Ремесло

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Ремесло » Гончарное дело. » Изготовление муфельной печи для обжига керамики.


Изготовление муфельной печи для обжига керамики.

Сообщений 1 страница 8 из 8

1

Источник: http://www.kia-soft.narod.ru/interests/ … ratory.htm

Муфельная печь (вариант 1)

Небольшое количество маленьких, диаметром до 20 мм, керамических сопел для ракетных движков можно обжигать на газовой плите. Но, если необходимо сделать приличную партию сопел или встает задача сделать керамическое сопло для большого двигателя, то вариант с плитой не катит. Порывшись в сети, пришел к выводу, что вполне реально сделать муфельную печь для обжига керамики своими силами.
    Вообще идея печки очень проста. В быту полно источников тепла дающих температуру в районе 900-1100°C. Наша задача сохранить это тепло в некотором объеме, ограниченном тепловой камерой - муфелем.
   Самый простой вариант - использовать электрическую плитку. Такая печка прекрасно описана в сети, и я бы мог отослать читателя по соответствующему адресу. Однако мне удалось еще больше упростить эту и так незамысловатую конструкцию. Предлагаемый здесь вариант муфельной печи требует минимальных затрат времени и финансов. Более того, если вы хозяйственный человек и у вас в кладовке полно "нужных" вещей, вы наверняка сможете обойтись этими стратегическими запасами.

  Материалы
    Судите сами, вот все что необходимо:               (см. рис 1)
— старая электрическая плитка с нихромовой спиралью на 2 кВт;
— два глиняных цветочных горшка 175х150 и 130х105 (диаметр Х высота мм);
— лист асбеста 1х1 м;
— сопротивление с керамическим корпусом, диаметром 15-20 мм;
— немного силикатного клея.
    Еще пригодятся пару кирпичей для теплоизолирующей подставки и керамическая изоляционная бусина в качестве пробки смотрового окошка длиной 30-40 мм. Размеры глиняных горшков не строгие и выбираются из тех соображений, чтобы диаметр большого более-менее совпадал с диаметром плитки, а диаметр маленького горшка был меньше на 35-45 мм. Форма горшков должна быть приблизительно одинаковой с прямыми стенками. Отверстие в донышке большого горшка должно быть не очень маленьким, в него должен пролезать керамический корпус сопротивления.
  ВНИМАНИЕ! Хочу сразу предупредить: работать с асбестом надо в марлевой повязке и лучше в защитных перчатках. Асбестовая пыль является канцерогеном.

   Изготовление
   Процесс изготовления тоже не отличается замысловатостью. Человек с руками, растущими из нужного места, вполне может управиться за один вечер.   Для начала делаем теплоизоляцию для муфеля. На дно большого горшка укладываем круги из асбеста с центральным отверстием ~20 мм до тех пор, пока края вставленных друг в друга горшков не сравняются. Желательно даже, чтобы край внутреннего горшка был чуть выше. Маленький горшок, а это и есть наш муфель, обматываем с боков асбестом последовательно слоями. Форму слоя можно получить, прокатив горшок на боку по листу асбеста, отметив края полученной траектории. Каждый слой приклеиваем к поверхности силикатным клеем. Это нужно, чтобы в перевернутом рабочем положении наша конструкция не рассыпалась. Мотаем до тех пор, пока не заполнится пространство между горшками при их, опять-таки, соединении.  (см. рис. 2 и рис. 3)

   Закрепив скотчем боковые слои, даем клею подсохнуть с полчаса. После этого собираем конструкцию. Но прежде надо подогнать размеры муфеля с теплоизоляцией в верхней и нижней части так, чтобы он плотно контачил этими местами с большим горшком. Для этого наклеиваем, при необходимости, тонкие полоски асбеста. Подогнав, размеры внешней и внутренней частей соединяем их, предварительно промазав клеем верхний и нижний поясок теплоизолированного муфеля. Чтобы края горшков идеально сравнялись, надо, аккуратно перевернув конструкцию, положить ее на ровную поверхность и придавить сверху чем-нибудь тяжелым. Можно просто встать на нее. В таком состоянии надо оставить сборку для просушки еще на полчаса - час. Стоять на ней при этом уже не обязательно. (см. рис. 4)
 
