Муфельная печь своими руками: для закалки или плавки металла, на газу для керамики

Нагревательные печи — печи, предназначенные для нагрева металла перед последующей обработкой под высоким давлением — штамповкой, прокаткой или ковкой. В зависимости от конструкции и условий эксплуатации печи подразделяются на несколько видов. Особенности нагревательных печей разных видов.

Принцип работы

Разность температур оси заготовки и поверхности влияет на равномерность нагрева материала, которая играет большую роль при проведении пластической деформации. Пластические свойства материала зависят от температуры нагрева, в связи с чем неравномерный нагрев может стать причиной деформации. Уменьшение разницы температур увеличивает качество проката и время нагрева заготовок, понижая производительность печи и повышая угар металла.

нагревательный элемент печи

Назначение

Печи для металла предназначены для выполнения нескольких целей:

  • переплавки металлического лома;
  • плавки руды для получения деталей из металла;
  • термической обработки заготовок во время ковки.

Устанавливается подобное оборудование на территории крупных предприятий, небольших мастерских.

Печи для обжига сырья и полупродуктов

Многоподовая печь представляет вертикальный цилиндр диаметром 4—8 м и высотой 4—12 м, разделенный по высоте горизонтальными подами. Исходная шихта загружается на верхний под и последовательно перемещается с пода на под перегребающим устройством, состоящим из центрального вала и рукоятей с гребками. Топливо и воздух подаются в печь через окна, имеющиеся на каждом поду.

Барабанная вращающаяся печь имеет форму горизонтально расположенного цилиндра диаметром 2—5 м и длиной 20— 150 м. Шихта и топливо поступают в печь обычно с противоположных концов печи. Движение шихты происходит вследствие вращения и некоторого наклона самой печи.

Агломерационная машина состоит из непрерывно движущейся цепочки стальных решеток шириной 1—4 м и длиной 10—50 м. Шихта насыпается слоем на поверхность решеток и зажигается в голове машины, а воздух, необходимый для обжига, просасывается через слой материала на решетках.

Печь для обжига в кипящем слое представлена камерой, имеющей поперечный размер 2—8 м и высоту 3—15 м. Воздух, поступающий в печь через под с большим числом отверстий, поддерживает обрабатываемый материал в состоянии непрерывного движения, напоминающего кипение жидкости.

Характеристики

Параметры плавильных печей, от которых зависит производительность, сферы применения оборудования:

  • мощность (для электрических моделей);
  • количество нагревательных элементов;
  • тип применяемого топлива;
  • размеры, масса оборудования;
  • параметры рабочей камеры;
  • объем и материал, из которого изготовлен тигель;
  • толщина стенок рабочей камеры;
  • тип передачи тепловой энергии;
  • наличие дополнительных функций.

Характеристики печей для термообработки металлов указываются в государственных документах ГОСТ 27462-87, ГОСТ 27727-88, ГОСТ 27729-88, ГОСТ 27867-88, ГОСТ 28721-90.

Фото 631Плавильная печь (Фото: Instagram / termolitofficial)

Виды печей

Нагревательные печи подразделяются на несколько видов:

  • Методические, или непрерывного действия.
  • Нагревательные колодцы, или периодического действия.

Разновидности муфельных печей

Газовая муфельная печь

Нагревательные приборы различаются по нескольким показателям, что не особо отражается на их эксплуатационных характеристиках.

В среде специалистов принята классификация по определенным категориям.

Источник энергии:

  • электричество;
  • природный газ;
  • коксующийся уголь;
  • дрова.

Тип защиты содержимого:

  • в воздухе (только механическая);
  • газовая среда (аргон, гелий, азот);
  • вакуум.

Конструкция корпуса (способ загрузки):

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • отделяемые (колпаковые).

Степень нагрева:

  • умеренный;
  • средний;
  • высокий;
  • сверхвысокий.

Существует градация по конструкционным, огнеупорным и электропроводящим материалам, используемым в производстве печек.

Печи для нагрева и термической обработки цветных металлов

Методическая печь обычно имеет прямоугольное рабочее пространство, вытянутое по горизонтали. Нагреваемые изделия непрерывно передвигаются механическими толкателями от загрузочного торца печи к торцу выгрузки нагретых изделий. Температура методической печи по ее длине не одинакова и имеет максимальное значение на стороне выгрузки изделий. Топливо подается в методическую печь со стороны выгрузки изделий, а отходящие газы отводятся через отверстия в поду в воздухоподогреватели.

Камерная печь отличается от методической печи несколько меньшими размерами и периодичностью в работе, так как нагреваемые изделия неподвижно лежат на поду от начала и до конца нагрева, после чего происходит смена всей садки печи. Температура по всему рабочему пространству камерной печи одинакова. Нагревательные и термические печи для цветных металлов и сплавов во многих случаях работают на электронагреве.

