Мастер Куделя © 2013 Копирование материалов сайта разрешено только с указанием автора и прямой ссылки на сайт-источник

Печь муфельная из ШВП (шамотно- волокнистой плиты)

Это описание бюджетной муфельной печи, построенной на основе шамотно- волокнистых плит производства Апрелевского завода теплоизделий. Это то, что называется дёшево и сердито. На весну 2015 года одна плита стоит 1670 руб. Но купить одну плиту не получится, продают коробками. В коробке 4 штуки. Поэтому исходить будем из этого количества.
Размеры плиты 500х500х100 мм. Этот размер меня устраивает, поэтому исхожу из этого размера, хотя в продаже есть и более крупные типоразмеры. На этой страничке я буду описывать конструкцию самой муфельной печи, без блока управления. Потому как один регулятор температуры у меня применяется в нескольких печах, его описанию я уделю отдельную страничку. Вся конструкция будет плясать от размера плит, от наиболее оптимального раскроя этих плит, с учётом наименьшего отхода. Итак, с учётом исходного размера плит, получился муфель с внутренним объёмом 27 литров.

На этом рисунке схематически показано расположение плит ШВП, а также обрезков этих плит. Красным нарисованы габариты печи, то есть металлические стенки ящика. В одной клетке- 10 см. То есть полная плита на этом рисунке будет 5х5х1 клетка. Из 4 полных плит у нас получается:- дверь, потолок и обе боковые стенки. Задняя стенка и под (днище) печи сделаны из обрезков. Таким образом на всё хватило одной коробки плит.

Железо

Таким образом габариты корпуса печи будут:
500 плита+ 4 мм две толщины железного листа+ 6 мм две толщины уголка 25х25. Итого 510 мм.
Высоту с ножками выбирайте сами, исходя из своего роста.

На средней фотографии внизу стоит задняя крышка печи и заготовка дверцы. Обращаю внимание- глубина короба будет такая же, как и ширина и высота. Это потому, что сзади будет проветриваемая полость для коммутации силовой части питания нагревателей, а также слаботочной термопары.
Вся электроника управления печью будет находиться в отдельном корпусе, поэтому мне не приходится заботиться об охлаждении корпуса печи. В задней полости печи перфорация снизу, сверху, а также в задней крышке. Поэтому воздух свободно гуляет в этой полости и площадь площадок для подключения нихрома довольно большая и поэтому ставить вентиляторы для охлаждения нет необходимости.

Раскрой плит ШВП

Обработка плит ШВП не представляет никакой трудности. Можно это делать теми же инструментами, что и по дереву, и по металлу тем более.

На первом видео распил ШВП плит. Берутся две металлические направляющие и фиксируются на заранее размеченных линиях. Если есть сноровка, то можно просто придерживать рукой. На первом видео задача усложняется тем, что шамотная вставка в дверцу печи не с прямыми углами, а скошенная. Но прижав нижнюю направляющую к столу, а верхнюю удерживая рукой, можно справиться с этой задачей.

На втором видео показано фрезерование пазов в плите для укладки нагревателей. Чтобы показать как, я использовал обрезок плиты.

Следует учесть, что шамот сильно тупит инструмент, и если ножовочным полотном можно пренебречь, а вот борфрезу лучше использовать дешёвую. На фото показано, как сработалась копеечная фреза по дереву с рынка. При фрезеровке канавки не забывайте заглублять фрезу под углом, чтобы нагреватель не выпадал.

При разметке пазов под нагреватели следует учесть следующие соображения. Если при разметке пода нагреватели должны располагаться равномерно (правый рисунок), то при разметке боковин нагреватели следует сместить вниз, чтобы при прокалке, допустим, опок их нагрев происходил равномернее. Так как горячий воздух будет подниматься.
Воздухообмен в муфеле будет происходить на естественной тяге. В низу дверцы и в потолке приварены обрезки нержавеющих труб на 3/4 дюйма. И дальше всё это монтируется в корпус. Корпус предварительно окрашивается термостойкой краской

Электрика

Здесь я не буду останавливаться на расчёте спиралей. Ранее я уже расписывал упрощённый расчёт нагревателей из нихрома и фехралей. Укажу только данные нагревателей именно для этой печи. Прежде всего, я сделал расчёт, когда все три нагревателя- правый, левый и под- подключаются параллельно. Это сделано специально. Если внезапно какая то спираль перегорит, то две оставшиеся закончат цикл прокалки по заданной программе. При последовательном включении одна оставшаяся не потянет.
Данные нагревателей:
- правая, левая- Нихром 0,7 мм Длина 21,8 метров, R=62,4 ом, 775 ВА.
-под- Нихром 0,6 мм, 19 метров, R=73?9 ом, 654 ВА.
Итого=2204 ВА

