Российские и зарубежные производители предлагают десятки моделей муфельных печей, различающихся мощностью, размерами рабочей камеры, способами обогрева муфеля, требованиями к напряжению в сети, дизайном и стоимостью.

Фото 1. Схема устройства главного элемента высокотемпературной печи — муфеля. Указаны основные части конструкции.

Электрическая печка

В электрических муфельных печах нагрев происходит с помощью элементов, работающих от электросети . Устройства состоят из следующих частей :

• из корпуса с дверцей;
• из внешнего слоя облицовки из негорючего пористого материала;
• из внутреннего слоя облицовки из твердого огнеупорного материала;
• из нагревательных элементов и системы подключения к сети.

Корпус сваривают из листовой стали или используют готовый кожух от старого оборудования (от электрической, газовой духовки, холодильника, стальной бочки). Чем больше корпус, тем больше рабочая камера.

Облицовывают корпус базальтовой ватой (минеральной ватой) или асбестовым волокном, перлитом, вермикулитом. Эти жаропрочные материалы хорошо сохраняют тепло.

Огнеупорный слой из шамотного кирпича выдерживает температуру 1300—1850 градусов. Для крепления кирпичей используется паста из шамотной (каолиновой) глины и шамотного песка. Твердый огнеупорный слой иногда делают из толстого слоя шамотной глины без использования кирпичей.

Нагревательные элементы, терморегулятор, прочее электрическое оборудование можно приобрести в отделах электротоваров. В продаже есть спирали, проволока и ленты из нихрома, фехрали, инфракрасные излучатели (керамические и кварцевые).

На дверце устанавливают замок , препятствующий ее случайному открыванию. На внутренней части дверцы закрепляют жаропрочную футеровку.

Газовое устройство

Газовых муфельных печей в продаже нет , так как не существует технического регламента по подключению к ним горелки. Использование газа из баллонов возможно только в заводских газовых плитах и отопительных колонках.

Мастера используют стандартное оборудование от газовой плиты или самодельные горелки. В конструкцию газового прибора для обжига входят :

• корпус из стали;
• слой пористого термоизолирующего материала;
• огнеупорный твердый слой;
• керамическая емкость для обжига изделий, вставляемая внутрь печи (муфель);
• газовая горелка;
• трубки для подачи газа;
• крышка печи, армированная огнеупорным материалом.

Корпус делают из бочки или старой духовки. Его укрепляют на стойках (не на полу). Сечение корпуса может быть круглым, прямоугольным, квадратным. Крышку выполняют из стали и футеруют базальтовой ватой, слоем мертеля.

Пористый термоизолирующий уплотнитель создают из вермикулита вспученного, асбестового волокна, минеральной (базальтовой) ваты или перлита.

В качестве огнеупора чаще выбирают шамотный кирпич. Его скрепляют мертелем или глиняно-шамотным раствором.

Справка. Отверстие для горелки вырезают в стенке или днище корпуса.

Для небольшой печи подойдет горелка от бытового газового оборудования , в которой есть арматура регулирования подачи газа. Для больших приборов мастера используют горелки собственного изготовления, которые не являются безопасными.

Совет. Для выхода газов из печи в краях крышки или в краях бака создают небольшие отверстия . Их размер регулируют, закрывая кусками базальтовой ваты.

В качестве внутренней емкости , в которую помещают обжигаемые изделия, используют заводской керамический сосуд (в совсем маленьких печах — цветочный горшок). Если готовой емкости нет, ее можно заказать у гончара.

Вам также будет интересно:

Как сделать муфельную печку на газу

Самостоятельное изготовление прибора включает следующие шаги:

• создание (покупка) стального корпуса и установка его на опоры;
• вырез отверстий для монтажа горелки и выхода газов;
• укладка и закрепление пористого теплоизолятора на стенах и дне печи;
• облицовка печи шамотным кирпичом;
• сушка прибора;
• монтаж газового оборудования;
• изготовление или покупка муфеля ;
• изготовление крышки из стального листа и шамота.

При запуске сооружения горелку включают на малую мощность, постепенно пламя увеличивают. Время разогрева в среднем составляет 40 минут , время обжига на сильном пламени — 1—1,5 часа .

Печь для фьюзинга

Муфельные печки для фьюзинга, предназначенные для спекания кусочков стекла, создают рабочую температуру до 600—1100 градусов . При более низких температурах стекло просто размягчается, что позволяет его гнуть.

