Муфельная печь что это такое?

Что такое муфельная печь и как с ней работать

Многие сферы производства сталкиваются с необходимостью нагрева сырья/заготовок до высоких температур. Нагрев востребован и в ремонтных мастерских. Подавляющее большинство материалов не рассчитано на нагрев открытым пламенем. Применение открытого огня считается признаком дурного тона и показателем низкой культуры производства. Для нагрева материалов принято использовать муфельные печи.

Впервые муфельная печь использовалась на рубеже XVII-IIXX веков. Ее изобрел известный французский инженер Жанто, специализирующийся на изготовлении карет и конных повозок. Первая муфельная печь использовалась для закалки осей и элементов подвески элитных карет.

Муфельная печь – изолированная нагревательная камера, которая применяется для плавки и закалки металлов, обжига керамики, стерилизации инструментов/посуды, подготовки лабораторных образцов и пр. Главной особенностью данного типа печей является нагрев материала в изолированной среде. Сама камера защищена со всех сторон, кроме переда, муфельной оболочкой. Содержимое камеры не контактирует ни с открытой атмосферой, ни нагревательным элементом.

Нагрев в изолированном муфеле дает возможность проводить высококачественную термообработку материалов. Нагреваемые предметы сохраняют свой изначальный состав, при условии существенного улучшения структуры. Повышение качественных характеристик структуры достигается путем медленного нагрева, длительной выдержки и охлаждения с регулируемой скоростью.

Нижэе будет рассказано, как выбрать муфельную печь.

Разновидности муфельных печей

Современные нагревательные печи с муфельной конструкцией представлены широким видовым разнообразием. Можно насчитать сотни модификаций муфельных печей. При этом муфельные нагреватели имеют достаточно узкую специализацию. Печи данного типа приобретаются в основном под конкретно взятые технологические операции.

Хотя встречаются и «универсальные» модели, но их возможности не уходят далеко от потенциала узкоспециализированных аналогов.

В первую очередь муфельные печи можно классифицировать по методу нагрева:

1. Газовые
2. Электрические

Существует мнение, что газовые печи обеспечивают возможность нагрева муфеля до более высокой температуры. Есть газовые муфели с нагревом до 2000 ˚С. Классические же электрические нагреватели позволяют добиваться в среднем температуры 1300 ˚С.

Но в электрические печи все чаще и чаще внедряются современные технологии, дающие возможность выходить на аналогичный с газовыми моделями температурный режим. При использовании специального волокнистого нагревательного материала, который доходит до поверхностного слоя муфельной изоляции, температуру печи можно повысить до 1700 ˚С и даже более того.

Разумеется, в некоторых мастерских и производственных площадках находится место старым твердотопливным печам. Муфели данного типа нагреваются обыкновенной дровяной/угольной топкой. Главным преимуществом твердотопливных муфелей является существенное снижение финансовых затрат на энергоноситель.

В прошлом муфельные печи для нужд производства топились отходами деревообрабатывающей промышленности. В данном случае стоимость самого процесса термообработки можно считать нулевой.

Но в твердотопливных муфелях есть один существенный минус. Такие печи не позволяют регулировать на тонком уровне температурный режим. То есть обыкновенной дровяной топкой сложно добиться стабильности нагрева. Этот момент крайне важен, так как современные технологии термообработки предполагают соблюдение температурного режима с точностью до ±1 ˚С.

Какие еще виды муфельных печей существуют.

Классификация по типу рабочей среды

Муфельные печи могут обеспечивать нагрев заготовок в различных средах:

1. Воздух
2. Инертный газ
3. Вакуум

Простейшим видом муфельных печей являются нагреватели с традиционной воздушной камерой. Камера нагрева в таких печах представлена просто полым пространством, в которое помещается заготовка.

Во многих случаях наличие воздуха не является критичным для термообработки. Но все же существуют некоторые технологические операции, для которых наличие воздуха в камере нагрева либо нежелательно, либо недопустимо.

При закалке многих марок стали и различных сплавов воздух вступает в реакцию с поверхностным слоем металлов, что ухудшает эксплуатационные характеристики заготовок. Специально для таких случаев разработаны печи с подачей в камеру нагрева инертных газов или углекислоты. Нейтральный газ вытесняет воздух, создавая надежную защитную прослойку.

Печи, которые приспособлены для плавки металлов нередко оснащаются камерой нагрева с вакууматором. Расплавленный в условиях вакуума металл обретает особо качественную структуру. В вакууме часто плавят алюминий.

