Строительство печи для обжига керамики своими руками лучше, чем покупать заводскую
На что обращать внимание при выборе печи?
Муфельные агрегаты больше подойдут для керамистов-любителей. Для профи, занятых более-менее масштабной деятельностью, оптимальный вариант – камерное оборудование. Выбирая аппарат, нужно опираться:
на объём суточного обжига;
габариты изделий;
требования к электропроводке (некоторые агрегаты рассчитаны на три фазы).
Важен и формат загрузки керамики. Отталкиваться нужно от собственных предпочтений и финансовых возможностей. Вертикальнозагрузочное оборудование оценят специалисты с ограниченным бюджетом. При этом результат в «дешёвом» случае не хуже, чем в ином. Степень комфорта обзора изделий – сверху – зависит от индивидуальных особенностей.
Рисунок 7. Дровяное оборудование с вертикальной загрузкой
При горизонтальной загрузке не так просто оценивать дистанцию между изделиями, но зато имеет место отличный обзор ярусов. Чтобы получить возможность 360-градусного обзора обрабатываемой керамики, следует приобретать печи колпакового типа. Оно же и наиболее дорогое.
Стоимость бюджетных, «домашних», моделей стартует с 30 000 р. Нижняя ценовая планка профессиональных вариантов – около 100 000 р. Цена мощных, производительных печей доходит до полумиллиона рублей.
Рисунок 8. Печная камера с раскалённой керамикой
Как же сделать плитку самостоятельно обзор технологии
Различные виды сухой смеси и влажной глины
До начала работы влажная глина отлеживается в мешке
После того, как глина высохнет, ее цвет и масса изменятся
На современных фабриках и заводах плитка часто получается путем прессования и обжига сухой массы. За это ответственны огромные дорогостоящие прессовальные аппараты и специальные печи. В домашних условиях это не самый лучший вариант, так что вам нужно будет использовать влажную глину, которой вы будете придавать любую форму.
Вкратце процесс выглядит так: берется влажная глина, ей придается форма, она высушивается, обжигается, глазируется и снова обжигается (чтобы схватилась глазурь).
Теперь немного подробнее
До начала работы влажная глина отлеживается в мешке и ждет, когда же вы сделаете из нее что-нибудь. Когда вы приступаете к изготовлению плитки, она превращается в сырое керамическое изделие. Пока вы будете формовать плитки, они будут понемногу подсыхать, и к окончанию формовки немного затвердеют. Эта стадия, когда глина еще остается влажной, называется стадией твердой кожи.
Когда ваши плитки полностью высохнут, вы обнаружите, что цвет глины стал светлее. Теперь можно сказать, что она находится на стадии сырца. В этот момент плитка уже довольно твердая, но если вы слегка ударите по ней, она может треснуть или раскрошиться.
Если вы оставили такую плитку сушиться на открытом воздухе и она попадет под дождь, то плитка может раскиснуть и превратиться в комок глины. Расстраиваться по этому поводу не надо, ибо такое свойство глины весьма выгодно. Если вы сделали неудачный образец, просто бросьте его ведро с отходами глины и забудьте о ваших неприятностях. Позднее, когда глина полежит, ее можно заново обработать и сделать из нее что-нибудь новое и красивое.
После того как вся влага испарилась из глины и плитки дошли до состояния сырца, они готовы для того, чтобы поместить их в печь и начать обжиг. Что вы будете делать дальше, зависит от того, какую технику глазурования вы будете использовать; но в соответствии с общей практикой, во время первого обжига, который называется бисквитным, глина специально не дожигается.
Второй (глазурный) обжиг происходит при температуре, необходимой для созревания глазури. Эта температура может быть ниже – но никогда не выше – температуры, необходимой для созревания глины; в противном случае, глазурь расплавится и превратится в стекловидные шарики.
Как правильно выбрать?
В этом вопросе обязательно обратите внимание на несколько факторов, указанных в таблице.
Характеристика
Краткое описание
Цена
Если планируется покупка муфельной конструкции обязательно помним о ее высокой цене. Не рекомендуем смотреть на дешевую, даже акционную распродажу. Стоит понимать, из чего складывается высокая цена таких приборов:
объема отсека для укладки глиняных изделий, в зависимости от их габаритов,
требуемой мощности,
толщины металла. Этот фактор особенно влияет при частом использовании печи. Тонкий металл быстро разрушается. Если делаем самоделку из старой бочки – ее хватит на несколько обжигов. Но цена старой бочки, купленной в скупке металла, позволит приобрести несколько десятков таких «заготовок» и сделать новые печи.