   Осталось еще пару штрихов. Надо вырезать из асбеста уплотнительное кольцо с диаметрами, соответствующими диаметрам горшков. Кроме того, надо обработать корпус сопротивления. Надо отрезать выводы и, при необходимости, подогнать на наждаке диаметр корпуса, чтобы он плотно, но без особых усилий вставлялся в донное отверстие нашей сборки. Вставляем его до внутреннего горшка так, чтобы закрыть всю асбестовую прокладку и промазываем клеем зазоры. Это будет смотровое окошко. Во время прогрева печки его надо закрыть каким-нибудь глиняным черепком, а лучше сделать пробку из длинной керамической бусины. Для этого надо конечно, чтобы диаметр бусины был таков, чтобы она легко, но без больших зазоров проходила в смотровое окошко. Протачиваем на наждаке с одной стороны бусины канавку и крепим в канавке ручку из толстой проволоки. Отверстие в бусине затыкаем асбестом и промазываем силикатным клеем. Получается очень удобная пробочка.
   Пора установить корпус печки на плитку и закрыть смотровое окошко. Собственно и все. Получаем готовое изделие. (см. рис 5 и рис. 6)

   Запуск
     Однако, торопиться начинать обжиг еще рановато. Установим нашу печку на рабочем месте, подложив под ножки пару кирпичей для теплоизоляции. Теперь печку прогреваем при температуре 200°C в течение 1-2 часов. Хорошо контролировать этот процесс с помощью тестера, умеющего мерить температуру. Подойдет любой недорогой китайский, с тепловым щупом до 1000°C. Нет такого? Не беда. Достаточно включить плитку на 5 мин, затем выключить на 15 мин. Потом опять включить на 5 мин ... Эту процедуру надо проделывать в течение контрольного времени сушки.
   После сушки можно приступать к обжигу. Температуру контролируем по цвету деталей через смотровое окно. Ярко красный цвет будет соответствовать нормальной температуре обжига.  (см. рис 7 и рис. 8)

    Не забывайте, что глиняные изделия необходимо сначала 2-3 дня сушить в тени, затем 2-3 часа сушить при температуре не выше 200°C, и только после этого можно производить обжиг, доведя кратковременно температуру в печи до соответствующей температуры (800-1000°C).
    Первый пробный обжиг дал положительный результат. Печка прогрелась за 1 час 15 минут. Сопло из серой шамотной глины приобрело после обжига равномерный бежевый цвет, что говорит о том, что обжиг прошел успешно. И вообще, оказалось очень удобно - загрузил изделия, включил печь и забыл на час-полтора. Потом выключил. И всех делов... ( см. рис. 9)

P.S.
   Критически настроенный читатель наверняка возразит, дескать такая простая конструкция наверняка обладает серьезными недостатками. Некоторые недостатки есть, но серьезными я бы их не назвал. Скорее это даже не недостатки, а особенности. К ним я бы отнес:
  — прежде всего, инерционность печки. Для раскачки до большой температуры может понадобиться время до 1-1,5 часа. В то же время промышленные печки зачастую обладают еще худшим показателем раскачки.
  — Не проверял, поскольку не было необходимости, но, думаю, к тепловому удару она тоже не приспособлена. Поэтому желательно открывать ее не сразу после обжига, а дать остынуть хотя бы час.
  — Верхнее положение смотрового окошка тоже нельзя назвать особенно удачным. Долго держать его открытым не рекомендуется, да в этом обычно и нет необходимости. Смотреть в окошко надо с расстояния не менее 0,5 м.
  — Поскольку нагревательный элемент находится с одной стороны, снизу, имеем некоторый градиент температур. Температура у донышка может быть заметно выше, особенно в начале нагрева. Соответственно полный обжиг крупного изделия потребует большего времени для полного равномерного прогрева. Вообще, потери тепла через корпус довольно заметные, поэтому разогреть печь до температуры более 900-950°C с 2-х киловаттной спиралью вряд ли удастся. Кому нужна температура выше, должен будет увеличить мощность нихрома.
  — Ну, и последнее, на что обращу ваше внимание, это наличие открытых асбестовых поверхностей. Их немного (прокладка), но все равно желательно работать в марлевой повязке. По-видимому, данную проблему можно как-то решить, но мне с ходу не удалось. Попробуйте сами.

