Футеровка печей и отопительных агрегатов своими руками. Футеровка шамотным кирпичом топки печи

Футеровка печей и отопительных агрегатов своими руками

Экология потребления. Усадьба: Для возведения печей используются лишь огнеупорные материалы. Но даже они не способны долго противостоять высоким температурам. Чтоб защитить наружные стенки около топливника от радиационных, тепловых или химических воздействий, внутри обустраивают футеровку.

Чтобы футеровка, выполненная шамотными изделиями, была прочной, долговечной и эффективной, требуется применять специальный раствор. Оптимальный вариант – готовые сухие смеси, адаптированные для шамота и проверенные на режим работы лабораторно. Жаростойкие и огнеупорные составы для кладки рынком представлены в ассортименте, и цены вполне демократичны, а эксперименты с футеровкой обходятся дороже, поскольку ремонтно-восстановительные работы отопительных сооружений – дело трудоемкое и долгое.

Футеровка шамотным кирпичом

Готовые сухие смеси для футеровки имеют на упаковке инструкции производителя и информацию о точном назначении состава. Облицовка топочных отделов печей требует огнеупорных смесей, а для остальных отделов можно применить и жаростойкие растворы. Огнеупорные составы значительно дороже, но только их следует применять для футеровки топок, тем более, что раствора потребуется немного – можно брать из расчета 70 кг сухого вещества на 100 шт. кирпича.

При футеровке шамотным кирпичом замачивать его перед укладкой следует не всегда, а в определенных случаях:

Сухой кирпич быстро впитывает воду из раствора, в результате растворный шов быстрее схватывается и теряет пластичность. Подправить что-то очень трудно, поэтому требуется хороший навык кладочных работ. Если кирпич замочить перед работой, то возможно получить дополнительный ресурс на исправление ошибок в кладке за счет продления подвижности растворной смеси.
При повторном применении кирпичей от разборки старых печек замачивание дает открытие капилляров и поровых структур кирпича, в которые за время службы попали пыль и растворы. Влага и растворы в результате увлажнения легче проникают в кирпич, сцепление и прочность кладки повышается.
При летних кладочных работах, когда температуры воздуха высокие, ненадолго замачивать кирпич перед кладкой рекомендуют. Осенью и зимой эта процедура становится лишней и вредной, поскольку переувлаженный кирпич в кладке нужно сушить, а до естественного просыхания и схватывания раствора в швах кладки топить печь недопустимо – это может вызвать деформации в швах кладки и снизить ее прочность. Иногда сушку проводят при помощи тепла от мощной электрической лампы накаливания при полном открытии всех дверец печки.

Сухой шамотный кирпич для кладки предпочтительнее, поэтому вместо замачивания кирпича можно сделать растворную смесь чуть менее густой, чтобы иметь небольшое время для выправления возможных огрехов кладочных работ.

Футеровки огнеупорными клеями и пастами

Как вариант, применение для футеровок не шамотных растворов, а огнеупорного алюмосиликатного клея имеет неоценимые преимущества. Данные составы применяют не только для футеровок бытовых печей в качестве кладочных и обмазочных растворов, но также и в металлургии. применяют высокотемпературные клеи для монтажа изделий из базальтового и каолинового волокна, керамоволокна, шамотных изделий, с отличным сцеплением в итоге.

Продается алюмосиликатный клей готовым к употреблению, в герметичной пластиковой таре разной фасовки, минимально 2 кг.

Футеровка с применением огнеупорного клея включает этапы:

Перед работой клей тщательно перемешивают до полной однородности.
Наносят клей на предварительно увлажненные поверхности стальными шпателями. На стенки топочного отдела и/или другие элементы футеровки клей наносят тонким слоем – не более 3 мм. В случае, когда футеровка выполняется только клеевым слоем, без наклейки картона или других материалов, то клей наносят за 3-4 раза, с выдержкой каждого слоя около 15 мин.
При закреплении базальтового картона на горизонтальных поверхностях можно разбавлять клеевую массу водой до 15%. На расход клеевого состава влияет качество обрабатываемых поверхностей и толщина наносимых слоев, клея может уходить на кв. Метр в пределах 2-4 кг.
Слой клея полностью высыхает через сутки, если температура не ниже 25⁰С и толщина нанесения не больше 3 мм. При высокой температуре (более 85⁰С) полное высыхание наступает через 5-7 часов.

Футеровки топок кирпичных печей и каминов

При футеровке стен топочных отделов следует обязательно учитывать неизбежное термо расширение материалов при температурных воздействиях, когда печи, камины или котлы будут работать. Внутренняя защита из слоя шамота и наружный кладочный слой из обычного красного кирпича должны иметь компенсационный просвет 0,7-1,0 см и/или прокладочный слой из асбокартона, базальтового или каолинового листа, или рулонного материала. Прямой контакт внешней стенки топочного отдела с футеровкой топки недопустим, должен быть или свободный просвет, или заполнение жаропрочным материалом, иначе разница в температурном расширении материалов вызовет деформации и сооружение будет постепенно разрушаться.

Перед началом кладки рассчитывают потребность в материалах. Более распространен шамотный кирпич со стандартными размерами 250*150*65 мм. Шамотные изделия выпускаются в большом ассортименте, это делает возможным подбор шамота для конфигурации любой сложности - для топочных камер, свода камина, арок и пр. Возможна выкладка наклонных поверхностей по обрамлениям колосниковых решеток и формирование задних стен каминов, так называемого «зуба» - отражателя тепловых потоков. В каминах внутренние стенки выполняют с уклоном, чтобы тепло шло в помещение, а продукты сгорания направлялись в точно рассчитанное отверстие. Точно так же, как и в топках печей, в каминах обязательны компенсационные зазоры между шамотной футеровкой и наружными стенами из кирпича.

Толщину и материалы для футеровки подбирают исходя из рабочего режима печи или котельного агрегата. В целях укрепления шамотной кладки применяется и армирование. Армируют швы стальной проволокой диаметром 3 – 5 мм в каждом втором ряду. Когда печи возводятся по схемам-порядовкам, то и футеровки делаются параллельно, и все размеры уже рассчитаны и расписаны в порядовке, так же, как и формы и размеры шамотных изделий.

Но если нужно выполнять футеровку топки уже построенной печи, этапы процесса следующие:

Первый ряд шамотного кирпича укладывают вокруг колосниковых решеток, и предпочтителен кирпич с наклонной гранью для обеспечения уклона в направлении колосников.
В готовых топках выкладывать заднюю стенку с наклоном крайне трудно, поэтому приходится делать их ровными. Заднюю и боковые стены футеровки поднимают одновременно.
При малых размерах топок и необходимости их футеровки применяют не шамотный кирпич, а тонкостенные шамотные панели или обмазки пастообразным огнеупорным составом. При выполнении обмазок необходимо, что вся поверхность была обработана. Перед работой устраивают верхнюю подсветку, сняв с конфорок чугунные кольца.