Мощность
Не рекомендуем покупать мощный аппарат с большим отсеком для заготовок, если планируется производство глиняных свистулек. Для такой работы лучше сделать или купить маленькую, маломощную конструкцию. Формула расчета необходимой производительности прибора приведена выше.
Тип загрузки изделий
Верхняя загрузка на печах уменьшает окончательную стоимость прибора, но качество обжига остается на уровне. И контролировать процесс обжига становится легче. Но закладывать глиняную продукцию потребуется очень осторожно. Боковая загрузка облегчает укладывание деталей и позволит разместить их на оптимальном расстоянии, но такая печь тяжелая и больших габаритов. Самая дорогая и производительная – колпаковая печь.
Важно! Цена на печи для обжига керамики – основной критерий выбора и определения возможной подделки. Профессионалы отдают за такую конструкцию 100000 р, для кустарного производства и верхней загрузки, стоимость составит до 35000 р.
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.
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.
Справка. При загрузке учитывают коэффициенты линейного расширения каждого вида керамики.
Способ первый. изготовление камерной печки из холодильника или стиральной машины
Для подобной конструкции потребуется всего три основных элемента:
металлический корпус (подойдет стиралка или холодильник);
нагревательные спирали;
камера, выполненная из шамотного материала.
Когда все необходимое для работы готово, приступаем непосредственно к процессу изготовления.
Вначале укрепляет дно металлического корпуса. Применяем с этой целью стальной уголок (как вариант – его можно заменить обыкновенной трубой диаметром в 1,5 сантиметра). Привариваем кусочки уголков/труб по углам днища – они послужат нам опорными ножками.
Кроме того, нам нужно аналогичным образом укрепить верхнюю часть коробки, дверки и как минимум одну и сторон (ту, к которой впоследствии будут наварены дверные петли).
На дно корпуса укладываем 1-сантиметровый слой базальтовой ваты (аналогичный слой необходимо уложить и на внутренние стенки). Во избежание деформации утеплителя под массой камеры укладываем несколько отрезков металлического уголка либо трубы прямоугольного сечения. По окончании данных процедур укрываем утеплитель листом металла.
После этого определяемся с огнеупорным материалом, который мы будем использовать при изготовлении камеры. В идеале это должны быть волокнистые шамотные плиты, которые можно как резать на месте после покупки, так и заказать уже нужных размеров. Наша печь для обжига глины своими руками требует наличия шести таких плит.
Есть и другой способ – соорудить камеру из термостойкого кирпича, благо этот материал продается везде и используется для кладки печей и каминов. Для камеры такой печи рекомендуется использовать легковесный кирпич, имеющий маркировку «ШЛ» (к примеру, «ШЛ-0,5»).
Кирпичи связываем при помощи мертеля, который соответствует маркировке материала. Есть и более дешевый вариант – обычная шамотная глина либо же шамотная кладочная смесь.
Такая смесь продается там же, где кирпич или камины. Чтобы зафиксировать кирпич на металлической поверхности, добавляем в смесь немного цемента (порядка 30 процентов от общего объема).
Теперь начинаем непосредственно кладку. Подгоняем кирпичи максимально плотно относительно друг друга, швы между ними делаем не большими 0,5 сантиметра. При необходимости подпиливаем отдельные кирпичи до требуемых габаритов.
Кладку начинаем со дна коробки. Растворяем смесь водой и тщательно перемешиваем. Перед монтажом каждого кирпича смачиваем его водой, в противном случае смесь будет чересчур интенсивно сохнуть.
Обратите внимание! Для создания внешнего слоя раствор приготавливаем отдельно – с добавлением цемента.
Начинаем поднимать стены. В зазор между корпусом и кирпичным слоем укладываем листовой металл и утеплитель. Ежели укладка кирпича производится плашмя, то утеплитель можем не использовать.
Верхняя часть займет больше времени: кирпичи по краям нужно уложить с незначительным уклоном вверх, а между ними заложить трапециевидные блоки.
Дверка также выкладывается шамотным кирпичом. По периметру проделываем четверть таким образом, чтобы в итоге появился выступ (его мы заведем в печное окно).
Привариваем петли, подгоняем дверку. Мы обязаны добиться того, чтобы зазор между кирпичным слоем корпуса и дверки был минимальным.
После высыхания кладки начинаем следующий этап работы. На поверхности кирпичей мы должны сделать канавки, в которые будет уложена нагревательная спираль. Используем спираль из нихромовой проволоки 0,1 сантиметра в диаметре; диаметр же витка составит порядка 0,5-0,7 сантиметра. Канавки должны иметь такую же глубину/толщину.
При нагреве проволока может расширяться, а спирали, в свою очередь, «вылезать» из канавок. Поэтому их следует зафиксировать. На изображении ниже приведены основные способы установки спиралей:
Обратите внимание! Очень важный момент: витки при этом не должны контактировать между собой!
Из спиралей делаем 2 контура, чтобы регулировку температурного режима можно было осуществлять посредством выключателя (так же, как в электроплитке).
Заводим окончания спиралей вверх.
Сверху монтируем пластину из керамики (например, от конфорки) и фиксируем концы спирали с помощью болтов.
Нашу печь для обжига глины своими руками оснастим приведенным ниже переключателем, в котором с одной из сторон будет три контакта, а с другой – два.
Монтируем переключатель таким образом, дабы его штырь вышел наружу, т. е. на фронтальную панель. Подключаем все провода, с той стороны, где всего два контакта, подсоединяем ноль и фазу.
К трем остальным контактам подключаем кабеля, ведущие от пластины. Характерно, что один из кабелей должен замыкать пару контактов на краю пластины.
В результате у нас должно получиться следующее: при первой «скорости» спиральные контуры будут подключаться в определенной последовательности, поскольку в таком случае температура будет самой низкой.
Если «скорость» вторая, то будет подключаться только 1 контур в связи с тем, что температура будет более высокой. Характерно, что это должен быть тот контур, который ведется снизу, дабы элементы, расположенные в нижней части, также нагревались.
Наконец, при третьей «скорости» контуры подключаются одновременно – здесь температура будет максимальной.
На этом, в принципе, процесс изготовления печи заканчивается. В конце нам нужно тщательно просушить конструкцию, для чего мы ставим ее под открытыми солнечными лучами или рядом с отопительным радиатором как минимум на 1-2 месяца. По истечении этого срока нам нужно выполнить финишное просушивание, запустив прибор на 3-4 часа на минимальной «скорости». Когда из конструкции уже не будет клубиться пар, прибор можно выключать – он полностью высох. Можем приступать непосредственно к обжигу!
Шамотный огнеупорный кирпич для кладки печи:
Как уже было замечено, в создании печи применяется шамотный кирпич. Его нужно семь штук. Их следует состыковать. Рекомендуется укладывать изделия в форме трубы. Она затем станет функциональной камерой печи и будет выступать.
Шамотный огнеупорный кирпич
Укладка кирпичей в камере проходит на состав, включающий в себя глину. Заранее все используемые кирпичи укладываете в ряд. На каждом делайте отметку для резки. Наличие отметок позволит затем (после самой резки) устроить из них трубу. Резка проводится болгаркой.
Также, для удобства кладки, кирпичи можно пронумеровать. На их внутренней основе устройте канавки, в которые затем просунете проволоку. Но заранее из проволоки создайте спираль. Её параметр – 6 мм. Для соблюдения данного показателя проволоку намотайте на специальный электрод или карандаш.
Монтаж проволоки должен получиться строго по спирали. Спиральная форма должна быть по всей длине, от днища до верха. Исключены всякие контакты витков. Иначе случится замыкание.
Если вы сооружаете печь и задействуйте кирпич, то готовьте состав, необходимый для его кладки, с включением глины высочайшего качества. Обязательное требование к ней – однородность. Её лучше покупать в надёжных магазинах.
При строительстве печи по обозначенной технологии выводите проволоку для подключения к автомату. Поэтому между стыкующимися кирпичами устройте специальный канал. Для него нужны заранее подготовленные отрезанные элементы плитки.
Как бы вы не сооружали печь, по методике с кирпичами или стального корпуса, все применяемые материалы должны обладать высочайшим качеством. Ведь печь ожидают серьёзные термические испытания.
Наивысшая категория – это оборудование, где нагрев производится до 1400-2000 °С.
