Возвращение глиняных печей: осваиваем технологию и строим садовую печь из глины своими руками

Классификация печей

Люди давно заметили, что при сильном нагревании глина из мягкого материала превращается в непробиваемый камень. Никто сейчас и не вспомнит, когда появилась первая печь для обжига глиняных изделий. За тысячелетия человеческой деятельности постоянно развивалось и совершенствовалось не только гончарное дело, но и необходимые для него печи.

Такая печь поможет изготовить керамику ручной работы

Существует несколько основных категорий обжиговых печей:

• по типу топлива или источника энергии, на котором работает агрегат. В этом разделе выделяются газовые, электрические и твердотопливные;
• по расположению нагревателя. Существует два основных вида: муфельные, когда нагреватели размещены вокруг муфеля, и камерные — нагреватель внутри камеры для обжига;
• различие в типе камерной среды. Эту классификацию делят на три вида: вакуумные, когда воздух откачивается из камеры, воздушные — обычные печи, и с защитной газовой средой, когда закачивают вспомогательный газ для лучшей обработки изделий;
• отличия по типу загрузки. Три категории: трубчатые — загрузка сверху, для равномерного обжига художественных изделий, колпаковые — такая же загрузка, но для габаритных предметов, горизонтальные — когда загружают спереди;
• по мощности и максимальной температуре нагрева. От температуры обжига зависит конечное качество и цвет изделия, поэтому эта категория имеет большое значение для тех, кто экспериментирует в этих направлениях.

Обзор печей для обжига керамики:

Как правильно лепить

Глина хоть и пластичный материал, но более прочный, чем пластилин. Поэтому существует несколько важных рекомендаций по обращению с ней во время лепки:

• Глина должна быть всегда влажной, не давайте ей высыхать.
• При появлении трещин сразу сглаживайте их водой или водно-глиняной массой.
• Работа по лепке начинается с крупных предметов, плавно переходя к более мелким.
• Вкатывать в глину посторонних изделий не стоит, лучше сделать для этого отдельные углубления в изделии.

Когда все сделано, нужно оставить вашу фигурку на пару дней высохнуть. Хотя глина для лепки без обжига прекрасно выглядит, можно дополнительно ее запечь в духовке или микроволновой печи, но это по вашему желанию. Клей ПВА на завершающем этапе может послужить глазурью для изделия.

Строим печь для обжига керамики своими руками

Вид печи выбирается исходя из количества изделий, который предстоит обжечь. Если объем небольшой, делаем печь в 250–300 литров. Для более масштабной работы потребуется большая печь-горн, размером с небольшую комнату.

Инструменты

Чтобы построить небольшую печь для обжига, потребуются следующие инструменты:

• Слесарный инструмент — для работы с металлом. Сварочный аппарат, набор гаечных ключей, напильники, углошлифовальная машинка (УШМ), дрель, молотки.
• Для работы с шамотными кирпичами и керамикой — молоток каменщика, кельма, алмазный диск для УШМ.
• Средства индивидуальной защиты. Респиратор, очки, перчатки и хлопчатобумажная плотная одежда — обязательный набор при работе с УШМ и минеральными ватами.

Порядок работ

Печь состоит из корпуса, горелки, перекрыши, утеплённой камеры, крышки.

Последовательность постройки:

Корпус. Выбираем прямоугольный металлический ящик, если в роли футеровки выступают шамотные кирпичи или металлическую бочку, если утепляем минеральной огнеупорной ватой.

В цилиндрической конструкции распределение тепла происходит равномернее. К корпусу привариваем ножки.

• Укладываем на дно каркаса футеровку, ставим четыре керамических изолятора от линий электропередач или шамотные кирпичи на ребро — они послужат столбиками для перекрыши.
• Футеруем стенки и крышу. Шамотный кирпич лучше уложить на мертельную глину. Используем каолиновую или базальтовую вату высокой плотности. Из листа ваты скручиваем цилиндр в несколько слоёв, чтобы избежать швов — мостиков теплопотери. Крепить к стенкам асбестовым шнуром и керамическими пуговицами. Края верха утеплителя заворачиваются наружу, это уплотнит и теплоизолирует стыки крышки и корпуса.
• На столбики укладываем перекрышу.

