Муфельная печь своими руками: пошаговая фото инструкция по изготовлению печи для плавки

Муфельная печь для плавки алюминия своими руками

Что такое муфельная печь и её предназначение. Муфельная печь является незаменимым устройством для нагрева разнообразных металлов в домашних условиях.

Такая печь позволяет успешно плавить такие металлы как алюминий, медь, многие цветные металлы, а также высушивать, обжигать керамические изделия, а также кремировать.

Виды муфельных печей. Муфельные печи встречаются в разных видах, они могут быть электрические, газовые, воздушные, вакуумные, а по своей конструкции: колпаковые, горизонтальные, вертикальные и трубчатые.

Особенность муфельной печи. Уникальность муфельной печи состоит в том, что в ней содержится рабочая область под названием муфель, который позволяет защитить обрабатываемый металл.

Процесс изготовления муфельной печи

В качестве нагревательного инструмента  можно остановиться на выборе электрического нагревателя, потому что таким нагревателем очень просто управлять.

Основные элементы муфельной печи. Муфельная печь имеет такие составляющие, как нагревательная камера и специального  аккумулятор тепла.

Необходимо обеспечить регулирование тепла с целью бесперебойной работы в процессе обработки алюминия.

Если предстоит плавить несколько материалов, тогда целесообразно плавить алюминий не один раз. Поэтому аккумулятор тепла будет выполнять функцию регулятора тепла, чтобы печь в процессе работы не успела остыть.

Важно, не переусердствовать с выбором аккумулятора, чтобы печь не стала слишком инерционной. Для изготовления муфельной печи нам понадобится следующее:. Для изготовления муфельной печи нам понадобится следующее:

Для изготовления муфельной печи нам понадобится следующее:

• 7 кирпичей;
•  болгарка;
•  проволока;
• металлическое ведро;
•  ненужный металлический кусок;
• строительные защитные очки;
•  молоток и т.п.

1. Подготовьте 7 простых кирпичей, они понадобятся в качестве аккумулятора температуры.

2. Возьмите болгарку и соорудите отсек с каждого бока кирпича. В результате получиться рабочее пространство для электрического нагревателя.

Для прочности конструкции возьмите проволоку и обмотайте ею кирпичи.

3. Можно воспользоваться  широким металлическим ведром для огнеупорной камеры. Его также можно сделать собственноручно.

При проектировании высоты ведра делаем её с определённым запасом, поскольку рабочую камеру придётся установить на слой кирпичей с теплоизоляцией.

Процесс закручивания листа в трубу достаточно проблематичный, поэтому советуем применять специальные кольца из тонкой арматуры.

Далее необходимо согнуть арматуру и соединить её концы, чтобы получить кругообразную форму возьмите молоток.

4.  Берём кольца и устанавливаем их на скрученный лист. Затем соединяем их  по длине окружности.

5.  Дно корпуса печи можно сделать из листа, который уже есть в наличии. Необходимо приварить его к нижнему кольцу.

6. Чтобы установить поверхность рабочей зоны печи нужно в кирпиче сделать специальное отверстие для электрического нагревателя. Такое действие необходимо для прочности крепления конструкции.

7. Делаем нумерацию кирпичей и располагаем их согласно очерёдности, плотно прижав друг к другу. Проверьте устойчивость конструкции.

8. К кирпичам присоединяем нагревательную спираль печи.

10. Пропиливаем канавки с помощью болгарки. Не забывайте о  личной безопасности! Рекомендуется надевать строительные защитные очки.

11. Для спирали, как правило, применяютнихром либо фехраль.

Фехраль является оптимальным вариантом, но в нашем случае мы будем использовать нихром.Нагревание нихрома зависит от силы самого тока, а ток – от напряжения.

12. Аккуратно наматываем спираль  так, чтобы витки были на небольшом расстоянии друг от друга. Это необходимо для того, чтобы избежать замыкания.

13. Делаем раствор и аккуратно заливаем его, как показано на фото:

Придать муфельной печи ещё больше особенностей можно с помощью установки в ней двух нагревательных электрических нагревателя.

Их можно включать одновременно и по очерёдности.

Например, нижний нагреватель целесообразно включать, когда обрабатывается материал в домашних условиях в малых количествах, а два нагревателя позволят значительно увеличить масштаб плавки.

Однако помните о максимальной мощности!

Плавильные печи — основные характеристики

Вовремя плавки металла управление печью происходит механическим способом или дистанционно. В обоих случаях управлять процессом должен обученный персонал, имеющий соответствующие разрешения и допуски. Компания Росиндуктор выполняет работы по настройке преобразователей, устранению неисправностей и поддержке плавильного оборудования в рабочем состоянии.

