Футеровочный кирпич

Футеровка (нем. Futter — подкладка, подбой) — специальная отделка для обеспечения защиты поверхностей от возможных механических, термических, физических и химических повреждений. В горно-металлургической промышленности футеровка используется для защиты оборудования, связанного с перегрузкой и перевозкой различных материалов, от ударных, истирающих и налипающих воздействий, а также для усиления огнестойкости материалов, из которых изготавливают металлургические и бытовые печи.

Футеровка доменной печи[править | править код]

Огнеупорная футеровка (кладка) доменной печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха от воздействия высоких температур и от контакта с жидким металлом и шлаком. В составе огнезащитных покрытий используются слоисто-пористые материалы и изделия на их основе, такие как вермикулит. Данный материал пожаробезопасен, имеет высокие показатели теплостойкости и огнеупорности, химически инертен, имеет высокие изоляционные свойства (то есть минимальную электропроводность).


Применяемые огнеупоры[править | править код]

Для футеровки доменной печи применяют качественный (доменный) шамотный кирпич, высокоглинозёмистый кирпич, углеродистые блоки, иногда карбидокремниевый кирпич. Основу шамота составляют SiО2 и Аl2О3. Для доменных печей стандартом предусмотрено три сорта шамотных изделий с содержанием Аl2О3 соответственно не менее 43, 41 и 39 %; они отличаются повышенной плотностью и прочностью, высокой огнеупорностью (> 1750 °C), низким содержанием Fe2О3 (<1,5 %). Кирпич с более высоким содержанием Аl2О3 применяют для кладки низа печи, а с более низким — для кладки верха. Кроме того, для кладки печей объёмом «1033 м* стандартом предусмотрена марка шамота с меньшим (* 37 %) содержанием Аl2О3, меньшей огнеупорностью (> 1730 °C), прочностью и плотностью. Кирпич может быть длиной 230 мм (нормальный) и 345 мм (полуторный). Применение кирпичей различной длины обеспечивает хорошее переплетение швов кладки. Высокоглинозёмистый муллитовый кирпич, применяемый для кладки лещади, содержит > 63 % Аl2О3 при огнеупорности > 1800 °C.
менный карбидокремниевый кирпич содержит > 72 % SiC и > 7 % азота и отличается от огнеупоров на основе Аl2О3 и SiO2 заметно большей прочностью и теплопроводностью. Углеродистые блоки изготовляют из кокса и обожжённого антрацита с добавкой в качестве связующего небольшого количества каменноугольного пека. Длина блоков достигает 3-4 м, они прямоугольного сечения 400×400 и 550×550 мм. Блоки в комбинации с высокоглинозёмистым кирпичом больших размеров (400 × 200 × 100 мм) применяют для кладки самой нижней части печи — лещади. Швы между огнеупорными кирпичами заполняют раствором, изготовленным из мертелей, соответствующих классу кирпича. Мертель — это порошок, состоящий из измельчённого шамота и огнеупорной глины. Для ответственных видов кладки применяют мертели с добавкой небольших количеств поверхностно-активных и клеящих веществ (сода, сульфитно-спиртовая барда), что позволяет приготавливать растворы с меньшей влажностью при одновременном повышении их пластичности. Для заполнения швов между углеродистыми блоками применяют углеродистую пасту, состоящую из кокса и смоло-пека. Зазор между блоками допускается не более 0,5 мм для вертикальных и не более 1,5 мм для горизонтальных швов.

Лещадь[править | править код]

Ранее лещади доменных печей выкладывали из качественного шамотного кирпича. Однако рост объёма печей и интенсификация плавки вызывали быстрое разрушение такой кладки.
этому в настоящее время лещади делают либо цельноуглеродистыми, либо комбинированными из углеродистых и высокоглинозёмистых огнеупоров. Применение углеродистых огнеупоров вызвано тем, что из-за их высокой теплопроводности снижается перегрев и вследствие этого уменьшается разрушение кладки лещади. В комбинированной лещади низ и наружную часть (стакан) выкладывают из углеродистых блоков, а внутреннюю центральную часть из высокоглинозёмистых муллитовых изделий, содержащих более 65 % Аl2О3. Высота лещади составляет ~ 5,6 м; это необходимо, поскольку за многие месяцы эксплуатации печи происходит разрушение кладки жидким чугуном, и в лещади образуется заполненная жидким чугуном полость, могущая достигать фундамента печи. С тем, чтобы уменьшить износ лещади, в современных печах предусматривают воздушное охлаждение её низа. Между низом лещади и пнём фундамента закладывают чугунные плиты толщиной 180 мм; в плиты залиты стальные трубки диаметром 140 мм, в которые вентилятором подают охлаждающий воздух. Снаружи кладку лещади охлаждают гладкими плитовыми холодильниками.

Горн[править | править код]

Футеровку горна до уровня фурм выполняют из углеродистых блоков, а в районах фурм и чугунных и шлаковых леток из шамотного (> 42 % Аl2О3) кирпича, поскольку углерод здесь может окисляться кислородом дутья, диоксидом углерода (СO2), а также парами воды из огнеупорных масс.
и работе на безводных лёточных массах район чугунных лёток делают из углеродистых блоков. Для предотвращения окисления углеродистых блоков в период задувки печи их защищают кладкой в один ряд из шамотного кирпича. Толщина футеровки у низа горна достигает 1600 мм. Снаружи кладку горна охлаждают гладкими плитовыми холодильниками. Заплечики. Кладку заплечиков чаще всего делают тонкостенной (толщина 230 или 345 мм) из шамотного (> 42 % Аl2О3) кирпича в один ряд, при этом кирпич примыкает к периферийным плитовым холодильникам с залитым кирпичом. Иногда вместо шамота применяют карбидокремниевые кирпичи. Кладка заплечиков быстро изнашивается и вместо неё на поверхности холодильников формируется слой гарнисажа (застывшего шлака и мелких кусков шихты).