Дополнительно муфельные печи с разнотипными камерами нагрева нередко оснащаются вытяжкой. Вентиляция отводит из камеры нагрева продукты сгорания, влагу и прочие испарения, наличие которых нежелательно при термообработке.

Как выбрать муфельную печь по температуре нагрева.

Температура нагрева муфельной печи

При выборе муфельной печи в первую очередь следует обращать внимание на температурный режим камеры нагрева. Ведь от температуры напрямую зависит область использования нагревательной установки.

Очень часто муфельные печи используются для плавки металлов и сплавов. Если мастер имеет дело с какой-то определенной группой металлов, то нет смысла переплачивать за печь с более высокой температурой нагрева.

Ювелиры чаще всего сталкиваются с необходимостью плавки:

1. Серебра
2. Золота
3. Меди

Температура плавки серебра составляет 960,8 ˚С. Золото плавится при температуре 1063 ˚С. Медь является немного более тугоплавкой, для нее нужно 1083,4 ˚С. Если же ювелир использует в украшениях платину, придется брать более мощную печь, ведь этот металл плавится при температуре 1768 ˚С.

Касательно платины, этот металл редко плавят в муфельной печи. Из-за повышенного порога температурной стойкости для плавки патины чаще всего используют индукционные печи, а иногда и тигельные нагреватели.

Если мастер имеет дело с плавкой железа (сталь или чугун), то печь должна нагреваться до 1539 ˚С. Для плавки свинца и алюминия можно использовать нагреватели попроще. Свинец начинает «плыть» уже при температуре 327,5 ˚С, а алюминию нужна температура 660,1 ˚С.

Нередко муфельные печи используются просто для термообработки металлических заготовок, а не для их расплава. Термообработка по большей части предназначена для изделий из стали. В качестве термообработки могут использоваться следующие технологические операции:

1. Отжиг
2. Закалка
3. Нормализация
4. Отпуск

Непосредственная закалка стали проводится при температуре 1000-723 ˚С. Но процессу закалки обычно предшествует отжиг и нормализация, которые проводятся при температуре 1000—1130 ˚С. Благодаря отпуску сталь избавляется от внутренних напряжений, данный вид температурной обработки проводится в диапазоне нагрева 800-500 ˚С.

Стоит отдельно заметить, что для закалки стальных заготовок металл подвергается нагреву в защитной среде. Для удешевления производства вместо инертных газов могут использоваться жидкости. Закалка стали нередко производится в масле и растворе едкого натра (каустическая сода).

Что еще нужно знать про виды муфельных печей.

Конструкция муфельной печи

Основу муфельной печи составляет изолированная от источника тепла камера нагрева, то есть муфель. Сам муфель – это полая оболочка прямоугольной формы. Оболочка чаще всего является керамической, а иногда шамотной. Но могут использоваться и другие материалы.

В крупносерийном производстве используются печи со съемным муфелем. В данном случае после нагрева материала до определенной температуры муфель извлекается и отправляется охлаждаться в другое место. Вместо него в печь загружается другой муфель, с новой заготовкой внутри, цикл термообработки повторяется.

Касательно электрических печей, то муфель обмотан снаружи тепловым нагревательным элементом. Это может быть проволока или лента из вольфрама, молибдена, различных жаростойких сплавов.

В промышленных муфельных установках, которые используются в дорогостоящем производстве, нагревательным элементом может выступать платина и ее сплавы.

Сам нагревательный элемент обычно защищается отдельно. Он просто замазывается жаростойким цементным раствором, образуя с муфелем единую конструкцию. Между муфелем и наружным корпусом печи обязательно предусматривается пространство, которое заполняется негорючей минеральной ватой. Слой изоляции предотвращает нагрев печного корпуса до опасно высокой температуры.

Управляет температурным режимом электроника. На панель управления выносится регулятор температуры. В муфельных печах продвинутого класса имеется LCD-экран.

Что такое муфельная печь

Муфельная печь своими руками

Что такое муфельная печь? Муфельная печь представляет собой устройство для нагрева, которое предназначено для равномерного нагрева различных предметов до определенной температуры. Данная печь — необходимое устройство в ювелирном производстве и не только. Её главной особенностью является наличие муфеля, который защищает обрабатываемый предмет и является основным рабочим пространством.Также муфель предохраняет нагреваемый предмет или изделие от контакта с продуктами сгорания топлива, в том числе и различными газами.

