Как сделать печь для обжига керамики своими руками
Классификация
Специальные печи для обжига производятся промышленно. Среди них есть и профессиональное оборудование, которое стоит довольно дорого (от 35 тыс. рублей). Однако покупать такие устройства необязательно. Их можно сделать и своими руками.
Существует несколько классификаций печей для обжига. Одним из наиболее важных критериев является рабочая температура.
Наивысшая категория – это оборудование, где нагрев производится до 1400-2000 °С.
Следующая группа – это печи, функционирующие при температуре 900-1400 °С. При умеренных показателях работают агрегаты третьей категории (400-900 °С). И последняя группа характеризуется низкотемпературным режимом (до 500 °С). Наиболее выгодными являются печи с возможностью регулировать температуру.
В зависимости от используемых источников энергии подобные устройства для обжига подразделяются на электрические, газовые и твердотопливные. Промышленные образцы бывают только первого и второго типов. Что касается оборудования, работающего на дровах, то это могут быть только самодельные печи. Использование твердого топлива не способно обеспечить нагрев до высоких температур.
Еще одним важным показателем работы печи является ее мощность. Для небольших агрегатов с объемом камеры до 50 л необходимо руководствоваться следующим правилом: 100 Вт на каждый литр. Если же агрегат отличается большими объемами камеры (100-500 л), соотношение будет другим: 50-70 Вт на 1 л.
По конфигурации печи разделяются на три вида:
- Колпаковые.
- Трубчатые с вертикальной загрузкой.
- Камерные с горизонтальной загрузкой.
К преимуществам трубчатых устройств можно отнести равномерное распределение в них жара. Два других вида больше подходят для серийного производства и обжига крупных изделий. Недостаточно опытным мастерам подойдут печи, оборудованы смотровым окошком, позволяющим контролировать процесс обжига.
Современные агрегаты оснащаются огнеупорными элементами, изготовленными из качественных материалов, которые отличаются небольшой массой и низкой теплопроводностью. Тяжелые конструкции с использованием шамота уже ушли в прошлое.
Цена оборудования
При наличии достаточных финансовых средств можно приобрести хорошую заводскую печь стоимостью примерно 30 тыс. руб. Если же нужно настоящее профессиональное оборудование, оно обойдется в 100-200 тыс. руб. Однако можно попробовать соорудить подобное устройство для обжига глины своими руками. Далее речь пойдет о технологии изготовления 30-литровой электропечи, работающей от сети 220 В.
Изготавливаем устройство сами
Подобные агрегаты разделяются на следующие два вида: муфельные и камерные. Первые получили свое название от цельной огнеупорной камеры – муфеля, за которым, как правило, скрывается нагревательный элемент.
В камерном отопительном устройстве ТЭН проложен прямо внутри конструкции. Технология изготовления такого оборудования и будет описана далее в статье. Муфельная печь для обжига керамики отличается особой сложностью исполнения, поскольку огнеупорную камеру соорудить непросто. Кроме того, конструкция такой печи приводит к большим потерям тепла.
Начиная монтаж устройства, стоит запастись терпением и необходимыми материалами. Среди основных составляющих конструкции отмечают стальную коробку, огнеупорную камеру и нагревательный элемент.
Для создания печи подойдет корпус старой стиральной машины. Его также можно изготовить самостоятельно из оцинкованной стали. Размеры примерно таковы: длина и ширина – по 50 см, высота – около 1 метра.
Определившись с корпусом, необходимо позаботиться об установке печи. Для этого понадобится уголок или труба диаметром 15 мм, которую фиксируем ко дну. По краям сваркой прикрепляются ножки, для изготовления которых понадобится труба чуть большего диаметра.
Затем нужно укрепить верхнюю часть корпуса, дверцу и хотя бы одно ребро (то, на которое будут привариваться петли для створки).
На дно корпуса нужно разместить слой базальтовой ваты толщиной 10 мм. Чтобы защитить ее от смятия огнеупорной камерой, на материал следует уложить несколько отрезков уголка или профильной трубы. Поверх ваты укладывается лист металла.
Теперь переходим к монтажу огнеупорной камеры. Существуют разные виды материалов, которые могут быть использованы в процессе работы. Например, довольно эффективными являются огнеупорные волокнистые плиты. Их можно как приобрести определенного размера, так и разрезать самостоятельно. Для стенок и дверцы понадобится шесть штук.