Шахта и распар[править | править код]

Кладку распара и охлаждаемой части шахты (~2/3 её высоты снизу) выполняют из шамотного (> 41-42 % Аl2О3) или карбидокремниевого кирпича, а кладку верхней неохлаждаемой части шахты из шамота, содержащего > 39 % Аl2О3. Кирпичи укладывают в два—три ряда вперевязку. Кладка шахты с распаром может быть толсто-, средне- и тонкостенной. В прежние годы широко применяли толстостенную кладку (толщина верха шахты 800—900 мм и до 1300 мм в районе распара) с горизонтальными холодильниками, заглубленными в кладку и служащими её опорой. Однако в связи с тем, что холодильники расположены на расстоянии друг от друга, плохо охлаждается кожух, и после износа футеровки возникают его местные перегревы, вызывая термическую деформацию и возможность появления трещин.
оме того, вырезы в кожухе для установки горизонтальных холодильников снижают его прочность и делают кожух менее герметичным. В связи с этим в последние годы делают тонко- и среднестенные шахты. Тонкостенная шахта (и распар) имеет в охлаждаемой части толщину кладки 230—345 мм и в верхней неохлаждаемой части 575—690 мм с охлаждением вертикальными ребристыми холодильниками, причем часть холодильников имеет горизонтальные выступы, которые служат опорой для кладки и способствуют удержанию гарнисажа. Среднестенная шахта имеет толщину кладки в охлаждаемой части 575—900 мм и в неохлаждаемой 700 мм, охлаждение либо комбинированное из вертикальных ребристых холодильников в сочетании с горизонтальными, либо из вертикальных ребристых холодильников, имеющих горизонтальные выступы. В распаре и охлаждаемой части шахты по мере износа кирпича образуется слой гарнисажа. С тем, чтобы уменьшить давление от расширяющейся при нагреве кладки на кожух печи и предотвратить его разрыв, между футеровкой и вертикальными холодильниками по всей высоте печи (кроме распара) предусматривают зазор в 70—200 мм, заполняемый шамото-асбестовой или пластичной углеродистой массой.

Колошник[править | править код]

Собственно футеровка колошника состоит из одного ряда шамотного кирпича, выкладываемого у кожуха.
ним располагают «колошниковую защиту», которая воспринимает удары падающих сверху в процессе загрузки кусков шихты. Широко распространенная её разновидность состоит из стальных сегментов — литых полых коробок, заполненных шамотным кирпичом. Сегменты расположены несколькими кольцевыми рядами по высоте колошника; соседние по окружности сегменты соединены между собой болтами. Вся колошниковая защита крепится к кожуху с помощью нескольких подвесок, в каждой из которых сегменты прикреплены к вертикальной пластине, соединенной с серьгой, которая свободно подвешена на штыре, вставленном в отверстие кронштейна; последний прикреплен к кожуху болтами. Такая подвеска позволяет всем сегментам перемешаться вверх в случае роста кладки шахты в вертикальном направлении в результате её нагрева.

Футеровка применяется также и при выполнении монтажных работ по устройству подземных сооружений переходов через коммуникации. Как пример: трубная продукция предусмотренная проектом с внешней изоляцией, обматывается стальным листом и протаскивается под действующим подземным трубопроводом. Данным метод футерования выполняет защитную функцию от механических повреждений при продольных и поперечных перемещениях.

ru.wikipedia.org

Футеровка — что это?

Внутри топок делают оболочку из кирпича, который устойчив к действию высоких температур. В результате конструкция не перегревается, а ее срок службы значительно увеличивается.


Футеровка не является отдельным элементом, она тесно связана с остальными материалами, что применялись для создания печи с топкой, в которой происходит процесс горения.

Когда выполняется футеровка печей, чаще всего используют кирпич, но это могут быть и другие материалы, которые отличаются по своим химическим свойствам. Они могут быть кислыми, основными и нейтральными. У каждого из них реакция на вещества, что появляются во время горения, будет разной.

Есть современные материалы в виде готовых смесей, они могут быть муллитовые, шамотные или корундовые. Для их нанесения надо просто разбавить смесь водой и нанести на ту поверхность, которую необходимо защитить после высыхания. Образуется монолитная поверхность, которая не трескается.

Футеровочные работы начинаются только после того, как был определен материал и проведены все необходимые расчеты. При этом учитывается материал печи и материал, что используется для футеровки, чтобы максимально защитить некоторые элементы не только от высокой температуры, но и других негативных воздействий.

Защитить определенные элементы от высокой температуры можно так:

  • внутреннюю часть топки отделывают материалом, имеющим низкую теплопроводность;
  • могут использовать экраны для отражения тепла, но при этом тепло уходит в дымоход вместе с дымом.

При использовании первого способа стоит отличать теплозащиту, при которой элементы выполняют защиту от высокой температуры и теплоизоляцию, когда тепло остается внутри. Футеровка печей служит для теплозащиты, во время которой тепло отводится от некоторых элементов, для чего используют теплоизоляционные материалы.