Для различных видов художественного и технического творчества очень часто возникает потребность в тепловой обработки используемых материалов, пайка, плавка металлов, закалка или отпуск, эмальерные работы ну и конечно работы с керамикой.

Покупка печи для развития своих талантов и пробы своих способностей в различных творческих направлениях является не рациональной тратой денежных средств, ведь цены на данный вид оборудования очень большие, тем более если Вы только в начале своего творческого пути и не имеете профессиональных навыков.

Чтобы избежать подобных не рациональных вложений, предлагаю Вам смастерить муфельную печь своими руками и вот краткое описание совсем простенькой, но не хуже других выполняющей свою функцию муфельной печи. Для начала её вместительность примерно около 0,5 литра, такой объём как в обычной бутылке. Почему такой маленький объём, спросите Вы? Я предлагаю такую маленькую по объёму муфельную печь, так как для её изготовления Вам потребуется гораздо меньше расходного материала и весьма доступного. Данная маленькая печь имеет мощность не более одного киловатта, а нагревается до 1200 градусов при использовании простой нихромовой спирали, такой, которая используется на обычной электроплитке.

Необходимые материалы для изготовления муфельной печи своими руками

Чтобы максимально упростить технологию создания муфельной печи своими руками, я лично сам сделал их штуки 4-5 с разными литражами и соответственно с различной мощностью. Последняя 6 литровая печь, была мощностью 500ватт и потребляла 4 квт. Для нашей маленькой первой печи следует приготовить следующие материалы:

Асбест листовой примерно около 1 кв. метра, даже можно меньше. Затем асбестовую крошку, желательно, но можно просто настрогать лист или просто найти трубу, которая сделана из циркониевой керамики. Можно просто купить или кусочек выпросить, они бывают в энергосетях, нам требуется кусок длиной 15 сантиметров и диаметром внутри 5см. Будет ещё лучше, если найдете 6 или 7 сантиметров.

В обычной котельной, которые есть во дворах многоэтажных домов, попросите килограмм, а лучше два каолиновой глины и у них же пару стаканов мелкого шамота. Также у них бывает готовая масса, если получится добыть её, то будет очень хорошо, она не является дефицитом. Также спросите у работника котельной, может у них и асбест есть, не обязательно нужен новый.

Теперь необходимо найти подходящую жестяную банку, объёмом литров на 5-6, она будет играть роль корпуса печи. На данном этапе пожалуй всё. Затем готовим обмазку для муфеля. Разводим глину до состояния густоты, как у жидкого творога и добавляем в неё асбестовую крошку, примерно 4-5 частей от массы. Имеется в виду шамотной крошки или подсыпаете готовый шамот, чтобы получилась масса наподобие шпатлевки.

Данной массой в дальнейшем необходимо будет обмазать аккуратно нихромовую проволоку слоем 1-1,5 см. намотанную на муфель. Проволоку наматывать следует с натягом, предварительно отступив от края 1.5 — 2 см. Внимательно, не забудьте оставить выводы начала и конца обмотки сложенным вдвойне этим же проводом примерно сантиметров по 15. Витки не должны замыкаться между собой, используйте провод из меди такого же диаметра, наматывайте обмотку как бы в два провода, затем медный провод аккуратно уберёте, и получится обмотка с одинаковыми расстояниями между каждым витком.

Следующим этапом обмазываем всю обмотку каолиново-шамотно-асбестовой массой. Работу выполняйте аккуратно, не спешите, старайтесь выдерживать по возможности равную толщину слоя. Закончив обмазку, можно считать, что 70% работы уже сделано. Теперь оставьте на 3-5 дней всё это дело сушиться, где – нибудь в помещении.

После сушки, для полной уверенности, можно нашу печку просушить в обычной духовке. Конечно, можно высушить и другим способом, установим печь на любую теплоизолирующую подставку и подсоединим выводы нашей обмотки к ЛАТРу. Затем постепенно увеличиваем напряжение и вскоре будет хорошо видно, как от обмазки пойдет белый пар и муфель постепенно начнет разогреваться. Примерно через 2 часа он при определенном напряжении, в тёмном помещении должен начать понемногу светиться, таким темно вишневым цветом.

Когда мы поместим наш муфель в корпус с хорошей теплоизоляцией и включим печь на полную мощность, вот тогда внутри муфеля, от нагрева, цвет будет почти желтый. Да, кстати, чуть не забыл, не забудьте сделать дно муфеля из такой же массы.