При футеровке топок любых размеров, так же, как и при кладке, совмещать керамические жаростойкие кирпичи и огнеупорные шамотные недопустимо. Эти материалы сильно различаются по плотности и линейному расширению, а кроме того, у них разный коэффициент теплопроводности. Сочетание шамота и красного кирпича даст кладку, подверженную деформациям при нагреве, нестабильную и ненадежную, причем первым трескается и разрушается основной красный кирпич. Чтобы компенсировать тепловые расширения, между шамотом и керамикой всегда необходимы зазоры с прокладкой огнеупорного листа из асбокартона, базальта или каолина. В небольших топках при футеровке трудно устраивать еще и зазоры, но это необходимо, хотя бы минимальным размером в полсантиметра.

Футеровка топки металлической печи

Линейное расширение металла и шамота несравнимо с аналогичными параметрами кирпичей разного вида, поэтому при футеровках стальных топок вопрос о зазорах даже не возникает. Тепловые зазоры между стальным листом топки и шамотом заполняют асбестом, но предпочтительны каолиновые или базальтовые ваты или маты.

Футеровка металлических отопительных печей неизбежно снижает эффективность обогрева, поскольку часть тепла от сгорания топлива пойдет не на прогрев стенок, а в дымоход. Поэтому при наличии внутренней футеровки топок наружную облицовку стальной печки керамическим кирпичом делать совершенно излишне - высокая теплоемкость и низкая теплопроводность керамики сильно снизит теплоотдачу от печи.

Начинают облицовывать металлическую топку со дна к верху, так же как кирпичную – выкладывают дно, по настилу из, к примеру, базальтового картона не тоньше 1 см. Фиксируют картон или листы другого жаростойкого материала огнеупорным клеем.

Отличия футеровки отопительных твердотопливных котлов

Особенности футеровки котлов состоят в учете специфики работы – котельный агрегат должен вырабатывать тепловую энергию и непрерывно передавать ее в теплообменный контур циркулирующему теплоносителю, а рассеивание тепла сквозь внешний корпус конструкциями котлов сокращается до минимума, поскольку в контексте котлов отдача тепла наружу – это теплопотери. Все это и определяет отличия футеровки различных котлов, в зависимости от их экранирования.

Основные три метода футеровки котлов

Редко применяются для бытовых котлов – тяжелые футеровки. Если котел имеет слабое экранирование, и нагревается при работе свыше 1200⁰С, то создаются риски, что стенки из листовой стали быстро прогорят. Кроме того, обслуживать такое агрегат уже небезопасно, и возможны возгорания. При выполнении тяжелых футеровок шамотный кирпич кладут ложком двумя или даже тремя слоями. В итоге температуры наружных поверхностей котла понижается до 80⁰С.
Однослойная шамотная футеровка считается облегченной. При этом снаружи поверхность котлов дополнительно облицовывают негорючим материалом из расчета конкретных температур, до которых нагревается агрегат, а сверху возможна еще и обшивка листовой сталью.
Внешняя футеровка из огнеупорных составов – клея, вязких обмазок или паст для того, чтоб термоизолировать трубы сверху. Применяется этот простой способ футеровки на участках, по которым трудно или невозможно применять другие утеплители по причине сильного нагрева. Наносят обмазочную футеровку кистями за два, реже три или четыре раза, прокладывая армирующую стекловолоконную сетку. Стальные сетки не применяют, поскольку при нагреве они дают слишком сильное линейное расширение. Сетка обеспечивает защиту от возможного сквозного механического повреждения футеровочного слоя. Такая утолщенная многослойная футеровка предотвращает теплопотери сквозь трубы.

Особенности футеровки топок лепных глиняных печек

Лепная глинобитная печь сейчас в большой моде, и разнообразие таких печей и по дизайнам, и по конструкциям и по габаритам все растет, несмотря на огромный ассортимент чугунных и стальных печей и всех нужных стройматериалов для возведения печек кирпичных. Лепные печи особенные – они очень древние, проверенны временем и высоко функциональные, и отапливают, и «лечат», и создают эксклюзивный шик. Причудливая лепная печь с лежанками сейчас безусловный мощный тренд. Топка лепной глинобитной печи тоже нуждается в защите – футеровке.

Для лепных печей специалисты рекомендуют в качестве футеровок применять шамот. Небольшое исключение – если печка сложена из растворной смеси с каменным армированием (довольно сложная технология на грани искусства), то возможно ограничиться обмазочной футеровкой огнеупорным клеем или пастами. Применяют те же составы, что и для топок печей и труб котлов – муллитовую или корундовую смесь, специальные расширяющиеся глиноземистые цементы, шамотные растворные смеси или мергели, а также клеевые алюмосиликатные составы.

Футеровка пастами и вязкими клеевыми составами несложна и не требует высокой квалификации, а лишь аккуратности и внимания. Когда огнеупорная обмазка застывает, она образует монолитную защитную оболочку и не даст растрескаться основным глиняным стенкам топки при сильном нагреве.

Футеровка, ремонт и восстановление топочных камер печей

Все печи перед тем, как начать новый сезон эксплуатации после летних месяцев, подлежат ревизиям проверкам. В период летнего простоя возможны воздействия, результаты которых заметны не сразу, но приведут при начале топки к трещинам и сколам. Эти явления не только снижают эффективность теплоотдачи от печки, но и могут стать очень опасны – это риски появления угарного газа в жилой зоне. Угарный газ, или окись углерода, газ без вкуса, цвета и запах, крайне опасный для здоровья и жизни – эта информация тривиальна и знакома всем. Ревизии печи после простоя проводят по внешним кирпичным (облицованным, оштукатуренным, изразцовым и др.) Слоям, а также в обязательном порядке и по внутренним поверхностям имеющейся футеровки. Все трещинки и повреждения тщательно заделываются.

Футеровка ремонтируется огнеупорными обмазками – мастикой, клеем, раствором. Наружные поверхности достаточно восстановить жаростойким материалом. Топить печь после ремонтных работ следует не раньше, чем полностью высохнет и схватится огнеупорный и жаростойкий материал, причем только естественной сушкой. Деформации по участкам заделок возникают, если печь начинают топить сразу после ремонта.

