Много често в описанията на различни печки процесът на производство на най-важната и съществена част - муфелата, или се пренебрегва, или те се докосват до тази тема в миналото, или информацията е откровено непроверена. И междувременно това е сърцето на муфелната пещ, от която до голяма степен зависят много от нейните параметри. Материали за муфели не се срещат често в продажба, те често са скъпи.
Следното описва експеримент в производството на муфел за пещ за отгряване на стъкло (максимум 600 ° C). Фурна с този тип муфели може да се използва при издухване на стъкло, лампа. Обемът на муфелата е около 4 литра. Нагревател, изработен от нихромен проводник от типа „вътрешен” - спиралата е заградена в дебелината на стените на муфела. Задачата беше да се направи най-достъпният ефективен дизайн, подходящ за практическа употреба.
И така Като материал за стените на муфела се използва маса, състояща се от талк, смесен с течно стъкло. Нагревателят е нихромен проводник. Като основна топлоизолация - дебел азбестов шнур. Основната топлоизолация в пещта се приема, че е пяна. Обмислете някои от характеристиките на тези материали в подобно приложение.
Първото нещо, на което трябва да обърнете внимание, е водна чаша и нихром, От важното - течното стъкло е слабо електропроводимо в стопилката от около 650 ° С, то активно разтваря огнеупорите на пещта от 700 ° С; водно стъкло причинява катастрофална корозия на нагревателите. Достатъчно е да капете една капка течно стъкло върху нагревателния проводник, така че да изгори при първия старт на пещта. Разбира се, при смесване на течно стъкло с други компоненти (корунд, шамот, пясък и др.) Щетите на огнеупорите от него намаляват, но корозивният ефект върху нагревателя остава. Този корозивен ефект се обяснява с високото съдържание на натриев оксид в течно стъкло (течното стъкло е натриев силикат Na2SiO3). Натриевият оксид разрушава защитния оксиден филм върху нихрома чрез реакцията:
6Na2SiO3 + 4Cr2O3 + 3O2 = 4Na2CrO4 + 4NaCrO2 + 6SiO2
Тази реакция протича активно от 600 ° С и води до дълбоко окисляване на нихром.
При фехрала ситуацията е още по-лоша - защитен филм от алуминиев оксид в контакт с натриев силикат губи защитните си свойства и започва да пропуска кислород към метала, който започва да се окислява почти като обикновено желязо.
Азбест. При 800 ° C губи химически свързана вода и се превръща в прах. Затова продукти от него, като картон или шнур, могат да работят до тази температура. В допълнение, фехралът не трябва да бъде в контакт с азбест [2]. Между другото, относно загубата на вода - при използване на азбестова дъска или шнур при висока температура, калцинирането, азбестовите продукти стават крехки. Ако е необходимо да разглобите азбестовата топлоизолация, трябва да я оставите да лежи за ден-два. Азбестът се насища с водна пара от въздуха и отново става мек.
Пенобетон. Това е строителен материал за общо ползване. С не много здрава повърхност, издържа на 600 ° C и до тази температура, той е отличен топлоизолатор.
Огнеупорно покритие от талково течно стъкло, само по себе си е работещо до 1000 ° C [1]
Така че при желаните температури (до 600 ° С), изброените материали могат да се използват.
Технологията на производство на такава муфела е описана в [1] за миниатюрни високотемпературни тръбни пещи и включва навиване на нагревателя върху сгъваема заготовка, покритие, сушене, отстраняване от заготовката и сушене, довършване и снабдяване на готовия муфел с топлоизолация. По-долу, според предложената технология, се прави опит за производство на муфел с доста голямо количество - малко по-малко от 4 литра.
Какво се изискваше за производството.
Инструменти.
За да направя заготовка от дърво, имах нужда от дърводелски инструмент, отвертка. Контейнер за смесване на компонентите на огнеупорна маса, гумена шпатула за нейното приложение.
Материали.
Освен течно стъкло и талк на прах (бебешка пудра) ни трябваха - дебела хартия, канап, хартиена лента, опаковъчен пластмасов филм, някои крепежни елементи. Готова спирала от нихром.
На първо място вдигнах заготовка за навиване на подходящ размер. Тя се превърна в кутия, в която преди да експериментира с производството на глинена муфела. За да се придаде „лесно сгъване“, усукване на стените с самонарезни винтове през слой от вестник, това предотвратява сцеплението на лаковия слой. Ако заготовката е направена специално за навиване по описания начин, няма нужда да я покривате с лак. След сглобяването на страничните стени завинтих краищата на кутията и отстраних винтовете на страничните стени. В резултат на това получих кутия, която се разглобява от краищата.
Следващата стъпка е навиването на въжето. Плътно, обърнете се, за да завиете. Беше приложен най-простият канап. Краищата бяха временно фиксирани с няколко скоби от строителен телбод. В краищата, за да можете да изкопаете по-късно. Направих слой от "восъчна" хартия върху върха на навиващия въже - нанесох опаковката от пакет хартия за принтер, закрепих краищата с хартиена "маскираща" лента.
Подготовка на нагревателни телове. Нихромът е много скъпо нещо и да го получите с намотки, така че фермата да има редица диаметри, в случай на нужда от нагревател - това е нерентабилно. Също така не винаги е възможно да закупите няколко десетки метра от необходимия диаметър. Като възможен вариант - потърсете готови отоплителни спирали и ги използвайте. По-долу на снимката местната версия е тежка челябинска спирала. Обърнете внимание на умерената цена и наличността на редица различни мощности в магазина. Още по-ниска е серия от повторения за превръщане на спирала обратно в жица.
Краят на огънатата жица беше вързан за нещо масивно и протегнат, изтръгвайки парцали през буца. В този случай осигурете свободното въртене на свободния край на жицата около оста си. Последните няколко редакции - чрез поредица от видеоклипове.
Телта е подготвена, оказа се около 13м. Мощността на нагревателя зависи от размера на муфела [2] и в този случай малко излишен - скоростта на нагряване ще бъде малко по-висока от оптималната. Получените 13m бяха разделени на периметъра на подготвените заготовки - получи броя на завоите, които ще трябва да се навие, той е малък, което значително опростява задачата. Разделих дължината на намотката (муфела) на броя завои - получихме стъпката на навиване.В този случай излезе равен на около 8 мм - ние ходим, можете да го навиете със затворени очи.
Реших да залепя термодвойка отстрани на муфела - това е много сбит дизайн, можете да използвате сравнително къса, твърда (в керамичен или стоманен корпус) термодвойка без проводници за компенсация, директно към клемите на терморегулатора. На мястото на отвора на термодвойката намотката на нагревателя е „избутана на разстояние“, мястото позволява. Между другото, за равномерно нагряване на керамичната муфела, понякога навиването се извършва с променлив стъпка - по-плътно в краищата, по-рядко в средата. За да не загубя място за термодвойка след нанасяне на покритието, вкарах малка скилидка в центъра.
След като навива нагревателя, той направи страните така, че краищата на готовата муфа да са равномерни. За това използвах летви, увити в тънък „наденица” полиетилен. Осигуриха ги с карамфили. Ламелите се опираха на празно място под хартията, за да ги подравнят, вдигнаха малко малко от една и съща канап върху празнината.
Покритието беше на два слоя. Извършен е с гумена шпатула. Самата маса беше приготвена от течно стъкло и фармацевтичен бебешки прах - нямаше чист талк на прах. Около ¾ чаша течно стъкло и 5 бутилки прах по 40 g всяка бяха изразходвани на един слой. Прах с разбъркване постепенно се добавя към част от течно стъкло, докато консистенцията на гъста заквасена сметана. Полученият състав се нанася от четирите страни, изсушава се хоризонтално, от време на време се преобръща. Покритието се оказа много вискозно и на практика не се оттича.
След втвърдяване на покритието на муфела, той започна да разглобява заготовките и да премахва муфела. Внимателно прободе страните, зави въжетата под тях. Той отстрани крайните стени и започна да навива въжето между муфелата и заготовката. Тук чакаше засада - първо, въжето беше доста грубо, дебелината му не беше особено равна, често останките на малки плъзгачи бяха вплетени във въжето. Най-лошото беше в ъглите. В крайна сметка, за да не се повреди муфелът, въжето беше оставено на мира, а дървената основа беше просто внимателно съборена.
Муфелът не беше толкова сух и издръжлив. При липса на дъно, легнал, той се е стремял и ако не е оформен, след това се приближава до паралелограм. Но след една нощ, прекарана стояща, малко „плуваше“.
След няколко дни изсъхване започнах да го включвам. Муфелът поставен в изправено положение върху парче азбестов картон, всичко това върху тухлена газобетон, обвита отгоре с „първична“ топлоизолация - дебел азбестов шнур. Покрита е с още няколко парчета азбестов картон.
Направих първите връзки чрез 1.4kW ютия, свързана последователно. Ютията намали тока, нейният температурен регулатор след загряване се включи за 5 ... 10 секунди. Около веднъж на минута. Резултатът беше много нежно загряване - за 3 ... 4 часа муфелът се нагрява до 300 ° C. След няколко дни леко изсушаване, серийно се включва нагревател с мощност 4 кВт. Нещата минаха по-забавно. Над 400 ° С нишестето от бебешката пудра започна да изгаря и процесът трябваше да бъде пренесен на открито.
Резултатът е муфел с много леки твърди стени, подобен на керамиката. С леко потупване се чува звън.
Като цяло експериментът се счита за успешен - беше възможно да се направи муфла за пещта за отгряване на стъкло, с работна температура до 600 ° C. Разходите са минимални. Материали за бягане. За по-безопасна употреба, след като изсъхне напълно, нанесете друг слой покритие отвътре. Изсушете по подобен начин. Ако е необходимо, може да се направи подобна муфела с дъно.
Работете върху бъговете.
На първо място трябва да намерите чист талк - изгорете го много дълго време и е неприятно. Формата трябва да бъде направена по-заоблена, с изгладени ъгли, тогава няма да има трудности с развиването на въжето. С размера на муфела малко се увлечих, обаче желанието да използвам готовата форма ме оправдава.За форми и облицовки е по-добре да използвате сухо парче от твърда дървесина и други естествени материали - тогава можете да включите първоначалното сушене, като го включите директно върху формата, това ще ви спести от деформация. Освен това можете да опитате да изгорите формата - температурата на запалване, например бреза, е 330 ... 350 ° C. В същото време няма нужда от накладки и въже. Тъй като муфелът няма да изпитва механично напрежение при освобождаване, този метод е добре подходящ за долната версия.
1. Brower G. (1985) Ръководство за неорганичен синтез. V.1. Глава 9 Високи температури.
2. Домашна електрическа муфелна пещ.