Теперь необходимо установить готовый муфель, в специальный корпус, который состоит из железной банки, а также нужно подготовить специальные отверстия, для выводов с фарфоровыми трубчатыми изоляторами.

На дно корпуса муфельной печи, укладываем не большую стопку листов асбеста по форме дна, затем засыпаем их асбестовой крошкой. Толщина стопки, должна быть не менее 5 см., а слой крошки около 3см. Теперь точно по центру устанавливаем муфель, пропускаем выводы и продолжаем дальше засыпать асбестовую крошку и аккуратно утрамбовывать её между корпусом и муфелем. Старайтесь не повредить электрические выводы. Так набиваем до самого верха муфеля.

Следующим этапом, вырезаем вставку с отверстием под наружный диаметр нашего муфеля из листа асбеста и осторожно плотно закрываем засыпку из асбестовой крошки. Крышку ставим на место, а сверху прокладываем стопку асбестовых листов, толщина которых 3-4 см. и придавливаем любым предметом весом 3-5 кг., можно использовать чугунный утюг.

Теперь еще раз проверяем обмотку на замыкание с корпусом и подключаем к ЛАТРу или регулятору напряжения. Начинаем подавать напряжение с 60-80 вольт, ждём около одного часа, если ничего страшного не происходит, то каждые пол часа повышаем напряжение примерно на 30-40 вольт. Через 1 час 30 минут нужно заглянуть в печь и оценить обстановку. Таким образом, за 2-3 часа муфельная печь должна набрать температуру примерно 1000-1110 градусов. Больше давать не стоит, так как может перегореть спираль, при этом цвет в муфеле должен быть ярко желтый.

Вот и всё, муфельная печь своими руками готова. В конце хочу дать совет и за одно предупредить, лучше пусть печь дает предельную максимальную мощность при сетевом напряжении ниже 220вольт, а в наших розетках она почти всегда ниже. Желательно около 180-200вольт, тогда не возникнут проблемы с нагревом при пониженном напряжении в сети. Однако, если напряжение нормальное, то есть 220 вольт, то в этом случае у Вас есть плавная температурная регулировка.

Муфельная печь лабораторная, типы и особенности

Этот аппарат является одним с наиболее важных частей сегодняшних лабораторий. Муфельные печи обустроены терморегуляторами, что могут являться как одностадийными, таким образом и многоступенчатыми. В безусловно всех видах выполнения анализов, где следует нагревать тестируемые предметы вплоть до весьма высокой температуры, применяют данные установки различных модификаций, и более известными из их числа являются печи МИМП, СНОЛ, ЭКПС, ПКЛ.

Муфельная печь лабораторная

Буферный механизм применяется с целью исполнения лабораторных разборов, исследования, обжига, прокалывания и большого количества других работ. С целью деятельности при присутствии агрессивных компонентов, многочисленные изготовители готовы обеспечить печи персональной концепцией вытяжки. Перед тем как звонить и выбирать такой механизм, следует определиться с его видом (для лаборатории или с целью промышленности) и подобрать максимальную требуемую температуру нагрева в середине рабочего пространства. Помимо этого, в связи с многообразием многофункциональных способностей и мощности, на рынке презентованы лабораторные печи как российского, так и немецкого, корейского или французского производства.

Самой известной фирмой, что производит муфельные печи представляется немецкая компания Thermconcept, прямыми представителями которой представлены несколько компаний на территории РФ. Весьма масштабный подбор способен угодить потребностям какой бы то ни было лаборатории, так как многообразие нужного размера рабочей камеры является от 1 вплоть до 2000 л., рабочая температура колеблется с 900 вплоть до 1800 градусов.

С давних времен возникло определение, что муфельной печью именуется тот механизм, которым раскаливает источник изолировано от горючего и абсолютно всех продуктов сгорания. Вследствие развития пирогенных теплоэлектронагревательных частей и быстрому формированию электрификации, аналогичные установки повсюду стали производить электрическими, за счет наиболее комфортного и экономически доходного применения.

