Футеровка печей: что это такое. Футеровка что это такое

Этот метод в основном используется на производственных площадках и позволяет при необходимости проводить футеровочные работы без остановки производства.

Футеровка печи: понятие, различные случаи, виды и материалы

Футеровка печи — это слой футеровки, наносимый на внутреннюю поверхность печи, которая находится в постоянном контакте с открытым пламенем. Его функция заключается в защите наружной стены от термических, механических, химических и физических повреждений. Футеровка — это технология, используемая не только в бытовых системах отопления, но и при изготовлении металлургических плавильных печей, паровых котлов и ковшей.

Помимо огнезащиты, термостойкие материалы также обеспечивают изоляцию для снижения теплопотерь. Это связано с тем, что если слой футеровки слишком толстый, тепловая энергия не распространяется в помещении, а «улетает» наружу через дымоход, снижая эффективность работы оборудования.

Способы выполнения

Футеровка дымовых бункеров осуществляется несколькими способами, в зависимости от основных строительных материалов.

устройство облицовочного слоя из материалов с низким коэффициентом теплопроводности: шамотного кирпича или специальных панелей. Выполнить эту работу можно как в процессе сооружения печки, так и после завершения её строительства;

Проверки проводятся как на кирпичном слое внутри футеровки, так и снаружи печи. Если при осмотре обнаружены неглубокие трещины или незначительные повреждения, их следует отремонтировать.

Способы теплозащиты печи

Поверхности внутри топки могут быть защищены двумя способами

• Использование материала с низкой теплопроводностью, обработанного с внутренней стороны топки.
• Использование теплоотражающих экранов В этом случае лучистое тепло выводится из печи вместе с дымом.

Обратите внимание, что первый метод предназначен для теплозащиты, а не для изоляции. При наличии изоляции тепло, излучаемое плитой, остается внутри плиты. Изоляция защищает область, в которой расположен обогреватель, и излучает тепло от обогревателя наружу. Поэтому в облицовке используется изоляция.

Использование шамотного кирпича

Традиционные плиты в основном изготавливались из кирпича, который подвергался воздействию высоких температур и сильно изнашивался. Со временем они были заменены кирпичами более толстой конструкции. Сегодня шамотный кирпич становится все более популярным. Они изготавливаются из глины, смешанной с порошком обожженной глины, и обжигаются при высоких температурах.

Огнеупорные глиняные кирпичи являются идеальным продуктом для огнеупорной футеровки печных зданий. Отличие кирпича в том, что он обладает отличными теплоизоляционными свойствами. Такие кирпичи следует использовать, если необходимо сохранить огнеупорную облицовку внутри каменки.

На долговечность и эффективность облицовки каменки влияет не только качество и технические свойства материала, но и правильность его монтажа. Нарушения в технологии футеровки печи могут повлиять на свойства и структуру окружающего материала, что может привести к утечке угарного газа в жилое помещение.

Большие промышленные

Во всех крупных промышленных печах целью футеровки является снижение потерь тепла и воздействия высоких температур на корпус печи (кожух). В печах для обжига футеровка также выполняет функции аккумулятора тепла для оптимального обжига (плавное повышение температуры) и инфракрасного излучателя (ИК) для равномерного нагрева камеры обжига.

Футеровка сталеплавильных печей более сложна. Здесь также необходимо хорошо облучить шлак инфракрасным излучением для более интенсивного нагрева. Если слой расплавленного шлака не будет значительно горячее жидкого металла, высококачественный металл не сможет быть выплавлен. В то же время футеровка промышленной плавильной печи не должна смачиваться расплавленным шлаком или самим металлом, должна быть химически инертной к ним и не выделять вредных примесей. Кроме того, поскольку экономичность печей для выплавки металла возрастает пропорционально размеру печи, они должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать ее огромный вес. По этой причине для футеровки различных частей доменных и сталеплавильных печей используется не менее семи различных футеровочных материалов (см. схему).

Схемы футеровки доменных и сталеплавильных печей

Футеровка промышленных печей — это ответственная и важная работа. После завершения трех-четырех лет профессионального обучения по данной профессии требуется еще несколько лет в качестве ученика или (неофициально) подмастерья, т.е. на более низкой ступени, работая в команде, а затем получая возможность работать самостоятельно. Если вас интересует процесс футеровки промышленных металлических печей, Википедия (wikipedia.org/wiki/liner) — хорошее место для начала, или смотрите Metalpedia. Футеровка небольших печей производится так же, как и футеровка печей для обработки металла (см. ниже), но здесь мы пойдем дальше и опишем футеровку, которую можно выполнить вручную.

Примечание: В очень маленьких металлических печах, таких как ювелирные печи, футеровка может составлять всю конструкцию (корпус) печи или большую ее часть.

Видео: ювелирная печь из плиты, являющейся корпусом и футеровкой

Футеровка по кирпичу

Футеровка печи с кирпичным отоплением преследует четыре цели. Первая проста: уменьшить тепловые нагрузки на кирпичи и увеличить срок службы и надежность кирпичей; вторая — увеличить тепловую эффективность плиты; третья — уменьшить тепловые нагрузки на кирпичи и увеличить надежность плиты; четвертая — увеличить тепловую эффективность плиты. Шамот, который идеально подходит для футеровки кирпичных печей, имеет более низкую теплоемкость, но более высокую теплопроводность, чем рабочий кирпич. В печи шамотная футеровка действует как промежуточный тепловой буфер, быстро поглощая начальное тепло топлива и постепенно отдавая его в корпус печи. Это снижает расход топлива и увеличивает время отдачи тепла нагретой печи.

Третья цель — сделать плиту способной сжигать как уголь, так и дрова. Тепло от угля в начале пожара недолговечно, поэтому если вы будете продолжать использовать уголь для отопления дровяной печи, он вскоре растрескается. Футеровка из огнеупорной глины со временем «рассеивает» тепловой удар от огня горящего угля, поэтому кирпичная печь может выдерживать его в течение многих лет.

И еще есть конечная цель: ремонт стареющей печи. Здесь могут применяться материалы для футеровки блоков, материалы для футеровки листов и композиции смол для футеровки блоков, см. ниже.

Кирпич для футеровки

Футеровка топки — это либо керамические огнеупорные кирпичи (высокоглиноземистые высокотеплоемкие кирпичи на фото 1), либо огнеупорные глиняные кирпичи на фото 2. Для кладки в топке используются клиновидные кирпичи для создания уклона к колосниковой решетке.

Керамические огнеупорные и огнеупорные глиняные кирпичи для футеровки печей

Керамический огнеупорный кирпич не менее, а даже более устойчив к внешним воздействиям, чем красный рабочий кирпич. Их теплоемкость, теплопроводность и коэффициент теплового расширения (T-коэффициент расширения) практически одинаковы. Это делает обогреватель устойчивым к длительному горению, хотя и не экономит топливо. Поэтому керамический кирпич следует использовать в плитах для загородных домов и декоративных каминах. Принудительный нагрев (перегрев) таких печей невозможен. Предел жаропрочности керамического огнеупорного кирпича составляет 1200-1300°C.

Огнеупорный глиняный кирпич марок ША и ШБ (ГОСТ 390-96) выдерживает температуру до 1500-1700°C. Однако в холодном чайнике более пористые огнеупорные глины быстро высыхают и начинают крошиться. Плотность огнеупорного глиняного кирпича выше, чем керамического (1,8-2 г/куб. см против 1,6 г/куб. см), и печи с огнеупорными глиняными шамотными кирпичами весят больше полнотелых кирпичей. Однако, поскольку шамот улучшает экономичность плиты (см. выше), рекомендуется делать шамотную футеровку на плитах, которые регулярно отапливаются в холодное время года. Для реконструкции каминов или перехода на приготовление пищи на угле хорошим выбором являются так называемые шамотные цоколи (кирпичи небольшой высоты, фото позиции 3). Они также подходят для футеровки металлических печей листовым металлом (см. ниже).

Примечание: Керамический и шамотный кирпичи не взаимозаменяемы в одной и той же облицовке. Можно использовать либо одно, либо другое.

Кладочный раствор.