Главное отличие печек для фьюзинга от обычных муфельных электрических устройств заключается в использовании в качестве огнеупора только минеральной ваты и других пористых материалов.

Муфель нагревается не открытой спиралью, а специальными элементами в кварцевых трубочках , что исключает попадание окалины на изделия. Нагреватели располагаются в боковых стенках или в верхней части камеры.

Температура фьюзинга задается термоконтроллером. Разогретое стекло — вязкий и текучий материал, поэтому печи для фьюзинга устанавливают строго горизонтально (по строительному уровню).

При самостоятельном изготовлении печки для фьюзинга обязательно используют терморегулятор и закрытые нагревательные элементы . В качестве огнеупора выбирают минеральную вату. В остальном прибор не отличается от электрической печи с кирпичным муфелем.

Индукционная муфельная печь

В таких устройствах металл плавится под воздействием высокой температуры, которая создается при прохождении электрического тока по соленоиду или сердцевине (индуктору).

Нагреваемое тело играет роль вторичной обмотки. Муфельные индукционные устройства разогреваются через несколько секунд.

Существуют разные варианты создания индукционной печи в домашних условиях. В самом простом случае используют медный пруток для спирали, сварочный инвертор (электрогенератор), контрольно-измерительную аппаратуру, провода, клеммы для их соединения.

Изготовление электрической муфельной печи своими руками

Рассмотрим строительство небольшой муфельной печи. Прибор будет подключаться к сети с напряжением 220 В .

Выбор материалов

Материалы для изготовления устройства доступны в строительных магазинах и отделах электротоваров. Для создания муфельной печи понадобятся:

• листовая сталь толщиной 2—3 мм (2 кв. м);
• стальной прокат с сечением «уголок» (3 м);
• теплоизолирующий материал (базальтовая вата );
• шамотный кирпич, 12 штук;
• мертель (5—7 кг);
• термопара хромель-алюмель;
• керамическая трубка для термопары;
• спираль нихромовая;
• трубки стекловолоконные для изоляции выводов спирали и термопары.

При выборе материалов руководствуются их качеством : жаропрочностью, способностью выдержать быстрый нагрев и остывание. Чтобы муфель служил долго, не стоит брать кирпич, бывший в употреблении несколько лет.

Подготовка инструментов

Для приготовления пасты из мертеля понадобится десятилитровое ведро и мешалка. При замешивании раствора пользуются респиратором. Для монтажа потребуются следующие строительные инструменты и аппаратура :

• сварочный аппарат;
• дрель электрическая;
• болгарка;
• набор сверл победитовых и по металлу;
• инструменты печника: молоток-кирочка, мастерок, маленький шпатель, мерная лента;
• инструменты электрика: пассатижи, кусачки, круглогубцы, металлическая линейка, отвертка обычная и крестовая.

Пошаговая инструкция

Рабочий процесс включает следующие шаги .

• Размечают и разрезают стальной лист. Вырезают детали кожуха и детали дверцы.
• Сваривают кожух и дверцу.
• Приваривают к корпусу шарниры для дверцы и крепления замка.
• Из мертеля делают раствор (по инструкции на пакете).
• Из кирпичей складывают макет печи , определяя, где будет проложена спираль.
• В кирпичах дрелью делают канавки для укладки спирали. Для работы используют победитовое сверло.
• Уголковый профиль нарезают болгаркой и сваривают из него каркас для кирпичей.
• В каркасе кладут муфель из кирпичей (на раствор из мертеля).
• Кладку просушивают 3—4 дня .
• В стенках муфеля в канавки укладывают нихромовую спираль . Просверлив отверстие в кирпичах, выводят контакты наружу.
• На термопару надевают керамическую трубочку и стекловолоконную защиту.
• В муфеле победитовым сверлом делают отверстие для термопары и вставляют ее внутрь камеры.
• Места вывода контактов обмазывают раствором мертеля .
• Муфель просушивают 1—2 дня .
• На заднюю стенку кожуха укладывают слой минеральной ваты .
• В кожух устанавливают муфель . Его ставят на металлическую решетку-подставку, чтобы тяжелая печка не спрессовывала слой ваты под ней.
• Сверлом по металлу в кожухе сверлят отверстия , выводят контакты спирали и термопары наружу.
• Зазор между муфелем и кожухом плотно набивают базальтовой ватой.
• Слой базальтовой ваты укладывают в дверцу и крепят нихромовой проволокой.
• Дверцу устанавливают на кожух , ставят замок.
• Выпиливают кусок шамотного кирпича по размеру дверцы . При обжиге он ставится в муфель перед дверцей.

Важно! Чтобы спираль не выпадала из канавок, сделанных в кирпиче, ее в нескольких местах укрепляют раствором мертеля .

Как правильно подключить муфельную печь к источнику энергии

При отсутствии опыта работы с электрическими приборами лучше обратиться к электрику-профессионалу. Для подключения устройства к сети необходимо приобрести :

• терморегулятор;
• большой клеммник из термостойкой пластмассы;
• маленькие клеммники из термостойкого пластика для сращивания проводов;
• контактор (пускатель электромагнитный);
• электрический провод двужильный;
• вилку электрическую;
• стандартный кожух для электрощитка.

Для данной печи выбран терморегулятор одноканальный М-1-К , который регулирует температуру рабочей камеры до 1300 градусов . Прибор способен работать по сложному графику, с его помощью задают время и температуру нагрева.

Справка. Сечение нихромовой проволоки и ее длину, диаметр витка спирали, сечение соединительных проводов и другие параметры электрической схемы рассчитывают по справочникам и выбирают заранее .

Элемент имеет 7 разъемов для подключения (две клеммы для проводов питания, две — для подключения термопары, три — для реле) . Управление прибором осуществляется четырьмя кнопками . Когда терморегулятор включен, горит индикаторная лампочка. К устройству прилагаются два кронштейна для крепления в щитке и подробная инструкция по подключению.

Монтаж блока

Монтаж блока проводится в следующем порядке .

• Контакты термопары и спирали изолируют и клеммниками соединяют с двужильными проводами.
• К проводу питания присоединяют вилку.
• В щитке крепят терморегулятор, контактор и большой клеммник.
• К терморегулятору через контактор и клеммник подсоединяют термопару, спираль муфеля, провод питания с вилкой.

Электрическую муфельную печь обязательно заземляют.

Возможные сложности и 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.

Полезное видео

Познакомьтесь с видео, в котором показано, как приступить к изготовлению муфельной печи: какие требуются материалы и инструменты, что нужно сделать в первую очередь, а каких действий совершать не рекомендуется.

Как проверить безопасность и надежность печи, сделанной своими руками

Для проверки надежности муфельную печь испытывают. Во время пробного включения прибор тестируют на низких температурах, затем — в максимальном режиме. При работе устройства в помещении не должны срабатывать автоматические выключатели. Это говорит о неправильном подключении электрооборудования.

При производстве различных изделий из керамики или металла требующих термической обработки применяется муфельная печь. При обработке изделий может использоваться модель, изготовленная на заводе или самодельная муфельная печь с соблюдением всех требований и регламентов по технике безопасности. Муфельная печь своими руками должна быть оснащена тенами достаточной мощности для выполнения различных операций связанных с термообработкой изделий.

Производство и использование

Муфельные печи широко используются при производстве различных изделий на промышленных предприятиях, учебных заведениях, ремонтных предприятиях и ювелирных мастерских.

Для проведения лабораторных исследований используется муфельная печь Снол с помощью, которой производится закалка, обжиг и нагревание различных материалов. Обработка материалов, выполняемая с помощью Cnol, позволяет проводить плавку металлов, изготовление стоматологических протезов, закалку керамики.

Оборудование Cnol производятся ЗАО «Напал» расположенным в г. Солнечногорске Московской области. В перечень оборудования входят модели с объемом рабочей камеры от 3 до 40 л и включают модели:

• пм Cnol 10/10;
• пм Cnol 10/11;
• пм Cnol 6/10;
• пм Cnol 3/10;
• пм Cnol 30/13;
• пм Cnol 40/118;
• пм Cnol 7.2/13.

с рабочей температурой камеры от 1050 до 1300 °С (в зависимости от модели). Для регулировки температурного режима используется специальный терморегулятор позволяющий изменять температуру в камере. Для выполнения технологических операций связанных с большим образованием продуктов сгорания производится специальный вытяжной шкаф, в который помещается муфельная печь Cnol.

На промышленных предприятиях производятся различные муфельные печи ЭКПС 50 3У, МИМП-10П, МП-2УМ, ЭМП 12.1 М «Аверон».

При производстве керамических изделий используются муфельные печи Naberthem (Германия) используемые в более чем 100 странах. В перечне производимого оборудования особое место занимают модели для обжига керамики с объемом рабочей камеры от 16 до 2200 л и температурой нагрева до 1340 °С:

• Top 16/R+B400 Naberthem ;
• Top 45+B400 Naberthem ;
• Top60L+B400 Naberthem ;
• Top 80+B400 Naberthem ;
• Top 130+B400 Naberthem ;
• Top 160+B400 Naberthem ;
• Top 190+B400 Naberthem ;
• Top 220+B400 Naberthem.

Компания Naberthem предлагает широкий перечень лабораторного оборудования:

• лабораторные плавильные;
• паяльные;
• камерные (с волокнистой или керамической изоляцией);
• агломерационные;
• муфельные;
• для озоления;
• для обжига керамики.

Типы муфельных печей

Модели печей подразделяются по 2 основным признакам:

• используемому источнику энергии;
• конструкции корпуса.

В муфельных печах применяются 2 основных источника энергии:

• электричество;

Когда изготавливается муфельная печь своими руками наиболее целесообразно использовать в качестве нагревательного элемента тэны, так как при использовании газа требования и нормы, предъявляемые к устройству, создают значительные трудности при сборке.

Конструктивно печи подразделяются:

• трубчатые;
• вертикальные;
• колпаковые;
• горизонтальные.

Нагрев или обжиг изделий может осуществляться в различных средах, согласно используемой технологии:

• в газовой среде;
• в вакууме;
• в воздушной среде.

Наиболее доступный и простой вариант для изготовления муфельной печи – это нагрев изделий в воздушной среде не требующий дополнительного оборудования и финансовых затрат.

Устройство

Печь состоит из нескольких основных элементов:

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

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

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

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

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

Процесс изготовления

Наиболее приемлемым вариантом для изготовления муфельной печи своими руками является вертикальная или горизонтальная модель с протеканием процесса в воздушной среде с использованием в качестве энергоисточника электроэнергии.

Весь процесс изготовления состоит из операций:

1. Из листового железа вырезаются части корпуса и свариваются с помощью сварки. Сварные швы зачищаются, а весь корпус покрывается огнеупорной краской в несколько слоев.
2. Изготавливается дверца из стали, которая приваривается с помощью шарниров к корпусу и устанавливается запорный механизм.
3. Монтируется внешняя теплозащита из перлита.
4. Из огнеупорного кирпича без раствора собирается рабочая камера. Делается разметка для прокладки нагревательной спирали в пазах и специальные выводы к блоку управления и источнику энергоснабжения.
5. В кирпичах пробиваются канавки для укладки спиралей.
6. Изготавливается нагревательная спираль путем накручивания нихромной проволоки на стержень диаметром 6 мм.
7. Выкладывается внутри корпуса из кирпича камера с использованием раствора, с соблюдением разметки прокладки спиралей и схемы.
8. Просушивается печь, укладывается спираль, подсоединяется электропроводка и заземление.
9. Монтируется термоизоляция на дверцу.

Для регулировки температуры нагревания в муфельной печи из спиралей прокладываются 2 контура, которые по схеме подключения могут работать в трех режимах:

1. Первый режим – два контура спиралей подключаются последовательно.
2. Второй режим – подключается нижний контур спиралей.
3. Третий режим – два контура спиралей подключаются параллельно.

Корпус тщательно изолируется с помощью глины, огнеупорного клея и термостойкого силикона. После полного высыхания кладки и изоляционных материалов проводится настройка работы оборудования с проверкой в трех режимах функционирования.

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

Муфельные печи впервые были применены во Франции. Их появление связано с именем известного каретного мастера Жанто, семейство которого сооружало экипажи для королевского двора и знатных вельмож. Им была изобретена рулевая трапеция в конце 17 - начале 18 вв., но испытания ее все время срывались из-за поломки опытных осей. Ситуация изменилась в лучшую сторону, когда к мастеру пожаловал русский дворянин, желавший заказать знаменитому европейскому каретнику изготовление роскошного экипажа. Он должен был стать подарком Петра Первого хану из Бухары.

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:

• Закалки, отпуска, плавки и прочих операций с металлами.
• Термического обжига керамики.
• Озоления и кремации.
• Высушивания всевозможных веществ.
• Аналитических исследований.
• Выращивания монокристаллов.
• Производства ювелирных изделий и сувениров.

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:

• Назначение (промышленные, лабораторные, ювелирные, учебные).
• Вид конструкции (горизонтальная и вертикальная загрузка, трубчатые печи).
• Среда обработки (воздушная, газовая, вакуумная).
• Вес (от 18 кг).
• Объем рабочей камеры (от 3 л).
• Степень нагрева (умеренная, средняя, высокотемпературная).

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:

• Равномерность прогревания материалов без перепадов температурных показателей.
• Скорость остывания образцов после термообработки, для перехода к следующим производственным этапам.

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:

• Невозможность использовать технику при температурах выше 1300° С.
• Относительно невысокая термостойкость муфеля, определяющая количество выдерживаемых теплосмен (нагрев-охлаждение).
• Необходимость дополнительной электроэнергии для разогрева самого муфеля.

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:

• Рабочей камеры . В ней происходит нагревание разных веществ и предметов.
• Корпуса . Выполняет защитную и теплоизолирующую функции.
• Нагревательных элементов . Обеспечивают выполнение термических операций.

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:

• Конструкцией (трубчатые, ленточные, спиральные и т.д).
• Материалами изготовления (нихром, фехраль, вольфрам, хромит и т.д).
• Способом обустройства (закрытые, открытые).

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:

• Задавать любые термические значения.
• Выставлять градиенты и время включений.
• Контролировать текущие тепловые показатели.
• Проводить термообработку с высокой точностью.
• Устанавливать время и температурные отметки нагрева.
• Определять период выдержки и время охлаждения и т.д.

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:

• Муфель . Делать его самому лучше и не пытаться, т.к. нужна керамика с высокой теплопроводностью, которую могут обеспечить лишь присадки из редких металлов. Выйти из положения поможет приобретение готовой керамической посуды в магазине лабораторного оборудования.
• Огнеупор. В качестве первого слоя можно положить асбестовые плиты и волокно, а также шамотный кирпич, что по стоимости будет дешевле всего. Для связки лучше взять огнеупорную смесь для кладки.
• Корпус . Многие «самодельщики» используют старые холодильники, которые обязательно укрепляют, особенно дно. Это можно сделать с помощью обварки стальным прямоугольным уголком.
• Нагревательный элемент . Есть готовые спирали, но при желании можно намотать их самостоятельно из нихромовой или фехралевой проволоки.

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:

• Конструкционные стали . Они используются для изготовления корпуса (кожухи), опоры, дверцы и некоторых других элементов.
• Высокоглиноземистые материалы и огнеупорное волокно . Их применяют для сооружения рабочих камер – муфелей.
• Нихром , фехраль, вольфрам, молибден, тантал . Эти и другие материалы служат основой для нагревательных элементов муфельной печи.
• Волокнистые прессованные блоки . Они составляют высокоэффективную термоизоляционную оболочку (футеровку).

Обязательное условие для используемых материалов – экологичность, жаростойкость и ударопрочность

В качестве инструментов для создания муфельной электро печи применяют:

• Дрель и набор сверл.
• Болгарку, отрезные и шлифовальные круги.
• Сварочный аппарат, электроды, струбцины и магнитные уголки.
• Ножовку.
• Шуруповерт.
• Рулетку, металлическую линейку и строительный угольник.

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:

• Укладка кирпичей на дно и стенки будущей муфельной печи.
• Уплотнение двери , которое можно осуществить с помощью силикона, а иногда создают винтовое запирающее устройство.
• Прокладка нагревательной спирали и т.д.

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:

• Материалам изготовления.
• Размещению.
• Конструкции.

Нужно определить сечение и длину проволоки, которая будет применена для создания нагревателя. Например, минимальный диаметр для спиралей из:

• Нихрома – (7÷10) × d.
• Фехрали – (4÷6) × d.

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:

• Мощность . Найти оптимальный показатель можно исходя из объема печи. В таблице ниже представлены рекомендованные соотношения показателей.

• Сила тока . Для расчета используется формула: P÷U , где P – мощность, U – напряжение.

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!

Муфельная печь представляет собой приспособление для нагревания различных деталей и материалов до необходимой температуры. Муфелем называют закрытую камеру для размещения материала. Муфель защищает материал от воздействия продуктов горения топлива. Он может быть изготовлен из различных материалов – керамики, МКРВ, стали, кирпича.

Какие виды печей существуют?

Можно выделить несколько основных параметров, по которым различаются муфельные печи:

• способ нагрева;
• конструкция печи;
• диапазон температур;
• защитная среда.

По способу нагрева различают:

• газовая муфельная печь;
• электрическая муфельная печь.

Способ загрузки материала определяет конструкцию устройства. Выпускаются печи:

• с вертикальной загрузкой;
• с горизонтальной загрузкой;
• колпаковые (с отрывом от пола);
• трубчатые (для нагрева термопар).

По диапазону нагрева существуют печи с нагревом:

• до умеренных температур (от 100 до 500°С);
• до средних температур: (от 400 до 900°С);
• до высоких температур (от 900 до 1400°С);
• до сверхвысоких температур (до 2000°С).

Нагрев материала в муфеле может происходить в различной среде:

• воздух;
• вакуум;
• различные газы.

Нагревательный элемент в печах бывает открытым и закрытым. Количество нагревательных элементов зависит от габаритов устройства.

Преимущества открытых элементов – большая скорость нагрева, отсутствие проблем с заменой в случае выхода из строя. Но они сильнее коррозируют и на них оказывают влияние вредные вещества, вырабатываемые при разогреве.
Закрытые встроены в муфель. В них разогрев происходит медленнее. При поломке необходимо менять всю камеру. Но зато на них не оказывают влияния вредные вещества и они дольше служат.

Как осуществляется регулировка температуры?

Для регулировки температуры устанавливаются специальные терморегуляторы для муфельной печи. Они могут быть двух видов:

• аналоговые;
• цифровые.

Аналоговые в последнее время практически не применяются из-за высоких погрешностей. Они представляют собой поворотный переключатель с нанесенными рисками и температурную шкалу. Поворотом ручки задается необходимая температура нагрева.

В настоящее время чаще применяются цифровые терморегуляторы. Они могут быть:

• с одним дисплеем, на котором отображается заданная или фактическая температура;
• с двумя дисплеями, на которых отображается как заданная, так и фактическая температура;
• с программатором для выбора различных режимов работы.

Приобретение печей с программатором необходимо при длительном процессе нагрева со сменой температурных режимов без участия человека. Но чаще всего такой необходимости нет. Поэтому печи с программаторами используются значительно реже.

Области применения и выбор печи

Сфера применения муфельных печей довольно разнообразна. Их используют для обжига керамических изделий, литейных форм, при изготовлении ювелирной продукции и изделий из воска, для плавки цветных металлов.

При выборе печи необходимо учитывать множество факторов — размеры заготовок для нагрева, температурные режимы, цели применения.

Для обучения подойдет печь с небольшими размерами муфеля (100х100х100), высокой температурой нагрева. Такие печи получили название «мини-муфельные печи».

Для ювелирных мастерских нужна профессиональная печь с программатором. Для нагрева драгоценных металлов очень важна точность регулировки и нужно несколько режимов работы. В ювелирном деле для нанесения эмалирования на драгоценные металлы применяются муфельные печи для эмали.

В стоматологии при изготовлении протезов нужна печь с малыми габаритами и высокой температурой.

В промышленности применяются печи с большими габаритами (не менее 200х200х200) и сверхвысокими температурами – до 2000 градусов. Соответственно цена на такое устройство значительно выше.

Муфельная лабораторная печь используется для проведения лабораторных анализов, нагрева проб и материалов, проведения тестов. Габариты и температура зависят от проводимых испытаний. Для таких печей важен широкий диапазон регулировки параметров.

Муфельная печь СНОЛ (SNOL) – это лабораторная печь сопротивления, камерная с прямоугольным муфелем для нагрева в воздушной среде с нормальным давлением.

Электрические камерные печи типа СНОЛ для испытаний получили название «Муфельные печи ЭКПС».

Электропечи выпускаются с камерами из керамики или термостойкого волокнистого материала. Керамика значительно надежнее, долговечнее волокна, не требует больших энергозатрат, позволяет поддерживать однородность температуры. Но керамика долго остывает и нагревается. Поэтому быстро менять режим обработки не возможно.

Волокнистые так же имеют свои преимущества. В них нагревательные элементы запрессованы в волокно и их излучение не оказывает влияние на нагреваемый материал. Но недостатков у них гораздо больше: большие затраты электроэнергии, выделение вредных газов, ломкость. Для отвода вредных веществ в печах предусматривается вентиляция.

Дополнительная комплектация

Для удобства работы с печью предусмотрен целый ряд дополнительных компонентов:

• SiC – пластина (для защиты муфеля);
• термостойкие рукавицы;
• щипцы;
• при наличии программатора необходимо приобретать программное обеспечение;
• комплект запасных частей (нагревателей).

Эти компоненты необходимо приобретать отдельно.

Если вы обратитесь к Толковому Словарю Даля, то узнаете, что слово «муфель» означает маленькую огнеупорную печь с тонкими стенками для обработки металлических, керамических, фарфоровых изделий или деталей с защитой их от воздействия продуктов горения (сажи, копоти, газа).

Муфельная печь — это такая специальная конструкция для нагрева различных металлов до определенной температуры, ее можно купить в магазине или сделать своими руками.

Муфель — это основное пространство для обработки металла и препятствие для непосредственного его соприкосновения с топливом. Главное предназначение муфельных печей — производство ювелирных украшений, плавка цветных металлов, обжиг предметов из керамики, выплавка различных элементов из воска, обжиг литейных форм и т.д.

Муфельные печи бывают газовыми и электрическими.

Они различаются по нескольким параметрам:

— тип конструкции
— тип нагрева
— особенности защитной функции
— температурный режим

Существуют муфельные печи умеренной, средней, высокой и сверхвысокой температур.

В печах умеренного прогрева температурный режим колеблется от 100 до 500 градусов Цельсия. В печах средних температур — от 400 до 800 градусов. Высокотемпературный режим — этот показатель от 400 до 1400 гр., и сверхвысокий до 2000 гр.

Тип нагрева печи определяется наличием нагревательных элементов. Количество этих элементов напрямую зависит от габаритов печи.

Нагреватели бывают двух видов:

— открытые
— закрытые

Открытые нагреватели с достаточно большой скоростью разогревают конструкцию до нужных температур, их легко поменять в случае поломки или их неисправности. Основной недостаток этих элементов состоит в том, что они подвержены коррозии и выработке вредоносных веществ при термическом раскаливании.

Нагреватели закрытого типа находятся в самом муфеле, поэтому вредные вещества не оказывают на них отрицательного влияния. Но их минус состоит в том, что разогрев печи происходит достаточно медленно, а при поломке элемента придется производить замену всей нагревательной камеры.

Устройство муфельной печи закрытого типа

Основные виды муфелей, применяемые в печках — керамические, из керамического волокна и волокнистые. Печь с керамическим муфелем находит применение в самых разных отраслях производства, т.к. керамика имеет высокий уровень теплопроводимости и плотности, предотвращающий повреждение муфеля при различных на него воздействиях.

Использование керамического муфеля не предусматривает скоростного режима обработки из-за долгого процесса нагревания и остывания. Керамическое волокно объединяет в себе положительные свойства керамики и волокна: имеет такой же уровень плотности, как керамика, но при таком муфеле печь прогревается быстрее и не требует большей электромощности.

На вредное влияние внешней среды керамико-волокнистый нагреватель реагирует спокойней, чем просто волокнистый.

Волокнистый муфель используется в печах гораздо реже по следующим причинам:

— требует много электроэнергии
— выделяет вредные газы
— очень ломкий

Где применяются муфельные печи

1. Отжиг, целью которого является образование в результате термообработки однородной структуры

2. Закалка
Для закалки металла в муфельных печах применяют увеличение скорости охлаждения.

3. Отпуск
Это процесс, необходимый для придания материалу пластичности после процесса закалки.

Особенно часто в муфельных печах производится процесс обжига, особенно при обработке керамики. Если необходимо провести исследование материала на наличие разных примесей, используется метод сжигания или озоления. Муфельные печи широко используют в кузнечном деле, в лабораториях для определения благородных металлов в руде, сплавах, слитках и т.д.

Готовые муфельные печи для домашнего применения

Муфельная печь ПМ-8

Работникам науки, лаборантам различных областей известна муфельная печь ПМ-8 с объемом камеры 6,5 литра. Камера этой печи изготовлена из жаропрочной керамики, поэтому очень надежна и долговечна.

ПМ-8 выпускается в двух модификациях:

— ПМ-8К с релейным управлением

— ПМ-8М с цифровым управлением

Цена на эти муфельные печи составляет 20 и 23 тысячи рублей соответственно. В режиме разогрева мощность такой печи около 2,4 кВт, т.е. ею можно пользоваться, включив в обыкновенную комнатную розетку. Единственным минусом ПМ-8 является то, что у нее очень сильно раскаляется дверца.

Муфельная печь «Сикрон» имеет примерно ту же цену, что и ПМ-8. В ней хорошо обжигать керамику, а вот для переплавки металла эта печь не годится.

Печь «СНОЛ». Такие печи изготавливаются самых разных размеров, но цену на нее дешевле 30000 рублей вы вряд ли найдете.

Печь «Shenpaz» приобрела хорошую репутацию и отзывы у дантистов, работающих с золотом.

Как сделать муфельную печь своими руками

Учитывая повышенный спрос на муфельные печи и не малую их стоимость, многие хотели бы соорудить эту конструкцию самостоятельно. Муфельную сделать дома невозможно, т.к. это запрещено законом. А вот электрическую муфельную печку многие могут собрать самостоятельно.

Собираем печь с термообработкой изделий в воздушной среде

1. Корпус

Для изготовления корпуса будущей печки можно взять духовку от старой газовой плиты или электропечь, предварительно убрав из них все элементы из пластика. А можно сварить корпус, использовав лист металла толщиной 0,2 см.

2. Теплоизоляция

Именно от качества слоя теплоизоляции зависит КПД вашей конструкции. Для изоляционного слоя лучше всего подходит огнеупорный (шамотный) кирпич, выдерживающий t до 1000 градусов.

В качестве внешнего слоя корпуса лучше применить . Асбестовые листы употреблять нельзя от того, что он при воздействии высоких температур выделяет вредные вещества.

3. В качестве нагревательных элементов вашей печки будут спирали, смотанные из нихромовой проволоки. Их толщина должна быть не меньше 0,1 см.

Нагрев в камере муфельной печи

Что необходимо иметь для сборки печи

1. сварочный аппарат
2. болгарка или УШМ с отрезными кругами
3. стальной лист толщиной 0,2 см
4. уголок из металла
5. огнеупорный кирпич
6. вата из базальта
7. проволока нихромовая
8. огнеупорная смесь
9. респиратор
10. ножницы для резки металла

Этапы работ по изготовлению печки

1. Делаем металлический корпус из листов железа.

С помощью УШМ вырезаем полосу в форме прямоугольника необходимого размера и завариваем шов. К этому цилиндру привариваем днище, предварительно вырезанное из стали в форме круга. Корпус должен быть такой величины, чтобы внутри расположился теплоизоляционный слой, плюс кирпич.

2. Возьмите базальт и выложите его внутри корпуса.

3. Теперь необходимо состыковать кирпичи в количестве 7 штук в виде трубы — это будущая нагревательная камера вашей печки.

Сначала выложите кирпич в один ряд и сделайте разметку, по ней будете производить резку кирпича. Чтобы было легче собрать трубу, пронумеруйте каждый кирпичик.

4. Закончив резку, соберите кирпич, обмотайте трубу проволокой. Не забудьте использовать респиратор при резке.

5. В металлический корпус опустите трубу из кирпича, а затем слой теплоизоляции.

6. Внутри кирпичного слоя сделайте канавки для проволоки.

7. Из имеющейся у вас проволоки смотайте спираль (0,6 см толщиной), для удобства можно использовать, например, шариковую ручку.

8. Выкладываем кирпичи в ряд, размечаем места под канавки. Проволока должна быть расположена снизу вверх по спирали во всей камере.

7 кирпичей с канавками под спираль

Для того, чтобы высунуть кончики проволоки наружу и произвести их подключение, вставьте между двумя кирпичами 3 кусочка керамической плитки, в которых уже заранее были выпилены узкие каналы для проволоки.

При подключении спиралей учитывайте 3 ступени мощности:

— контуры спиралей имеют последовательное включение
— нижняя спираль подключается независимо от остальных
— параллельное подключение двух контуров

Обязательно сделайте заземление!

9. Далее в корпус печки с теплоизоляционным слоем устанавливаем рабочую камеру. При этом не забудьте на дно корпуса положить кирпич и смазать глиной. Просверлите в корпусе отверстие для керамических каналов. Из стального листа сделайте крышку и закрепите на ней огнеупорный кирпич. Приварите к этой крышке ручку, щеколду и обезжирьте поверхность.

Перед использованием муфельной печи, собранной своими руками, ее необходимо тщательно просушить, включив напряжение до самого высокого уровня, пока с поверхности не перестанет выделяться пар.