При выборе плавильной печи необходимо задуматься о выборе тигиля. От этого зависит какой металл будет плавиться и сколько плавок он сможет выдержать. В среднем тигель выдерживает от 20 до 60 плавок. Для долгой службы тигиля надо использовать качественные и надежные материалы. Время плавки металла занимает не более 50 минут, на разогретой плавильной печи, поэтому печь небольшого объема и мощности может иметь высокую производительность.

В комплекте поставки плавильные печи включают в себя основные элементы: тиристорный или транзисторный преобразователь частоты, плавильные узлы, конденсаторные батареи, шаблоны, водоохлаждаемые кабеля, пульты управления, системы охлаждения.

Устройство электродуговой печи

Независимо от конструктивных особенностей все дуговые печи устроены практически одинаково. Тепловые сталеплавильные агрегаты состоят из таких основных элементов:

Цилиндрической формы корпус печи включает в себя разъемные части – кожух и днище. Каркас имеет высокую устойчивость к значительным температурным воздействиям.

Конструкция имеет держатели, в которые устанавливаются графитированные электроды. К ним подсоединены подающие электроэнергию кабели. В процессе работы печи между электродами образуется постоянная дуга. Благодаря ей в устройстве возникают температура, которая обеспечивает плавку металлов.

Как выглядит электродуговая печь

К закрытом корпусе печной конструкции встроены приборы, предназначенные для автоматического управления всей системой. Контроль процесса плавки осуществляется с помощью дверок. Для удаления шлаков в каркасе находится несколько полостей. Через них также осуществляется внос различных добавок для корректировки состава металла.

Погрузка шихты в печь может осуществляться через рабочее окно или сверху. Устройства с подачей материала через специальный проем обычно небольшого размера. Загружать металлический лом в такие агрегаты модно ручным способом с помощью широкой лопаты.

Печи с верхней подачей шихты – это более мощные и габаритные устройства. Они имеют достаточно сложную конструкцию. Механизм устройства может быть трех видов:

Наиболее распространены дуговые агрегаты с поворотным механизмом.

Как работает муфельная печь

В продаже можно встретить различные муфельные печи для обжига, которые отличаются по конструкции, размеру и типу работы. Для термообработки металла используют промышленные модели. Их можно разогревать до 1750 градусов. Мастера металлургии не рекомендуют разогревать печи до большей температуры. В противном случае нагревательный элемент быстро выйдет из строя.

Принцип работы муфельной печи заключается в том, что заготовку помещают в муфель. Он разогревается до закалочной температуры, которая поддерживается на одном уровне определённое количество времени (в зависимости от используемого материала).

Устройство и схема

Печи для закалки металла — это простая конструкция, которая состоит из нескольких основных элементов:

1. Металлический корпус. Изготавливается из жаростойкого металла. Оптимальная толщина листов — 2 мм.
2. Теплоизоляция. Чтобы сделать теплоизоляционный слой, можно использовать шамотный кирпич. Если применяется другой материал, он должен выдерживать температуру не менее 1200 градусов.
3. Наружная изоляция. Для этого используется слой огнеупорного кирпича, который выкладывается за металлическим корпусом.
4. Нагревательный элемент. Он может работать на газу или от электричества. Для мастерской можно использовать газовую горелку. В электрических моделях используются специальные спирали, изготавливаемые из фехраля или нихрома. Нихром подходит лучше. Оптимальная толщина проволоки — 1 мм.

Чтобы управлять печью, устанавливается специальная панель, на которой расположены регуляторы температуры и термометр.

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:

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

Фарфор

Высохшую глину подвергают термообработке в два этапа. Первичный обжиг производят в интервале от 800 0 С до 1000 0 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 — 1400 0 С
• столовый — 1350 0 С
• сантехнические детали — 1250 0 С

Фаянс

Применение тугоплавкого сырья при обжиге практически не образует жидкой фазы. Для созревания черепка изделия его обрабатывают при температуре 1200 — 1250 0 С. Повторная термическая обработка с нанесённой глазурью производится при нагреве 900 — 1000 0 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 950 0 С получаются рыхлые непрочные изделия. При нагреве 1050 0 С, сырьё спекается в непригодную, плотную стекловидную массу. Чтобы точно выдержать степень нагрева 1000 0 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 −850 0 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 — 1080 0
• бронза (в зависимости от марки) — от 930 0 до 1140 0
• латунь в пределах от 880 до 950 градусов

Классификация

Камеры могут работать на:

1. Электричестве.
2. Газе.
3. Угле.

Но газовый агрегат в домашних условиях собрать не получится, поскольку это опасно и запрещено законом. Вариант на угле может работать только с наддувом. Но если есть подобный горн, то проще поместить в него муфель, а не сооружать специальную печь. Электрический вариант позволит контролировать температуру нагрева и применять компактный агрегат даже в квартире (мощность таких устройств около 2,5 — 4 кВт, так что подойдёт обычная розетка с заземлением и надёжным проводом).

Существуют различные формы печей:

1. Горизонтальные.
2. Вертикальные (горшковая).
3. Трубчатые.
4. Колпаковые.

Первый вариант наиболее простой для самостоятельного воспроизведения.

Преимущества и недостатки

Применение электродуговых печей для выплавки стали широко используется в металлургической промышленности. Основными преимуществами использования такого оборудования является возможность проведения таких операций:

При переплавке стали в печном агрегате создаются все условия для снижения угара легирующих компонентов. Это обеспечивает снизить потери металлов в результате окисления при высоких температурах.

Электродуговые агрегаты широко используются в промышленных целях для переплавки различных металлов. С их помощью можно получить качественные крепкие стальные сплавы. Эффективность работы дуговой печи во многом зависит от качества теплового прибора. Поэтому приобретать следует надежное оборудование у известных и проверенных производителей.

Источник

Пошаговая инструкция по сборке

Рассмотрим порядок сборки муфельной печи. Для удобства разделим процесс на этапы:

Инструменты и материалы

Для изготовления печи необходимо приготовить
следующие инструменты:

• болгарка с отрезным и шлифовальным кругом;
• сварочный инвертер с набором электродов;
• электродрель с набором сверл;
• набор слесарного инструмента (молоток,пассатижи, зубило, шило и т.п.).

Из материалов понадобятся:

• листовой металл 2 мм для корпуса;
• уголок стальной;
• арматура 8 мм;
• 1-2 мм нихромовая проволока;
• шамотный кирпич;
• базальтовая минвата рулонная 3-5 см;
• огнеупорный раствор (состав для печей);
• силиконовый герметик.

Перечислены только самые необходимые инструменты и материалы. В процессе сборки печи могут пригодиться и другие инструменты или материалы.

Изготовление огнеупорной камеры

Поскольку печь самодельная, правильнее начинать сборку с изготовления камеры из огнеупорного (шамотного) кирпича. Так проще, можно обойтись без лишней подгонки и подрезки.

Порядок действий:

1. Наматывается спираль из нихромовой проволоки. Для намотки используют гладкий круглый сердечник диаметром не более 6 мм. Витки должны находиться на равном расстоянии друг от друга и не соприкасаться.

2. Производится сборка камеры из шамотного кирпича. Сначала ее собирают насухо, укладывая части и отмечая на них линии для канавок под спирали. Затем детали камеры нумеруют, чтобы не перепутать, разбирают и проходят канавки глубиной не более 7мм.

3. Для камеры из металла сваривают днище-подставку с ножками. Это лист металла с небольшим запасом площади (около 2-3 см со всех сторон). Его обвязывают уголком так, чтобы можно было впоследствии присоединить боковые и заднюю стенки.
4. Собирают камеру с использованием раствора для печей. Спираль укладывают в канавки и закрепляют металлическими скобками (из того же нихрома) или глиняной замазкой. Концы выводят к колодке с контактами, расположенной снаружи огнеупора.

После этого можно переходить ко второму этапу сборки.

Изготовление корпуса и дверцы

Корпус печи сваривают из листовой стали. Многие источники рекомендуют использовать старые корпуса от духовок или другие металлические коробки. Это вполне допустимый вариант, но его недостаток заключается в размерах — мастер оказывается привязан к величине имеющегося корпуса, что вынудит его изменять все расчетные параметры. Сборка корпуса по готовой нагревательной камере удобнее и не требует изменения характеристик печи.

Порядок действий:

1. Измеряют боковые стороны, верхнюю часть и заднюю сторону печи. Вырезают листы металла с помощью болгарки и отрезного круга.
2. Прихватывают боковые листы к уголкам подставки, затем так же крепят заднюю часть. Все детали поправляют, добиваясь прямоугольного стыкования по всем осям. Закрепляют листы прочнее и обвязывают поверх уголком.

3. Спереди устанавливают лист с отверстием под дверцу. Его высверливают электродрелью (или сверлильным станком, если есть) по периметру, затем аккуратно подрезают болгаркой и вынимают внутреннюю часть. Зачищают периметр отверстия, удаляя следы подготовки. Затем крепят и обвязывают свободные кромки уголком.

   Какой муфельной печью пользуетесь Вы?

   ПокупнойСамодельной

4. Сбоку приваривают две скобки для шарнира дверцы. Ее делают из двойного слоя металла, а с внутренней части крепят слой огнеупора, чтобы дверца не слишком накаливалась во время работы.
5. Устанавливают запорное устройство. Проще всего использовать эксцентриковый прижим с длинной ручкой, чтобы при открывании-закрывании дверцы не обжигать руки. По периметру наносят слой силикона, уплотняющий дверцу и исключающий теплопотери. Его придется часто менять, так как долго выдерживать высокие температуры силикон не сможет.

После этого можно приступать к запуску печи. Предварительно печь выдерживают не менее 5 суток, чтобы окончательно высох раствор. Дверцу держать открытой, обеспечить обильный приток воздуха. Интенсивную сушку с нагревом производить не рекомендуется, так как глина растрескается и начнет осыпаться.

Блок управления

В блоке управления нижняя и верхняя крышки снабжены решётками для охлаждения выводов нагревателя. Всё таки диаметр выводов 3 мм. К тому же излучение тепла через днище плавилки тоже присутствует. Регулятор охлаждать не надо- 10 ватт всего. Заодно охладим и холодные концы термопары. Блок управления с регулятором температуры Термодат-10К2. Вверху справа- тумблер включения. Вверху слева- рычаг лифта тигля со стержнем лифта(нерж. электрод Ф3мм).

Почему я выбрал в качестве регулятора именно Термодат. Имел дело с Овен, но после одной зимы в неотапливаемом помещении, у него слетела прошивка. Термодат выдержал уже несколько зим и сохранил не только прошивку, но и настройки. К тому же корпус металлический, неубиваемый. (Надо бы хоть пузырь с пермяков взять, за рекламу

Делать или покупать?

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

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

Муфельная печь ПМ-8

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

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

Ассортимент современных муфельных печей в продаже довольно широк. Напр., российские СИКРОНы (две левые поз. на след. рис.) уже не обжигают, и цена того же уровня – от 23 000 руб. Но муфельные они условно, нагревательная спираль размещена в камере

Поэтому безо всякого в них можно только обжигать керамику, а все операции с металлами нужно производить с большой осторожностью. Особенно – переплавку, СИКРОН для нее вообще не рекомендован

Современные муфельные печи

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

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

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

Сборка корпуса

Даже простая печь для плавления алюминия – такая как муфельная, к примеру – требует наличия корпуса. В данном случае его можно изготовить из отрезка ненужного листа металла, толщина которого будет от 1 до 1,5 мм. Стоит отметить, что здесь понадобится слой ржавчины. Еще один важный момент касается высоты ведра. Этот параметр должен быть с определенным запасом, так как рабочая камера будет монтироваться на слой кирпичей плюс теплоизоляция. Далее придется свернуть металлический лист в трубу. Этот процесс достаточно проблемный, а потому рекомендуется использовать специальные кольца из арматуры.

Читать также: Как отремонтировать дрель своими руками видео

Небольшая печь

Универсальность заключается в том, что в таком случае мини-печь собирается из подручных средств.

В качестве корпуса печки будет использоваться жестяная банка от консервов, супа или чего-либо еще, то есть она фактически готова, в отличие от предыдущего типа устройства

Единственное, что важно – это выбрать банку, металл в которой будет как можно толще. В нижней части банки делается отверстие, через которое при помощи трубы можно будет подключить фен, выступающий в качестве нагревательного элемента

Диаметр отверстия должен быть точно равен диаметру трубы. Оно может быть квадратным, но тогда будут потери тепла, а потому лучше немного повозиться, но сделать его круглым.

Как уже говорилось ранее, в качестве нагревателя применяется бытовой фен

Важно, чтобы он имел минимум две скорости работы. При помощи скотча можно прикрепить к фену трубу, которая и будет вставляться в нижнее отверстие банки

Важно проверить, чтобы в месте стыковки не было потерь воздуха. Также стоит отметить, что кнопка подачи холодного воздуха должна быть все время нажата. Для этого ее можно зафиксировать все тем же скотчем.

Люди, использующие такие типы печей, остались довольны. Судя по отзывам, печи достаточно компактны, их легко собрать своими руками. Электрический нагреватель хорошо помогает поднимать температуру до нужного уровня. Муфельные печи хороши еще и тем, что в них можно плавить сразу большое количество алюминия.

Даже нетугоплавкие металлы плавятся при довольно высоких температурах: например, алюминий – выше 660, латунь – выше 880 градусов Цельсия. Чтобы сделать простую плавильную печь в домашних условиях, вам понадобятся соответствующие материалы и схема печи. В этой статье рассказывается, как сделать такую печь при помощи стандартных инструментов и материалов.

Читать также: Художественная ковка фото и картинки

В домашней мастерской компактная тигельная печь помогает отливать из алюминия мелкие элементы механизмов, болванки, сувениры, аксессуары для интерьера. Агрегат устроен так, чтобы можно было плавить материал в сжатые сроки с минимальными усилиями. Устройства, применяемые в промышленных масштабах, напротив, имеют целью экономию топлива, они управляются в автоматизированном режиме.