На сегодняшний день данная терминология обозначает устройство, коробочного вида с фронтальным способом загрузки либо пирогенную печь для исполнения высокотемпературных процессов, связанных с агломерацией стекла, формированием эмали, обжига керамики и прочего. Внутренняя рабочая камера данного агрегата полностью герметична со всех сторон, что дает возможность выдерживать долгое время повышенные температурные режимы. Внутренний объем может изготавливаться из жаропрочной некорродирующей стали, некоторых видов керамики либо особого волокна МКРВ. Разогревательные компоненты, что могут быть раскрытого либо закрытого типа, осуществляют нагрев образцов вещества, которое помещено в середину камеры.

Вдобавок, муфельные лабораторные печи применяются во множества учебно-экспериментальных организациях, к примеру, с целью установления огнестойкости части исследуемого элемента. Электронные термические контроллеры дают возможность работать печки вплоть до 100 ступеней от изменения температуры линейным способом, до внезапных перепадов температур, что применяются в процессе спекания. Помимо этого, успехи в сфере изучения высокотермических веществ, наподобие компоновок молибдена и кремния, дают возможность повышаться температуре до 1800 градусов, что хорошо влияет на осуществление трудоемких и сложных процессов.

Формулировка «муфельная печь», кроме того, может являться инструментом для охарактеризации иной машины – трубчатой печи. Эта печь создана на основе тех же принципов, как и муфельная, но она обладает формой в виде удлиненной трубочки с полой серединой, где, собственно, и выполняется нагревание образцов для проведения анализов.

Обе разновидности вышеописанных печек разогреваются благодаря применению нагревательных компонентов, а в виде дополнительной опции применяется термо-конвекция. Следовательно, все продукты сгорания не принимают участия в поддержании требуемой температуры, а термический контроль осуществляется только благодаря изоляционным материалам.

Нагревательные компоненты печи

Данные устройства в электрической печи имеют два типа: закрытые и открытые. В случае с закрытыми нагревателями их расположение находится внутри муфеля, где они разогревают возделываемый материал до нужного температурного режима. Нагревательные элементы намеренно ставятся под защиту муфеля, во избежание воздействия вредных веществ при их выделении от воздействия высокой температуры, чтобы они не образовывали коррозийные процессы. Кроме того, конструкция муфеля, основного рабочего объема муфельных печей, оберегает нагревательные механизмы от поражения либо прикосновения их поверхностей садки. А сама заготовка, которая подвергается нагреву, набирает необходимую температуру без образования окалины.

Открытый тип нагревателей более быстро разогревают печь и равномерно распределяют температуру по всей рабочей камере. Их проще ремонтировать и менять на новые, за счет свободного доступа к их установке и креплениям. В случае потребности отвода вредоносных испарений из камеры и извлечения высокого уровня равномерности температуры, на одну из стенок рабочей камеры монтируются вентиляторы. Материалом из которого изготавливают нагревательные элементы является фехраль, который раньше не был известен, но благодаря современным технологиям удалось получить данный сплав, который удовлетворяет все необходимые характеристики для изготовления нити. Основным элементом нагревателя является фехралевая нить, которую наматывают на глиняную трубку по спирали. В стандартном исполнении муфельной печи такой тип нагревателей обычно устанавливают с двух сторон для более равномерного прогрева возделываемого материала. В некоторых случаях, когда того требуют возделываемые материалы, трубчатый нагреватель может устанавливаться не только по бокам, но и на своде рабочей камеры, не только в качестве дополнительного источника тепла, но и за счет тройной точки воздействия более равномерного прогрева. Средняя бесперебойная работоспособность такого типа нагревателя составляет около 2500 часов, и может варьироваться в зависимости от частоты использования муфельной печи.

Если в ходе термической обработки основной акцент деятельности агрегата обусловлен враждебными и вредоносными веществами, то в дополнение к основному оборудованию должны подключаться дополнительные механизмы, ликвидирующие либо ослабляющие воздействия вышеописанных вредных веществ. Особенную угрозу для нагревательных элементов представляет углерод, который выделяется в процессе сгорания масла, парафина, воска и подобных материалов. Этот химический элемент в виде сажи скапливается на плоскости нагревателя и самих стен рабочей камеры, что может послужить причиной кратковременного замыкания и перегревания нагревателей. Для того чтобы удалить с камеры все плохие вещества, печь может оборудоваться приточной пылевытяжной вентиляционной системой, специальными сливными отводами, решетчатый дном для удаления частиц грязи и прочего. В большинстве случаев, при покупке новой муфельной печи, к ней в наборе должен идти запасной нагреватель, того же вида, который установлен внутри устройства с завода.