Облицовка из керамического кирпича укладывается на жаропрочный раствор с температурой предела жаростойкости 1300°C и выше. Использование самодельных растворов не рекомендуется из-за очень низкой механической связности кладочной основы (см. ниже). Так называемый огнеупорный глиняный раствор (не мергель) — это готовый сухой жаропрочный раствор для кладки кирпича, который также можно использовать для кладки кирпича, облицованного керамикой.

Механическая прочность в подконструкции важнее химической стойкости. Наш огнеупор прекрасно сцепляется с существующими полнотелыми кирпичами при условии, что существующая облицовка сухая, чистая и очищенная от пыли до начала литья. Для этого часто используется пылесос.

Используемые материалы

Огнеупорные материалы для футеровки печей классифицируются в зависимости от состава сырья следующим образом

1. A — Продукты на основе материалов природного происхождения или синтетического состава с добавлением кремнийорганических связующих.
2. B — Продукты на основе специальных глин (шамот) в качестве основного ингредиента.
3. C — Другие огнеупорные компоненты.

Продукты и составы на основе кальцинированной глины наиболее распространены для керамических облицовок типа В (кирпичи, блоки, мастики и т.д.), так как они недороги. Для повышения термостойкости сырья его можно изготавливать из таких пород, как кварцевый песок или песчаник, прочность которых не меняется при любой температуре нагрева.

Материалы в виде рулонов, плит и листов используются в качестве дополнительной защиты шамотных изделий. Их укладывают между кладкой жаропрочных или керамических изделий. Ниже приведен список таких материалов на основе белой глины для футеровки печей

Муллит — кремнезем матовый

Вермикулит и

Сухая огнеупорная смесь используется для покрытия плоских поверхностей каменной кладки, например, огнеупорных мешков. Он используется для заполнения полостей в технических отверстиях и зазоров, компенсирующих линейное расширение металлических частей печи.

Огнеупоры для футеровки печей также включают жаропрочные алюмосиликатные клейкие комки для склеивания огнеупоров в виде листов или рулонов. Такие клеи также используются для тонких слоев стен из низкотеплостойкого кирпича и для кладки из огнеупорной глины.

О клее и растворе

На долговечность и эффективность облицовки каменки влияет не только качество и технические свойства материала, но и правильность его монтажа. Нарушения в технологии футеровки печи могут повлиять на свойства и структуру окружающего материала, что может привести к утечке угарного газа в жилое помещение.

Раствор

Покрытие печи жаростойким раствором создает на поверхности стен монолитный, очень тонкий защитный слой, который является лучшим способом защиты рабочей поверхности от воздействия огня. Однако такие монолитные облицовки требуют ремонта быстрее, чем при штучной кладке.

Существует ряд правил, которым необходимо следовать, чтобы создать подкладку с помощью этой техники.

Готовят раствор из сухих смесей шамотного, муллитового или корундового типа, разбавляемых водой до консистенции густой сметаны. Реализуются они обычно в бумажной упаковке, на которой нанесена информация о пропорциях компонентов, характеристиках смеси, инструкция производителя о применении.

Вязкость раствора для облицовки

Огнеупорный клей

Растворы для огнеупорной футеровки продаются в пластиковых контейнерах по 2-50 кг. Перед началом работ по облицовке необходимо открыть ведро с клеем и перемешать содержимое до получения однородной массы.

Клеевую массу следует наносить только на предварительно увлажненные поверхности. Слой должен быть не толще 3 мм.

Если вся полость печи должна быть покрыта клеем, слои следует наносить с интервалом не менее 15 минут.

При приклеивании базальтовых плит к горизонтальным поверхностям клей можно разбавить водой на 15%, но не менее чем за 12 часов.

В зависимости от состава основания и толщины слоя клея требуется 1-4 кг клея на м².

Время отверждения 3 мм клея составляет 24 часа при температуре выше 25°C и 6 часов при температуре выше 90°C.

Эти составы могут быть оптимально использованы для изготовления на месте различных огнеупорных изделий, включая футеровку. Прочные неформованные огнеупорные футеровки из этих материалов значительно превосходят по прочности связные огнеупорные футеровки из огнеупорных глиняных кирпичей.