Все рисунки по-шагово иллюстрируют работу.
Рис 1; 2; 3; 4; 5;

Отредактировано Дориан (2009-04-08 16:11:15)

0

2

Рис 6; 7; 8; 9;
Рис 10 - вид готовой печи.

увеличить

Отредактировано Дориан (2009-04-08 15:53:20)

0

3

Муфельная печь (вариант 2)

Чтобы сделать этот вариант муфельной печи уже придется слегка потрудиться и чутка потратиться. Зато в результате получите очень продвинутую печку широкого применения, свободную от многих недостатков первого варианта. Печь получается очень динамичной, с большим диапазоном и ровным полем температуры, фактически без открытых асбестовых поверхностей. Она уже пригодна не только для обжига керамики, но и для отпуска-закалки стали, и даже для плавки некоторых металлов.
   Не могу похвастаться, что идея этой печки принадлежит полностью мне. Однако вы вряд ли найдете точно такую конструкцию в сети, поскольку в ней использованы идеи разных авторов. Ко всему прочему, кое-что новое в плане исполнения и компоновки мне привнести удалось, чтобы сделать изготовление как можно более простым и доступным. Поэтому позволил себе дать название своей печке - МПК-2. /25.11.2008, автор Козлов И., kia-soft/

   Материалы                                     (см. рис. 1)
   Возможно что у какого-то рачительного хозяина все это уже есть под рукой, но мне пришлось прикупить: 
— так называемый "сэндвич" для дымоходов длиной 50 см (короче не делают) и диаметрами 200 Х 120 мм - 650р.;
— две крышки для него и две заглушки на 120 мм - ~300 р.;
— лист асбеста 1х1 м - 200р.;
— шамотную глину ~200г - 180р. за 20 кг;
— нихромовую спираль из провода 0,5мм на 3 кВт - копейки.
— и, наконец, надо прикупить тестер с датчиком температуры до 1000°C ~400р. Без термометра такая серьезная печка быть не должна.

    Можно лепить муфель из глины самому, но гораздо предпочтительнее раздобыть на какой-нибудь подстанции трубу из белой высокотемпературной керамики (есть у них то-ли предохранители, то-ли разрядники какие-то), с внутренним диаметром 50-70 мм. На самом деле это не так сложно. Надо только подловить, когда с подстанции будут вывозить мусор и выпросить у работяг бракованную деталь. Она может быть вдрызг разбитой, важно, чтобы был цел кусочек длиной 20 см.
    Всякую мелочевку перечислять не буду, ясно будет из описания.
   ВНИМАНИЕ! Напоминаю: работать с асбестом надо в марлевой повязке и лучше в защитных перчатках. Асбестовая пыль является канцерогеном.   (см. рис 2)