Использование шамотного кирпича

Сейчас популярен шамотный кирпич, при изготовлении которого в глину добавляют порошок из обожженной глины, затем готовый кирпич обживают при высокой температуре.

Этот материал в отличие от обычного кирпича имеет лучшие теплозащитные свойства. Шамотным кирпичом обкладывают топку внутри. При укладке шамотного кирпича есть свои особенности. Он не должен очень плотно укладываться к наружным стенкам.

При высоких температурах шамотный кирпич будет выталкивать наружный слой, и поэтому на наружных стенках появляются трещины, а иногда и разрушение. Это не только некрасиво, но и опасно, так как в комнату будет попадать угарный газ.

Наружные кирпичи соединяются при помощи глины, которая при сильном нагревании может трескаться, и шов разрушается. Перед использованием раствора для кладки сначала проводится определение его пластичности. Для этого делают раствор, соединяют с его помощью 2 кирпича, а потом их обжигают при высокой температуре. Если он выдержит испытание, то применяется для кладки.

Как проводится футеровка металлической конструкции?


В данном случае надо обязательно учитывать, что коэффициент расширения металла намного больше, чем кирпича. Поэтому, когда выполняется футеровка в этих печах, между металлической стенкой и слоем шамотного кирпича оставляют зазор. Чтобы зазор не оставался пустым, для его уплотнения используют базальтовую вату. В тех случаях, когда печь находится в нежилом помещении, вместо ваты можно использовать асбест.

Футеровка огнеупорным кирпичемНекоторые мастера, чтобы улучшить качество работы металлической печи, кроме того, что выполняется ее футеровка внутри, снаружи еще и обкладывают ее кирпичом. В данном случае это ошибочное решение, так как этот материал имеет низкую теплопроводность и высокую теплоемкость.

В таком случае выполняется не теплозащита, а теплоизоляция, тепло остается внутри топки, к металлическим стенкам плохо подходит воздух, они не охлаждаются и быстрее прогорают, в результате чего происходит их повреждение, и угарный газ начинает проникать в помещение. Такую конструкцию уже использовать нельзя.

Чтобы печь служила долго, надежно и безопасно, футеровка должна выполняться качественными материалами делается с соблюдением принятых правил.

Правильная футеровка парового котла

Иногда это необходимо сделать для парового котла, при этом футеровка может быть сделана тяжелая, облегченная или натрубная. Если в котле слабое экранирование, то его наружные части могут сильно нагревается, так как температура в топке достигает 1200 °С. Внутри топки делают футеровку из 2-3 слоев шамотного кирпича, и тогда наружная температура котла не превышает 60-80 °С.


При укладке одного слоя кирпича считается, что сделана облегченная футеровка. Самой доступной является натрубная футеровка, в этом случае вязкая негорючая смесь наносится на трубы, делают это в 2-4 слоя. Чтобы обеспечить устойчивость к тепловому расширению, дополнительно следует использовать армирующую сетку.

Укладывать кирпичи надо вертикально, можно это делать и горизонтально, но тогда забирается много полезной площади топки. Кладка проводится только на песчано-глиняный раствор, применять цементный раствор нельзя.

Экраны используются в основном при установке металлической печи в бане. Во всех остальных случаях монтаж защитных экранов выполнять нерационально, так как происходит утечка тепла, а нужно, чтобы происходил эффективный обогрев помещения.

Перед каждым сезоном топку надо обязательно внимательно осматривать, и если есть повреждения, проводить их ремонт. Для этого используют смесь из глиноземного цемента и шамотного порошка. Печь должна просушиться на протяжении недели, затем обрабатывается открытым огнем.

sdelaypechi.ru

Защита наружная, внутренняя

Защиту внутренних стенок топливника можно осуществить несколькими способами:

  • Во-первых, можно использовать защитные экраны, способные поглощать большую часть лучистых потоков. Установленные внутри топливника экраны влияют на нагрев дымовых газов, поэтому большая часть тепла будет удаляться через дымоход.
  • Во-вторых, внутреннюю часть топливника можно обмуровать огнестойким низкотеплопроводным материалом.

Теплозащита и теплоизоляция – разница есть

Существует огромная разница между теплозащитными и теплоизоляционными принципами. При теплоизоляции тепло, выработанное в рабочей зоне, никуда не удаляется. Для этого и служит теплоизоляция.

В отличие от нее, теплозащита предназначена защищать определенный участок от теплового излучения рабочей зоны. Из всего сказанного становится понятным, что теплозащита совершенно не предназначена для сохранения тепла.

Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение

Шамотный кирпич

Если устанавливается внешняя защита в виде экрана в котлах обогрева, применение такого метода будет очень расточительным, так как большая часть тепла будет расходоваться совершенно напрасно. Но этот метод прекрасно подходит для установки банных печей.

Ранее, при СССР, частникам в основной массе был известен простой строительный кирпич ГОСТ 530-95. Данный кирпич предназначен для возведения промышленных, жилых строений и никоим образом для использования в печах и котлах отопления. Кстати, многие до сих пор используют его для строительства печей и котлов.

Многим умельцам в то время удавалось раздобыть кирпич данного ГОСТ, но более высокой марки М – 300, в простонародном выражении «печной». Этим кирпичом обкладывалась топочная часть печей для защиты от высоких температур.

Позже для массового применения стал доступен шамотный кирпич ГОСТ 390 – 96.