Самостоятельная футеровка печи и котла возможна, но требует знаний и некоторого опыта, поэтому зачастую по этим вопросам обращаются к профессионалам. Ведь мало просто провести работы, нужно еще и рассчитать необходимую толщину футеровки и правильно подобрать материал из немалого ассортимента материалов. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ua

Футеровка печей и отопительных агрегатов своими руками

Футеровка шамотным кирпичом

При футеровке шамотным кирпичом замачивать его перед укладкой следует не всегда, а в определенных случаях:

Сухой кирпич быстро впитывает воду из раствора, в результате растворный шов быстрее схватывается и теряет пластичность. Подправить что-то очень трудно, поэтому требуется хороший навык кладочных работ. Если кирпич замочить перед работой, то возможно получить дополнительный ресурс на исправление ошибок в кладке за счет продления подвижности растворной смеси.
При повторном применении кирпичей от разборки старых печек замачивание дает открытие капилляров и поровых структур кирпича, в которые за время службы попали пыль и растворы. Влага и растворы в результате увлажнения легче проникают в кирпич, сцепление и прочность кладки повышается.
При летних кладочных работах, когда температуры воздуха высокие, ненадолго замачивать кирпич перед кладкой рекомендуют. Осенью и зимой эта процедура становится лишней и вредной, поскольку переувлаженный кирпич в кладке нужно сушить, а до естественного просыхания и схватывания раствора в швах кладки топить печь недопустимо – это может вызвать деформации в швах кладки и снизить ее прочность. Иногда сушку проводят при помощи тепла от мощной электрической лампы накаливания при полном открытии всех дверец печки.

Футеровки огнеупорными клеями и пастами

Футеровка с применением огнеупорного клея включает этапы:

Перед работой клей тщательно перемешивают до полной однородности.
Наносят клей на предварительно увлажненные поверхности стальными шпателями. На стенки топочного отдела и/или другие элементы футеровки клей наносят тонким слоем – не более 3 мм. В случае, когда футеровка выполняется только клеевым слоем, без наклейки картона или других материалов, то клей наносят за 3-4 раза, с выдержкой каждого слоя около 15 мин.
При закреплении базальтового картона на горизонтальных поверхностях можно разбавлять клеевую массу водой до 15%. На расход клеевого состава влияет качество обрабатываемых поверхностей и толщина наносимых слоев, клея может уходить на кв. Метр в пределах 2-4 кг.
Слой клея полностью высыхает через сутки, если температура не ниже 25⁰С и толщина нанесения не больше 3 мм. При высокой температуре (более 85⁰С) полное высыхание наступает через 5-7 часов.

Футеровки топок кирпичных печей и каминов

Но если нужно выполнять футеровку топки уже построенной печи, этапы процесса следующие:

Первый ряд шамотного кирпича укладывают вокруг колосниковых решеток, и предпочтителен кирпич с наклонной гранью для обеспечения уклона в направлении колосников.
В готовых топках выкладывать заднюю стенку с наклоном крайне трудно, поэтому приходится делать их ровными. Заднюю и боковые стены футеровки поднимают одновременно.
При малых размерах топок и необходимости их футеровки применяют не шамотный кирпич, а тонкостенные шамотные панели или обмазки пастообразным огнеупорным составом. При выполнении обмазок необходимо, что вся поверхность была обработана. Перед работой устраивают верхнюю подсветку, сняв с конфорок чугунные кольца.

Футеровка топки металлической печи

Отличия футеровки отопительных твердотопливных котлов

Основные три метода футеровки котлов

Редко применяются для бытовых котлов – тяжелые футеровки. Если котел имеет слабое экранирование, и нагревается при работе свыше 1200⁰С, то создаются риски, что стенки из листовой стали быстро прогорят. Кроме того, обслуживать такое агрегат уже небезопасно, и возможны возгорания. При выполнении тяжелых футеровок шамотный кирпич кладут ложком двумя или даже тремя слоями. В итоге температуры наружных поверхностей котла понижается до 80⁰С.
Однослойная шамотная футеровка считается облегченной. При этом снаружи поверхность котлов дополнительно облицовывают негорючим материалом из расчета конкретных температур, до которых нагревается агрегат, а сверху возможна еще и обшивка листовой сталью.
Внешняя футеровка из огнеупорных составов – клея, вязких обмазок или паст для того, чтоб термоизолировать трубы сверху. Применяется этот простой способ футеровки на участках, по которым трудно или невозможно применять другие утеплители по причине сильного нагрева. Наносят обмазочную футеровку кистями за два, реже три или четыре раза, прокладывая армирующую стекловолоконную сетку. Стальные сетки не применяют, поскольку при нагреве они дают слишком сильное линейное расширение. Сетка обеспечивает защиту от возможного сквозного механического повреждения футеровочного слоя. Такая утолщенная многослойная футеровка предотвращает теплопотери сквозь трубы.

Особенности футеровки топок лепных глиняных печек

Футеровка, ремонт и восстановление топочных камер печей

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

econet.by

Футеровка и облицовка печей | Дровяные печи | Отопительный модуль | Принципы конструирования бань

Защитить внутренние стенки топливников от чрезмерных тепловых нагрузок можно по-разному. Во-первых, их можно загородить изнутри экранами, поглощающими лучистые потоки. Если защитные экраны, нагревающиеся лучистым теплом, установлены снаружи топливника, то нагревают воздух в помещении. А если защитные экраны установлены внутри топливника, то нагревают дымовые газы (или специально подаваемый в зазор воздух). Во-вторых, стенки топливников можно облицевать изнутри низкотеплопроводным огнестойким материалом (обмуровать).

Имеется разница между теплоизоляционным и теплозащитным принципами. Теплоизоляция не выпускает тепло из нагретой зоны. А теплозащита защищает от воздействий тепла, исходящего из нагретой зоны. Экранировка представляет собой теплоизоляцию, если она установлена внутри топливника, и теплозащиту, если она установлена вне топливника. Теплозащита может не сберегать тепло, накопленное в нагретой зоне. Так, внешнее экранирование печей буквально «высасывает» тепло из печи, преобразуя его в нагретые потоки воздуха, но защищает человека от тепла, образующегося в печи. Причём внешний экран (кожух) защищает и от лучистого тепла, и от тепла прикосновения (ожога при касании).

В промышленности и технике футеровкой называют облицовку с целью защиты стенок аппаратов от тепловых нагрузок и/или от химических взаимодействий и/или от радиационных воздействий и/или от биологического разрушения и т. д. Для защиты топливников используется теплозащитная футеровка. При этом наибольший интерес представляет величина рабочей температуры материала футеровки (жаростойкость). Она определяется двумя факторами — огнеупорностью и термостойкостью. Огнеупорность — это способность материала противостоять, не расплавляясь, действию температуры. Термостойкость — способность материала противостоять, не разрушаясь, резким изменениям температуры (термоударам), то есть резким деформациям материала от быстрого неоднородного нагрева или охлаждения (И.А. Гузман, Химическая технология керамики, М.: РХТУ, 2003 г.). Термин же «огнестойкость» характеризует способность конструкций противостоять огневому воздействию пожара.

Массовому российскому дачнику ранее долгие годы был совсем не знаком иной кирпич для печей, кроме как обычный строительный по ГОСТ 530-95, предназначенный только для возведения строений и никак не нормируемый по жаростойкости. Используется этот строительный красный кирпич (глиняный обожжённый мокрого формования) для постройки печей и сейчас, но высоких марок от M150 до М300 (часто называемый в народе «печным»), хорошо показавший себя при возведении дымовых труб ввиду высокой морозостойкости (не ниже Мрз35). Этот кирпич уже вплотную приближается к кирпичу глиняному пластического прессования по ГОСТ 8426-75 для кладки промышленных дымовых труб с морозостойкостью от Мрз25 до Мрз50, прочностью от М125 до М300 и рабочей температурой до 700°С. В последние годы появился специальный «каминный» кирпич с повышенными декоративными свойствами, но менее морозостойкий и нетермостойкий («Lode» Латвия, «Terca» Эстония и Финляндия). Стал доступным дачникам и самый дешёвый огнеупор — шамотный кирпич для футеровки топок по ГОСТ 390-96. Его изготавливают из глин, содержащих не менее 28% AI2O3, методом брикетирования (окусковывания) исходной глины, сушки и обжига глиняных брикетов (крупки), размола обожженной глины (собственно и называемой шамотом) и отсева целевой фракции по ГОСТ 23037-99 (обычно с размером частиц 1-3 мм около 50% и менее 1 мм тоже около 50%), смешивания целевой фракции с исходной глиной, полусухого прессования в изделия необходимой формы, сушки и обжига при температуре (1350-1400)°С.

Вообще говоря, шамотные материалы — это обожжённые изделия из глины, смешанной с предварительно обожжёнными частицами (порошком) той же глины. Вследствие однородности химического состава шамотные изделия термостойки и не образуют трещин, в отличие от строительного кирпича, изготавливаемого обжигом смеси разнородных материалов: глины (т. е. каолина), песка (т. е. окиси кремния), шлаков, отходов угледобычи и углеобогащения и т. п.). Шамотный кирпич был известен ещё в Древней Греции задолго до появления обычного кирпича (с песком). Порошок шамота смешивали также с известью, получая первый в мире цементный состав «опус микстум». Шамотный пресованный кирпич выносит термоудары, износостоек, не усаживается, применяется в доменных печах в условиях истирания шихтой, имеет достаточно высокую для кладки печей пористость. Свойства других огнеупоров приведены в таблице 22. Обращает на себя внимание очень высокая теплопроводность корундовых блоков (на уровне стали).

Таблица 22. Теплофизические свойства огнеупорных и изоляционных материалов (СВ. Василькова и др., Расчёт нагревательных и термических печей, М.: Металлургия, 1983 г.)

Материал		Коэф. теплопроводности, Вт/(м•град)	Удельная теплоёмкость Дж/(кг•град)	Плотность, кг/м³	Макс. рабоч. температура, °С
Кирпич глиняный		0,46+0,00051t	(880)	1600	(700)
Шамот 28<Al2O3<45%		0,7+0,00064t	865+0,210t	1800-2000	1300
Жаростойкие бетоны		от 0,5 до 1,5	840	300-2400	1800
Каолин плотный Al2O3+2SiO2		1,75+0,00086t	865+0,210t	2400-2500	1400
Магнезит (периклаз) MgO>85%		6,28-0,0027t	1050+0,145t	2600-2800	1580
Динас SiO2>93%		0,815+0,00067t	870+0,193t	1900-2000	1620
Стекло кварцевое		1,0	730	2200	1500
Муллит 62<Al2O3<72%		28-0,023t	835+0,210t	3300	1700
Корунд, Al2O3>90%		58-0,029t	880+0,210t	3800	1850
Карборунд SiС	рефракс	37,1-0,034t	960+0,145t	2100	2500
Карборунд SiС	карборефракс	2,62-0,0011t	1100	2100	2000
Углерод графитизированный		7,9+0,014t	835	1350-1650	2500
Асбестовый картон		0,157+0,00014t	835	1000-1250	450
Вермикулит		0,072+0,00026t	950	150-250	1100
Перлит		0,06+0,00012t	920	150	900
Каолиновая вата		0,04+0,0002t	870+0,21t	100	1100
Базальтовая вата		0,04+0,0002t	920	100	750
Стекловата		0,04+0,0003t	670	100	450
Герметик Penofix		—	—	1600	1500

Большой интерес представляют жаростойкие бетоны по ГОСТ 20910-90 разнообразных составов с температурой эксплуатации от 900°С (с жидким стеклом и портландцементом) до 1800°С (с высокоглинозёмистым цементом), позволяющие изготавливать изделия произвольных форм. Жаростойкие бетоны отличаются от обычных строительных бетонов тем, что песок и щебень заменены на молотый шамот.

Промышленные синтетические огнеупоры более жаростойки, чем натуральные. Так, например, тальк 3MgO•4SiO₂•H₂O и хлорит Mg6-x-y•Fey²+•Alx•Si4-x•O10•(OH)8 отдают воду только при нагреве до 1000-1300°С, а огнеупорную керамику из них (стеатитовую, клиноэнстатитовую) изготавливают обжигом при температурах 1300-1600°С. Горная порода магнезит MgCO₃, преобразуясь в периклаз MgO, начинает необратимо выделять СО₂ при 350-640°С, а периклазная керамика на основе окиси магния MgО (а также магнезитовый кирпич, который также называют магнезитом) производится спеканием при 1700°С. Отметим, что магнезитовый кирпич широко используется в бытовых теплоаккумуляторах (в том числе и электрических) как теплоёмкий элемент, поскольку основной компонент оксид магния MgO обладает повышенной плотностью и удельной теплоёмкостью. Для ориентировки приведём свойства основных химических компонентов огнеупорных материалов — плавленных (стеклообразных) окисей кремния, магния и алюминия:

Компонент	Окись кремния	Окись алюминия	Окись магния
Формула	SiO₂	Al2O3	MgO
Промышленное наименование	кварц	корунд	периклаз
Температура плавления, °С	1728	2200	2800
Удельная теплоёмкость, Дж/(кг•град)	730	920 (100°С)	975(100°С)
Удельная теплоёмкость, Дж/(кг•град)	(20-1000°С)	1250 (1000°С)	1220 (1000°С)
Плотность, кг/м³	2200	4000	3580
Коэффициент линейного термического расширения, 1/град	0,5•10⁻⁶	8•10⁻⁶	11,7•10⁻⁶ (20°С)
Коэффициент линейного термического расширения, 1/град	(20-1000°С)	(20-1000°С)	14,2•10⁻⁶ 1000°С)
Коэффициент теплопроводности, Вт/ (м•град)	1,0	29 (100°С)	40 (100°С)
Коэффициент теплопроводности, Вт/ (м•град)	1,0	9 (1000°С)	7(1000°С)

Плавленный кварц (в отличие от природного β-кварца) имеет исключительно малые коэффициенты линейного термического расширения, особенно по сравнению с периклазом (окисью магния) при повышенных температурах (технический периклаз имеет коэффициент линейного расширения 9•10⁻⁶град⁻¹ при 100°С; 12•10⁻⁶град⁻¹ при 500°С; 13•10⁻⁶град⁻¹ при 1000°С и 17•10⁻⁶град⁻¹ при 2000°С). Чем больше коэффициент расширения, тем сильней изгибается (коробится) слой материала при неоднородном нагреве, тем сильней он разрушается (трескается). Именно поэтому для изготовления термостойких окон в печах используется плавленое кварцевое стекло (или боросиликатное). Окись алюминия и окись магния при повышении температуры снижают коэффициент теплопроводности, а окись кремния, наоборот, повышает (правда слабо). Для теплоаккумулирующих аппаратов целесообразней использовать корундовые и периклазовую керамики, нежели кварцевые (ввиду повышенной удельной теплоёмкости и плотности).

В повседневном быту дачнику приходится решать чаще всего простейшие житейские задачи. Например, низ металлической печи перегревается порой докрасна (особенно на этапе догорания углей). Поэтому дачник принимает решение обложить кирпичом перегревающуюся стенку изнутри (рис. 158). Но даже в этом простейшем случае приходится решать, облицевать ли стенку до верха или до более низкого уровня, сделать ли отступку (зазор) от стенки и как при этом закрепить кирпичи. Чаще всего, если позволяет ширина металлического топливника, по периметру топливника устанавливаются стандартные шамотные кирпичи (250х 120x65 мм) плашмя к стенке вертикально высотой 250 мм (или даже горизонтально высотой 120 мм). Для надёжной фиксации кирпичи лучше скрепить, выполнив при помощи алмазного круга, например, пазы в кирпичах и вставив в эти разрезы шипы (перемычки между кирпичами) из металлической полосы. Ещё раз напомним, что коэффициент линейного термического расширения у стали 12•10⁻⁶град⁻¹ больше, чем у кирпича (9-10)•10⁻⁶град⁻¹. Поэтому все металлические элементы (трубы, задвижки, дверки, духовки) должны иметь возможность беспрепятственно расширяться, не разрушая печную кладку и футеровку. Зазоры уплотняются асбестом (в том числе пропитанными каолином), каолиновой или базальтовой ватой (в виде жгутов, шнуров, картона, полотна).

Если же дачник хочет повысить теплоемкость своей металлической печи не во вред скорости прогрева воздуха бани и стен, то сохраняют высокую температуру топливника, обкладывая его с зазорами кирпичом снаружи. Для предотвращения перегревов стенок топливника наружная кирпичная кладка должна выполнять роль экрана и должна отстоять от стенки топливника хотя бы на 30 мм с обеспечением доступа воздуха снизу в калориферный зазор. Но в повседневном быту зачастую ошибочно обкладывают металлические печи кирпичом на глиняном растворе без зазоров якобы для обеспечения пожарной безопасности для лучшего прогрева кирпичей. Но ведь кирпич не только теплоёмкий элемент, он ещё и низкотеплопроводный: выполняя снаружи роль утеплителя, он не выпускает тепло из печи и нагревает металлические стенки топливника, способствуя их прогару (что характерно и при утеплении песком в обечайке). Печи со стенками в четверть кирпича желательно (а переводимые на газ обязательно) выкладывать во внешнем стальном футляре.

Рис. 158. Простейшие схемы облицовок печи: а — внутренняя футеровка, б — внутреннее экранирование, в — внешняя облицовка (приводит к перегреву металлического корпуса), г — внешнее экранирование. Справа на рисунках — полная облицовка (на всю высоту), слева — частичная облицовка.

В банях представительского и декоративного назначения, особый интерес стали представлять «лепные» печи самых причудливых «сказочных» форм. Изготавливаются такие печи (очаги) старинными глинобитными методами с последующим обжигом изнутри дровами, а снаружи паяльной лампой (вплоть до образования поверхностной корочки расплава-глазури). Очень перспективны с этой точки зрения готовые сухие смеси шамотного, муллитового и корундового составов для изготовления на месте огнеупорных изделий (в том числе футеровок) из жаростойких бетонов (Союзогнеупор, СПб). Как ни странно, сплошные монолитные футеровки жаростойким бетоном показывают в промышленности намного лучшие результаты, чем шовные футеровки шамотным кирпичём.

Существуют технологии нанесения огнеупорных покрытий прямо на раскаленную защищаемую поверхность (в том числе и на восстанавливаемую футеровку без остановки печи) обмазкой, набрызгом, набрасыванием, торкретированием. В состав огнеупорных покрытий (торкрет-масс) входит огнеупорный наполнитель (в частности, шамот) с размером зёрен не более 2 мм в количестве до 50%, пластификатор (огнеупорные глины, в том числе бентонит) в количестве 5-10%, связка (жидкое стекло, хроматы, фосфаты, соли магния, шлаки) в количестве 1-15%, остальное вода. Толщина торкрет-слоёв может достигать 20-30 мм.

В заключение остановимся на явлениях термических растрескиваний стенок и футеровок печей при чрезмерных неоднородных перегревах (так называемых «перетопах» печей), которые могут выступать комбинированно в форме разрушений материалов и в форме разрушения конструкций. Внутренние стороны стенок печей, контактируя с горячими дымовыми газами, нагреваются и, расширяясь, распирают холодные части стенок печи. Наружные холодные стороны стенок печей выполняют роль «бандажа» (обхватывающего кольца-обруча, препятствующего расширению печи), сохраняя неизменными наружные размеры печи и поддерживая целостность печи при протопках. В ходе протопки печи, «бандаж» (холодный наружный слой стенки), испытывающий колоссальные разрывные нагрузки, становится (из-за прогрева стенки изнутри) все более тонким, а потому все менее прочным, и «при перетопе» начинает «разъезжаться» под напором изнутри (с появлением трещинковатости) или даже «рваться» (с образованием одиночных крупных сквозных трещин-щелей). Чем медленней прогрев печи (чем меньше тепловой поток на стенку), то есть чем ниже температура внутренней стороны стенки, чем более упруг (как резина) и пластичен (как пластилин) материал стенок печи, то есть чем легче он обратимо или необратимо деформируется (растягивается или сжимается без разрушения) под действием внешних сил, чем более однородно прогреваются стенки, то есть чем тоньше и теплопроводней стенки печи, тем меньшие термомеханические напряжения испытывают стенки печи и тем меньше вероятность их хрупкого разрушения.

Для предотвращения разрушений используются многослойные стенки с пустотными зазорами между слоями, термокомпенсирующие разрывы (сквозные разрезы стенки или поверхностные пропилы или рассыпавшиеся швы со стороны прогрева), гибкие вставки и др. Напомним, что при нагреве свободная плоская стенка коробится (выгибается как кирпич над пламенем) в сторону нагрева («стремится к огню»), но замкнутые (например, цилиндрические) стенки «стремятся от огня». В прямоугольных топках плоские стенки вначале пытаются выпирать вовнутрь к огню, но зоны в угловых стыках (в вертикальных ребрах) раскрываются (притупляются, тоже стремясь к огню) «цветком-васильком». В результате конкуренции противонаправленных сил, топки рвутся при перетопе, как правило, наружу с образованием вертикальной сквозной трещины-щели по середине топки. Такие разорвавшиеся топливники «дышат» при каждой топке (с раскрытием сквозной трещины) точно так же, как «гуляет» дом весной на разорвавшемся фундаменте, и требуют ремонта в зоне трещины путем обязательной перекладки кирпича вперевязку на новом растворе (а не просто зачеканивания щели раствором, поскольку замазывание трещины не выдерживает больших нагрузок на разрыв).

Обратим внимание, что кирпичная печь состоит фактически из глиняных швов (в которые вмурованы кирпичи). Поэтому рвутся при перетопе либо сами глиняные швы (вместе с кирпичами), либо поверхности контакта швов (и горизонтальных, и вертикальных) с кирпичами. Последнее случается чаще всего из-за низкой адгезии (слабой клейкости) тощего раствора или перекаленного (остекленевшего снаружи) кирпича. Клеющие вещества (желатин, яичный желток, эмульсии полимеров — КМЦ, ПХВ, БС и др.), жидкое стекло, цемент, известь повышают адгезию и прочность швов на разрыв и улучшают тем самым качество печи, но затрудняют (из-за неразмокаемости швов) последующие ремонты печи (считающиеся в быту неизбежными и штатными). Поэтому клеящие вещества в швах зачастую не применяются вовсе.

Ситуация усложняется, если коэффициенты термического расширения у швов и у кирпичей различаются между собой. А это имеет место практически всегда, поскольку глиняный раствор для швов печники готовят зачастую на месте по своему разумению, добиваясь лишь пластичности массы наощупь или отсутствия растрескиваний при сжатии (А.М.Шепелев, Как построить сельский дом. М.: Россельхозиздат, 1984г.). Было бы правильней оценивать качество раствора закладкой его между двух кирпичей, просушкой, прокаливанием в печи с последующим контролем прочности шва и адгезии, отсутствия трещин и отслаиваний. Так или иначе, шов при большом содержании песка обычно расширяется сильней, чем кирпич. Только поэтому в нашей стране и стараются делать швы тонкими (не более 5 мм), а в иных странах (с более высокой печной культурой) швы, наоборот, делают не тоньше 10 мм. Все отечественные бытовые печники знают, что глиняная обмазка (штукатурка) не держится на внутренних сторонах кирпичной кладки не только в топке, но и в трубах, а это указывает на разницу термических расширений кирпича и раствора. Именно расширяющиеся швы и выдавливают кирпичи из кладки (что особенно заметно в углах топливников). При нагреве кладки кирпичи «выезжают» наружу (или «разъезжаются» в стороны) «сами по себе» за счет расталкиваний, а вот вернуться обратно на прежнее место «сами по себе» при охлаждении кладки порой уже не могут из-за утери сил сцепления (из-за растрескиваний). Наглядно оценить последствия перетопа можно прорисовкой кладки с кирпичами трапецеидальной формы — становится ясной возможность раздавливания и выкрашивания швов на огневой стороне кладки (что и наблюдается зачастую при хорошей адгезии) или появления вертикальных трещин шва между кирпичами на наружной холодной стороне кладки (при недостаточной адгезии).

При изготовлении печных материалов (в том числе кладочных растворов) необходимо согласовывать свойства всех трех составных частей рецептуры смеси: пластификатора (формообразователя), наполнителя (телообразователя) и связующего (связки), причем один и тот же компонент может иметь разные функции (например, быть и пластификатором, и связующим одновременно). Пластификатор сцепливает частицы компонентов рецептуры, придает изделию необходимую форму и удерживает ее (как пластилин) до тех пор, пока форма не будет фиксирована связкой. Простейшим пластификатором является вода. Наполнитель (крупнозернистый порошок или упрочняющие арматурные «иголки») вводят в состав рецептуры для придания «объемности» материалу, для упрочнения и удешевления изделия , а также для того, чтобы материал при сушке не растрескивался (чтобы частицы наполнителя приходили между собой в контакт и не давали бы материалу неоднородно усаживаться). Для снижения растрескиваний (и для повышения механической прочности) вместо увеличения содержания наполнителя можно применить прессование, например, «бить» глину (трамбовать, уплотнять ударами, виброукладывать). Наиболее термостойкие кирпичи — прессованные.

Глиняные рецептуры для изготовления кирпича и кладочных растворов содержат натуральную глину «из оврага» (в качестве пластификатора и связующего) и натуральный песок (в качестве наполнителя), который также может содержаться (а может и не содержаться в достаточном количестве) в глине «из оврага». Причем карьерный песок с ломаными частицами более предпочтителен, нежели речной песок с окатанными частицами, поскольку обеспечивает большую прочность материалу. Несмотря на кажущуюся «простоту» рецептуры, физхимия глиняных материалов весьма сложна и далеко не всегда известна печникам.

Пластификатором в натуральной глине выступает каолинит Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O в форме мелких тонких пластинок (чешуек типа слюды), придающих размоченной глине «свойства пластилина». При сушке размоченной глины, чешуйки каолинита скрепляются (слипаются) с образованием весьма прочного материала — «сырого» кирпича, вновь «распускающегося» при повторных увлажнениях. Каолинит обезвоживается при 450-550°С, превращаясь в каолин Al₂O₃•2SiO₂ с плотностью ρ=2,6 г/см³ и коэффициентом термического расширения α=8 •10⁻⁶ град⁻¹. Каолин только при очень высокой температуре 1100-1250°С (шамотный обжиг) переходит в муллит 3Al₂O₃•2SiO₃ (ρ=3,1 г/см³ , α=3•10⁻⁶ град⁻¹ при 100°С и α=3•10⁻⁶ град⁻¹ при 1000°С). Таким образом, каолинит характерен для швов кирпичных печей (состоящих фактически из сырого кирпича), каолин — для обожженного глиняного (красного) кирпича, а муллит — для шамотного кирпича.