На первом фото показана намотка спирали из нихрома.
В дрель зажимается трубка подходящего диаметра. В данном случае бог послал мне краснометку диаметром 8 мм. Конец спирали крепится возле патрона. Если сноровки ещё нет, то рекомендую ручную дрель. Если есть опыт, то лучше электрическую.
После того, как спираль намотана, следует её растянуть на необходимую длину. Для этого есть одна хитрость. Берётся кусок кембрика подходящего диаметра, примерно равному диаметру вашей спирали. В данном случае бог послал мне силиконовую трубку диаметром 10 мм. Трубка укладывается в паз. и отмечается длина. Затем спираль равномерно растягивается за концы спирали до длинны, отмеченной на трубке. Не в коем случае не кусками, отрезками, а именно за концы. Иначе равномерности не будет, а назад сжать уже не получится. Затем спираль укладывается в пазы, а концы выводятся через заднюю стенку через просверленные отверстия.

Монтаж электрической части можно вести как вам удобнее, или как вы привыкли. Я, например, сделал таким образом, как на фото. Это, прежде всего, шины из нержавейки. Даже если они нагреются, всё равно не окислятся и будет хороший контакт. От алюминиевой рамы они изолированы при помощи керамических крепёжек, сделанных из прокладок мощных транзисторов. Можно использовать и керамику от старых розеток, именно так я подключил термопару к компенсационному проводу (на левой раме вверху). Перемычку можно было бы сделать и поменьше:o). Но просто такая уже была. Выводы нихрома оформил в муллитокремнезёмные трубки (МКР). Если у вас нет, не страшно. Используйте какие нибудь бусы от старого утюга. На худой конец керамические трубочки от резисторов, предохранителей. Просто нихром не любит контакта с мертелем на основе жидкого стекла, коим я замазал щели.

Хочу добавить, что лучше не скреплять детали футеровки никаким мертелем. Печи не любят жёсткого соединения. Лучше притёртые поверхности всухую. Если бы две стенки были не из отрезков, я так бы и сделал.

Дверца

Я сначала планировал прямоугольную дверцу. Но при вырезании проёма в передней стенке образовался кусок листового железа, который жаба не позволила выкинуть. Поэтому и дверь получилась под пирамидку.

Вставка из ШВП садилась на эту же мастику. Обработка плиты такая же лёгкая. На втором фото видно приточное отверстие с нержавеющей вставкой.

На первом фото дверная петля. У вас может не оказаться такой, как у меня. Ничего, пойдёт простая с рынка. Главное, сначала делается дверца, потом печь укладывается на спину, накладывается дверь, центруется, делается шаблон из бумаги или картона, по шаблону делается тяга, а уже потом приваривается к дверце. На втором фото традиционный запор. Веса шарика достаточно, чтобы поджимать дверь. Главное, без фанатизма.

Итого

В муфельной печи производится нагревание различных материалов до заданной температуры. Но такую задачу могут выполнять и другие печи. Особенность муфельных печей заключается в использовании муфеля, предохраняющего материал от воздействия топлива и продуктов сгорания. Для выполнения операции в таком агрегате, муфель с порцией металла, как правило, загружается в печь и нагревается до определенной температуры, обеспечивающей проведение того или иного процесса.

Навигация:

На различных предприятиях производится выпуск электрических и газовых муфельных печей, которые осуществляют операции, которые могут производить нагрев в обычной среде, а так же защитной газовой среде, а именно в водородной, гелиевой, азотирующей и т.д. Второй вариант – вакуумная среда. По своим конструктивным особенностям муфельные печи делятся на горшковые, колпаковые, горизонтальные и трубчатые. Конструкционные элементы выполняются из мягких сталей. Элементы, которым необходима защита от огня, изготавливаются из высокоглиноземистых огнеупорных материалов. Электрические нагреватели, как правило, состоят и нихрома, фехраля, лент или стержней.

Муфельные печи являются отличным инструментом для закалки, отжига, отпуска и нормализации металлов. Они способны производить плавку металлов, обжигать керамические изделия, выполнять кремацию, высушивание. Кроме этого, при их помощи проводятся лабораторные аналитические работы, выплавляются и выжигаются восковые фигуры, изготавливаются ювелирные и сувенирные изделия.

