Электрическая печь для обжига керамики «Студия – 1200»
«Студия – 1200» — компактная, универсальная студийная электропечь. Она подходит для выполнения широкого круга задач: создания финифти, эмалей, стекла, керамики, а также иных процессов, требующих регулируемого нагревания или обжига в диапазоне до 1200 градусов.
Конструктивные особенности
Отличительной особенностью данной печи является то, что её составные части не связаны между собой кладочным раствором «намертво». Поэтому в процессе длительной эксплуатации, при регулярном нагревании-остывании, маловероятно образование трещин в теплоизоляционном корпусе, характерное для печей с предельно жёсткой конструкцией (теплопотери по «вине» подобных трещин могут достигать 30%, к тому же, становится невозможным равномерный нагрев, что крайне важно, в особенности при обжиге керамики). Такая «живая», «дышащая» кладка значительно увеличивает срок службы печи.
Печь быстро разбирается (за 30-40 минут) и может быть упакована для транспортировки в удобные по весу и объёму ёмкости. Сборка готовой печи занимает 1-2 часа.
Вы можете также при необходимости увеличивать или уменьшать объём внутренней (обжиговой) камеры и соответственно изменять мощность электропечи.
Кроме того, возможна замена любых отдельных компонентов печи, вышедших из строя (вместо полного ремонта всей печи).
Другие преимущества:
1. Фронтальная загрузка – неоспоримое достоинство по сравнению с верхней загрузкой. Наш многолетний опыт работы с различными печами убеждает: если есть возможность выбора, фронтальная загрузка предпочтительнее. Даже в аннотации к германским колпаковым печам написано: «Эти печи разработаны для того, чтобы устранить определённые трудности, которые возникают при загрузке шахтных печей».
2. Отсутствие футеровки (теплоизолирующей облицовки) на дверце печи .
Обычно первой выходит из строя именно футеровка дверцы, а ремонт её довольно сложен. В печи «Студия 1200» ходок (отверстие для постановки изделий) закладывается специальным кирпичом, и только затем закрывается дверца внешнего корпуса. Заменить такой кирпич при необходимости не представляет никакого труда.
3. Алюминиевый корпус печи не подвержен коррозии и безопасен в эксплуатации.
Корпуса печей, сделанные из чёрного металла, довольно быстро разрушаются. Высохшая глина содержит в своём составе очень большое количество воды, выпаривание которой продолжается до 500 градусов. Влага осаждается на стенках печи в виде конденсата, а коррозия при высоких температурах протекает несравнимо быстрее.
Кроме того, алюминиевый (или алюминиево-магниевый) корпус делает печь сравнительно лёгкой (её вес – около 50 кг.)
4. Эффект термоса.
Между внешними стенками обжиговой камеры и наружным корпусом оставлено воздушное пространство, которое само по себе является прекрасным изолятором и также облегчает вес печи в целом.
5. Сравнительно меньшая мощность печи – благодаря лёгкости и лучшей термоизоляции. Печь расходует меньше электроэнергии для достижения аналогичных результатов по сравнению с тяжеловесными печами.
6. Наличие двух независимых нагревательных элементов позволяет вести обжиг как в автоматическом, так и в ручном режиме (последний принципиально удешевляет стоимость печи).
7. Обжиг в автоматическом режиме позволяет вам полностью устраниться от контроля за обжигом после нажатия кнопки. Прибор-терморегулятор очень точно проведёт обжиг по заданному вами графику и остановит процесс в нужной точке. Вы можете вести ночной обжиг и оплачивать энергопотребление печи по ночному тарифу. Терморегулятор, выбранный нами после длительного анализа и оценки, надёжен (имеет 5-летнюю гарантию производителя), сравнительно недорог и очень прост в эксплуатации.
8. Стоимость «Студии-1200» при условии самостоятельной сборки примерно на 100 тысяч рублей ниже имеющихся в продаже аналогов! Себестоимость нашей печи зависит от цен на материалы для неё, существующих в регионах. Но практически везде эти материалы доступны, что даёт возможность и последующего недорогого ремонта.
9. Простота изготовления.
Сделать такую печь вы сможете без труда, если обладаете хотя бы элементарными навыками работы с электродрелью, пилой-ножовкой и отвёрткой, и сможете собрать несложную электросхему. Скорость изготовления зависит от многих факторов, но вполне реальный срок – два-три дня. Вы получите безупречно работающую печь, обладающую к тому же вполне привлекательным внешним видом.
Общие параметры печи «Студия-1200»
Максимальная температура обжига – 1200 градусов.
