такое муфельная печь – это нагревательная техника, имеющая широкий диапазон рабочих температур и обеспечивающая точность их регулировки. Кроме удобства загрузки и выгрузки обрабатываемых материалов, среди преимуществ теплообразующих приборов можно выделить:
Герметичность закрывания дверей позволяет минимизировать потери тепла и увеличить эффективность
Но муфельная печь, назначение которой заключается в воздействии высокими температурами на поверхности, имеет и ряд особенностей, которые некоторые пользователи считают недостатками. К ним относят:
Муфельные печи характеризуются значительной тепловой инерционностью, которая в разных случаях рассматривается как плюс или минус оборудования
Как устроена электрическая муфельная печь
Рабочей емкостью электрической муфельной печи является так называемый муфель. Это керамический или волоконный резервуар полуцилиндрической формы, нагреватели в котором встроены в стенки, т.е. являются внутренними или закрытыми. Существуют электропечи для керамики и фарфора со стационарными муфелями, а также такие, что оснащены стационарной нагревательной камерой и сменным муфелем. В любом случае, при закрытых нагревательных элементах обрабатываемые материалы и предметы защищены от прямого излучения нагревателей. А те, в свою очередь, – от воздействия агрессивных паров и летучих веществ, выделяемых при нагреве.
Устройство муфельной печи
Из чего состоит конструкция муфельной электропечи
Муфельная электропечь представляет собой устройство, состоящее из нескольких элементов:
Проволока или ленты расположены в камере, они могут быть частично или полностью открытыми или же – абсолютно закрытыми.
Принцип работы муфельной печи
Рассматривая муфельную печь, ее устройство и принцип работы, можно сказать, что за прошедшие века оборудование прошло множество трансформаций и видоизменилось. Только суть его функционирования осталась неизменной. Детали или вещества, помещенные в муфель, изолируются от внешней среды и равномерно нагреваются со всех сторон.
Вредные вещества, которые могут выделять образцы в процессе нагрева, выводятся при помощи системы вентиляции. Кроме того, в печах предусмотрена естественная или принудительная конвекция
Нагревательные элементы муфельных электропечей
Как видно на многих фото, муфельная печь выполняет термообработку благодаря нагревателям. Они могут быть разной формы и размеров. В зависимости от этих показателей может потребоваться разное количество рабочих элементов. Располагаются они по всему периметру загрузочного блока, при этом могут отличаться:
Самая распространенная форма нагревателей – спираль, созданная из проволоки с отменными показателями термостойкости и сопротивления
Система управления муфельной электропечью
Современная муфельная печь – устройство, которое дает возможность обрабатывать различные материалы, удобно в обращении благодаря модулям управления. Сегодня механические, аналоговые модели используются все реже, на смену им пришли электронные и программируемые терморегуляторы. С их помощью можно быстро и четко:
Современные модули позволяют программировать даже сложные рабочие циклы оборудования
Купить муфельную печь или сделать ее самостоятельно
Разобраться, как пользоваться муфельной печью, вполне возможно самостоятельно, а вот как изготовить данный прибор – понять не совсем просто. Рассмотрев даже неполный перечень необходимых исходных материалов и схематическое описание процесса сооружения дает понять, что самостоятельное изготовление муфельных печей – дело достаточно сложное. Рынок же предлагает большой выбор самых разных их моделей, что позволяет найти лучший вариант.
Что значит муфельная печь, выполненная в строгом соответствии с технологическими требованиями, знают работники лабораторий, цехов и мастерских – оборудование не только ускоряет множество процессов, но и позволяет выполнять их с предельной точностью.