Благодаря наличию муфеля, разогревание заготовок происходит равномерно. Соприкосновение горячих газов с металлом не происходит. Ввиду того, что обрабатываемый материал находится внутри закрытого короба, его обработка занимает больше времени, но качество выполняемой процедуры значительно повышается. На металле не будет иметься окалина, а значит, он будет иметь чистую поверхность.

При помощи вентиляции, которой оснащаются практически все установки, производит отвод вредных веществ, которые могут выделяться при нагревании. Устройства имеют регулятор температуры. Он предназначен для установки определенной температуры и ее регулировки в ходе процесса. В современных муфельных печах используется программирование, благодаря чему можно задать программу, которая выполнить определенную операцию.

В муфельных печах, как и любых других, имеются специальные нагревательные элементы, посредством которых и происходит разогрев металлов. Для того чтобы разогреть в муфеле объект, необходимы достаточно мощные нагреватели. Их может быть несколько, в зависимости от объема внутреннего пространства печи и количества разогреваемых муфелей.

Нагреватели открытого типа обладают более высокой скоростью разогрева. Значительный недостаток установок с нагревателями подобного типа – выделение вредных веществ, которые отрицательно влияют на качество обрабатываемого объекта. В особенности они вызывают коррозию.

В закрытых нагревателях не происходит воздействие внешних факторов. Они могут располагаться в самих муфелях, что позволяет рассчитывать на получение материала высокого качества, не нуждающегося в обработке. Основной недостаток, с которым сталкиваются предприятия, использующие закрытые муфельные нагреватели, это невысокая ремонтопригодность. При поломке нагревателя приходится менять камеру.

Муфель может изготавливаться из различных материалов, которые открывают различные возможности для обработки.

Применение муфельных печей

Керамическая муфельная печь позволяет снижать переход между температурами внутри установки и самого нагревателя. Керамика, используемая в ней, обладает высоким коэффициентом теплопроводности и плотностью, которая позволяет стенкам муфеля на протяжении долгого времени сохранять свои характеристики. Керамика хорошо переносит механическое воздействие. При этом использование скоростного режима нагрева практически невозможно, поскольку керамические стенки муфеля медленнее нагреваются и остывают. Они активно используются в различных сферах промышленности, обладают универсальностью и надежностью.

Другой вариант выполнения муфеля – керамическое волокно. Он не обладает всеми лучшими свойствами керамики или волокна, но при этом позволяет быстро нагреть материал и не требует больших мощностных затрат. Керамическое волокно обладает средней стойкостью к агрессивной среде.

Меньшую популярность имеет волокнистый муфель, поскольку требует повышенного внимания в процессе обработки металлом, подвергается механическому воздействию. Срок действия волокнистого муфеля достаточно ограничен, поскольку на него пагубно действуют вредные вещества, образующиеся при сгорании масла.

В муфельной печи можно производить различные виды термообработки.

При выполнении отжига, металл получает однородную зерненую микроструктуру. Охлаждение металла происходит медленно, что позволяет избежать появлению неравновесных структур. Для того чтобы добиться выделения упрочняющих частиц, необходимо производить нагрев металла, который подвергался отжигу, на низкую температуру.

Закалка металла подразумевает быстрое охлаждение материала. Муфельные печи способны справляться с поставленной задачей, поскольку охлаждение не зависит от типа печи, главное, чтобы установка была продуманна конструктивно, позволяя быстро погружать обрабатываемый объект в холодную жидкость, в качестве которой, как правило, выступает вода.

Муфельная керамическая печь отлично подойдет для проведения в ней отпуска материала. Это происходит благодаря тому, что она может на протяжении долгого времени сохранять необходимую температуру. При отпуске металлов важно, чтобы остывание происходило медленно. Тогда он имеет наилучшие характеристики. Металл приобретает повышенную пластичность, но ухудшается его прочность.

Наиболее популярной процедурой выполняемой в таких печах, является обжиг. При этом в обрабатываемом материале происходят физико-химические процессы, при помощи которых можно добиться увеличения прочности, твердости и химической стойкости. Керамические изделия, которые подвергаются отжигу в муфельной печи, обретают улучшенные характеристики.

В ней может производиться обжиг сырца. Результат процедуры – образование искусственного каменного материала, обладающего улучшенными характеристиками, не позволяющими размывать его водой. Глина, подвергнутая высоким температурам в муфельной печи, становится более надежной.

Муфельная печь используется в лабораториях. При ее помощи производится плавление элементов, из которых необходимо выделить золото или серебро. Данная процедура возможна благодаря тому, что такие элементы, как свинец, легко окисляются при термообработке, а золото и серебро – нет. Кроме этого, в нем можно производить высушивание различных материалов, для удаления из них влаги.

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.