Наша справка: шамотные материалы изготавливаются из глины, смешанной с порошком из обожженной глины и последующим обжигом при высоких температурах.

Использование шамота и есть футеровка

Из-за того, что все фракции имеют однородный химический состав, все шамотные изделия имеют высокую степень термостойкости и не растрескиваются от воздействия высоких температур.

Обкладывание топочной части шамотным материалом для защиты теплового агрегата от воздействия высокой температуры в топочной части называется футеровкой.

Футеровка топочной части

Производственная футеровка и свойства материалов

На производстве, в металлургии, футеровка индукционной печи выполняется с использованием особых, прессованных шамотных кирпичей. Они очень износостойкие, не дают усадки и хорошо выдерживают термоудары. Применение шамотного кирпича позволило добиться большой экономии средств и намного удешевить процесс производства металлов.

Индукционная печь

В таблице приведены свойства некоторых огнеупорных материалов

Материал Плотность кг/м3 Максимальная рабочая температура °С
Шамот          1800-2000             1300
Кирпич глиняный              1600               700
Вермикулит           150-250             1100
Базальтовая вата              100               750
Каолин плотный        2400-2500              1400

Бытовые проблемы – футеровка как решение

В быту людям обычно приходится решать более простые задачи. На самом последнем этапе, догорание углей, происходит перегрев низа металлической печки, иногда докрасна. Человек решает  своими руками обложить изнутри перегревающуюся стенку.

Но и в этом случае приходится решать вопрос, до какого уровня выполнить футеровку, оставить ли зазор и как при этом закрепить кирпичи?

Конкретно в данной ситуации вопрос можно решить следующим образом:

  • Если позволяет ширина топливника, по его периметру укладываются шамотные кирпичи стандартного размера – 250Х150Х65 мм. При этом кирпич укладывается к стенке плашмя. Можно уложить вертикально, с высотой 250 мм или горизонтально на 120 мм.
  • Для того чтобы кирпичи надежно зафиксировать между собой, используется простой способ. С помощью шлифовальной машинки делается пропил в части соединения, и кирпичи скрепляются с помощью вставленного металлического шипа подходящего размера.

Устройство футеровки: температура и металл

Особое внимание стоит обратить на то, что термическое линейное расширение металла намного больше, чем у кирпича. Поэтому все металлические части, подверженные нагреву, должны иметь свободное пространство для расширения.

Наша справка: отсутствие зазора между металлической стенкой печи и футеровкой приводит к разрушению футеровки.

При устройстве данной футеровки зазор уплотняется базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или виде спрессованного полотна. Можно для этой цели использовать асбест.

Ошибочная защита. Последствия

Очень часто встречается такая картина. Металлическая печь обкладывается кирпичом с применением глинистого раствора, да еще и без зазора. Мотивируется это обеспечением безопасности и улучшением прогрева печи.

Это совершенное заблуждение!

  • Во-первых, кирпич очень теплоемок.
  • Во-вторых, у кирпича низкая теплопроводность. Что происходит во время работы такой печи?

Кирпич просто исполняет роль теплозащиты. Основное тепло, вырабатываемое печью, из-за переизбытка в топке просто вылетает в трубу.
Ко всему прочему, отсутствие зазора мешает проникновению охлаждающего воздуха к металлическим стенкам печи, что однозначно приводит к их прогару, а расширение металла приведет к растрескиванию кирпичной защиты.

Как итог, угарные газы начнут поступать в помещение.

Не всегда кирпич: смеси для футеровки

В последнее время большой популярностью стали пользоваться банные «лепные» печи различных форм. В основном такие печи устанавливаются в банях, выполненных в стилизованном «сказочном стиле». Изготавливают такие печи, используя старинный метод, называемый – глинобитным.

После естественной просушки глины производится обжиг печи изнутри с применением дров. Наружная часть обжигается с помощью паяльных ламп до образования корочки. Очень удобно выполнить футеровку таких печей, применяя специальные составы.

Это могут быть сухие смеси:

  • Шамотные.
  • Муллитовые.
  • Корундовые.

Данные составы можно прекрасно использовать для изготовления прямо на месте различных огнеупорных изделий, футеровок в том числе. Сплошная, монолитная футеровка, изготовленная из данных материалов, намного превосходит по своим качествам шовные футеровки печи, выполненные с помощью шамотного кирпича.

Футеровка без отрыва от производства

В настоящее время существует ряд технологий, при которых футеровка или восстановление футеровки производится без остановки печи. Составы наносятся с помощью «набрызга» прямо на раскаленную поверхность или методом торкретирования.

Наша справка: торкретирование – метод, при котором бетонная или иная смесь наносится послойно на конструкцию с помощью сжатого воздуха и специальной торкретной установки.

Данный способ в основном применяется на производстве, что позволяет без остановки процесса производства выполнить при необходимости футеровочные работы.

Кирпичная печь: проблемы «перетопов»

Мы уже рассмотрели необходимость футеровки топочной части металлических печей, а как дела обстоят у кирпичных печей? Что происходит с кирпичными печами при «перетопах»?

Существует понятие – термическое растрескивание. Это явление относится как к самому материалу печи, так и к ее швам.