Принцип работы

Как функционирует индукционное оборудование:

  1. Принцип работы основан на действии трансформатора. Конструкция имеет специальный индуктор, который отвечает за первоначальную обмотку.
  2. При подаче напряжения индуктор охлаждается водой, чтобы оборудование могло работать длительное время без перерывов.
  3. В тигель загружается металл, который нужно расплавить. Расходный материал является нагрузкой и второй трансформаторной обмоткой.
  4. При работе индуктора создается электромагнитная зона. Металл начинает нагреваться под воздействием напряжения до максимальной температуры.

Уровень напряжения выбирается зависимо от вида металла, выбранного для плавки.

Виды и условия обработки сырья

Муфельная печь для закалки металла

В процессе обработки заготовок могут использоваться различные способы обработки по времени и степени нагрева, длительности и способам охлаждения. Также могут применяться те или иные способы защиты заготовок.

Технология обработки материалов применяется следующая:

  • Керамика. Открыто, 600ºС.
  • Фарфор. Открыто, 800ºС.
  • Фаянс. Открыто, 1000ºС.
  • Майолика. Открыто, 1200ºС.
  • Закалка режущих металлических изделий. Аргон 800ºС.
  • Плавка цветных металлов. Аргон 800-1200ºС.

Отклонение от инструкции приводит к ухудшению качества готовой продукции или порче загруженного вещества.

Печи для приготовления и плавки литейных сплавов

Индукционная печь состоит из огнеупорного тигля, вмещающего в себя от 1 до 30 т расплава. Загружаемые в печь металлы нагреваются и плавятся за счет тепла, выделяющегося в самом металле при преобразовании в нем электрической энергии индуктируемой специальной обмоткой ( индуктором), окружающей тигель снаружи.

Дуговая вакуумная печь состоит из водоохлаждаемого тигля (кристаллизатора), изготовленного из сплава того же состава, что и выплавляемый в печи, или из меди. Кристаллизатор герметизирован и соединен с камерой, находящейся под вакуумом, что обеспечивает высокое качество получаемых в печи сплавов. Сплавы получаються при плавлении под действием электрической дуги расходуемого электрода.

Изготовление печи

Если нет возможности купить печь для термической обработки металлов, ее можно собрать самостоятельно. Для этого нужно подготовить инструменты, расходные материалы.

Инструменты и материалы

Выбор расходных материалов, инструментов зависит от типа будущей печи. Примерный набор:

  1. Листовой металл.
  2. Шамотные кирпичи.
  3. Металлические профиля, уголки.
  4. Нагревательные элементы.
  5. Жаростойкий герметик.
  6. Петли, огнестойкое стекло.
  7. Термометр, провода, механизм для регулировки температурного режима.
  8. Сварочный аппарат.
  9. Болгарка с дисками по металлу, камню.
  10. Электродрель со сверлами.
  11. Щетка по металлу.
  12. Антикоррозийный состав.
  13. Кельма, шпатель, кладочный огнеупорный состав (можно использовать глину).

Дополнительно понадобится спецодежда, защитные очки, респиратор.

Подготовительные работы

Прежде чем начинать сборку печи нужно выполнить подготовку:

  1. Сделать надежное, ровное основание. Лучше, если оно будет изготовлено из бетона или блоков газобетона.
  2. На металлические листы, уголки, швеллера нанести разметку, обрезать их по требуемым размерам.

Если рабочая камера будет изготовлена из шамотного кирпича, нужно сложить его так, как он должен выглядеть в конечном виде. Следует отметить кирпичи, которые нужно укоротить, разрезать их болгаркой с диском по камню.

Фото 635Шамотный кирпич (Фото: Instagram / terrakot45)

Для закалки

Сборка печи для закалки металла:

  1. Из досок сколотить опалубку цилиндрической формы.
  2. Залить ее глиной, которую нужно предварительно замочить на 3 дня в воде.
  3. Подготовить на опалубке выступы, в которых будет закреплена нагревательная спираль.
  4. В месте, где нагревающая проволока будет выходить наружу, закрепить керамическую втулку.
  5. Подключить проволоку к трансформатору с регулятором напряжения, опробовать печь.

Для ковки

Для ковки металла нет смысла собирать сложную электрическую печку. Можно сделать классический газовый горн:

  1. Из шамотного кирпича собрать корпус рабочей камеры. В верхней части оставить небольшое отверстие под закрепление горелки.
  2. Кирпичи соединить на жаропрочный герметик.
  3. Из металлических уголков сварить корпус для ручного горна.

Останется сделать дверцу, подвести горелку.

Фото 636Самодельный газовый горн (Фото: Instagram / kovka.mebel.sochi)

Для плавки

Для плавки металлов можно собрать такую же печь, как для закалки. Важно установить больше рядов нагревательной проволоки, мощный трансформатор с возможностью регулировки напряжения.

