Муфельная печь для расплава или закалки металлических изделий – прибор, позволяющий домашнему мастеру выполнить определенную работу. Простой агрегат, способный работать на разных видах топлива, доступен для самостоятельного изготовления. Достаточно обладать навыками выполнения слесарных и электросварочных работ.
Устройство и схема
Устройство муфельной печи для плавки металла состоит из:
- в большинстве случаев стального корпуса. Для домашнего использования лучше выполнить его из жаростойкого металла или нержавейки. Но можно использовать конструкционную сталь. Толщина листа — 1,5-2 мм;
- слоя внутренней теплоизоляции. Для домашних печей используют шамотный кирпич или другой теплоизоляционный материал, выдерживающий температуры нагрева до 10000 — 12000;
- стальной корпус можно обложить наружным слоем керамических плиток или огнеупорным кирпичом;
- электрических или газовых нагревательных элементов. Газовые горелки лучше приобретать в специализированных магазинах. Электрическая печь может оснащаться самодельными спиралями из нихрома или фехраля. Толщина проволоки – 1 мм. Фехралевая проволока дешевле, но она уступает нихрому по уровню сопротивлению воздействия агрессивной среды и долговечности спирали;
- системой автоматического или ручного управления работой техники. Установив тепловые датчики, вы сможете легко управлять температурным режимом и временем поддержания заданной температуры.
Материалы и элементы для работы
Муфельная печь для плавки алюминия своими руками или закаливания стальных деталей: для производства подготавливаем полный набор материалов. Нам потребуется:
- шамотный кирпич;
- теплоизоляция;
- листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции;
- огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор;
- электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.
Необходимые инструменты
Инструмент должен быть исправным:
- инструмент электрика;
- инструмент каменщика, шпатель;
- сварочный аппарат и средства защиты сварщика;
- сварочные электроды для сваривания конструкционной стали;
- болгарка с защитными очками;
- зачистной и отрезные диски;
- электродрель с набором сверел.
Пошаговая инструкция по изготовлению
Для такого прибора лучший вид топлива — электричество. С его помощью можно разогреть металл до температуры плавления. Разберем подробно этапы проведения работ по самостоятельному изготовлению нагревательного агрегата.
Изготовление конструкции муфеля
В зависимости от материала и конфигурации корпуса начинаем делать отсек для нагрева металла. Можно сделать печь и без стального каркаса, но тогда потребуется уложить агрегат в слой теплоизоляции. Используем материалы, способные выдерживать высокие температуры. Но, лучше сделать коробку из листового металла или из старой бочки или даже холодильника. Этапы работ:
- Начинаем готовить блоки для обкладки огнеупорной камеры. Для небольшой камеры понадобится 7 шамотных больших кирпичей. С их помощью можно соорудить прямоугольную или цилиндрическую камеры нагрева и закаливания металла. Если требуется соорудить круглый отсек, понадобится болгаркой вырезать трапециевидные заготовки и предварительно укладывать их в конструкцию, намечая каждую деталь.
- Подрезав грани, устанавливаем детали на ровную поверхность, и несильно стягиваем их проволокой. Проверяем плотность прилегания граней блоков и отсутствие больших зазоров. Если нужно, подрезаем блоки и снова собираем всю конструкцию на проволоке.
- Обеспечив плотность прилегания деталей, выкладываем их в ровный ряд и длиной линейкой размечаем пазы для укладки нагревательных элементов печи — спиралей из нихромовой проволоки. В зависимости от диаметра самодельной или покупной спирали размечаем ряды так, чтобы они не соприкасались между собой. Если это произойдет – это грозит коротким замыканием и сработкой автомата, и это в лучшем случае. Минимальный зазор – 20-30 мм.
- Канавки выбираем дрелью с шарошкой или сверлом или болгаркой. Борозды лучше сделать под небольшим уклоном вниз, чтобы спирали не могли выпасть. Работа кропотливая и требует внимательности, не торопимся.
- После проверки точности пропилов и исправления, неточных мест стыковки пазов, переходим к сборке муфельной конструкции. Закрепляем блоки с помощью термостойкого клея или раствора. Самодельную смесь готовим из равных частей шамотной глины и просеянного кварцевого песка.
Для изготовления муфеля, небольшого по габаритам, можно использовать простую глину. Для этого выполняем несколько дополнительных операций:
- Из картона или тонкого пластика делаем опалубку для заливки жидкого раствора глины, либо можно использовать обрезанную бочку. Учитываем толщину стенок и размеры корпуса печи.
- Замачиваем раствор на 2-3 дня, чтобы он растворился и разбух. Такая смесь становится пластичной.
- После этого заливаем в опалубку раствор. Толщина стенок – 50-70 мм. Обязательно уплотняем и протыкаем его тонким стержнем для удаления пузырей воздуха и монолитности конструкции.
- Оставляем деталь до полного засыхания глины. Делаем пазы для укладки спиралей или отверстия для установки газовых горелок и вывода проводов.
- Готовый глиняный муфель обязательно закаляем в печи и только после этого устанавливаем в корпус.
Такая монолитная обожженная конструкция будет прочной и не уступит по характеристикам муфелю из шамотного кирпича.
Готовим и устанавливаем нагревательную спираль
Спираль можно приобрести в магазине или намотать самостоятельно (толщина проволоки нужна — 1,2 мм.):
- Понадобится запас проволоки из нихрома или другого сплава, и простой пруток подходящего сечения. Зажимаем конец прутка и проволоки в тисках и начинаем плотно наматывать спираль.
- Витки можно укладывать вплотную, но без перехлестов. После намотки спираль немного растягиваем по длине, чтобы между витками был определенный зазор.
Далее:
- Готовые спиральки укладываем в подготовленные пазы в корпусе муфеля и фиксируем скобками из нихрома. Устанавливая скобки, следим, чтобы они не перемкнули виточки между собой. Для крепления еще используют раствор для кладки кирпича из глины и песка. Этот материал не проводит электрический ток.
- Рассчитанные по мощности спирали обеспечат высокую температуру в печи. Для увеличения производительности и экономии электроэнергии советуем сделать несколько нагревательных контуров, которые можно включать отдельно. Так мы сможем поддерживать необходимую температуру в начале обжига металла и постепенно доводить ее до максимальной.
- В местах выхода из корпуса закрываем проволоку керамическими предохранителями, а сразу после выхода подключаем медный электрический кабель большого сечения. Заводим кабель в электрический щиток и подключаем его к отдельному автомату. Печь должна быть надежно защищена от токов короткого замыкания, для защиты обязательно заземляем ее и подключаем к отдельному УЗО.
Важно! Для домашней печи лучше использовать нихром. Этот материал способен выдерживать высокую температуру и длительное нахождение в агрессивной среде. Минимальное сечение витков спирали – 1 мм.
Для нагрева деталей можно использовать газовые горелки.
Работы по установке в муфель газовой горелки
Газовый нагревательный элемент лучше приобрести в магазине, хотя народные умельцы могут выполнить эту работу своими руками. Но, советуем подумать о безопасности и отправиться в специализированный магазин.
Если вы обладаете опытом изготовления аналогов, такую конструкцию делаем по определенной схеме:
- для изготовления корпуса горелки подготовим отрезок стальной, лучше медной трубки. Диаметр 8-10 мм. Длина заготовки – 150 мм;
- возле одного конца сверлим сквозное отверстие для соединения с газовой трубой или шлангом;
- на боковой стенке размечаем и сверлим несколько отверстий. Отверстие делаем только с одной стороны. Эти отверстия служат для поджигания факела;
- на обоих концах горелки нарезаем резьбы;
- посередине горелки сверлим не сквозное отверстие, оно будет служить для сброса газа;
- торцевую сторону закрываем. Накручиваем заглушку. Ко 2 стороне подсоединяем шланг от газового баллона.
Горелка устанавливается с помощью хомутов. Не забываем установить на подводящем шланге клапана, защищающего от обратного удара.
Финальные работы
Муфельная печь-горн своими руками почти готова. Остается собрать все детали в единую конструкцию. Полость между муфельным устройством и корпусом — заполняем свободное пространство утеплителем.
Если нужна печь для плавления небольшого количества металлов, на верхней детали делаем небольшой вырез по габаритам тигля и ужесточаем края прутком или уголками. Теперь после включения печи в работу можно устанавливать тигель с медью или алюминием и расплавлять металл.
После окончания всех работ проверяем правильность сборки и включаем прибор в сеть переменного тока. Сначала печь будет сильно дымить. Не пугайтесь – это выгорает смазка, краска или грязь. После первого включения дыма станет значительно меньше.
Правила эксплуатации
Электрические или газовые печи для расплавления материалов или закаливания деталей – приборы повышенной опасности.
Перед началом работ обязательно проверяем надежность подключения к газовой сети или изоляцию проводов и состояние спиралей. В помещении необходимо обеспечить надежную систему вентиляции.
Печь устанавливаем на теплоизоляционную подставку. Лучше взять несколько шамотных кирпичей и склеить их жаростойким клеем.
Не рекомендуем работать в такой одежде, как на фото:
Только спецодежда сможет защитить вас от ожогов при работе с расплавленным металлом. Только спилковые перчатки соответствуют правилам охраны труда. Одежда должна быть из плотного материала. Все участки тела — закрыты, обувь — из плотной кожи или заменителя. Никаких тапочек или сланцев.
Вывод
Самодельные или промышленные печи для закаливания металла или его плавления – данные конструкции должны обеспечивать безопасность и комфортность в работе с нагревательными приборами. Сделать конструкцию самостоятельно несложно, справиться сможет даже новичок. Главное, внимательно и ответственно выполнять все рекомендации и правила работ.