  • Внутренние стенки печей, нагреваясь от горячих газов, вырабатываемых сжигаемым топливом, расширяются и начинают распирать наружные «холодные» стенки.
  • Наружные стенки печи играют роль «бандажа», сохраняя размеры печи и поддерживая ее целостность.
  • Чем больше прогревается печь, тем тоньше становится «бандаж», который и так испытывает сильные нагрузки, а поэтому становится еще менее прочным.
  •  При «перетопе» печей наружные стенки под внутренним напором начинают «разъезжаться» в стороны.
  • Образуются трещины, и даже происходит разрывание отдельных кирпичей.

Местный раствор: основные недостатки

Стоит обратить внимание, что в кирпичной печи для соединения кирпичей между собой применяется глина. Поэтому происходит разрыв или самих швов, или контактности с кирпичами из-за низкой адгезии. В любом случае шов, в котором применялся раствор с большим содержанием песка, будет расширяться значительно больше чем кирпич.

Данная ситуация усложняется еще и тем, что в основном термический коэффициент у кирпичей и швов имеет большое различие между собой. Это и понятно, ведь в основной массе печной раствор готовится непосредственно на месте. Печники добиваются в первую очередь пластичности раствора на ощупь и отсутствия растрескивания при высыхании и сжатии.

Наша справка: правильную оценку раствора на соответствие с используемыми кирпичами можно проверить следующим образом. Раствором скрепляются два кирпича, после просушки производится прокалка испытуемого блока в печи, с последующей оценкой на адгезию, растрескивание и отслаивание.

Методы и варианты приготовления правильных растворов

Конечно, такой метод требует определенных временных затрат, ведь не факт, что с первого раза у вас получится требуемый раствор.

Поэтому если вы все же решите использовать данный метод проверки, приготовьте сразу несколько «блоков» для испытания с различными растворами. После вам только останется выбрать самый оптимальный. Главное — не перепутать и не забыть, где какой раствор.

Еще одним хорошим вариантом является использование для раствора самых обычных глин, с примесью порошка, приготовленного из молотого кирпича.

Если при топке вы будете использовать только дрова, использование специальных шамотных глин с большим содержанием каолинита не совсем целесообразно, так как температура дров недостаточна для того, чтобы каолин спекся в муллит. Но если вы будете применять уголь, тогда такой вариант будет вполне оправдан.

Футеровка: вопросов больше нет

Рассмотрев данный вопрос, можно сделать вывод, что футеровка печей, используемых в бытовых целях, в основном представляет собой защиту конструкции печи от разрушающего воздействия высоких температур. Это своего рода экран, препятствующий тепловому потоку открытого огня напрямую воздействовать на стенки печи.

В отличие от «бытовой» футеровки, футеровка в промышленности, к примеру, футеровка индукционной печи, предназначается для значительного уменьшения тепловых потерь, предохранения кожуха печи от прямого воздействия высоких температур и защиты от прямого контакта с расплавленным металлом.

Рассмотрев данный вопрос, надеемся, вы сделаете правильный вывод, который поможет вам при сооружении печей своими руками.

sdelaikamin.ru

Общие понятия о футеровке

Что же кроется под термином «футеровка»?

Футеровка — это облицовка внутренних поверхностей камер печи, постоянно контактирующих с открытым огнем. Задача этого облицовочного слоя — осуществлять защитные функции, предохранять внешние стенки от всевозможных термических, механических, химических и физических повреждений. Футеровку делают для защиты не только бытовых отопительных приборов — в горно-металлургической промышленности такая технология широко используется в мощных плавильных печах различной конструкции.

Кроме защитной функции, жаростойкие материалы, которыми облицованы внутренние поверхности топки, значительно снижают тепловые потери. Однако, здесь есть и «обратная сторона медали» — очень важно правильно рассчитать толщину футеровки, иначе стенки печи будут плохо прогреваться. А тепло будет просто уходить в дымовую трубу, а не в комнаты дома. Коэффициент полезного действия печи может существенно понизиться, что приведет к ощутимому возрастанию затрат на топливо, так как его потребуется слишком много, чтобы прогреть толстые стенки топочной камеры.

Способы футеровки и материалы для ее выполнения

Футеровка топок может производиться различными способами. Наиболее подходящий из них выбирается в зависимости от материала, из которого построена печь, и от того, когда решено произвести операцию укладки защитного материала.

Итак, методы создания защитной облицовки заключаются в следующем:

  • Облицовка внутренних поверхностей кирпичом или панелями из жаропрочного материала, имеющими низкую теплопроводность. Этим способом процесс футеровки может быть проведен как при постройке печи, так и уже в готовом отопительном сооружении.
  • Нанесение на внутренние поверхности стенок топки различных жаростойких растворов. Этот способ применяют тоже в уже готовых приборах отопления или же в кирпичных — при их постройке.
  • Установка теплоотражающих экранов — этот способ футеровки эффективен для банных металлических печей-каменок. Если же использовать экраны в других моделях печей, то это может привести к снижению их эффективности, так как выработанное тепло не будет прогревать стенки, а, отражаясь внутрь топки, уйдет в дымоходную трубу.

Защитные материалы для футеровки печей, каминов и котлов изготавливаются из глины или измельченных или переработанных горных пород. Они подразделяются на классы, в зависимости от их основы.

— «А» — это материалы, изготовленные на основе кремнезема.

«В» — для основы этих футеровочных составов, кирпичей или панелей используется специально подобранная глина.

«С» — комбинированная футеровка, изготавливаемая из нескольких компонентов, не подходящих под класс «А» или «В».