Системы управления муфельными печами

В состав блока управления входят следующие элементы:

• Программируемый терморегулятор;
• Стандартный терморегулятор;
• Датчик отключения питания нагревателя в момент открытия дверцы;
• Защита от коротких замыканий и продолжительных электрических перегрузок;
• Защита от неожиданного перегрева при некорректно выставленном температурном режиме;
• Автоматика для управления силовыми элементами электрической печи.

Процесс управления функционированием муфельной печи выполняется с помощью цифрового терморегулятора в паре с программатором. Цифровое устройство дает возможность устанавливать одношаговые процессы термической обработки. Что касается программатора, то с его помощью становится возможным установить и сохранить в память устройства до 5 самостоятельных программных планов, временной промежуток для наращивания температуры, а также период удерживания определенного уровня температуры на любом этапе выполнения технологического процесса.

Для того чтобы все ранее установленные и сохраненные программы не стирались, программатор обеспечен энергонезависимым источником питания. В качестве измерителей температурных режимов используются специальные термо пары, которые могут считывать температуру до отметки 1250 градусов, для более точных регулировок возможна доукомплектация муфельной печи специальным стабилизатором температуры с возможностью программирования, с помощью которого станет доступна установка 12-ти уровней температуры, темпа разогрева и периода выдержки возделываемого материала. С помощью такого регулятора можно выставлять температуру от 40 до 1360 градусов.

Печь муфельная лабораторная (категория PLF)

Стандартные камерные муфельные печи серии PLF обладают раскрытой разогревательной частью, закрытой пластом изоляции. Значимым превосходством модификаций данного вида представляется их экономность, легкость, а кроме того, действенное изолирование и большой темп нагрева. С целью комфортной эксплуатации все камеры обладают передним способом загрузки, дверь раскрывается кверху (если необходимо, дверь может раскрываться в правую сторону). Удвоенная оболочка гарантирует изоляцию рабочей камеры и оптимальное проветривание.

Для защищенности оператора при открытии дверцы перпендикулярный крепеж в двери фиксирует горячую изоляцию. Любая форма камерной печи оснащена концепцией аварийного выключения, что отсоединяет питание, если дверца печи раскрыта.

В камерных печах применяются разогревательные компоненты и изоляция различных видов, что дает возможность повысить темп нагрева и использовать камерные печи серии PLF при работе с температурами от 1100 C вплоть до 1600 C. Муфельные печи, работающие при температурах до 1300 C, обладают открытым разогревательным компонентом, что удерживается на глиняных трубках.

Для камерных печей, работающих при температуре больше 1400 С, применяются карбидокремниевые разогревательные компоненты (КЭН). Главным плюсом КЭН представляется то, что они обладают устойчивой хим. структурой, продолжительным периодом работы, слабо деформируются, просто монтируются и обслуживаются. Помимо этого, они могут быть применены прямо в воздушной обстановке, без какой-либо предохранительных оболочек.

Для камерных печей, трудящихся при температуре вплоть до 1300 С, применяется типичная концепция пылевытяжной вентиляции, для печей, работающих при температуре больше 1400 С, следует устанавливать специально разработанную систему проветривания.

Дополнительные функции:

• Механизм подачи свежего воздуха в камеру;
• Вентилятор для учащенного удаления газов с камеры;
• Охлаждающий кулер для ускоренного остужения продукта;
• Защита от перегрева;
• Интерфейс RS422/485;
• Система сбора сведений (утилита);
• Система подачи пассивного газа (N2/Ar) с ротаметром;
• Открывание дверцы в правую сторону (относительно плоскости печи).

Назначение и технические характеристики муфельных печей

Муфельная печь – это особый вид нагревательного оборудования, как правило, электрического. Внутри есть кожух, называемый муфелем и изолирующий рабочую область от нагревателей. Благодаря этому детали, подвергающиеся обработке, защищены от воздействия угарных газов. При наличии специальных навыков муфельная печь может быть сделана своими руками.

1. Сферы применения
2. Конструкция и принцип работы
3. Разновидности муфельных печей
4. Как выбрать подходящую печь
5. Допустимые нагрузки и режимы температур
6. Функциональность
7. Спираль для нагрева и рабочий объем камеры

Сферы применения

Применение муфельных печей разнообразно, но принцип работы один – нагревание различных деталей

Для отопления дома такое устройство не применяется. Его используют в разных направлениях производства и промышленности. Строение печи создает благоприятную среду для насыщения поверхности обрабатываемых изделий химическими элементами (к примеру, хромом или углеродом). Ее широко используют в обработке металла – для закалки деталей, состаривания, плавления, цианирования и иных операций. Также печь применяется для обжига керамической продукции и стерилизации медицинского инструментария.