Однако у этих плит есть недостаток – их цена. Потому воспользуемся шамотным кирпичом. Для соединения отдельных элементов кладки оптимальным вариантом станет мертель. Однако для этой цели вполне подойдет и огнеупорная глина либо специальная жаропрочная смесь. Чтобы кладка прочно держалась на стали, в состав добавляют до 30% цемента.
Кладочные работы необходимо выполнять очень аккуратно, чтобы кирпичи максимально плотно прилегали друг к другу. Толщина швов не должна превышать 5 мм. При необходимости бруски можно немного подпилить до требуемого размера.
Приступаем к кладке дна корпуса. Сначала нужно подготовить два разных раствора: один необходим для швов, второй – для укладки на металл. В последнем составе используется цемент. В смесь требуется добавить воду и размешать. Каждый кирпич нужно хорошенько смочить в жидкости, чтобы раствор не высыхал слишком быстро.
Далее процедуру необходимо повторить для стенок конструкции. Сначала размещается слой ваты, который в дальнейшем накрывается металлическим листом. Затем делается кладка. При расположении кирпича плашмя вату использовать необязательно.
Сложнее выполнять верхнюю часть конструкции. Для этого верхние бруски на стенках необходимо наклонить, и по ним уже размещать следующие кирпичи для получения формы трапеции.
В завершение выполняем кладку дверцы. По периметру нужно вырезать четверть так, чтобы полученный выступ заходил в ее проем.
Следующим шагом устанавливаем створку. Сначала привариваются петли, затем дверца плотно притирается. Нельзя допускать возникновения большого зазора между кирпичами на створке и в корпусе. Теперь понадобится некоторое время на то, чтобы печь подсохла.
Далее переходим к прокладыванию канавок, куда будет монтироваться нагревательная спираль, изготовленная из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина изделия должна быть 1,5 мм, а диаметр витков – 12 мм.
Канавки изготавливаем такими, чтобы спираль полностью помещалась в них.
Чтобы иметь возможность менять температурный режим, спираль прокладываем в два контура. Ее окончания выводятся наверх. Там нужно установить керамическую пластину, которую можно взять с конфорки. Концы проволоки крепятся болтами.
Для регулировки температуры устанавливается переключатель, оснащенный пятью контактами: 2 и 3 с разных сторон. К двум из них подсоединяются фаза и ноль. Провода от керамической пластины подключаются к трем контактам. Одним из кабелей замыкаются крайние поверхности соприкосновения изделия.
При правильном подсоединении печь для обжига глины будет иметь три разных температурных режима. На первом нагрев получится минимальным, что достигается подключением обоих контуров последовательно. Средний температурный режим будет при подсоединении только одного из контуров. При этом нужно подсоединять нижний элемент, чтобы хорошо прогревались и те изделия, которые будут стоять в самом низу. И максимальная температура получится при подключении обоих контуров параллельно.
Наша печь для обжига керамики практически готова к эксплуатации. Но прежде чем ее использовать, агрегат необходимо хорошо просушить. Для этого печь нужно продолжительное время держать в тепле (возле обогревателя или на солнце). На просушку уйдет месяц, а то и два. Затем для окончательного удаления влаги печь должна поработать в низкотемпературном режиме, пока из нее не перестанет идти пар. Только после этого оборудование окончательно готово к использованию.
Правила эксплуатации
Электропечь разрешается включать исключительно в усиленную розетку. Можно также пустить прямо от щитка провод большого сечения. Кроме того, нелишней будет установка автоматического выключателя.
Поскольку эта модель устройства имеет в наличии оголенные провода, с ней необходимо быть предельно осторожным. Нельзя касаться спиралей работающей печи. Чтобы избежать возникновения несчастных случаев, рекомендуется поставить на дверцу концевой выключатель, который отключит агрегат при открытии створки. Если вы не очень сильны в электрических работах, обратитесь за помощью к специалисту, который поможет сделать устройство максимально безопасным, в том числе заземлить его.
Источник
Самодельная электропечь для создания керамики, отжига металлов, изделий из глины
Эта печь создана по аналогии печи, описанной в этой статье. В отличие от первой, она предназначена в основном для отжига изделий из глины, керамики, стеклянного эмалирования, но это совсем не значит, что эта печь не подходит для плавки металлов. По словам автора, в ней можно плавить многие цветные металлы. Особенность печи в том, что нагревательные спирали здесь наматываются самостоятельно. Это позволяет сделать печь любых размеров и формы.