Важно! Перекрыша подгоняется к стенкам неплотно — через щели должен проникать горячий воздух. Пламя не соприкасается с обжигаемыми изделиями

При большом весе изделий применяем для перекрыши сухую кладку из шамотных кирпичей, при небольшом — керамогранитную плитку соответствующих размеров.

• Устанавливаем горелку. Её можно приобрести в магазинах газового оборудования. Мощность лучше подобрать не меньше 2 киловатт (зависит от теплопотерь и объёма сооружения).
• Сверлим внизу корпуса и футеровки отверстие для горелки. Пламя не должно прикасаться с изделиями, это главный принцип размещения сопла. При горизонтальной установке сопла облегчается регулировка и обслуживание.
• Утепляем крышку конструкции. Для минимальных теплопотерь утепляем всю конструкцию снаружи.
• В крышке оставляем отверстие для выхода продуктов сгорания и контроля процесса. Предусматриваем задвижку для регулирования температуры.
• Для снятия данных о температуре внутри печи устанавливаем термопару электронного термометра.

Печь готова. Проводят пробный запуск. Если использовалась кладка шамотными кирпичами, то сначала печь просушивается в щадящем режиме.

Советы по самостоятельному изготовлению

1. Разделение шамотового кирпича и сверление отверстий для установки нагревательного элемента.

При создании из шамотового кирпича любая гончарная закалка нуждается в использовании нагревательного элемента. И если есть необходимость разместить соответствующее решение, то потребуется выполнить надрезы и технические полости в материале керамики. Лучше всего предварительно разметить все расположение элемента и уже потом прибегать к выполнению надрезов. Все это можно выполнить дома, применив простые электроинструменты.

Стоит начинать с пропиливания швов, применяя отрезную машинку, с особым алмазным кругом. А далее необходимо будет удалить полученные участки керамики. И тут лучше всего применять дрели перфоратор. Так как это позволит избежать растрескивания и повреждения материала и каждого из элементов. Не стоит использовать молоток и долото, ведь при ударе, могут образоваться трещины, которые в последствии приведут к негодности каждого из элементов.

1. Выбор маленькой или большой муфельной печи.

Выбранные и создаваемые самодельные печи должны быть получены с пониманием технических процессов, в которых они буду принимать участие. И тут встает закономерный вопрос, создавать более объёмную печь или выполнить более миниатюрное решение. В случае переплавки ювелирных изделий будет достаточно минимального количества внутреннего пространства. Это позволит более практично использовать изделия и не будет требовать дополнительного помещения.

Но вот в случае кузнечного дела, необходимо будет создать более весомые конструктивные решения, которые будут позволять выполнять расплавку и закалку металла.

Смотрите видео, в котором пользователь подробным образом демонстрирует устройство муфельной печи, изготовленной своими руками:

Покупать или делать самому?

Делать печь своими руками с муфелем рекомендуется объемом до 5-7 л. В том случае, если занять должной обработкой такой печи, то работа вам достанется явно не из легких. По этой причине, необходимо в начале посмотреть, какие из готовых муфельных печей точно пригодятся для домашнего использования и во что обойдется их покупка.

Муфель:

Керамика для муфеля требуется не простая, а с достаточной теплопроводностью. Ее дают только присадки из редких металлов. Поэтому делать муфель своими силами лучше даже не пытаться.

Как сделать муфельную печь своими силами:

В наше время живут прагматичное умельцы, которым нравится заниматься обжигом керамики, самоделками или проводить различные физические опыты.

• Огнеупор. В начале определяемся с материалом огнеупора. Самым лучшим по стоимости будет шамотный кирпич. Можно использовать асбестовые плиты и волокно. Вторым слоем теплоизоляции поставим перлит либо базальтовое волокно.
• Корпус. Удобно использовать старый холодильник или плиту. Если не получилось ничего найти, можно сварить или склепать из стали. Конструкция достаточно тяжёлая, корпус от холодильника следует укрепить, особенно дно. Например, провести его обварку стальным уголком прямоугольного сечения. Корпус облицовывается базальтовой ватой. Эта вата может использоваться в качестве верхнего слоя при утеплении кровель, материал жёсткий. Он даже называется минеральная жёсткая вата.