  • Самыми популярными для футеровки отопительных приборов являются шамотные материалы.  Это может быть кирпич, панели или сухие смеси, из которых изготавливается раствор. Подобные материалы относятся к классу «В», так как, собственно, шамот — это обожженная при очень высоких температурах, доходящих до 1500 градусов, специальная глина. Доведенный до спекания природный материал измельчается, затем из него производится кирпич, панели, или же он поступает в продажу в виде мелкодисперсного порошка.

В состав шамотных материалов также могут быть включены добавки из кварца или песчаника, а также других горных пород, стойких к высоким температурам. Шамотные материалы являются самыми популярными, так как их качество и эффективность проверены временем. Кроме того, они имеют относительно доступную цену.

  • В дополнение к шамотным и другим твердым материалам, предназначенным для футеровки, используются рулонные, плитные или листовые, которые устанавливаются в виде прокладки между жаропрочным и внешним кирпичным слоем кладки.

К таким материалам относятся каолиновые, базальтовые, вермикулитовые, муллито-кремнеземистые и другие изделия, связующим для которых, чаще всего выбирается состав на основе белой глины. Все перечисленные материалы способны выдерживать температуру 1200÷1400 градусов.

  • Можно произвести футеровку и растворами из жаростойких материалов, которые наносятся на поверхность стенок топки готовых печей, а также используются для кладки огнеупорных кирпичей при возведении отопительного сооружения (понятно, что обычный кладочный раствор здесь не всегда будет уместен). Кроме того, этими порошками засыпаются свободные швы, а также — некоторые из тех технологических зазоров и просветов, что предназначены для теплового расширения металлических элементов конструкции.

Сухие смеси для процесса футеровки изготавливаются из шамота или цемента, обогащенного специальными добавками. Примером может служить огнеупорный саморасширяющийся цемент РПЦ М500.

  • Еще один материал, который может быть применен для процесса футеровки — это высокотемпературный алюмосиликатный огнеупорный клей, который предназначен для наклеивания рулонных и панельных материалов, кладки жаростойких кирпичей, а также нанесения на стенки, сложенные из обычного кирпича. Жаропрочные составы разных производителей рассчитаны на максимальную температуру нагрева в 1400÷1600 градусов, что вполне достаточно, чтобы защитить кирпичные стенки от воздействия открытого огня. Удобство таких составов состоит в их быстром просыхании. Так, например, после футеровки топки этим материалом, печь можно эксплуатировать уже через сутки.

Кроме огнеупорного клея, сегодня в строительных магазинах можно найти и другие одно— и двухкомпонентные составы, производимые, чаще всего, в пастообразной консистенции — это жаростойкие мастики и обмазки, которые могут наноситься как в процессе обустройства топки, так и в уже готовом отопительном агрегате. Подобные футеровочные материалы могут содержать в своем составе шамотный порошок, микроскопические армирующие волокна и другие добавки, укрепляющие защитный жаропрочный слой.

Приведенная ниже таблица представляет сравнительные данные наиболее часто применяемых футеровочных материалов:

Название материала Плотность материала, кг/м³ Максимальная рабочая температура
Шамот (готовый кирпич или раствор) 1800-2000 1300
Плотный каолин 2400-2500 1400
Вермикулит 150-250 1090
Муллит (маты/чистый) 3030 1600/1800
Базальтовая вата 100 750
Обычный печной красный кирпич 1600 700
Алюмосиликатный огнеупорный клей 1600

Особенности использования некоторых материалов для футеровки печей

У начинающих печников возникают вопросы не только о том, какие материалы используются для футеровки, но и как их правильно применить. Об этом и нужно сказать несколько слов.

Раствор для футеровки

В достижении прочности, долговечности и эффективности футеровки важнейшую роль играет раствор, на который будет производиться кладка. Проводить эксперименты с раствором для шамотного кирпича — категорически не рекомендуется. Самым оптимальным вариантом станет использование готовых смесей, которые в специализированных магазинах представлены «на любой вкус и кошелек».

В готовых материалах предусмотрены все необходимые составляющие, подобранные друг к другу в правильных пропорциях. Безусловно, все они запущены в производство после проведения многочисленных лабораторных испытаний.

Выбирая сухую смесь для футеровки, необходимо изучить ее характеристики, информация о которых, как правило, расположена на упаковке. Для облицовки топочной камеры необходимо приобретать огнеупорную смесь. Жаростойкие же составы больше предназначены для возведения других отделов печи. Возможно, необходимый для футеровки материал будет стоить дороже жаростойких вариантов, однако, экономить на нем не стоит. Тем более что для проведения процесса облицовки топки потребуется весьма небольшое количество раствора.

Так, для проведения кладки из шамотного кирпича потребуется 65±10 кг сухой смеси для приготовления раствора из расчета на 100 кирпичей.

Использование огнеупорного клея при футеровке

Высокотемпературный алюмосиликатный огнеупорный клей применяется для соединения (склеивания) различных материалов, используемых для футеровки. Такой клей создает отличное сцепление для огнестойкого кирпича, плит из базальтовых волокон, керамоволокнистых изделий и других материалов. Причем этот состав применяется не только для футеровки бытовых отопительных приборов в качестве кладочного или обмазочного раствора, но и в металлургической, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, а также в машиностроении.