Стоимость материалов для такой печи без учета стоимости контроллера питания и прочего обходится в районе 70$. Работает печь от источника питания в 120В. Печь можно настроить под различные нужды, подбирая необходимую длину нагревательного элемента, а при его поломке его можно легко заменить. Если покупать абсолютно все комплектующие, такая печь обойдется чуть больше 200$.
Важно!
В печи используются нагревательные элементы открытого типа, касаться их или непосредственно печи при ее работе нельзя, так как есть риск получить удар током. Помимо этого сама по себе печь может нагреваться примерно до 1000 o C. Работать нужно в перчатках, очках и других необходимых мерах защиты.
При плавке металлов также могут выделяться ядовитые пары, вдыхать их нельзя. Для безопасности печь рекомендуется заземлить. Касаться питающих проводов при работе печи тоже нельзя.
В качестве материалов можно использовать только огнеупорные элементы или бетон.
Материалы и инструменты для самодельной печи:
— шесть огнеупорных кирпичей (они должны быть мягкими, так как в них делаются канавки под спираль);
— два стальных болта и 4 гайки;
— кусок провода для подключения печи, который может выдержать ток как минимум 15А;
— два хомута (можно купить в строительном магазине);
— автономный контроллер для печи ICS;
— катушка провода Kanthal A;
— стальной стержень
— пару досок;
— шуруповерт;
— молоток и гвозди.
Рекомендуется также приобрести: термопара типа «К», пирометр для контроля температуры (должен выдерживать как минимум 1100 o С).
Из инструментов: плоская отвертка, пила, Cordless Drill с небольшими битами, небольшой напильник, игольчатые плоскогубцы и другое.
Процесс изготовления печи:
Шаг первый. Делаем основу печи
Печь сделана таким образом, что ее нижняя часть нагревается, поэтому устанавливать ее можно только на бетон или другую не горящую поверхность. Пол образуют два кирпича, а на все четыре стенки уйдет 12 кирпичей. Две стенки собираются из цельных кирпичей, а две другие из половинок. Конечно, количество кирпичей будет зависеть от их толщины, ширины и длины.
Ну а далее в кирпиче нужно проделать канавки, удобнее всего это делать таким приспособлением, как у автора. Работать нужно в средствах защиты дыхания, так как работа образует много пыли. Для доработки каналов можно пользоваться напильником. Ширина подбирается в зависимости от диаметра спирали, ну а форма лабиринта заметна на фото. В заключении, чтобы печь не развалилась, она стягивается металлическим хомутами с помощью отвертки.
Поскольку печь имеет заземление, то лучше всего выбрать трехжильный кабель, ну или можно просто заземлить печь через отдельный провод. Концы нужно зачистить от изоляции и хорошенько стянуть их болтиками с гайками в месте контакта. Крепить лучше всего двумя гайками, как на фото. Это позволяет в значительной степени отвести тепло от питающих проводов. Еще для таких целей можно купить специальные контакты с изолирующими керамическими прокладками.
Печь подключается через блок управления ICS, который автор приобрел здесь . Но этот контроллер имеет не слишком широкий диапазон управления температурой и даже на самых низких настройках печь разогревается довольно сильно. Если вам нужно получить более широкий диапазон регулировок, то лучше всего приобрести ПИД-регулятор. По стоимости он обойдется примерно в столько же (около 84$).
Шаг пятый. Тестирование печи
Вот и все, печь готова для тестирования. Как можно отметить, собирается она не сложно, а в деле очень полезна. В качестве крыши автор использовал еще один огнеупорный кирпич. В нем сверлится отверстие и устанавливается термопара. При минимальных настройках печь разогревается до 500 o C, а при максимальных раскаляется до 1100 o C. Управлять печью очень просто и удобно. Работать нужно обязательно в перчатках, сделанных их негорючего материала. Если в печь во время работы нужно заглянуть, необходимо сдвинуть верхний кирпич. Нагревается печь довольно быстро.
Если покупать абсолютно все комплектующие и собирать печь четко по этой инструкции, она обойдется порядка 230$. Сюда войдет стоимость термопары, пирометра, контроллера ICS, а также стоимость проводов питания.
В заключении следует отметить, что эта печь работает от питания в 120В, при источнике питания в 220В понадобится другой диаметр провода и его длина. Правильно вычислить необходимую длину и диаметр нагревательного провода можно по формуле или воспользоваться калькулятором, которых полно в интернете.
Источник