На стройрынке приобретаем шамотный кирпич. Он нужен для кладки печей и каминов. В качестве связующего материала лучше приобрести специальную огнеупорную смесь для кладки.

Подгонка и последующая разметка:

Раскладываем на полу боковые стены будущей камеры так, чтобы задняя стека находилась между боковыми. Толщину швов имитируем с помощью проволоки 3-5 мм в диаметре. Подгоняем друг к другу кирпич. Каждый кирпич погружаем в ёмкость с теплой водой на 30 секунд, чтобы вода заполнила его поры. Выкладываем дно печки. После этого выкладываем стенки.

Уплотнение:

Плотность закрывания дверей можно увеличить силиконом. После прогорания силикона его следует заменить

Важно плотно запирать дверь рабочей камеры. В кустарных и полукустарных условиях возможно создание винтового запирающего устройства

Печи для обжига

Основным оборудованием, определяющим пропускную способность предприятия, являются печные агрегаты. Их стоимость в стоимости всего оборудования составляет 20- 32 %.

Печи, используемые для обжига фарфоровых и фаянсовых изделий, подразделяют по принципу работы (эксплуатационному режиму), способу теплообмена, способу отопления, конструктивным особенностям.

По эксплуатационному режиму различают печи периодического и непрерывного действия.

По способу нагрева различают печи с непосредственным нагревом изделий печными газами, муфельные (изделия отделяются от печных газов стенкой муфеля) и с электрообогревом.

По конструкции печи подразделяются на три группы: туннельные (непрерывного действия) — с каналом, по которому изделия перемещаются на вагонетках; конвейерные (непрерывного действия) — с одним или несколькими каналами малого сечения, по которым изделия перемещаются ленточными, роликовыми, шагающими или полочными конвейерами; горны (периодического действия) — с круглыми или прямоугольными камерами.

Рассмотрим особенности работы некоторых типов печей.

Печи периодического действия (горны) работают по замкнутому, многократно повторяющемуся циклу: загрузка — обжиг — выгрузка. Конструктивно они подразделяются на одно- и двухкамерные, обычно круглой формы, и печи с выкатным подом (используются для обжига крупногабаритных изделий, небольших партий изделий, опытных образцов). По направлению движения топочных газов различают горны с восходящим (прямым) и нисходящим (обратным) пламенем. На ряде заводов еще используют двухэтажные круглые горны с обратным направлением движения топочных газов. Печи периодического действия имеют существенные недостатки — малую производительность, тяжелые условия труда по загрузке и выгрузке изделий, трудности по механизации и автоматизации этих работ. Преимущество горнов — возможность работы каждого цикла по индивидуальному режиму (температурному, аэродинамическому и газовому).

В настоящее время печи периодического действия повсеместно заменяют на печи непрерывного действия — туннельные и конвейерные.

Туннельные печи с непосредственным нагревом изделий широко используются, когда воздействие печных газов на изделия не может снизить их качество. В зависимости от объема производства и размеров обжигаемых изделий длина печей колеблется от 2-3 м (лабораторный тип) до 105 м, ширина канала 0,2-1,85 м, высота — 1-2 м.

Муфельные туннельные печи применяются для закрепления керамических красок при надглазурном декорировании изделий. В этих печах изделия отделены от действия печных газов перегородкой из огнеупорного материала и нагреваются в основном за счет излучения тепла от перегородок. В туннельных печах непосредственного нагрева этот эффект получают обжигом изделий в капселях, которые защищают изделия от воздействия газовой среды обжига.

Рис. 56. Туннельная печь: а — схема, б — разрез; 1 — горелки, 2 — вагонетка

Туннельные печи с электронагревом используются в тех же условиях, что и муфельные печи, но возможность их применения ограничивается высокой стоимостью электроэнергии по сравнению со стоимостью газообразного и жидкого топлива.