Проведение ремонтно-восстановительных работ в топочной камере печи

Перед вводом любой печи в эксплуатацию необходимо провести тщательный осмотр для выявления различных неисправностей. Трещины и сколы, возникающие во время простоя отопительной установки, не только снижают эффективность работы печи. Они могут привести к проникновению угарного газа, что может иметь серьезные последствия как для жизни, так и для здоровья.

Проверки проводятся как на кирпичном слое внутри футеровки, так и снаружи печи. Если при осмотре обнаружены неглубокие трещины или незначительные повреждения, их следует отремонтировать.

Наружную сторону следует отремонтировать жаростойкой смесью, а облицовку — огнеупорным составом, таким как клей, мастика или раствор. После ремонта печь следует эксплуатировать до полного высыхания раствора или клея, иначе материал, использованный для заделки повреждения, может деформироваться.

Если у вас нет большого опыта в установке печей, или если вам неудобно самостоятельно облицовывать существующую печь, рекомендуется нанять профессионального специалиста по отопительному оборудованию и установке. Такие квалифицированные специалисты могут квалифицированно подобрать и рассчитать футеровку и обеспечить надежность и безопасность печи, сохраняя или повышая ее эффективность.

Футеровку стандартных и индукционных печей желательно доверить специалистам, но при наличии минимальных навыков можно выполнить работу самостоятельно в соответствии с правилами.

Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение

Шамотный кирпич

Если на отопительном котле установлен внешний экран, этот метод очень расточителен, так как большая часть тепла полностью теряется. Однако этот метод отлично подходит для установки банных плит.

В прошлом простой строительный кирпич ГОСТ 530-95 был известен большинству домохозяйств в СССР. Этот кирпич был разработан для промышленного и жилого использования и никогда не предназначался для использования в печах или отопительных котлах. Кстати, многие люди до сих пор используют их для изготовления плит и котлов.

В то время многие мастера имели доступ к кирпичу по ГОСТу, но могли получить кирпич более высокой марки М-300, или «печной», как его принято называть. Эти кирпичи использовались для защиты топочной части плиты от высоких температур.

Позже шамотный кирпич ГОСТ 390 — 96 стал выпускаться в больших количествах.

Наше примечание: Шамотный материал изготавливается из глины, смешанной с порошком кальцинированной глины и обожженной при высоких температурах.

Использование шамота и есть футеровка

Поскольку все фракции имеют однородный химический состав, все шамотные изделия обладают высокой термостойкостью и не трескаются от высоких температур.

Футеровка секции печи шамотом для защиты теплообменника от высоких температур известна как шамотная футеровка.

Футеровка топочной части

Производственная футеровка и свойства материалов

В сталелитейной промышленности для футеровки индукционных печей используются специальные прессованные огнеупорные глиняные кирпичи. Они долговечны, не дают усадки и устойчивы к тепловому удару. Использование огнеупорных глиняных кирпичей привело к значительной экономии и удешевило процесс производства металла.

Индукционная печь

В таблице ниже приведены свойства некоторых огнеупорных материалов.

Бытовые проблемы – футеровка как решение

В повседневной жизни принято выполнять более простые задачи. На последних стадиях прогорания углей дно металлической печи перегревается, иногда настолько, что становится ярко-красным. Некоторые люди решают покрыть перегретые стены своими руками.

Но даже в этом случае, какой высоты должна быть печь, как оставить зазор и как закрепить кирпичи?

Именно в этой ситуации решение проблемы может быть найдено следующим образом.

• Если позволяет ширина брандспойта, по периметру брандспойта следует уложить шамотные кирпичи стандартного размера 250 x 150 x 65 мм. Кирпичи укладываются плашмя на стену. Их можно размещать вертикально на высоте 250 мм и горизонтально на высоте 120 мм.
• Чтобы надежно скрепить кирпичи между собой, используется простой метод. С помощью шлифовальной машины в месте соединения делается надрез, и кирпичи скрепляются между собой вставленным металлическим шипом нужного размера.

Устройство футеровки: температура и металл

Особое внимание следует обратить на то, что тепловое линейное расширение металла намного больше, чем у кирпича. Поэтому все металлические детали, подвергающиеся воздействию тепла, должны иметь свободное пространство для расширения.

Наше замечание: отсутствие пространства между металлической стенкой печи и футеровкой приводит к разрушению футеровки.

При таком типе футеровки зазор заделывается базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или спрессованную ткань. Для этой цели может быть использован асбест.

Ошибочная защита. Последствия

Очень часто можно наблюдать следующую картину. Металлическая печь окружена кирпичами с использованием глиняного раствора и даже без зазора. Это мотивируется безопасностью и улучшением нагрева печи.

Наша справка: торкретирование — метод, при котором бетон или другая смесь послойно наносится на конструкцию с помощью сжатого воздуха и специальной торкрет-машины.

Материалы для футеровки

Футеровочные материалы для укрепления конструкции печи делятся на классы качества:

• А класс — в состав материалов входит кремнезем, который выдерживает температуру до 1730˚С и обладает повышенной прочностью. Цена продукта высокая, поэтому использовать материал премиум-класса для бани или дома будет невыгодно.
• Класс В — материалы состоят из глины с небольшой долей посторонних примесей, идеально подходят для защиты банных печей (шамотный кирпич). Находясь в среднем ценовом сегменте, материал демонстрирует высокие защитные свойства. Максимальная температура использования — 1670˚С.
• В классе — низкокачественные материалы, состоящие из нескольких компонентов. Температурный предел — 1590˚C.

Футеровка металлических и кирпичных печей имеет свои особенности. Начиная работы по футеровке металлической печи, следует помнить, что металл при нагревании расширяется. Поэтому защитную кладку делают на небольшом расстоянии от внутренних стенок печи, а в образовавшуюся пустоту укладывают стекловату — так расширяющийся металл не повредит кирпич, а вата увеличит теплоотдачу.

Кладка внутренней облицовки в кирпичной печи также возводится на расстоянии от основания печи. Все дело в глине — при высоких температурах она расширяется и повреждает кирпич, если кладка сделана близко.

Футеровка печи своими руками

• Работая с кирпичной или металлической печью, следует делать небольшой шаг назад от внутренних стенок печи, чтобы предотвратить преждевременное разрушение защитной кладки.
• Все швы тщательно затираются, а между футеровкой и стенкой печи укладывается строительная вата.
• Кирпичи укладываются ложковой частью, чтобы обеспечить правильную толщину футеровки. Если защитный ряд будет толще, эффективность работы снизится, так как стенки печи не смогут достаточно прогреться.

• Рассчитайте количество пластин, необходимых для укладки. Толщина одной пластины составляет 7 мм, поэтому перед расчетом учтите расширение металла или глины при эксплуатации.
• Пластины крепятся металлическими болтами, отверстия для крепежа делаются заранее.
• Покрывать топливную камеру плитами нужно строго снизу вверх: дно, боковые стенки, потолок.

Покрытие внешней стороны топки:

• Смешивают раствор сухой шамотной смеси и разбавляют водой до состояния вязкости, по консистенции напоминающей клей.
• После того, как котел полностью покрыт огнеупорным раствором, плиту необходимо разжечь, чтобы обжечь нанесенный слой.

Набор инструментов, необходимых для работы.

• Кельма для чистой резки кирпича.
• Линейка и уровень.
• Банки для смешивания.
• Совок (совок).

Даже качественная облицовка плит со временем приходит в негодность. Чтобы уменьшить количество ремонтов, необходимо раз в год проверять целостность защитного слоя внутри топки и внешнюю обшивку котла. Образовавшиеся трещины следует заделать глиняным раствором и обжечь. Любой человек может выполнить работы по облицовке самостоятельно, даже если у него нет опыта работы с печами, но стоит обратиться к профессионалам. Если вы все еще не уверены, обратитесь к профессионалу.

Футеровка является обязательной для всех плит, будь то бытовые, банные или промышленные. Защитный слой предотвращает преждевременный износ печи, увеличивает теплоотдачу и снижает риск несчастных случаев. А если у вас под рукой есть инструменты и материалы, то вы легко сможете сделать подкладку самостоятельно.