Изготовление муфельной печки в домашних условиях
Как сделать муфельную печь своими руками
Независимо от того, по какой схеме изготавливается муфельная печь, конструкция прибора будет состоять из следующих элементов:
Для надежной облицовки корпуса применяется базальтовая вата
Инструменты и материалы для изготовления муфельной печи
Применение муфельной печи актуально в различных сферах. В зависимости от условий эксплуатации и типа обрабатываемых образцов, для производства оборудования применяются:
Обязательное условие для используемых материалов – экологичность, жаростойкость и ударопрочность
В качестве инструментов для создания муфельной электро печи применяют:
Для конструирования муфельной печи понадобятся приспособления по работе с металлом и деревом
Пошаговый процесс изготовления муфельной печи
Прежде чем приступить к конструированию, подготовьте чертеж муфельной печи, все данные в котором будут выведены при помощи формул и точных вычислений. Убедитесь, что у вас имеются все необходимые комплектующие и приспособления. После подготовки составных частей начинают их подгонку, среди многочисленных этапов которой:
При выборе оптимального объема рабочей камеры учитывайте размер объектов, которые будут обрабатываться
Основные расчеты для изготовления муфельных печей
Исходя из того, для чего предназначена печь муфельная выбираются и ее оптимальные характеристики, и возможности. Чтобы работа агрегата была продуктивной и безопасной, нужно провести множество расчетов. Потребуется определить:
1. Параметры электрического нагревателя электропечи муфельной
Как выглядит муфельная печь – камера с дверью, внутри которой находится нагреватель. От того, правильно ли вы подберете составляющие, зависит, будет ли функционировать агрегат. Среди прочего стоит уделить внимание не только предполагаемой мощности нагревателя, но и его:
Нужно определить сечение и длину проволоки, которая будет применена для создания нагревателя. Например, минимальный диаметр для спиралей из:
Все расчеты нужно тщательно проверять, чтобы не допустить быстрого сгорания нагревателей и пожароопасных ситуаций
2. Мощность и силу тока муфельной печи
Чтобы муфельная печь, описание функционирования которой можно найти на разных тематических форумах, выполняла все поставленные задачи, необходимо высчитать:
Объем камеры измеряется в литрах, тогда как удельная мощность ваттах
3. Оптимальную длину проволоки электропечи муфельной
Учитывая, для чего используется муфельная печь, необходимо правильно подобрать размер проволоки. Имея значение её общего и удельного сопротивления, используемой в качестве нагревательных спиралей, можно найти длину проводника.
Сопротивление нагревательного элемента (R), определяется по формуле U÷I, где U – напряжение, I – сила тока.
Мощность тока влияет на выбор сечения проволоки – если используются комплектующие с недостаточными возможностями, слишком большой ток быстро их перегреет, расплавит или вызовет перегорание
4. Удельную поверхностную мощность муфельной электропечи
Некоторые модели печи муфельной могут вырабатывать разное количество тепловой мощности. Проводник образует определенное число энергии на всей своей площади. Можно определить, каким должен быть этот показатель, чтобы поверхность не утратила эксплуатационных и механических свойств. Превышать допустимое значение не рекомендуется, иначе спираль быстро выйдет из строя. Чтобы избежать этого необходимо сделать просчет с проволокой большего диаметра или увеличить длину нагревательного элемента.
Вычисляется показатель βдоп по формуле: βэф × α, где βэф – эффективная удельная поверхностная мощность, α – коэффициент эффективности теплового излучения спирали.
На пересечении столбцов и строк образуется значение βэф
Как видите, устройство, и работа муфельной печи представляют собой сложную систему. Подробнее о возможностях оборудования можно узнать у специалистов компании «Лабор». Звоните, мы подберем для вас оптимальный тип электропечей для любых целей!
Для чего нужна муфельная печь. История создания
Муфельная печь представляет собой камерное устройство с системой горизонтальной выгрузки, что является неотъемлемым критерием безопасности владельца при использовании. В определённых случаях может потребоваться шахтный вариант, в котором муфель сделан глухим и расположен вертикально — это не только существенно сократит срок изготовления, но и позволит обеспечить нагревание предметов без прямого контакта с воздухом. В любом случае ключевыми элементами нагревания печи остаются система нагрева, камера и термопара, контролирующая поддержку необходимой температуры.
История возникновения
Несмотря на то, что муфельная печь для обжига керамики существенно видоизменилась за прошедшее время, она продолжает сохранять свои основные характеристики. Муфель представляет собой контейнер, устойчивый к высоким температурам и имеющий непроницаемую структуру. В нём деталь проходит необходимую термообработку благодаря тому, что он полностью изолирует её от внешних воздействий, обеспечивая в то же время равномерный нагрев со всех сторон.
Со временем требования к качеству термообработки существенно увеличились, что позволило уже в начале XIX века начать массовое применение печей в промышленных масштабах. На сегодняшний день появилась даже низкотемпературная муфельная печь, в которой элементы проходят процедуру горячего отверждения.
Применение на сегодняшний день
Основные категории использования:
Муфельная печь используется также для выращивания монокристаллов и высокотемпературной обработки медицинского оборудования. Благодаря этому удаётся уничтожить все вредоносные бактерии, не повредив при этом сами инструменты.