Туннельные печи (рис. 56) работают по непрерывному циклу. В них все стадии обжига (загрузка — обжиг — выгрузка) осуществляются одновременно и непрерывно. Основными конструктивными элементами этих печей являются печной канал, ограждения (стены, своды), топки, металлический каркас, механизм для перемещения в печном канале вагонеток с загруженными на них изделиями. В конструкцию канала печи входят двери с его торцов, лабиринтовые стыки стен и вагонеток, песочный затвор, пескоуловители, смотровые и аварийные окна, топки, камеры со шлюзовыми затворами, смотровые подвагонеточные подвалы (подподовый канал) и др.

Как необходимо обжигать глину

Как правило, в домашних условиях обжиг глины осуществляется в самодельной печи. В этом случае температурный режим надо контролировать на постоянной основе. Это будет выглядеть по следующей схеме:

1. Начинаем с первого положения переключателя, держим 5 минут и выключаем.
2. Через 5 минут включаем, оставляем на 10 минут глину запекаться и выключаем.
3. Через 15 минут включаем, вновь выдерживаем 10 минут и выключаем.
4. На этом этапе включаем печь, и выдерживаем обжиг глины до тех пор, пока изделия не покраснеют.
5. Здесь включаем переключатель во второе положение и по той же схеме: 5-5 мин, 10-10 мин, 15-10 мин выдерживаем. Причем здесь не нужно выключать печь, а лишь спуститься со 2 положения на 1 и обратно.
6. Положение 3 применимо в том случае, если мощности печи не хватает.

В среднем до 6 часов уходит на весь процесс обжига глины. Определить «готовность» можно по свечению стен внутри печи. Как только свечение станет светло-желтого цвета, выключайте печь.

Не стоит сразу открывать дверцу, оставьте остыть изделиям в печи на длительное время, например, на всю ночь. Это позволит равномерно остыть после обжига. Затем можно их покрыть глазурью и дать высохнуть, так ваше творение прослужит вам гораздо дольше.

Как готовить смесь для кладки топочной части

Как сделать огнеупорный раствор для печи, чтобы печь служила долго? Для кладки топки берут пластичную белую глину, можно желтоватую или серую. Роль наполнителя выполняет шамотный песок. Его изготавливают из боя шамотного кирпича, который затем измельчают дроблением. Он выводит раствор на более высокий уровень стойкости к воздействию высокой температуры. Такой песок применяют вместо обычного для приготовления растворов, предназначенных для топочных камер, которые выкладывают из огнеупорного шамотного кирпича.

Можно для удешевления взять шамотный песок в смеси с обычным кварцевым в равной пропорции. Смесь всё равно оставит свои огнеупорные свойства.

Пластичная глина не нуждается в дополнительной проверке. Её замешивают на чистой мягкой воде. Для облегчения процедуры замеса используют строительные миксеры.

Если знать, на какой раствор класть печь, и как добыть дешёвый строительный материал, то можно значительно сэкономить при строительстве банной печи.

Особенности

Глину используют в качестве сырья для печи с древних времен. Для приготовления правильного раствора необходимо соблюдать точность выбора и баланса компонентов.

1. Глина. Основная часть, именно она придает раствору вязкость, жаропрочность, огнеупорность. Для приготовления подходят не все виды: различные породы содержат множество примесей, влияющих на результат. Поскольку избавиться от них не всегда возможно, то заниматься этим весьма проблематично. Одним из важных параметров при строительстве печки является ее непроницаемость, то есть герметичность. Поэтому глину обязательно проверяют, тестируют ее качества: материал имеет три показателя жирности — нормальная жирность, средняя и высокая.
2. Песок. Второй по значимости ингредиент. Его можно добыть самостоятельно, но при этом надо помнить о требованиях: он должен быть однородным и без примесей, а значит, очищен и просеян. Специалисты предпочитают речной песок, считая его наиболее чистым.
3. Вода. Не нужно относиться к ней пренебрежительно — она не должна содержать посторонние включения. Можно использовать только хорошо отстоянную чистую жидкость, иначе это неизбежно приведет к снижению качества замеса и финального результата при нагревании до высоких температур. Лучший вариант — питьевая вода.

При подготовке к работе желательно все компоненты иметь с хорошим запасом. Он потребуется для замеса образцов, замены раствора, в случае если он получился низкого качества. Качественная глиняная паста – это огнеупорный материал, хорошо выдерживающий воздействие открытого пламени. Однако она довольно ограничена в области применения. Наиболее подходящими для ее использования остаются топка, дымоход и другие теплоаккумулирующие конструктивные элементы.