Внешние габариты – высота 740 мм, ширина 540 мм, глубина 540 мм.
Внутренние габариты — высота 400 мм, ширина 230 мм, глубина 230 мм.
Мощность – 3, 3 КВт. (питание от 220 В)
По нашему опыту, эти параметры являются оптимальными для работы с керамикой в условиях не только любительской, но и профессиональной мастерской, если предполагается изготовление изделий до 40 см. высотой и до 23 см. в диаметре.
Мы сами профессионально работаем с такой печью в течение 15 лет, построили и эксплуатировали и другие печи, поэтому считаем данную модель весьма удачной по многим показателям.
Мы предлагаем желающим изготовить подобную печь самостоятельно, воспользовавшись нашими расчётами, чертежами и подробными инструкциями по изготовлению и сборке.
Москвичи могут воспользоваться возможностью получить все материалы и консультацию мастера непосредственно в нашей мастерской "Капля Росы". Здесь можно воочию увидеть печь и её комплектующие, разобраться во всех нюансах её изготовления.
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.
Обжиг — процесс воздействия высоких температур на изделия, который меняет физические и химические свойства материалов.
При обжиге происходит испарение воды, химические реакции, растворение, раскристаллизация аморфных минералов. Технология применяется для повышения плотности, прочности изделий и изменения их внешнего вида.
Что необходимо учитывать при выборе готовой муфельной печи?
При выборе заводской муфельной печи учитывают вид и состав обжигаемых изделий. Заводские печи позволяют устанавливать большой диапазон температур и задавать время обжига.
На выбор влияют:
- вид материалов, подлежащих обжигу;
- объем изделий для обжига.
Обрабатываемые материалы: глина, фарфор, фаянс, камень
Материалы для обжига в своей основе содержат глины. В муфельных печах обжигают:
- красную глину (гончарные и декоративные изделия);
- терракоту (декоративные элементы интерьера, скульптуру, черепицу);
- шамот (гончарные изделия, декоративные поделки для интерьера);
- фарфоровые статуэтки, посуду;
- изделия из каменных масс;
- фаянсовые изделия.
Обжиг проводится в один, два или в три этапа. Количество этапов увеличивается, если на поверхность изделий наносятся глазурь и роспись.
Красную глину и терракоту обжигают при температуре 900—1100 градусов. Первый (утильный) обжиг ведут при 900—960 градусах. Температура второго (политого) и третьего обжига зависит от характеристик эмали и краски.
Фарфор и каменные массы при первом обжиге нагревают до 800—1000 градусов. Температура второго и третьего обжига в пределах 1250—1420 градусов и зависит от технических параметров красок и глазурей.
Фаянс сначала обрабатывают при температуре 1200—1250 градусов. Температура второго-третьего обжигов — 900—1250 градусов.
Шамотную керамику и гончарные изделия обжигают при температуре 1350—1400 градусов (утильный обжиг). Поливной и декорирующий проводят при температуре от 900 градусов.
Объем изделий
Объем изделий оказывает решающее влияние на выбор готового устройства. В продаже есть модели с фронтальной и верхней загрузкой, объемы их рабочих камер сильно различаются.
Для обжига небольших изделий, выпускаемых малыми сериями, подойдет компактная муфельная электропечь ПМ-8 (производитель ЗАО «Электроприбор», Россия). Размер рабочей камеры — 19х12х30 см, максимальный объем изделий для обжига — 0,0068 куб. м.
Для обжига крупных керамических изделий подойдет муфельная электропечь российского производителя ЗАО «Накал», модель ПК-1000/14. Внутренние размеры муфеля — 160х78х78 см. Камера позволяет обжигать продукцию общим объемом 0,97 куб. м.
Для обжига изделий объемом до 0,064 куб. метра, подойдет муфельная электропечь немецкого производителя Welte, модель WF-35 (внутренний размер муфеля 40х40х40 см).
Фото 1. Муфельная печь WF-35 от производителя Welte (Германия). Видна рабочая камера с нагревательными элементами.
В камеру обычно загружают максимальное количество изделий, чтобы использовать весь рабочий объем муфеля. Если продукция производятся непостоянно, небольшими сериями, сувениры имеют малые размеры, достаточно приобрести печь с компактной рабочей камерой. Если изделия большого объема (или мастер создает малые изделия крупными сериями), следует выбрать агрегат с просторной обжиговой камерой.
Справка. При загрузке учитывают коэффициенты линейного расширения каждого вида керамики.