Если вы хотите создать такое устройство, как муфельная печь, своими руками, будьте готовы к тому, что объём муфеля не превысит показателя в 7 литров, а сама работа окажется длительной и трудоёмкой. Перед тем как приступить к работе, определитесь с выбором подходящей модели, на которую будете ориентироваться. Они различаются:
Выпускается в нескольких вариантах, К и М, отличающихся только тем, что на последнем присутствует цифровое управление. Стоимость начинается от 1 тыс. долларов, при этом с рук можно приобрести гораздо более дешёвый вариант, конструкция которого будет функционировать так же хорошо, как если бы вы купили её в магазине.
Как приступить к созданию?
Впервые приступая к изготовлению такой конструкции, как муфельная печь, своими руками, лучше всего отдать предпочтение конструкции, которая будет использоваться для незначительных работ. Существенно удешевить изделие можно, создав незначительное отверстие в задней стенке муфеля. Его будет вполне достаточно, если вы не собираетесь использовать такую конструкцию, как муфельная печь, в промышленных масштабах.
Из соображений безопасности муфель лучше не пытаться делать самостоятельно, ведь при неправильной конструкции изделие после обработки попросту потеряет свою стоимость. Лучше всего приобретите в магазине лабораторного оборудования керамическую химическую посуду под необходимый тип выгрузки.
Второстепенное назначение
Муфельная печь позволяет быстро удалить влагу из материала. При этом совершенно неважно, будет это обычная вода или жидкий элемент химического состава в материале. Кроме того, небольшие конструкции очень удобно использовать при проведении купелирования (лабораторных опытов), с лёгкостью осуществляя плавление свинца с золотом или серебром путём окисления кислородом, содержащимся в воздухе структуры, для выделения драгоценных металлов в чистом виде.
Приступая к выбору муфельной печи, лучше отдать предпочтение известным производителям, которые гарантируют качество товара, обеспечивающего к тому же высокие показатели обжига.
И закалить металл, и вырастить кристалл – во всем поможет лабораторная муфельная печь
Лабораторной муфельной печью называется специальное высокотемпературное нагревательное оборудование, предназначенное для эксплуатации в лабораторных условиях. Данное устройство представляет собой печь, имеющую особую конструкцию.
Она предусматривает полное отсутствие взаимодействия нагреваемых предметов с различными компонентами, выделяющимися в воздух в результате сгорания топлива (сажей, газообразными веществами, а также копотью).
Для создания таких условий нагревания применяется муфель – огнеупорная камера, которая является своеобразной преградой между нагреваемым изделием и используемым топливом.
Что представляет из себя лабораторная муфельная печь?
Большинство таких муфелей изготавливается из огнестойкого кирпича, жаропрочной стали либо высокопрочного керамического волокна. Именно за счет данного приспособления производители имеют возможность предотвратить загрязнение посторонними веществами различных дорогих металлов, а также химически чистых образцов.
Благодаря тому, что оборудование обладает специальными техническими характеристиками, оно подходит для эксплуатации во многих сферах промышленности:
Современное оборудование должно обязательно обладать следующими характеристиками:
Особенности конструкции
Оборудование имеет особую схему строения, которая приспособлена для создания специальных условий обработки различных изделий. Основное отличие от печей других видов заключается в наличии огнеупорной камеры или так называемого муфеля. Это создает преграду, которая предотвращает взаимодействие поверхности материалов с газообразными веществами, выделяющимися из используемого топлива.
Для изготовления муфеля — основной части устройства — и других элементов производители используют, как правило, жаростойкую сталь, огнеупорный кирпич, а также керамическое волокно, которое обладает высокой прочностью.
Фото 1. Схематичное изображение устройства лабораторной муфельной печи. Указаны только основные части.
Как правильно подобрать нужное устройство?
Для максимально эффективной эксплуатации оборудования нужно обращать внимание на следующие его характеристики:
Прежде всего необходимо определиться с объемом рабочей камеры, а также с температурным диапазоном. Кроме того, обязательно нужно обратить внимание на сложность нагрева.
Виды лабораторных печей
Не менее важными показателями при выборе оборудования служит скорость и равномерность прогрева муфельной камеры.
В зависимости от индивидуальных требований, можно подобрать горизонтальную либо вертикальную печь: первая отличается довольно большой вместительностью, а вторая нагревается за короткий промежуток времени.
Лабораторные муфельные печи оснащаются открытыми либо закрытыми нагревательными элементами. Устройства первого типа отлично подойдут для эксплуатации в условиях, когда требуется прогревать камеру до высокой температуры за небольшое время. Однако такое оборудование сильнее подвергается негативному воздействию различных агрессивных веществ, выделяющихся во время обработки предметов.