Промышленные газовые печи

Во многих отраслях промышленности используются термические нагревательные печи газового типа. Они являются одним из звеньев технологического цикла в различных областях производства — начиная от металлургии и заканчивая изготовлением строительных материалов.

Нагревательные печи в большинстве своем имеют одинаковую конструкцию, состоящую из рабочего пространства, топки, дымохода, рекуператора, дымовой трубы и дополнительных устройств.

Техника безопасности

Ручки делают из диэлектрического пластика

Муфельная печь потенциальное опасное устройство, требующее соблюдения таких мер безопасности:

  • витки не должны соприкасаться друг с другом, иначе произойдет короткое замыкание;
  • для замазки можно использовать глину или термостойкий силикон;
  • ручки нужно делать из диэлектрического пластика.

При работе с печкой нужно пользоваться эффективной вентиляцией.

Переносные печи

Электрические нагревательные печи компактных размеров, отличающиеся удобством эксплуатации и ремонта и не нуждающиеся в обустройстве дымоходов и фундаментов. При необходимости ремонта переносная печь заменяется новой моделью при помощи мостового крана, что позволяет свести к минимуму простои основного оборудования.

Муфельная печь – универсальный помощник

Муфельная печь – это устройство, которое упростит жизнь тем, кто работает с металлами. Это практически незаменимый инструмент. Сегодня современные муфельные устройства – это дорогая техника, со своими нюансами, сложностями и особенностями.

Легче сделать это своими руками, тем самым уберечь себя от заводского брака, понять технологию производства, получить новый опыт, необходимый для развития.

Механизированные и полумеханизированные печи

Разновидность печей, загрузка и выгрузка заготовок в которые осуществляется при помощи дополнительных механизмов.

Механизированные камерные печи могут устанавливаться в поточную линию вместе с прочим оборудованием благодаря ритмичности выдачи заготовок. Самыми простыми с точки зрения эксплуатации и конструкции являются толкательные печи.

нагревательная печь

Изготовление тигля из глины

Можно изготовить тигель из шамотной глины. Это недорогой вариант и к тому же обладающий высокой стойкостью к большим температурам. Такую глину используют при кладке печей и ее можно купить в любом строительном магазине. Шамотная глина способна выдержать температуру до 1600 градусов по Цельсию.

Итак, понадобится шамотная глина (продается в мешках в строительных магазинах), жидкое стекло (продается там же) и молотый шамот. Его можно купить или изготовить из шамотного кирпича.

Для того чтобы сделать смесь, из которой в будущем будет вылеплен тигель, берется 7 частей глины, 3 части шамота и на литр сухой смеси 10 ложек жидкого стекла. Смешивается шамот и глина до однородного состояния. После этого потихоньку доливается вода. Чтобы не испортить заготовку можно часть смеси отсыпать, а в случае большого количества воды — добавить сухого порошка. Месить нужно до момента, когда глина перестанет липнуть к рукам.

Только после того, как будет замешана глина нужной консистенции, можно добавлять стекло. При добавлении стекла нужно тщательно все вымешивать до состояния, когда глина перестанет трескаться. Лучше всего в ком глины добавить стекло и раскатать в рулон, потом несколько раз сложить и повторять процедуру до тех пор, пока не перестанет трескаться. Материал для тигля готов. До того момента когда он будет использован, хранить нужно в нескольких слоях целлофана.

Глина есть, теперь чтобы изготовить тигель нужно взять форму, самый простой способ – это использование гипсовой формы. Как сделать такую форму можно найти на любом сайте по лепке из гипса. Итак, непосредственно изготовление тигля.

Перед началом лепки нужно отбить весь воздух из глины, для этого на пол можно постелить газету и несколько раз с силой бросить ком на него, раз десять будет достаточно. Теперь берется ком глины и тщательно вминается в дно формы, после этого небольшими комочками формируются стены изделия. Их толщину можно контролировать по краю формы. Очень важно тщательно приминать глину к форме, чтобы там не образовалось воздушных подушек. После того как тигель вылеплен, нужно сделать ровной внутреннюю поверхность. Для этого достаточно смочить глину водой.

После этого наступает момент сушки. Форма с глиной помещается картонную коробку и накрывается крышкой. Часов через семь вся вода из глины испарится и форма будущего тигля немного «сядет», так что достать ее из формы не особо сложно. После этого тигель продолжает сушиться в той же коробке, по мере сушки все дефекты сами собой устранятся и горшочек приобретет серый окрас. Иногда могут появиться небольшие трещинки. Их можно замазать мокрой глиной. Далее горшки обжигаются при температуре 800 градусов в муфельной печи. После обжига тигель готов к использованию.

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...