   Изготовление
   Отпилив от керамической трубы с помощью наждака или болгарки кусок в 20 см, получаем готовый качественный муфель.   
   Дальше надо намотать на него нихромовую проволоку. Сначала берем спираль, надеваем ее на металлический штырь и, потянув за один конец, развиваем ее и перематываем на какую-нибудь катушку большого диаметра. Можно на ведро. Затем, прикинув, что получается около ста витков, мотаем нихромовую проволоку на муфель, придерживаясь расстояния между витками ~2мм. Не забываем оставить концы для подсоединения с одной стороны 10-15 см, с другой 30-35см. Концы должны быть из двойной проволоки. Чтобы намотка не соскочила, крепим ее с краев скотчем. Обычно рекомендуют мотать нихром вместе с толстой проволокой, после снятия которой, намотка получается равномерной. Но мотать две проволоки сразу - жуткий гимор, к тому же, если руки не дрожат после вчерашнего, то никаких проблем с равномерной намоткой не будет и без этих приблуд. (см. рис 3 и 4)
     Теперь надо закрепить и изолировать спираль на муфеле с помощью обмазки. Для нее готовим смесь из 50% шамотной крошки и 50% шамотной глины. Шамотная крошка - это толченый шамотный кирпич. В пыль толочь не обязательно. Нужно где-то 300-400г продукта. Замешиваем состав с водой, как можно гуще, но чтобы он был однородный и не рассыпался. Этой мутью обмазываем муфель снаружи слоем около 10 мм. (см рис 5 и 6)
    Со стороны короткого вывода лепим на муфеле донышко, толщиной 10-15 мм. В процессе обмазки надо аккуратно удалить скотч. Сырая, но довольно густая глина хорошо удерживает выводы от нештатного поведения.
   Ставим наше произведение в уголок на просушку. Через сутки проверяем результат. Обычно при высыхании на обмазке образуются трещинки из-за сжатия высыхающей глины. Народ в нете ломает копья и тратит кучу драгоценного времени на изобретение "нетрескающихся" составов. Думаю это лишнее. Просто еще чутка промазываем образовавшиеся трещинки тем же составом и продолжаем сушить в тенечке еще пару суток. После вторичной подмазки трещин не остается. (см. рис. 7)
   Один нюанс - надо подловить момент, когда обмазка будет уже довольно плотной, но еще сыроватой, и подать на выводы напряжение буквально секунд на 5-10. Это нужно, чтобы нихром организовал под себя достаточный канал для нормальной работы при нагревании. Тезис спорный, но так рекомендуют бывалые "печники". Не повредит.
     После высыхания нам остается только сделать окошко для датчика температуры.     Нужна керамическая изоляционная бусина диаметром 12 мм и длиной ~40 мм, или любая подходящая керамическая трубочка для установки датчика. Перовым сверлом 12 мм в донышке муфеля высверливаем отверстие под бусину, насквозь, но только так, чтобы острая часть сверла чуть-чуть вышла с другой стороны. В образовавшееся свободное место вклеиваем бусину на клее "Термосталь" или просто на шамотной глине. (см рис. 8 и 9)
    В таком виде муфель уже рабочий и готов к установке в корпус.   А корпус у нас уже почти готов. Вышеупомянутый "сэндвич" это две жестяные трубы с теплоизоляционной прокладкой из минеральной ваты - чем не корпус для печки? Проблема только одна. Длина. Меньше 50 см, похоже, не делают, а нам надо 35 см. Вооружаемся ножовкой, а кто покруче - болгаркой, и отфигачиваем лишние 15 см внешней трубы. Берем минвату из отрезанного куска и добавляем, где ее не хватает в нашем корпусе. Минвату руками брать не рекомендую даже в перчатках. Надо отщипывать плоскогубцами и ими же подтрамбовывать при укладке. Кстати, марлевая повязка тут тоже очень и очень рекомендуется. Теперь одеваем крышку с одной стороны и фиксируем ее 10 мм лепестками, вырезанными на торце внутренней трубы. Надеваем крышку с другой стороны и отрезаем выступающую часть внутренней трубы, оставляя запас 10 мм. Используем этот запас для организации лепестков крепления второй крышки. Вот собственно и весь корпус. ( см. рис. 10 и 11)
      Теперь мы имеем муфель диаметром 75-80мм и корпус с внутренним диаметром 120 мм. Нестыковочка. Компенсируем разницу, намотав на муфель полосу асбеста шириной 22 см, так, чтобы муфель с намоткой асбеста плотно входил в корпус печки. Длинный конец нихрома укладываем между витками асбеста и выводим к донышку муфеля. С открытой рабочей части утапливаем муфель на глубину 5 см. и закрываем внутреннюю трубу заглушкой.  (см. рис. 12 и 13)
     В задней части сначала прокладываем донышко муфеля кругами асбеста в 3-4 слоя, не забыв сделать дырки для подвода термодатчика и вывода концов нихрома. И тоже затыкаем заглушкой. Но предварительно в заглушке организуем посадочное место для электрического шнура. Я использовал для этого керамический стыковочный узел от шнура старого утюга, и пару керамических бусин. Шнур продел в отверстия этого изоляционного узла и подсоединил к выводам нихрома. (см. рис. 14 и 15)
  Естественно выводы нихрома надо одеть в керамические бусы. Чтобы избежать закорачивания в месте соединения шнура и нихрома, это соединение я сделал на керамической вставке из стандартного лампового патрона. Согласен, конструкция не слишком изящная, но вполне рабочая. Впрочем, можете проявлять инициативу, но разумную. Да, и обязательно надо сделать отверстие 5 мм в заглушке для подвода термодатчика к муфелю. (см. рис. 16 и 17)