Процесс использования клея в футеровке печи включает несколько последовательных этапов:

  • Огнеупорный клей поступает в продажу в пластиковых ведрах объемом от 2 до 50 килограммов. Перед началом работ герметично закрытая емкость вскрывается, и масса тщательно перемешивается.
  • Перед тем как нанести клей с помощью шпателя на любую поверхность, ее рекомендовано увлажнить — это можно сделать с помощью пульверизатора.
  • Огнеупорный клей наносится на поверхности топки или отдельные элементы футеровки толщиной до 3 мм. Если планируется защитить стенки только лишь с помощью клея, то на них наносится несколько его слоев с интервалом по времени в 15 минут.
  • Если на клей планируется закрепить базальтовый картон на горизонтальной поверхности, то допускается разбавление массы водой. Ее может быть добавлено из расчета 15% воды на 100% клея — этот процесс проводится не ранее, чем за 12 часов до использования клея.
  • Расход клея на 1 м² составляет от одного до четырёх килограммов. Это зависит от толщины наносимого слоя, а также от качества обрабатываемой поверхности.
  • Высыхание клея, при нанесении его толщиной в 3 мм и при температуре выше 25 градусов, происходит через 24 часа. А если температура превышает 90 градусов, то полная готовность достигается уже через 6 часов.

Нужно ли замачивать шамотный кирпич перед кладкой?

Многие начинающие печники или хозяева отопительных печей, решившие произвести футеровку собственными силами, задаются вопросом о том, нужно ли замачивать шамотный кирпич перед его кладкой.

Мнения опытных печников по этому вопросу расходятся. Это понятно каждый из них за долгие годы работы выработал свою «стратегию» возведения печей. Однако, если подойти к этой проблеме, учитывая физические характеристики шамотного кирпича, то можно прийти к определенным выводам о том, когда кладочный материал стоит несколько увлажнить.

  • Так, если для кладки используется не новый, а уже бывший ранее в употреблении кирпич, капилляры которого за период прошлой эксплуатации забиты пылью и остатками раствора, то его стоит замочить. Это делается для открытия в структуре материала пор, и более легкого проникновения в них влаги вместе с раствором. Но обязательно необходимо проследить, чтобы перед кладкой с кирпичей полностью стекла вода.
  • Если опыт в проведении кладки отсутствует или невелик, то кирпич тоже можно увлажнить. Дополнительная влага сохраняет пластичность раствора на более долгий срок. Это дает дополнительное время, которое можно будет использовать для исправления допущенных погрешностей кладки. Если же кирпич будет сухим, то он быстро впитает влагу из раствора, поэтому последний быстро потеряет свою пластичность и схватится. При таком раскладе исправить ошибки будет значительно сложнее.
  • Если возведение печи происходит в летний период, при высоких температурах воздуха на улице, то замочить кирпич на некоторое время будет даже полезно. А вот в холодную и сырую осеннюю или весеннюю пору этого делать уже не рекомендуется. Сушить кладку из переувлажненного кирпича придется очень долго и только методом топки, чего нежелательно делать до тех пор, пока раствор не просохнет окончательно. В противном случае может произойти деформация швов, что значительно снизит прочность кладки.

Если все же случилось так, что печь возведена из замоченного кирпича, и погода вдруг испортилась, то произвести ее сушку можно, поместив внутрь топки обычную мощную лампочку накаливания (скажем, на 200 Вт), которую придется держать включенной довольно длительное время. При этом все дверцы печи должны быть полностью открыты.

Из всего сказанного выше можно прийти к выводу, что делать кладку из сухого шамотного кирпича все-таки надежнее. Если нет уверенности в том, что кладка сразу получится ровной, и ее, возможно, придется исправлять, то лучше будет сделать раствор для нее не слишком густым.

Самостоятельная футеровка отопительных сооружений и агрегатов

Особенности облицовки кирпичных топок

Футеровка стенок топочной камеры осуществляется с обязательным учетом термического расширения материалов под воздействием высоких температур, возникающих в процессе эксплуатации печи, камина или котла. В связи с этим, между внутренним защитным (шамотным) и внешним (обычным керамическим) слоем кладки оставляется пустой зазор в 7÷10 мм, или же делается прокладка из базальтового, каолинового или асбестового картона.

Перед началом работ, необходимо произвести расчет материала. Если планируется произвести футеровку, используя шамотный кирпич, то сразу учитываются его линейные размеры. Чаще всего применяется стандартный кирпич с размерами 250×150×65 мм.

Вместе с тем, современный ассортимент огнеупорных кирпичей – весьма широк. Производители поставляют в торговые сети шамотный кирпич, имеющий конфигурацию, необходимую для создания наклонных поверхностей, которые обрамляют колосниковую решетку или формируются на задней стенке.

Футеровка топки может иметь разную толщину, которую определяют следующие параметры отопительного прибора:

  • Толщина внешнего слоя кладки печи.
  • Толщина облицовки корпуса печи.
  • Максимальная температура внутри топочной камеры.

Эти же параметры нужно учитывать и при выборе материала для защитного слоя, опираясь на представленную выше таблицу. В ней специально указаны рабочие температуры самых популярных для футеровки материалов.

Профессиональные печники рекомендуют укрепить шамотную кладку армированием. Для этого в швы между рядами, в раствор, укладывается стальная проволока диаметром в 3÷4 мм. Армирование производится через два ряда.

Если футеровка производится в процессе возведения печи, ее последовательность подробно описана в самой схеме-порядовке, от первого до последнего ряда облицовки. При отделке же готовой топки огнеупорным кирпичом, работы осуществляются в следующем порядке:

  • Сначала кирпич укладывается вокруг колосниковой решетки. Для этого лучше всего использовать кирпич, имеющий уклон в сторону колосника.
  •  Затем поднимаются боковые и задняя стенки. В связи с тем, что под уклоном выложить заднюю стенку в готовой топке практически невозможно, ее обычно делают ровной.