Глиняный раствор имеет ряд преимуществ.

• Экологичность. В составе используют только натуральные безопасные компоненты, не выделяющие опасных для человека и окружающей среды веществ.
• Доступность. Все составляющие можно найти вблизи человеческого жилья, легко добыть и приготовить замес своими руками. Кроме этого, в продаже имеются уже готовые смеси.
• Простой демонтаж. При необходимости ремонта печи или ее участка не придется тратить значительные усилия. Высохшая смесь хорошо отделяется от кирпичей, оставляя их чистыми и целыми.

Однако есть условия, обязательные для получения качественной печной смеси, способной служить для обмазки борова. Именно они позволяют использовать полученную термостойкую смесь. Хорошая глина для печей и каминов добывается на глубине около 5 метров — именно там располагаются пласты чистого материала, без органических примесей.

Составами на ее основе обмазывают снаружи нагревательные конструкции, применяют для штукатурки. Глина незаменима в печах для дачи и жилого дома. К сожалению, на подготовку связующего состава, отвечающего всем требованиям, потребуются серьезные усилия и время.

Сложности при изготовлении

Обратить внимание:

1. Безопасное подключение баллона к горелке. Газовый резиновый шланг не использовать вблизи раскалённой печки — используем металлический.

   Газовый баллон должен стоять на безопасном удалении и обязательно используем редуктор с обратным клапаном.

2. Герметизируйте все щели при помощи глины, асбеста или базальтового шнура.
3. Печь устанавливается вдали от легковоспламеняющихся предметов.
4. При работе не прикасайтесь к элементам печи голыми руками.

1. Выходное отверстие для сгоревших газов должно быть достаточного диаметра, иначе пламя будет «захлёбываться», регулировать его можно куском утеплителя.

Расчет диаметра, длины и удельной поверхностной мощности проволоки нагревательного элемента

На данном этапе производится выбор материала нагревательного элемента. Хотел бы оговорить, что для данных целей наиболее часто используют нихромы и фехрали.

В печах для обжига керамики GRIFON мы используем суперфехраль GS SY по ряду весомых причин:

• это более дешевый сплав по сравнению с нихромом, так как не содержит никель;
• суперфехраль обладает лучшей жаростойкостью, чем нихромы (наибольшая рабочая температура 1450°С);
• данная марка фехрали обладает повышенной пластичностью, что облегчает навивку спиралей.

После выбора материала выбирается диаметр проволоки нагревательного элемента.

Диаметр спирали выбирается в зависимости от необходимого удельного электрического сопротивления (сопротивление в 1 метре проволоки, см. табл. 2). Большему уд. эл. сопротивлению соответствует меньший диаметр проводника, меньшему уд. эл. сопротивлению соответственно больший диаметр.

Табл.2. Выбор диаметра проволоки в зависимости от нужного диаметра и длины нагревательного элемента

От диаметра проводника зависит так же и длина проволоки нагревательного элемента. Так же хотелось бы отметить, что чем больше диаметр проволоки нагревательного элемента, тем дольше прослужит нагревательный элемент.

Таким образом, комбинируя выше перечисленные параметры подбирается спираль в муфель печи.

Зная необходимое сопротивление R (см. предыдущий раздел) и удельное электрическое сопротивление ρ вычисляется длина проволоки L:

L = R/ρ , (м)

Так как в данной печи мы используем диаметр проволоки d = 2 (мм) , то ρ = 0,452 (Ом/м). Тогда L= 17,92/0,452 = 39,64 (м)=3964 (см).

Самым важным расчетом в этом разделе является вычисление поверхностной мощности проволоки ψ, т.е. мощности которая выделяется с единицы площади проволоки.

В печах с высокими температурами поверхностная мощность ψ фехрали не должна превышать 1,4 Вт/см2 для проволоки диаметром до 4 мм. Если данное значение существенно превысить, то нагревательный элемент не выдержит температуры.