   Запуск
    В таком виде печка уже может работать, хотя для удобства еще надо многое сделать. Ножки, ручку, смотровое окошко и т.п. Кому не терпится, может установить на кирпичи и начать... Нет же, не обжиг, а как обычно - сушку. Подведя термодатчик и включив печку, сушим муфель при температуре 200°C 2-3 часа.
   А вот после сушки можно и обжигать. Впрочем, в таком виде это делать неудобно, но пробный пуск сделать можно, и даже нужно. Если печка работает нормально, и температура доходит до 950°C, то можно завершить ее конструкцию всеми вышеупомянутыми прибамбасами типа ручки, ножки и т.д.. Ножки удобно сделать из перфорированных уголков 90 Х 40, а в качестве ручки можно взять металлическую дверную. Но это уже дело вкуса. (см. рис. 18)
    Пробный пуск печки показал, что время потрачено на нее не зря, поскольку
  — печка оказалась очень динамичной, 950°C было получено за полчаса.
  — 950°C это явно не предел. Просто я дальше греть побоялся - датчик жалко.
  — Открытых асбестовых поверхностей тоже практически нет, хотя осторожность все-таки не повредит.
  — Опять-таки не проверял, но уверен, что тепловой удар муфель из кварцевой керамики наверняка будет хорошо держать.
   БУДТЕ ОСТОРОЖНЫ! Передняя заглушка, та, которая с открытой стороны муфеля, нагревается до очень большой температуры. Руками хватать категорически не рекомендую. При необходимости открывать эту крышку в процессе работы, посадите ее на петлю и сделайте сильно теплоизолированную ручку с большим выносом. (см. рис. 19)
    В процессе эксплуатации, через некотороке время, выяснил, что приходится частенько открывать переднюю заглушку во время работы, и не только. А там асбестовая намотка. Нехорошо. Обмазал ее термоклеем Термосталь. Работал после этого довольно активно, обмазка не пострадала. Таким образом можно окончательно снять вопрос открытых асбестовых поверхностей.

   Вот, пожалуй, и все. Если хотите небольшую, но очень приличную муфельную печь, то могу рекомендовать этот проверенный вариант. Если конечно не жалко ~2000р., но кто в курсе цен на промышленные печи, понимает, что это фактически даром. (см. рис 20)

P.S.
   Датчик температуры, падла, все-таки не выдержал. Нет, пока я его не трогал он работал, но когда решил вытащить - посыпался. Китай - он и в Африке Китай, а в России тем более... По-видимому, для работы с температурами в районе 1000°C его необходимо заармировать в шамотную глину. Но интересный факт: скрутка из оставшихся проводов датчика тоже работает. Не знаю только насколько точно.

Рис. 1;2;3;4;5;

Отредактировано Дориан (2009-04-08 16:06:06)

0

4

.Рис. 6;7;8;9;10;

Отредактировано Дориан (2009-04-08 16:06:46)

0

5

.Рис. 11;12;13;14;15;

Отредактировано Дориан (2009-04-08 16:07:25)

0

6

.Рис. 16;17;18;19;20.

Отредактировано Дориан (2009-04-08 16:08:11)

0

7

Вид самой печи.

0

8

Источник всей вышесказанной информации - http://www.kia-soft.narod.ru/interests/ … ratory.htm
+ др. информация.

+1


Вы здесь » Ремесло » Гончарное дело. » Изготовление муфельной печи для обжига керамики.


Создать форум | Игры | Новости