Внутренняя камера устроена так, чтобы создавалась равномерность нагрева всей рабочей зоны. Благодаря этому все детали, подвергаемые обработке в один прием, находятся в одинаковых условиях. Но скоростную термообработку в этом устройстве реализовать трудно: нагрев до высоких температур происходит медленно.

Конструкция и принцип работы

Между внешним кожухом и рабочей камерой теплоизолирующий материал

Печка муфельная имеет внутри рабочую камеру. Пространство между ней и наружным кожухом наполнено теплоизолирующим материалом. Его качество влияет на эффективность работы печки и делает ее использование безопасным: кожух не перегревается, вследствие чего мастеру труднее обжечься. Муфель изготавливают из веществ, характеризующихся химической инертностью. В его камеру помещаются инструменты и изделия, подлежащие обработке.

Нагревательные элементы помещаются в стенках кожуха либо вне его, а их функционирование (температура и длительность действия) контролируется блоком регулировки. Принцип работы основан на передаче тепла от нагретой внутренней камеры зоне, где находятся обрабатываемые детали.

Кожух является сменной деталью: в печной корпус можно монтировать разные муфели для тех или иных типов операций. Они различаются между собой формой и типом загрузки:

• муфели, имеющие вид колпачка, устанавливаются в печь сверху;
• простые муфели загружаются сбоку;
• установка кожуха, выполненного в виде емкости, производится сверху (после нагревания его не отделяют от пода, в отличие от колпачкового варианта).

Материал муфеля зависит от того, для работы в каких условиях он предназначен. Изделия из корунда подходят для эксплуатации в химической среде, из огнеупорных волокон – в нейтральной. Конструкции из керамики инертны, поэтому их применяют в любых условиях и для разных процессов: плавления, обжига и других.

Разновидности муфельных печей

Ювелирная муфельная печь

Печные конструкции выпускаются для использования в разных отраслях. Они различаются габаритами и техническими параметрами. Среди основных типов можно выделить следующие:

• Лабораторная муфельная печь используется для испытательных работ с материалами – разных форм термической обработки, проведения химических анализов. Поскольку для таких условий нужен высокоточный контроль температурных условий, оборудование снабжается программным блоком управления. Показатели нагрева у них начинаются от 1100 градусов.
• Ювелирная печь применяется для работы с драгоценными металлами. Прежде всего, в ней плавят сырье. Поскольку ювелиры работают с небольшими объемами металлов, сама печь тоже маленькая. Линейные габариты камеры у нее не превышают 20 см. Температурные показатели должны быть достаточными для плавления платины, серебра и других металлов.
• Стоматологическая печь применяется для сушки, нагревания и обжига, а также для стерилизации инструментов. Как и ювелирная, она имеет компактные размеры.
• Печи для использования в промышленности, напротив, имеют крупные габариты. Часто такие агрегаты имеют много вспомогательных функций и способны выдерживать очень высокие температуры – 1500 градусов и выше. Однако эксплуатация при значениях выше 1800 градусов способствует ускорению выхода нагревательного элемента из строя.
• Учебная муфельная печь для обжига и закалки обычно имеет невысокие показатели нагрева (до 1100 градусов) и компактные габариты.

Печки бывают простыми в использовании и управлении и сложными. Во втором случае оператор может работать с агрегатом, управляя им через компьютер. Нагревание может осуществляться в воздухе, вакууме или специальном газу (восстановительные, гелий, водород и пр.).

Как выбрать подходящую печь

Печи для обжига керамики нагреваются до 900 градусов

При приобретении печки необходимо обращать внимание на целевые параметры. Для решения каждой категории задач требуется создание определенных условий в камере.

Допустимые нагрузки и режимы температур

Питание агрегатов невысокой мощности (5 кВт и менее) реализуется через обычную бытовую сеть 220 В. Если показатель составляет 6 кВт или больше, для его функционирования требуется трехфазная сеть 380 В. Для питания любой печки нужна выделенная линия, снабженная средствами автоматической защиты, закупленными специально под нее.