Печи, в которых используется закрытый нагревательный элемент, отличаются более продолжительным эксплуатационным сроком, равномерным нагревом рабочей камеры, но для максимального прогревания требуется гораздо больше времени. Существенным недостатком устройств данного вида является то, что при поломке нагревательного элемента придется менять полностью всю камеру.
Наиболее простой конструкцией обладает оборудование, имеющее одноступенчатый терморегулятор. Его основная особенность — с самого начала камера нагревается до определенной температуры, а затем она поддерживается на протяжении рабочего процесса. Чаще всего эти печи используются для выполнения таких простых задач, как сушка или обжиг.
Для более сложной аналитической работы предназначаются муфельные печи, которые функционируют за счет специального программного управления.
Они позволяют настраивать процесс нагрева на несколько разных уровней. Контроль происходит с помощью микропроцессора с цифровым индикатором и звуковым сигнализатором.
При необходимости программу можно запустить в автоматическом режиме.
Чтобы выбрать исправную печь, необходимо проверить оборудование на отсутствие каких-либо механических повреждений (сколов, потертостей, царапин и других) на всех составных элементах.
Полезное видео
Ознакомьтесь с видео, в котором показано, как выглядит муфельная печь большого объема для обработки металлов.
Правила безопасного использования высокотемпературных печей
Данные устройства широко используются в разных сферах современной промышленности. Их популярность обуславливается особенностями конструкции и техническими характеристиками, благодаря которым можно обрабатывать материалы и готовые изделия без их взаимодействия с посторонними веществами. Для того чтобы печи приносили максимум пользы, их нужно правильно выбирать, учитывая все особенности оборудования.
Внимание! Выполнение правил техники безопасности поможет не только предотвратить возникновение опасных ситуаций, но и продлит эксплуатационный срок самого устройства.
Для безопасной эксплуатации следует обязательно соблюдать правила:
Муфельные печи: принцип работы и сфера применения
В этой статье расскажу о таком важном и интересном агрегате как муфельная печь.
Применение таких печей разнообразно, но принцип работы один – нагревание различных деталей и материалов до необходимой температуры и термической обработки. Известно ли, что ювелирные мастерские, студии керамики или гончарные мастерские используют в своем производстве именно муфельные печи.
Отмечу, что можно приобрести готовую печь, но её стоимость зачастую очень высока. Однако, сделать муфельную печь своими руками быстро и достаточно легко, если есть все материалы. Обо всем этом также вы найдете познавательную информацию в этой статье.
Что представляет собой муфельная печь
Электрическая муфельная печь применяется для термической обработки материалов на многих производствах в основном химических лабораториях и научных институтах. Муфель в ней используется в основном керамический.
В технически устаревших печах сфера применения муфельных печей ограничивается температурным максимумом – 1150 градусов. Это объясняется расположением нагревательных элементов за керамическим муфелем, что не позволяет применить данные агрегаты при температуре рабочего пространства свыше 1150 градусов.
Это происходит из-за необходимости увеличения температуры на нагревательных элементах, выше возможного уровня их использования.
Для снижения перехода температур между температурой внутри муфеля и нагревателя, муфель изготавливается из керамики.
Принцип работы отличается еще и большим расходом электроэнергии, поскольку массивный муфель разогревается не быстро. Этим объясняется использование некоторыми производителями муфелей из волокнистых материалов. В такой печи нагревательные элементы находятся внутри.
Принцип работы устройства – устранение прямого излучения нагревателей на материал, поддающийся термообработке.
Однако у волокнистого муфеля есть серьезный недостаток: волокно неустойчиво к газовыделению, что происходит особенно активно при обжиге керамики, обработке металлов. Выделение солей и выгорание масла разрушают волокно.
Муфельная печь с выносным блоком управления нагрева являются новой веткой в развитии электрических печей сопротивления.
Рабочая камера сделана из высокотемпературного и прочного термоизоляционного материала.
Нагреватели расположены в пазах электропечи, что облегчает их замену и препятствует их замыканию при соприкосновении с садкой.
Она может использоваться при стандартной температуре от 50 до 1250 градусов, но может быть изготовлена и до 1600 градусов.
Муфельные печи используются по своему прямому назначению для обжига, закалки металлов и стали при высоких температурах, разнообразных лабораторных исследованиях.
На сегодня существует большое разнообразие данного вида печей, но каждая из них может применяться для отдельных вариантов обработки и закаливания материала, а именно:
Разновидности муфельных печей
Муфельные печи подразделяются по типу нагрева:
По защитному режиму обработки:
Чтоб купить муфельную печь для начала нужно определиться для каких целей она будет использоваться, какого размера заготовки, либо химические образцы в ней будут нагреваться и до какой температуры.
Размер и температура нагрева рабочей камеры, очень важен т.к. от этих двух параметров во многом зависит цена.
В данное время на рынке существует много муфельных печей с самыми разными названиями:
Из всего многообразия, не всегда можно выбрать муфельную печь по заданным параметрам и за приемлемую цену.
По этому, постараемся разобраться, что объединяет все эти муфельные печи и в чём их отличия.
Лабораторная муфельная печь
Лабораторная муфельная печь — используют в лаборатории и проводят в ней, множество различных испытаний с материалами: термообработка (нагрев, закалка, обжиг) аналитических работ, лабораторные химические анализы с максимальной точностью нагрева и контроля заданной температуры, поэтому их покупают с программным управлением и температурой нагрева от 1100 градусов.
Ювелирная муфельная печь
Муфельная печь для ювелиров, используют для плавки драгоценных металлов, поэтому её можно отнести к категории, профессиональные плавильные ювелирные печи.
Чаще всего приобретают, ювелирные муфельные для плавки, серебра, золота и платины.
Чтоб выбрать подходящую плавильную ювелирную, для плавки таких металлов, нужно исходить из температуры плавления золота, серебра, платины и т.д.
При работе с драгоценными металлами в печи ювелирной, не нужно экономить на стоимости и купить ювелирную печь с 30-ю программами контроля температуры, PID (ПИД) автоматического управления.
В отличии от лабораторной муфельной, муфельную печь ювелирную, нужно выбирать немного по другим техническим параметрам.
Ювелирная муфельная печь, должна быть с размером рабочей камеры, максимум 200×200×200 мм и температурой нагревая, не более 1200 градусов цельсия.
Так как, ювелир работает с небольшим количеством драгоценного металла и нет смысла переплачивать за большой объём рабочей камеры.
Стоматологическая муфельная печь
В стоматологии, муфельная печь, чаще всего используется для сушки, обжига, прогрева (ортопедическая стоматология).
Муфельные печи для керамики, чаще всего покупают для стоматологии с температурой нагрева от 1100 до 1200 градусов цельсия. С размером рабочей камеры от 100×100×100 мм до 200×200×200 мм.
Для такой специализации, подойдёт муфельная печь с небольшим объёмом рабочей камеры, от 100×100×100 мм до 200×200×200 мм но можно и больше.
Промышленная муфельная печь
Отличия промышленных муфельных печей от всех остальных это размер рабочей камеры, не меньше 200×200×200мм и температура нагрева рабочей камеры 1400 градусов до 1750 градусов (можно нагревать и выше но при нагреве до 1800 градусов быстро приходит в негодность нагревательный элемент).
В данном случае, цена муфельной складывается не от размера рабочей камеры, а от температуры нагрева.
На промышленных производствах, стараются использовать муфельные печи с максимальной температурой и комплектацией т.к. деятельность таких предприятий очень обширна и эти агрегаты выполняют очень много функций, практически эксплуатация таких печей идёт по всем параметрам.
Учебная муфельная печь
Если вам понадобилась учебная муфельная печь, предназначенная для отжига, закалки и обжига то вам подойдёт муфельная печь с максимальным нагревом рабочей камеры 1100 градусов и со стандартным размером рабочей камеры 100×100×100 такие печи обычно называют «мини муфельная печь» либо «маленькая муфельная печь».
Чтоб выбрать муфельную печь, нужно учитывать каких знаний вы хотите достичь при работе с муфельной печью.
Муфельные печи бывают самые разные от простых (на уровне пользования бытовой микроволновой печью) до сложных муфельных печей, управления которыми осуществляется через персональный компьютер или ноутбук.
Для чего необходима муфельная печь
Муфельная печь используется:
В термообработку муфельных печей входит (закалка, отжиг, отпуск, нормализация, обжиг).
Термическая обработка металлов и сплавов в ней производится с целью улучшения их служебных свойств.
Для отжига (гомогенизация и нормализация).
Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.
Дисперсионное твердение (старение).
После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.
Для закалки материала.
Закалку в муфельной печи проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита (повышение твёрдости). Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.
Для отпуска материала.
Отпуск в муфельной печи необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочность.
Для сжигания (озоление).
Метод применяется тогда, когда имеется специальное задание исследовать объекты биологического происхождения на наличие марганца, меди и некоторых других металлов.