 

  • Однако, здесь нужно уточнить, что если топка совсем небольшая, а футеровку произвести необходимо, то лучше вместо кирпича использовать панели из одного из жаропрочных материалов или же пастообразные составы. Используя последний вариант, обмазку нужно производить очень тщательно, не оставляя необработанных участков. Для того чтобы улучшить обзор внутреннего пространства топки, по возможности рекомендуется снять с конфорки варочной плиты чугунные кольца, и подвесить над этим отверстием лампу для подсветки камеры.
  • Производя футеровку, нужно помнить, что в ней нельзя мешать красный жаростойкий и шамотный огнеупорный кирпич. Дело в том, что эти материалы имеют различную плотность, соответственно — и линейное расширение, а также отличаются коэффициентом теплопроводности. Поэтому между внешней стенкой из красного кирпича и футеровкой рекомендовано сделать прокладку из асбестового или базальтового картона толщиной хотя бы в 5 мм. При тепловом расширении кирпичей, изготовленных из разного материала и соприкасающихся между собой, по красному кирпичу запросто со временем могут пойти трещины.

Видео: Наглядный пример правильной футеровки топочной камеры кирпичной печи

Футеровка металлических топок

Если предстоит сделать футеровку металлической топки, то следует помнить, что металл и кирпич вообще кардинально различаются коэффициентом линейного расширения при нагреве до высоких температур. Поэтому между металлом и кирпичом всегда должен оставляться тепловой зазор, который заполняется базальтовой или каолиновой ватой или асбестом.

Кроме этого, необходимо учесть, что если внутри топки делается футеровка, то обкладывать металлическую печь снаружи кирпичом уже не следует. Керамический кирпич отличается высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью, то есть тепло, полученное от сжигания топлива не будет прогревать полноценно прогревать стенки, а «уйдет в трубу». При этом эффективность печи весьма ощутимо снизится.

Процесс облицовки топочных камер металлических печей проводится в том же порядке, что и кирпичных. То есть сначала выкладывается дно топки, между металлом дна и кирпичом настилается базальтовый картон толщиной не менее 10 мм. Для закрепления картона на металле, а затем и кирпича сверху этого жаропрочного материала, может быть использован огнеупорный клей, о котором говорилось выше.

Футеровка отопительного твердотопливного котла

Котел, в отличие от печи, должен отдавать выработанную энергию теплоносителю, проходящему через теплообменный контур, и по минимуму рассеивать ее через внешние стенки. Это и предопределяет особенности его футеровки.

При проведении футеровки паровых котлов используется три способа ее обустройства:

  • Тяжелая футеровка. Этот способ используется для котлов, имеющих слабое экранирование. Во время их эксплуатации, некоторые области и детали могут нагреваться до температуры, превышающей 1250 градусов. Это, понятно, создает риск не только быстрого прогорания стенок прибора, но и делает обслуживание агрегата крайне небезопасным, и даже способно привести к возгоранию. Тяжелая футеровка заключается в том, что кладка шамотного кирпича на ложок проводится в два-три слоя, что снижает температуру наружных стенок до 60÷75 градусов. Как правило, на бытовом уровне с такой тяжелой футеровкой сталкиваться не приходится.
  • Облегченная футеровка состоит из одного слоя кирпичной кладки. Дополнительно к внутренней облицовке, для увеличения КПД и снижения температуры внешних стенок, внешняя поверхность котла нередко облицовывается одним из негорючих материалов, способных выдержать повышенные температуры, характерные для определенного агрегата. Ну а затем иногда дополнительно обшивается металлическим листом.
  • Натрубная футеровка предназначается для своеобразной термоизоляции труб котла, там, где из-за повышенных температур невозможно применить иные утеплительные материалы. Она производится непосредственно по внешним поверхностям труб. Этот вариант можно назвать самым простым в исполнении. Он выполняется с использованием огнеупорного клея или другого раствора, производимого в виде вязкой массы.

Пластичное вещество наносится на трубы с помощью кисти в два, а иногда и в три — четыре слоя. После застывания такая обработка образует толстый слой, предотвращающий ненужные потери тепла. Во избежание сквозных механических повреждений защитного слоя, его часто армируют стекловолоконной сеткой. Металлическую сетку не используют из-за высоких показателей ее термического линейного расширения.

Футеровка топок лепных глиняных печей

Несмотря на наличие в продаже большого количества кирпича разного сорта и качества, а также готовых металлических отопительных агрегатов, в последнее время становятся все более популярными глинобитные печи различных конфигураций.

Топки этих печей настоятельно рекомендуется укрепить шамотным кирпичом. Если же стенки печи создавались из раствора, смешанного с камнем, выполняющим функции «арматуры», то для футеровки печи вполне можно воспользоваться и одним из огнеупорных пастообразных растворов. Например, отлично подойдет клей, о котором уже шла речь выше, или же специальный цемент, шамот, корундовая или муллитовая смесь.

Пастообразные материалы значительно упрощают работу – такую футеровку сможет провести любой домашний мастер, даже не имеющий опыта в подобных процессах. После застывания огнеупорных материалов, они образуют монолитный слой, который предотвратит растрескивания основных глиняных стенок топочной камеры при воздействии на них высоких температур.

stroyday.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector