Муфельная печь

Вид муфеля электрической муфельной печи ПМ-8.

Муфельная печь - нагревательное устройство, предназначенное для нагрева разнообразных материалов до определенной температуры. Главной особенностью этой печи является наличие т. н. муфеля, защищающего обрабатываемый материал и являющегося главным рабочим пространством муфельной печи (муфель предохраняет материал или изделие от контакта с топливом и продуктами его сгорания , в том числе газами).Муфельные печи со сменными муфелями и стационарной нагревательной камерой работают по следующему принципу. В постоянно разогретую печь загружается муфель с садкой. После нагрева до заданной температуры и выдержки муфель извлекается из печи для охлаждения и на его место устанавливается другой.

Типы муфельных печей

Муфельные печи подразделяются по типу нагрева:

• Электрические муфельные печи - являются разновидностью камерных электрических печей сопротивления
• Газовые муфельные печи

По защитному режиму обработки:

• Воздушные: нагрев в воздушной среде (общее назначение)
• С защитной газовой атмосферой: нагрев в специальной газовой среде (водород , аргон , гелий , азот , восстановительные газы, азотирующие газы и др.)
• Вакуумные: нагрев в вакууме

По конструкции:

• Вертикальной загрузки (горшковые)
• Колпаковые (с отделением от пода)
• Горизонтальной загрузки (простые)
• Трубчатые (поверка термопар)

Электрические муфельные печи

Материалы для муфельных печей

Материалы предназначенные для производства муфельных печей:

• Конструкционные стали: мягкие стали общего назначения для конструкции теплоизолирующих кожухов, опор, дверц и др.
• Огнеупорные материалы : высокоглиноземистые огнеупорные муфели, электроизоляция, дверцы и др. Вспененные огнеупорные засыпки для теплоизоляции печей
  • Материалы для электрических печных нагревателей:
• Сплавы типа: нихром , фехраль в виде проволоки, ленты и стержней
• Вольфрам : проволока, лента и стержни
• Молибден : проволока, лента и стержни
• Тантал : проволока, лента и стержни
• Платина и платиновые сплавы: проволока, лента, стержни
• Хромит лантана : стержни, трубки и профили
• Хромит иттрия : стержни, трубки и профили
• Хромит скандия : стержни, трубки и профили

Области использования

Основные области использования муфельных печей:

• Термообработка металлов (закалка , отжиг , отпуск , нормализация)
• Плавка металлов
• Обжиг керамических изделий
• Сжигание (озоление)
• Пробирный анализ (купелирование)
• Высушивание
• Выращивание монокристаллов

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Муфельная печь" в других словарях:

МУФЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ - камерная печь косвенного нагрева, в которой нагреваемое изделие (материал) находится в (см.) и не соприкасается с продуктами горения или окружающей средой. М. п. применяется, напр. при химико термической обработке металлов и керамики в… …

От слова муфель. Печь, в которую ставятся муфели. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. Михельсон А.Д., 1865 … Словарь иностранных слов русского языка

муфельная печь - термическая печь, в которой нагреваемый материал находится в замкнутой тонкостенной камере муфеле, что обеспечивает защиту его от контакта с продуктами сгорания топлива (в топливных муфельных печах) или с воздухом (в… …

муфельная печь - mufelinė krosnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Laboratorinė elektrinė krosnis, kurioje pasiekiama 1200 °C temperatūra. atitikmenys: angl. muffle furnace rus. муфельная печь … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Пламенная или электрич. печь, в к рой изделие нагревается внутри замкнутой тонкостенной камеры муфеля. Изделие в М. п. защищено от прямого воздействия пламени. В муфель можно подавать газ контролируемого состава (см. Контролируемая атмосфера). М … Большой энциклопедический политехнический словарь

МУФЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ - промышленная нагревательная пламенная или электрическая печь, в которой нагреваемое изделие находится внутри замкнутой камеры муфеля. Изделие в муфельной печи защищено от прямого воздействия пламени, меньше окисляется и не загрязняется сажей и… … Металлургический словарь

печь муфельная - Термическая печь, в которой нагреваемый материал находится в замкнутой тонкостенной камере муфеле, что обеспечивает защиту его от контакта с продуктами сгорания топлива (в топливной муфельной печи) или с воздухом (в электрической муфельной печи) … Справочник технического переводчика

ПЕЧЬ - сооружение различных конструкций из камня, кирпича, металла или инженерное устройство, служащее для промышленных млн. бытовых целей, когда необходимо получить и использовать теплоту(конвекционное, лучистое излучения и др.) для отопления помещений … Большая политехническая энциклопедия

ПЕЧЬ МУФЕЛЬНАЯ - термическая печь, в которой нагреваемый материал находится в замкнутой тонкостенной камере муфеле, что обеспечивает защиту его от контакта с продуктами сгорания топлива (в топливной муфельной печи) или с воздухом (в электрической … Металлургический словарь

печь электрошлакового переплава - печь сопротивления косвенного действия с жидким теплоносителем в виде расплавленного синтетического шлака, рафинирующего переплавланный металл; применяется в спецэлектрометаллургии, в машиностроении… … Энциклопедический словарь по металлургии

Многие строители утверждают, что муфельную печь возможно сделать даже на дровах. Что же, если получится найти дрова со способностью теплоотвода 14 000 ккал/кг, тогда еще можно. А нет - обкладывать маленький муфель здоровенной поленницей не имеет смысла, большая часть тепла уйдет в пустоту, а именно на увеличение энтропии во Вселенной.

В принципе, нужную для необходимой растопки концентрацию выделяемого тепла может получить помещение при использовании каменного или древесного угля, но только в горне с системой наддува. В таком случае, отсутствует какой-либо смысл городить целую печь, хватит только по мере нуждаемости помещать муфель внутрь горна,

Муфельная печь

Покупать или делать самому?

Делать печь своими руками с муфелем рекомендуется объемом до 5-7 л. В том случае, если занять должной обработкой такой печи, то работа вам достанется явно не из легких. По этой причине, необходимо в начале посмотреть, какие из готовых муфельных печей точно пригодятся для домашнего использования и во что обойдется их покупка.

Керамика для муфеля требуется не простая, а с достаточной теплопроводностью. Ее дают только присадки из редких металлов. Поэтому делать муфель своими силами лучше даже не пытаться.

Как сделать муфельную печь своими силами:

В наше время живут прагматичное умельцы, которым нравится заниматься обжигом керамики, самоделками или проводить различные физические опыты.

• Огнеупор. В начале определяемся с материалом огнеупора. Самым лучшим по стоимости будет шамотный кирпич. Можно использовать асбестовые плиты и волокно. Вторым слоем теплоизоляции поставим перлит либо базальтовое волокно.
• Корпус. Удобно использовать старый холодильник или плиту. Если не получилось ничего найти, можно сварить или склепать из стали. Конструкция достаточно тяжёлая, корпус от холодильника следует укрепить, особенно дно. Например, провести его обварку стальным уголком прямоугольного сечения. Корпус облицовывается базальтовой ватой. Эта вата может использоваться в качестве верхнего слоя при утеплении кровель, материал жёсткий. Он даже называется минеральная жёсткая вата.

На стройрынке приобретаем шамотный кирпич. Он нужен для кладки печей и каминов. В качестве связующего материала лучше приобрести специальную огнеупорную смесь для кладки.

Подгонка и последующая разметка:

Раскладываем на полу боковые стены будущей камеры так, чтобы задняя стека находилась между боковыми. Толщину швов имитируем с помощью проволоки 3-5 мм в диаметре. Подгоняем друг к другу кирпич. Каждый кирпич погружаем в ёмкость с теплой водой на 30 секунд, чтобы вода заполнила его поры. Выкладываем дно печки. После этого выкладываем стенки.

Уплотнение:

Плотность закрывания дверей можно увеличить силиконом. После прогорания силикона его следует заменить. Важно плотно запирать дверь рабочей камеры. В кустарных и полукустарных условиях возможно создание винтового запирающего устройства.

Прокладываем нагревательную спираль в нашей будущей печи:

Нагревательный элемент делаем нихромовым или из фехралевой проволоки. Ее диаметр — 1 миллиметр, спирали — 6 миллиметров. Можно взять готовые спирали, а можно и намотать самостоятельно.

Недостатки самодельных муфелей:

глина, пусть даже шамотная, проводит тепло недостаточно хорошо для равномерного прогрева всего муфеля. Также, получения максимального обжига заготовки нужна температура не менее, а намного выше рабочей.

Где тогда взять муфель?

Лучший вариант - химическая и керамическая посуда, ее можно приобрести в магазинах с лабораторным оборудованием. Форма и размер - на выбор, все обычно снабжается крышками.

В заключение:

В настоящее время муфельные печи, особенно малогабаритные почти не распространены и найти их можно разве что в среде мастеров-ИП. И зря, ведь эти печи могут дать очень многое.

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

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

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

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

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

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

Сейчас у муфельных печей работы хватает:

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

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

Делать или покупать?

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

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

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

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

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

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

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

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

Если делать, то как?

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

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

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

Источник тепла

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

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

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

Термопара

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

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

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

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

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

Муфель

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

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

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

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

Так где же взять муфель?

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

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

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

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

О школьных реостатах

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

Об электрической мощности

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

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

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

Некоторые самоделки

Шахтная печь на газе

Схема газовой вертикальной муфельной печи показана на рис. В ее основе – готовый муфель-химпосуда 1. Размеры горелки 3 показаны условно; большая от кухонной плиты обеспечит нагрев 3-л муфеля до 800 градусов. Общие пропорции примерно такие, как на рис. Некоторое отклонение не критично.

Для нагрева печи покупаем отдельно газовую горелку для бытовой варочной плиты с жиклером и арматурой к ней. Горелку устанавливаем на стальном листе, запитываем от баллона с редуктором. Мощность нагрева регулируется, как и в плите, поворотом ручки жиклера.

Требования к корпусу 3 в стальной обечайке и на ножках не столь высоки, как к муфелю, поэтому его можно сделать самому. Понадобится огнеупорная глина (шамотная, каолин или голубая кембрийская) и распушенный асбест, на наполнение глиняного раствора и теплоизоляцию. При желании асбест можно заменить лучшим по качеству, но более дорогим вспученным вермикулитом.

Глину для формовки корпуса вначале замачивают («квасят»): глиняный порошок в посуде заливают водой до верха засыпки и оставляют «киснуть» на сутки. Далее раствор замешивают до густоты пластилина и добавляют в него 25% по объему шамотного песка (для шамотной глины) или глиняного песка соответствующего сорта.

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

Затем добавляют 1-2 объемных части пушоного асбеста, и раствор тщательно вымешивают. К этому времени нужно подготовить восковую модель (болван) для внутренней конической части корпуса. Внешние части (щеки, выступы под венчик муфеля) формуют или вручную, или на гончарном круге. Под стальные ножки печи сразу делаем отверстия. Или формуем ножки из той же массы, только потом придется болгаркой подгонять, чтобы печь ровно стояла.

Примечание: делать тест на жирность, как для , не нужно. Для небольшой цельной и механически почти не нагруженной детали естественной жирности хорошей глины довольно.

Высохший корпус сначала обжигают способом Робинзона Крузо: делают под из выложенных хоть прямо на землю на сухую кирпичей. Под окружают загородкой высотой 0,7-1 м из стальной сетки или перфорированного листа, чтобы потом угли не расползались и доступ воздуха был. Ставят заготовку на под, накрывают любой керамической посудой и заваливают, только осторожно, топливом (углем, дровами) до верха загородки.

Топливо поджигают снизу. Когда прогорит до углей, добавляют еще и еще, пока заготовка не скроется полностью под массой раскаленных углей. Тогда, еще добавляя топлива понемногу, поддерживают процесс 4-6 часов. Далее ждем, когда все угли прогорят до золы, а зола остынет. Только теперь заготовку можно вынимать.

Примечание: обжиг нужно производить под навесом. Ни капли воды на огнище!

Окончательный обжиг корпуса делаем в собранной печи, с уложенной между щеками теплоизоляцией и надетой обечайкой. Муфель ставим на его место, только пустой. Горелку включаем на самый малый огонь, и постепенно, в течение 30-40 мин, доводим пламя до самого сильного. Так греем печку час-полтора, после этого она готова к работе.

Печи для керамики

Простейшая печь для обжига мелкой керамики показана на рис. Бытовая электроплитка, глиняный цветочный горшок подходящего размера – только и всего. Нужно лишь под изделие подставить обломок шамотного кирпича, чтобы спираль не грела его непосредственно из-под низу. Мощность регулируется ЛАТРом или тиристорным регулятором.

Вставлять в отверстие горшка термопару не обязательно, процесс с такой маленькой печи легко регулируется визуально: в сумерки или пасмурный день в комнате бока горшка должны светиться темно-красным. Когда это свечение появится, начинаем отсчет времени обжига, 4-12 час, смотря что обжигается. Виден перекал – убавляем мощность.

Для печи покрупнее (след. рис.) понадобится и муфель побольше. Лучший вариант – фаянсовый бочонок (см. рис. справа ниже), соления в них все равно выходят неважными. В днище бочонка алмазным сверлом сверлят отверстие для термопары и выхода расширившегося воздуха.

Теперь нужен под. Его собирают на сухую из шамотного кирпича на стальном листе и скрепляют рамой из уголка. Внутри, ближе к краю горла бочонка, делают 2-3 кольцевые с переходами канавки и укладывают в них спираль или ТЭН нужной мощности.

Последний этап – внешняя обечайка из оцинковки. Она съемная, ее надевают после того, как изделие установлено на полу и накрыто муфелем. Промежуток между обечайкой и муфелем засыпают асбестом или вермикулитом.

Процедура обжига такая же, как в предыдущем случае, но контроль температуры уже только по термопаре. Бочонок большой, стенки его толстые. Даже если не делать обечайки с засыпкой, пока он засветится, изделие пережжется.

Печи-трубы

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

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

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

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

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

Мини-муфель

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

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

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

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

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

В заключение

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

Муфельная печь предназначена для равномерного нагревания веществ до разных температур. Присутствующий в ней муфель, защищает нагреваемый предмет от прямого воздействия продуктов горения.

Навигация:

Различают муфельные печи по нескольким критериям.

• По источнику нагревания.
• По режиму обработки.
• По конструктивным данным.

Источником нагревания муфельной печи может быть газ или электричество.

Режим обработки бывает:

• в обычной (воздушной) атмосфере;
• в особом газовом окружении – водород, аргон, азот и другие газы;
• при вакуумном давлении.

Конструктивно муфельные печи делятся на печи:

• верхней загрузки;
• горизонтальной завалки;
• колпаковые – печь отделается от пода;
• трубчатые печи.

Кроме этого, существует несколько видов печей по тепловым показателям:

• печи с небольшой температурой: 100 — 500 градусов;
• печи со средней температурой: 400 — 900 градусов;
• печи с большой температурой: 400 — 1400 градусов;
• печи с очень высокой температурой: до 1700 — 2000 градусов.

Примечание. От температурного режима муфельной печи прямо пропорционально зависит ее стоимость, т.е, чем выше максимальная отметка температуры, тем дороже будет печь.

К преимуществам муфельных печей относится защита обогреваемого вещества от продуктов горения топлива или испарений нагревательных элементов и равномерный его нагрев по всей камере.

В случае выхода из строя муфеля, конструкция печи позволяет оперативно произвести его замену, что значительно облегчает проведение ремонта.

Недостатком является небольшая скорость нагрева (хотя это не всегда необходимо). В муфельной печи невозможно производить скоростные режимы нагрева. Это связано с тем, что необходимо время для нагрева муфеля. Что влечет за собой еще один недостаток – дополнительные затраты энергии на разогрев.

Основная составляющая муфельной печи – это муфель, который изготавливается чаще всего из керамики. Этот материал является универсальным для изготовления печи разного рода. Бывают еще корундовые муфели, но их применяют только в химической среде.

Вокруг муфеля наматывается обогревательный элемент в виде проволоки и замазывается это керамической обмазкой.

Вокруг муфеля располагается теплоизоляционный материал и все это обшивается металлическим корпусом из листа металла толщиной 1,5-2 мм.

Так как нагрев печи начинается вокруг муфеля, то достичь больших температур (выше 1150 градусов) не представляется возможным. В связи с этим производители разработали специальный волокнистый материал для изготовления муфеля, который позволяет располагать нагревательные элементы изнутри. Это дает возможность увеличить температурный предел муфельных печей. Но недостатком волокнистого материала является его недолговечность: под действием газовых испарений, солей и масел от нагреваемого материала волокно разрушается.

Сегодня для высокотемпературных муфельных печей применяют японские очень качественные нагревательные элементы, которые позволяют достигать в печи температуры до 1750 градусов.

Печи, работающие на газообразном топливе, изначально имеют более высокие температурные показатели.

Для более равномерного нагрева рабочей камеры некоторые производители встраивают вентиляцию. А для вывода продуктов сгорания существует вытяжной механизм, который через трубу выводит дым и пар из печи.

Для контроля и регулирования температуры в печи используется электронный терморегулятор, который соединяется с нагревателем и термопарой. Терморегулятор позволяет контролировать не только температуру, но и время выдержки изделия в печи. Причем эти показатели имеют очень высокую точность, особенно в лабораторной муфельной печи, ведь от их значения и полученного результата зависит точность проводимых исследований.

Применение муфельных печей

Муфельная печь нашла широкое распространение, в первую очередь, как оборудование для термообработки металлов. Но, благодаря своим достоинствам, муфельная печь (купить которую можно в любом регионе России) намного расширила область своего применения, и это:

• термообработка металлов (закалка, отпуск, отжиг, старение);
• обжиг керамических материалов – окончательный этап обработки керамики;
• озоление – превращение в золу исследуемого вещества без сгорания для проведения обследования;
• кремация;
• пробирный анализ – способ выявления и отделения драгоценных металлов (золота, серебра, платины) из руды, сплавов, готовых изделий;
• высушивание – отделение влаги в виде воды или другого жидкого вещества из материалов;
• стерилизация инструментов в медицине (стоматологии).

Термообработка металлов может производится в домашних условия, в лабораторных или в промышленных масштабах. Исходя из этого существует целый модельный ряд муфельных печей с разными объемами рабочей камеры, мощностями и максимальной температурой нагрева. Для личного применения можно купить муфельную печь для закалки ножей, для исследований подойдет муфельная печь лабораторная.

Для термообработки металлов и сплавов муфельная печь должна обладать особыми характеристиками.

В первую очередь, муфельная печь для закалки металла, отпуска и прочего должна иметь очень хорошие изоляционные характеристики. Обычно они обеспечиваются несколькими слоями: огнеупорным кирпичом, волокном из керамического материала и защитным кожухом из листового металла. Дно печи должно быть оборудовано специальными карбидокремниевыми плитами и добавочным поддоном для защиты от ударов обогревательных элементов при загрузке и выгрузке. И самое главное, электрическая муфельная печь должна иметь специальные нагревательные спирали из высококачественного сплава для обеспечения достаточно большой температуры обогрева – до 1400 градусов.

Муфельная печь лабораторная (цена зависит от мощности и конструктивных особенностей) может быть использована для нагревания материалов разного состава.

Муфельная печь для обжига керамики применяется в художественных и гончарных мастерских. Кроме обжига в ней проводится нагревание опок, расплавление стекла. Муфельная печь для керамики обладает температурным режимом до 1300 градусов и оснащается автоматическим регулятором, позволяющим медленно нагревать и охлаждать изделия без температурных скачков. Такой плавный переход необходим и когда производится обжиг глины в муфельной печи.

Купить муфельную печь для керамики можно прямо у производителя, что значительно снижает ее стоимость.

Примечание. Муфельная печь для обжига часто снабжается съемными нагревательными элементами, которые легко можно заменить при выходе из строя.

Муфельная печь для обжига керамики (цена зависит от размеров, мощности, способа загрузки и комплектации) может быть объемом внутренней камеры от 1л до 200 л и даже больше. Конструкция печи может быть круглой с загрузкой сверху, камерной с загрузкой впереди, есть колпаковые печи. Поэтому муфельная печь для обжига керамики, купить которую можно даже для домашнего использования, доступна для обширного поля деятельности любого мастера.

Для работы с драгоценными металлами, а также в стоматологии отлично подойдет маленькая муфельная печь или даже мини муфельная печь, объем рабочей камеры которой около двух литров.

Задумываясь о том, сколько стоит муфельная печь, следует учесть потребные характеристики, которые должны присутствовать в ней, и выбрать хорошего производителя. Муфельные печи российского производства получили хорошие отзывы среди потребителей и имеют неплохую ценовую политику.

Широкий модельный ряд позволяет выбрать муфельные печи РФ разной конструкции: горизонтальные и вертикальные муфельные печи с необходимым расположением загрузки, лабораторные муфельные печи (в Самаре находится производственная база).

Известны своим качеством муфельная печь Накал. Такая муфельная печь (купить в Москве ее можно сразу с доставкой), получила много положительных отзывов от ведущих предприятий различного направления.

Муфельная печь (купить в СПб можно разные модели) компании Электроприбор также хорошо себя зарекомендовала среди покупателей.

Хорошего качества является белорусская муфельная печь (купить в Минске ее не будет проблемой, так как есть много интернет-магазинов, имеющих в ассортименте такие печи).

Некоторые мастера берутся за изготовление муфельной печи своими руками, так как заводская муфельная печь (цена которой все-таки не маленькая) им не по карману. Изготавливая печь самостоятельно необходимо большое внимание уделить выполнению муфеля. Для домашнего пользования муфель можно выполнять из огнеупорной глины, формируя рабочую камеру вокруг картонного каркаса. Когда глина высохнет, картон убирается. Только перед дальнейшей сборкой обязательно нужно обжечь глиняный муфель, чтобы он затвердел и приобрел необходимую твердость. Дальнейшая сборка ничем не отличается от заводской.

Но таких специалистов самодельщиков не так много, большинство потребителей все же предпочитают муфельную печь купить, цена выбирается по своим возможностям.

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

В конце XVII - начале XVIII вв. французский каретный мастер Жанто приступил к изобретению рулевой трапеции, получившей его имя, но начать практические испытания ему не удавалось, ведь оси опытных образцов постоянно ломались. Жанто, который был уверен, что изобретение принесёт ему огромные прибыли, совсем отчаялся, ведь кареты, поставленные на его ось, постоянно опрокидывались прямо во время поездки. Однако дело существенно продвинулось, когда в мастерскую к Жанто наведался русский дворянин, желающий заказать по приказу Петра Первого роскошную карету от лучшего европейского мастера на подарок хану из Бухары.

Попробовав изделие на прочность, дворянин посоветовал Жанто сначала выполнять цементирование в муфеле с рогами крупного скота, истолчёнными в порошок, а только потом приступать к закалке. Благодаря этому способу внутри сталь должна была остаться вязкой, а снаружи - покрыться твёрдой калёной коркой, которая прослужит много лет, прежде чем сотрётся.

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

• Безопасная переплавка ценных металлов, чтобы избежать в их структуре примесей и не допустить прямого взаимодействия с пламенем.
• Искусственное старение металлов.
• Обжиг керамики.
• Получение ровной поверхности.
• Сушка материалов, обладающих высокой степенью теплопроводности.
• Сжигание объектов до состояния минеральных компонентов, например, при кремации тела.

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.

Что лучше - сделать или купить?

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:

• Температурой нагревания — от 100 до 2000 °C.
• Конструкцией.
• Режимом обработки.
• Типом нагревания.

Бесспорным лидером продаж является муфельная печь модели ПМ-8 и ПМ-10 - муфельная камера не превышает 6,5 л. Именно её прототип выбирает большинство людей для собственноручного изготовления, ведь основным материалом, используемым в работе, является только жаропрочная керамика.

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.

Несмотря на то, что эта муфельная печь обладает отличными данными, один существенный недостаток всё же имеется - это дверца. Она существенно раскаляется в процессе работы, из-за чего владелец часто получает ожоги.

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.

В первую очередь определитесь, на каком топливе - газе или электричестве - будет работать муфельная печь. Цена за устройство на газу будет начинаться от 1 тыс. долларов, однако электрической системой гораздо проще управлять. Кроме того, потребуется приобрести качественный датчик температур (термопару), отслеживающий градус нагревания до 1300 градусов. Крепление датчика к печи можно сделать из мягкой стальной проволоки, аккуратно скрутив её пассатижами таким образом, чтобы концы не соприкасались между собой.

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.