Связкой в натуральной глине являются плавни: легкоплавкие щелочи (окиси натрия и кальция) и более тугоплавкие окиси кальция (известь) и железа (ржавчина). Такие связки вступают в действие лишь при обжиге и упрочняют материал за счет «спекания» — слипания в объеме изделия образующихся расплавов («стекол»). Очень важно то, что плавни, как правило, не реагируют с каолином и кварцем (песком) до температуры 1000°С. В глинах встречаются и легкоплавкие плавни с температурами плавления 700-900°С (фарфоровые системы с большим содержанием щелочей, α=3 •10⁻⁶ град⁻¹), и более тугоплавкие плавни с температурами плавления 900-1100° С (цементные системы с большим содержанием извести, α=8 •10⁻⁶ град⁻¹). Содержание щелочей в кирпичных глинах обычно составляет 1,5-4,2%, содержание извести не более 7-8%. При недостатке плавней в глину вводят жидкое стекло Na₂SiO₃, известь, портландцемент, соду и др. Кирпичные глины не должны содержать более 6-8% окиси железа (придающей глине коричневый цвет), поскольку в процессе обжига при 1000°С образуется легкоплавкий фаелит 2FeO•SiO₂, являющийся основной причиной образования остекленевшего красного кирпича (бардово-фиолетового «железняка»). Шамотный кирпич содержит окись железа в минимальных количествах и поэтому имеет желтый или серый цвет, а не красный или коричневый.

Натуральный песок представляет собой кристаллическую окись кремния в форме β-кварца (ρ=2,65 г/см³, α=5•10⁻⁶ град⁻¹ параллельно оси кристалла и α= 13•10⁻⁶ град⁻¹ перпендикулярно оси кристалла), который при 573°С скачком расширяется (обратимо!) в α-кварц (ρ=2,6 г/см³ , а=20•10⁻⁶ град⁻¹!!), затем при 870°С очень сильно расширяется необратимо в α-тридимит ( ρ=2,3 г/см³), при 1470°С переходит необратимо в α-кристобалит ρ=2,3 г/см³) и, наконец, при 1728°С образуется расплав, застывающий в кварцевое стекло ( ρ=2,2 г/см³, α=0,5•10⁻⁶ град⁻¹!!).

Красный кирпич мокрого формования обычно содержит примерно 40% каолина, 30% кварца и 30% плавней. Высокое содержание кварца (резко расширяющегося, начиная с 573°С) обуславливает низкую термостойкость такого кирпича 700°С (даже для лучших сортов трубопечного класса по ГОСТ 8426-75) при огнеупорности (появлении ползучести под механической нагрузкой из-за расплавов) более 900°С. Керамический кирпич полусухого прессования содержит намного больше кварца до 40-70% и хрупкого стекла, что делает этот кирпич не пригодным для кладки топок печей. Обычные же кладочные растворы содержат до 70-80% кварца, что и обуславливает неизбежное «разъезжание» кладок печей при перетопах.

Поэтому для кладки топок лучше использовать глиняный раствор (на самой обычной глине из «оврага») не на кварцевом песке, а на шамоте (а лучше на молотом кирпиче). Использование же специальных, так называемых «шамотных» глин (содержащих в основном каолинит и очень малые количества плавней и кварца) для бытовых печей целесообразно лишь при топке углем, поскольку при топке дровами температуры в топке недостаточны для спекания каолина в муллит.

Отметим, что в жаростойких бетонах обычная кристаллогидратная цементная связка заменяется при высоких температурах на связку расплавами портландцемента, обычно содержащего 64-67% окиси кальция (извести), 21-25% кварца, 4-8% окиси алюминия и 2-4% окисей железа (Л.М.Сулименко, Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе, М.: Высшая школа, 2000г.).

Источник: Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

health.totalarch.com

ФУТЕРОВКА ПЕЧЕЙ СВОИМИ РУКАМИ

ФУТЕРОВКА ПЕЧЕЙ СВОИМИ РУКАМИПечи, предназначенные для отопления жилых помещений, могут иметь разные формы, размеры, другие конструктивные особенности. Исходя из назначения и технических характеристик, принимают решение о необходимости футеровки топливников.Когда требуется футеровка

Топливники малых бытовых печей, которые работают в обычном режиме, футеровать не рекомендуют – так они лучше справляются с задачами обогрева помещения при небольшом расходе топлива.1.Футеровка печей может потребоваться для следующих типов изделий:2.Печи, предназначенные для эксплуатации в режиме длительного использования.3.Печи, в которых используется высококалорийное топливо.4.Большие бытовые печи.5.Жаровые камеры русских печей, которые используются для приготовления пищи. 6.Печи, в которых дымовые каналы располагаются вдоль стенок топливника.Топливники жаровых камер русских печей футеруются красным кирпичом, для остальных видов печей используют огнеупорный кирпич.Способы футеровкиФутеровка может быть внутренней и наружной. Внутренняя служит защитой топливника печи от перегрева, наружная предназначается для придания достойного внешнего вида.Внутренняя футеровка выполняется из огнеупорных материалов, способных противостоять высокотемпературным воздействиям в течение длительного времени. Кирпич выкладывают на ребро вдоль стенок топливника, при этом кладка из огнеупорного кирпича стыкуется с основной кладкой топливника одним вертикальным швом, но не перевязывается. Такой способ позволяет защитить стенки топливника от перегрева и существенно продлевает срок эксплуатации печи.В зависимости от назначения печи для футеровки могут использоваться защитные экраны, способные поглощать лучистые потоки. Если печь используется для приготовления пищи, такие экраны устанавливаются внутри топливника, где они способствуют быстрому прогреву дымовых газов или воздуха, подаваемого в топку. С этой же целью внутренние стенки топливника могут облицовываться огнестойкими материалами с низкой теплопроводностью. Экраны, установленные снаружи, предназначаются для создания необходимого уровня теплозащиты. Иными словами, такая отделка гарантирует сохранение тепла внутри печи, не допуская перегрева внешней поверхности.Для наружной отделки бытовых печей используются самые различные материалы. Самый простой и практичный способ наружной футеровки – штукатурка. Именно этот вид отделки чаще всего используется для облицовки стенок печей бытового назначения.Нередко для оформления наружной стороны печки используют кирпич или декоративные панели из натуральных или искусственных материалов. Традиционно печи отделывают изразцами, но это один из самых дорогих способов. Готовые изразцы можно приобрести в специализированных магазинах, но для правильной установки такого оформления потребуется специалист. Без определенных навыков довольно сложно правильно сделать обрамление для бытовой печи.СоветыФутеровка печи своими руками практически невозможна, если нет определенных навыков и умений. Для правильного оформления требуется наличие опыта и знаний основ кладки печей, а также знание основных основ физики. Кладка печи требует ответственного подхода, что невозможно без наличия специальных навыков. Правильно сложенная печь может служить не только предметом интерьера, но и гарантией уюта и комфорта в доме.

myremdom.ru

Футеровка печей и отопительных агрегатов своими руками

Футеровка шамотным кирпичом

При футеровке шамотным кирпичом замачивать его перед укладкой следует не всегда, а в определенных случаях:

Сухой кирпич быстро впитывает воду из раствора, в результате растворный шов быстрее схватывается и теряет пластичность. Подправить что-то очень трудно, поэтому требуется хороший навык кладочных работ. Если кирпич замочить перед работой, то возможно получить дополнительный ресурс на исправление ошибок в кладке за счет продления подвижности растворной смеси.
При повторном применении кирпичей от разборки старых печек замачивание дает открытие капилляров и поровых структур кирпича, в которые за время службы попали пыль и растворы. Влага и растворы в результате увлажнения легче проникают в кирпич, сцепление и прочность кладки повышается.
При летних кладочных работах, когда температуры воздуха высокие, ненадолго замачивать кирпич перед кладкой рекомендуют. Осенью и зимой эта процедура становится лишней и вредной, поскольку переувлаженный кирпич в кладке нужно сушить, а до естественного просыхания и схватывания раствора в швах кладки топить печь недопустимо – это может вызвать деформации в швах кладки и снизить ее прочность. Иногда сушку проводят при помощи тепла от мощной электрической лампы накаливания при полном открытии всех дверец печки.