ψ=P/S , (Вт/см2), где

P— мощность печи,(Вт);

S=3,14*L*d — площадь поверхности проволоки, (см2), где

L— длина проволоки,(см);

d— диаметр проволоки,(см)

ψ=2700/2489,4=1,08 (Вт/см2), где S=3,14*3964*0,2=2489,4 (см2). Таким образом ψ=1,08<1,4 (Вт/см2), что удовлетворяет требованию.

Если требование не удовлетворяется, необходимо увеличивать диаметр проволоки или выполнять параллельное соединение.

Особенности эксплуатации

Перед тем как начать эксплуатировать оборудование, внутреннюю опалубку необходимо поджечь – иначе ее не достать. Следует проводить эту операцию крайне аккуратно, чтобы конструкция не обвалилась, и не появились трещины. Если не удалось избежать трещин, то они замазывают раствором глины, но их перед замазкой нужно расширить. Только по завершении всех действий в печи можно разжигать костер.

Перед тем как начинать выпекать хлебобулочные изделия или подобную пищу, необходимо качественно протопить печь в течение 2 часов с использованием сухих дров. Как только появятся головешки, они извлекаются кочергой. Печь плотно закрывается. Потребуется выждать 15 минут. За это время температура внутри выровняется, и хлеб качественно пропечется со всех сторон.

Чтобы определить степень готовности печи, необходимо использовать лучину – она кладется на несколько минут внутрь печи, а после внимательно изучается. Если она обуглилась, значит необходимо дать печи ещё времени для остывания, а если она поменяла цвет – стала более коричневой, то к готовке можно приступать. Это будет означать, что температура добралась примерно до 200 градусов. Технология выпекания довольно проста – нужно следить, чтобы тесто хорошо пропеклось.

С незапамятных времен нашими предками возводились глинобитные печи. Обычно их строили в деревнях и из-за отсутствия дымохода, назывались первые варианты таких конструкций печами «по-черному». Соответственно, и дом, где была печь из глины такого типа, назывался «курной» избой. Такое название напрямую зависело от конструкции печи, поскольку сначала дым наполнял жилище, и лишь со временем выходил сквозь маленькое отверстие (верхник) под потолком наружу. Понятно, что задымленной была вся изба, а через окошко, которое специально для этого строилось, выходили не только газы и дым, но и почти все тепло.

Запекаем цветы из полимерной глины

Бутоны цветов помещаем на зубочистки, которые воткнуты в любой мягкий предмет, например, в фольгу. Помещаем все это в стеклянную посуду с крышкой, и отправляем в хорошо разогретую духовку. В среднем, около 2-2,5 минут потребуется для готовности изделия

Но обратите внимание, чтобы цвет у них не изменился и не стали тонкими лепестки. Если это произошло, то вы передержали изделие

Точное время выдержки обжига вам удастся установить экспериментальным путем, в зависимости от режима работы вашей духовки и объема изделия.

При обжиге полимерной глины в духовке важно учесть температуру стеклянной посуды – она не должна быть холодной, ее разогреть можно непосредственно в духовке во время ее обогрева

Конструктивные особенности

Специфика всех печей для обжига с муфелем — это наличие специальной камеры. В неё помещается нагреваемая заготовка, которая изолируется от негативных воздействий и получает равномерный нагрев. Изготавливают муфель из термостойких, жаропрочных материалов, преимущественно из огнеупорной глины.

Простейшая конструкция печи для обжига керамики или термической обработки других материалов подразумевает наличие глиняного муфеля, во внутренних стенках которого находятся электрические нагревательные элементы (ленты, проволоки из нихрома, молибдена или вольфрама).

Эффективный источник энергии и довольно простая конструкция позволяет использовать такие керамические печи для обжига в самых различных условиях — в лабораториях, мастерских или даже дома.

Вывод

В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме, которая позволит узнать подробнее о печах для обжига кирпича. На ее основании можно сделать вывод, что самостоятельное изготовление подобной продукции требует разработки конкретного технического проекта для определенного типа материалов.

Также нужно использовать такие типы устройств, для обжига, которые бы были довольно экономны, эффективны и могли производить определенное количество продукции за один цикл. Именно поэтому специалисты считают, что проще заказать готовый материал, чем заниматься его изготовлением для собственных нужд.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.