Печи с невысокими показателями нагрева (до 900 градусов) хорошо подходят для обжига керамических изделий. Модели с рабочими значениями 1100-1600 градусов обычно используются на производстве и в лабораториях.

Функциональность

В это понятие входят метод загрузки сырья, размеры печки и ее масса, а также имеющиеся специальные функции, связанные с особенностями управления температурой. Все эти параметры должны подходить требованиям процесса, в котором будет задействован агрегат.

Спираль для нагрева и рабочий объем камеры

Витки спирали имеют диаметр 5-10 мм и делаются из проволоки сечением 2,5-4 мм. Монтируют нагревательный элемент в канавах, имеющихся на стенках, и закрепляют трубками из керамики. Стандартный объем камеры – 10-30 л. У печей, предназначенных для работы с керамикой, он больше и достигает 200 л.

Муфельные печи: особенности, сфера применения, как выбрать печь

Муфельная печь — это печь особой конструкции, в которой нагреваемый предмет не контактирует с веществами, выделяющимися при сгорании топлива (газами, сажей, копотью). Для этого используют так называемый муфель — огнеупорную камеру, выполняющую роль преграды между топливом и нагреваемыми объектами. Муфель обычно изготавливают из огнестойкого кирпича, керамического волокна или жаропрочной стали. Благодаря муфелю удается избежать загрязнения дорогих металлов или химически чистых образцов посторонними веществами.

Достоинства муфельных печей:

— широкий разброс размеров, можно подобрать печь необходимого объема;
— регулируемый и широкий диапазон рабочих температур;
— равномерный нагрев.

Типы печей

Муфельные печи можно классифицировать по разным параметрам.

1. По типу нагревательного элемента:
— газовые;
— электрические.

2. По типу обработки:
— с обычной воздушной камерой;
— с камерой, заполненной определенным газом (возможны различные варианты, так как это печи для специальной обработки в газовой среде);
— вакуумные печи.

3. По способу загрузки:
— с горизонтальной загрузкой;
— вертикальной загрузки;
— трубчатые;
— колпаковые (для очень больших деталей, когда колпак легче переместить к детали, а не найти печь с камерой подходящего размера).

4. По величине нагрева:
— печи умеренного нагрева рассчитаны на температуру 100-500 °С;
— среднего нагрева — 400-800 °С;
— высокотемпературные печи нагревают в диапазоне 400-1400 °С;
— печи со сверхвысоким температурным режимом способны обеспечить нагрев до 2000 °С.

5. По назначению:
— промышленные (объемом рабочей камеры более 500 л);
— лабораторные;
— ювелирные;
— стоматологические;
— учебные.

Муфельные печи используются:

— в ювелирном производстве;
— для купелирования благородных металлов;
— в геофизических лабораториях;
— в химических лабораториях;
— для таких аналитических работ как сжигание, высушивание, нагрев, выращивание кристаллов;
— для обжига керамических и фарфоровых изделий;
— для производства предметов из воска;
— для плавки и закалки металлов, обжига литейных форм;
— в стоматологии;
— в пищепроме;
— для кремации.

Как выбрать печь

В первую очередь, нужно решить, какой температурный диапазон и объем рабочей камеры должен быть у печи. Потом определите, насколько для вас важна скорость нагрева и насколько сложным может быть алгоритм нагрева. Другие важные параметры выбора: стоимость, равномерность и скорость прогрева камеры, безопасность. Печи с вертикальной загрузкой нагреваются быстрее. Зато горизонтальные печи в несколько раз вместительнее.

Печи с открытым нагревательным элементом нагреваются быстрее и до более высокой температуры. В тоже время, такой нагревательный элемент больше подвержен воздействию агрессивных веществ, которые выделяются при обработке предметов, но и ремонтировать открытый элемент проще. Муфельные печи с закрытым элементом служат дольше, нагреваются равномернее, но медленнее, и для ремонта нагревательного элемента придется заменить всю камеру, так как он встроен в муфель.

Самыми простыми являются печи с одноступенчатым терморегулятором, когда камера нагревается до определенной температуры и далее эта температура поддерживается на постоянном уровне. Такие печи, например, подходят для простых задач обжига и сушки. Для аналитических работ лучше выбрать печь с программным управлением, такую как ЭКПС 10. Печи этого типа позволяют программировать процесс нагрева в несколько этапов. Они управляются микропроцессором, снабжены цифровым индикатором для настроенных параметров, звуковым сигнализатором; есть возможность запускать программу в автоматическом режиме.