Высушивание в муфельной печи — намеренное удаление влаги (обычно воды, иногда — жидкой фракции произвольного химического состава) из материала.
При обжиге керамических изделий в муфельной печи, происходят сложнейшие физико-химические процессы, в результате которых керамическая масса – механическая смесь минеральных частиц – становится камнеподобным материалом – прочным, твердым, химически стойким, с присущими только ему эстетическими свойствами.
Так же обжиг применяют ювелиры для обжига ювелирных и художественных изделий из цветных металлов.
При обжиге сырца в муфельной печи образуется искусственный каменный материал, который в отличие от глины не размывается водой и обладает относительно высокой прочностью. Это объясняется физико-химическими процессами, происходящими в глине под влиянием повышенных температур.
При нагреве в муфельной печи сырых керамических изделий до 110 градусов удаляется свободная вода и керамическая масса становится непластичной. Суммарные затраты на обжиг достигают 35-40 % себестоимости товарной продукции.
Лабораторные анализы — окислительное плавление сплава свинца с золотом или серебром с целью выделения их в чистом виде.
Купелирование в муфельной печи основано на том, что свинец и другие неблагородные металлы при высокой температуре легко окисляются кислородом воздуха, тогда как золото и серебро не изменяются.
Муфельная печь своими руками
Муфельная печь является неотъемлемым оборудованием мастерских, занимающихся ювелирным искусством или изготовлением керамических изделий.
Этот прибор позволяет создать необходимые температурные режимы для нагревания и плавления металла, обжига керамики или соединение эмалей со стеклом.
Используется муфельная печь также при изготовлении изразцов, при закалке этих изделий и укрепления эмалевого слоя. Немало и других вариантов использования такого оборудования.
Приборы заводского изготовления имеют достаточно высокую стоимость.
Но ведь вполне возможно изготовить подобное оборудование с необходимыми для работы характеристиками и самостоятельно.
Муфельная печь своими руками довольно часто собирается мастерами, занимающимися одним из названных выше типов работ.
А для того чтобы прибор функционировал эффективно, необходимо не только правильно подобрать материал и изготовить саму высокотемпературную камеру, но и правильно просчитать рабочие параметры электротехнической части, приобрести требуемые комплектующие и произвести грамотный монтаж.
Смонтированный собственноручно аппарат данного плана открывает широкие возможности в плане изготовления высококачественных предметов из цветного металла (ювелирных изделий), воска и других материалов требующих расплава, работе с литейными формами.
При этом самостоятельно лучше сделать электрический агрегат. Он состоит из нагревательной камеры и теплоизоляции, сберегающей тепло. Аккумулятором этого тепла является огнеупорный кирпич.
Термообработку осуществляют в рабочей камере — муфеле, именно поэтому печь получила такое название.
В домашних условиях для муфеля используют любую огнеупорную форму, например, фарфоровую, из керамических плит. Также ее можно сделать из шамотной глины или кирпича.
В домашних условиях самодельная муфельная печь применяется для плавки небольшого количества металла или для закаливания инструмента. Именно поэтому достаточно сделать ее небольших размеров.
К неоспоримым плюсам оборудования стоит отнести:
Недостатки самодельной конструкции:
И если вы решите создать качественную печь, то потребуется особая система подачи тепла, размещаемая внутри керамики.
При этом необходимо приобрести шамотовый кирпич, способный выдерживать высокие температуры.
Выполнить данное изделие можно и своими руками, соблюдая ряд технических требований и особенностей.
Создание практичной муфельной печи будет требовать не только наличие соответствующего материала, но и необходимость изучить детально конструкцию данного вида изделия.
Чтобы можно было своими руками создать качественную печь, стоит понимать, на какие виды она делится с учетом потребляемого топлива и энергии, а именно:
При этом большей популярностью пользуется печь с установленными элементами для электрического прогрева. Это позволяет контролировать температуру внутри конструкции при необходимости обработки определённого сырья.
Как уже отмечалось ранее, в домашних условиях может быть изготовлена муфельная печь своими руками, работающая на электричестве или на газу.
Но монтаж газового оборудования своими руками прямо запрещен действующим законодательством, поэтому оптимальный вариант – сделать электрическую муфельную печь.
Загрузка этих печей бывает:
Основные части конструкции печи
Планируя, как сделать муфельную печь, первым делом нужно поискать подходящий корпус. Это может быть металлический корпус от старой стиральной машинки, небольшого холодильника, газовой плиты и т.п.
Размер корпуса варьируется в районе полуметра по ширине и длине и около метра или чуть ниже по высоте.
При отсутствии подручных материалов, корпус необходимых размеров можно сварить из листов нержавеющей стали.
Ещё важно укрепить дно печи, поскольку конструкция получится тяжёлой. Для этого можно использовать уголок или трубу небольшого диаметра. По углам можно сделать ножки.
Также следует укрепить верх корпуса, переднюю часть, где дверца, и то боковое ребро, на которое планируете приварить петли для двери.
Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет.
Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.
Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты.
Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.
Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство.
Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм. Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.
Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.
Процесс создание муфельной печи своими руками
Основная часть печи, рабочая камера, или муфель, выполнена из огнеупорной глины (шамота), применяемой для обмазки котлов. Размер внутренней части печи 210х105х75 мм, а толщина стенок 10 мм.
Муфель может быть сделан из разных материалов:
Температурный переход между камерой и нагревательным элементом снижен. Это очень важно для керамики, так как остывает она медленнее чем другие материалы, поэтому если не уделить должного внимания муфелю, печь будет непригодна для эксплуатации.
Муфель из керамического волокна.
Преимущества волокна: печь быстро нагревается. Недостатки – хрупкий материал и при высокотемпературных режимах возможно выделение вредных веществ.
Изготовление электрической муфельной печи
Рассмотрим строительство небольшой муфельной печи. Прибор будет подключаться к сети с напряжением 220 В.
Материалы для изготовления устройства доступны в строительных магазинах и отделах электротоваров.
Для создания муфельной печи понадобятся:
Для приготовления пасты из мертеля понадобится десятилитровое ведро и мешалка.
При замешивании раствора пользуются респиратором.
Для монтажа потребуются следующие строительные инструменты и аппаратура:
Рабочий процесс включает следующие шаги:
И, конечно, не забывайте, что с такой электрической печью нужно проявлять максимальную осторожность.
Любая ошибка может привести к самым неприятным последствиям.
Если вы плохо разбираетесь в электрике, перед работой обязательно проконсультируйтесь со специалистом. Никогда не прикасайтесь к спиралям во включенном состоянии.
Не забывайте про заземление и защитные перчатки для работы с предметами, нагретыми до столь высокой температуры.
Муфельная печь для керамики
Для такой процедуры используются специальные печи. Они предназначены исключительно для обжига глиняных изделий.
Внутри таких агрегатов создается очень высокая температура (намного больше 1000 градусов).
Печь для обжига керамики бывает различной конструкции, отличается своими возможностями, техническими параметрами и т.д.
Специальные печи для обжига производятся промышленно, среди них есть и профессиональное оборудование. Стоит оно очень недешево.
Однако покупать такие печи необязательно. Их можно сделать и собственными руками.
Классификаций печей для обжига существует несколько.
Одним из наиболее важных критериев является рабочая температура.
Исходя из используемых источников энергии, печи для обжига подразделяются на:
Промышленные образцы бывают только первого и второго типа.
Что касается оборудования, работающего на дровах, то это могут быть только самодельные печи.
Использование твердого топлива не может обеспечить нагрев до высоких температур.
Еще одним важным показателем работы печи является ее мощность.
Для небольших агрегатов (объемом камеры до 50 л) следует руководствоваться правилом: 100 Вт на каждый литр. Если же печь большая (100-500 л), соотношение будет другим: 50-70 Вт на литр.
По конфигурации печи разделяются на три вида:
К преимуществам трубчатых печей можно отнести равномерное распределение жара в них.
Два других вида больше подходят для серийного производства и обжига крупных изделий.
Для недостаточно опытных мастеров подойдут печи, где предусмотрено смотровое окошко, позволяющее следить визуально за процессом обжига.
Современные печи для обжига оснащаются огнеупорными элементами, изготовленными из современных материалов, которые отличаются небольшой массой и низкой теплопроводностью. Тяжелые печи с использованием шамота уже ушли в прошлое.
Чтобы получить изделия красного цвета, достаточно маломощной печи, нагревающейся до 500 градусов.
Если требуется темно красная или вишневая керамика, ее нужно обжигать при температуре 600-900 градусов.
Оттенки от оранжевого до белого можно получить при температуре 900-1400 градусов.
В промышленных печках температуру можно регулировать, что позволяет изготавливать различную продукцию.
Купить можно только приборы на газе и электричестве, твердотопливные делают самостоятельно.
Перед размещением в печку или на костер изделие помещается в емкость с песком. Если используется плита, поделка из глины помещается в чугунную сковородку и накрывается несгораемой емкостью. Эти способы не годятся для производства большого количества продукции.
Нагревательные элементы всегда располагаются внутри в камерной электрической печке.
Муфельная печь для обжига керамики может быть с любым источником энергии, ведь муфелем называется емкость, тепло в которую передается через стенки, продукты горения во внутрь не попадают.
Чугунная сковорода, накрытая кастрюлей – самая примитивная муфельная камера.
Для изготовления устройства для обжига керамики своими руками 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 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.
Муфельная печь для закалки металла
Существует несколько способов обработки металлов с помощью данного устройства:
Возможные проблемы при создании печи
При изготовлении устройства сложности возникают с подбором материала и монтажом системы контроля за температурой.
Неправильно выбранные материалы приводят к быстрому разрушению муфеля.
Так, некоторые мастера из экономии используют кирпич низкого качества, глиняно-песчаный раствор вместо шамотного. Это приводит к появлению трещин в муфеле и потере тепла.
Потрескавшийся муфель на время заделывают раствором шамотной глины. Камеру нужно вынуть и заменить на новую.
Если печь подключают к сети без терморегулятора, температура в муфеле не контролируется. Это приводит к порче изделий, которые требуют обжига при заданной температуре.
Для решения проблемы следует приобрести терморегулятор и электрическое оборудование, собрать блок управления и подключить его к нагревательным элементам муфеля.
Для удобства сборки его лучше изготовить со съемными передней и задней крышками, которые крепятся на винтах. К передней крышке крепится на петле дверца, которая должна откидываться горизонтально. На дверце при помощи двух болтов через асбестовые прокладки устанавливается керамический элемент, а зазоры заделываются глиной.
Концы нихромовой проволоки выводятся к задней крышке корпуса. На оба вывода должны быть нанизаны керамические изолирующие «бусы». Проволока присоединяется к штырьковому разъему. Такие разъемы, а также изолирующие «бусы» можно взять от старых электроприборов. К разъему будет присоединен стандартный шнур с вилкой для включения в электрическую сеть.
Все свободное пространство между нагревательными элементами и корпусом следует плотно забить асбестовой крошкой. Кроме того, в конструкции печи должна быть предусмотрена клемма заземления.
Для удобства работы в нагревательной камере нужно сделать два небольших отверстия: одно на задней стенке диаметром 10 мм – для установки термопары, другое на дверце диаметром 18–20 м – для наблюдения за внутренним пространством печи во время работы. Оба отверстия должны быть снабжены закрывающими металлическими шторками.
На дно рабочей камеры следует положить пластину-подкладку из тонкой нержавеющей стали 0,5–0,8 мм.
Печь рассчитана на 220 В переменного тока. Разогревается до максимальной температуры 950 градусов в течение часа. Вес печи около 10 кг.
Как выбрать подходящую печь
Чтобы не терять своих покупателей и завоевывать новые рынки сбыта необходимо идти в ногу со временем. При этом и ценовая политика должна быть адекватной, иначе уровень продаж будет невысоким не зависимо от качества продукции.
При их изготовлении используются только современные экологически чистые материалы. Печи обладают двухэтапным циклом работы, когда на первом этапе происходит нагрев, а на втором — стабилизация полученной температуры. Блок управления позволяет запоминать выставленные настройки при отключении электроэнергии.
Очень часто пользователи приобретают термопару для муфельной печи. Это устройство служит для измерения точной температуры. В основном оно необходимо, когда сама печь лишена встроенного термометра и не показывает текущее значение температуры.
Для безопасной работы персонала пригодится вытяжной шкаф. Это специальный элемент технической мебели, внутрь которого помещают рабочее устройство. Он необходим, чтобы человек случайно не обжегся об устройство, которое сильно нагревается во время работы.
Внутренняя температура муфельной печи может составлять от 400 до 2500 градусов по Цельсию, так что даже касание внешней поверхности может быть весьма неприятным.
Из остального дополнительного оборудования большим спросом пользуются муфели из разных материалов. Они применяются в зависимости от условий работы с тем или иным материалом.
Здравствуйте, дорогие читатели! Меня зовут Виталий Иванович, и я занимаюсь строительством печей, каминов и установкой отопительного оборудования.
Вот уже более 40 лет, начиная в далеком 1977 году помощником печника я изучаю это дело и совершенствую свои навыки. С выходом на пенсию стало больше свободного времени и я решил поделиться своим опытом с вами. Читайте на здоровье и задавайте вопросы в комментариях!