Футеровки огнеупорными клеями и пастами

Футеровка с применением огнеупорного клея включает этапы:

Перед работой клей тщательно перемешивают до полной однородности.
Наносят клей на предварительно увлажненные поверхности стальными шпателями. На стенки топочного отдела и/или другие элементы футеровки клей наносят тонким слоем – не более 3 мм. В случае, когда футеровка выполняется только клеевым слоем, без наклейки картона или других материалов, то клей наносят за 3-4 раза, с выдержкой каждого слоя около 15 мин.
При закреплении базальтового картона на горизонтальных поверхностях можно разбавлять клеевую массу водой до 15%. На расход клеевого состава влияет качество обрабатываемых поверхностей и толщина наносимых слоев, клея может уходить на кв. Метр в пределах 2-4 кг.
Слой клея полностью высыхает через сутки, если температура не ниже 25⁰С и толщина нанесения не больше 3 мм. При высокой температуре (более 85⁰С) полное высыхание наступает через 5-7 часов.

Футеровки топок кирпичных печей и каминов

Но если нужно выполнять футеровку топки уже построенной печи, этапы процесса следующие:

Первый ряд шамотного кирпича укладывают вокруг колосниковых решеток, и предпочтителен кирпич с наклонной гранью для обеспечения уклона в направлении колосников.
В готовых топках выкладывать заднюю стенку с наклоном крайне трудно, поэтому приходится делать их ровными. Заднюю и боковые стены футеровки поднимают одновременно.
При малых размерах топок и необходимости их футеровки применяют не шамотный кирпич, а тонкостенные шамотные панели или обмазки пастообразным огнеупорным составом. При выполнении обмазок необходимо, что вся поверхность была обработана. Перед работой устраивают верхнюю подсветку, сняв с конфорок чугунные кольца.

Футеровка топки металлической печи

Отличия футеровки отопительных твердотопливных котлов

Основные три метода футеровки котлов

Редко применяются для бытовых котлов – тяжелые футеровки. Если котел имеет слабое экранирование, и нагревается при работе свыше 1200⁰С, то создаются риски, что стенки из листовой стали быстро прогорят. Кроме того, обслуживать такое агрегат уже небезопасно, и возможны возгорания. При выполнении тяжелых футеровок шамотный кирпич кладут ложком двумя или даже тремя слоями. В итоге температуры наружных поверхностей котла понижается до 80⁰С.
Однослойная шамотная футеровка считается облегченной. При этом снаружи поверхность котлов дополнительно облицовывают негорючим материалом из расчета конкретных температур, до которых нагревается агрегат, а сверху возможна еще и обшивка листовой сталью.
Внешняя футеровка из огнеупорных составов – клея, вязких обмазок или паст для того, чтоб термоизолировать трубы сверху. Применяется этот простой способ футеровки на участках, по которым трудно или невозможно применять другие утеплители по причине сильного нагрева. Наносят обмазочную футеровку кистями за два, реже три или четыре раза, прокладывая армирующую стекловолоконную сетку. Стальные сетки не применяют, поскольку при нагреве они дают слишком сильное линейное расширение. Сетка обеспечивает защиту от возможного сквозного механического повреждения футеровочного слоя. Такая утолщенная многослойная футеровка предотвращает теплопотери сквозь трубы.

Особенности футеровки топок лепных глиняных печек

Футеровка, ремонт и восстановление топочных камер печей

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

econet.kz

что это такое и как сделать своими руками 🚩 Ремонт дачи

Под термином футеровка подразумевается создание внутреннего, особого – огнеупорного – слоя печи, своеобразной изолирующей оболочки. Она выполняет защитную функцию для самого агрегата – обеспечивает наружные стенки от перегрева и увеличивает срок их службы, а также защищает печь от вредных веществ, которые выделяются в процессе горения. Температура в топке достигает сотен градусов, а в промышленных металлургических печах – тысяч. Без футеровки этот сильный жар спровоцирует изменение структуры и разрушение материалов, из которых сложена печь. Также этот защитный процесс позволяет снизить теплопотери и оградить наружные стенки от радиационных или химических воздействий сгоревшего топлива.Впрочем, существуют печи, которые вполне можно эксплуатировать и без футеровки. Например, те, которые сложены для непостоянного обогрева дачного дома или приготовления барбекю. В этих случаях дополнительная защита не обязательна, потому что в процессе такого использования разрушения наружных поверхностей минимальны или вообще отсутствуют.Футеровка нужна, в первую очередь, для мощных промышленных печей и тех, что используются для постоянного обогрева помещений или приготовления пищи в заведениях общепита. Особенно с использованием так называемого высококалорийного топлива, к примеру, природного газа или каменного угля. Его горение создает в топке экстремально высокий температурный режим.

1) Шамотный кирпич2) Натуральный камень (песчаник или кварц)3) Огнезащитные материалы в рулонах (базальтовые листы, вермикулитовые маты, каолиновая бумага)4) Растворы (различные огнеупорные бетоны и смеси, которыми обмазывается внутренняя поверхность топки, а также силикатно-муллитовые жидкостекольные смеси)

Для того, чтобы правильно рассчитать, какой именно материал потребуется для футеровки, нужно знать его технологические характеристики:- Шамотный кирпич – выдерживает температуру до 1600 градусов;- Плотный каолин – 1400 градусов;- Вермикулит – 1100 градусов;- Базальтовая вата – 750 градусов;- Глиняный кирпич – 700 градусов.

Рассмотрим футеровочные материалы подробнее:

1) Шамотный кирпич - это обожжённые изделия из глины, смешанной с предварительно обожжённым порошком из той же глины. Такой кирпич имеет желто-песочный цвет и зернистую структуру. Но, главное, он может выдерживать температуру до 1600 градусов Цельсия, имеет низкую теплопроводность, хорошую теплоемкость и достаточный запас прочности, чтобы выдержать большое количество раскаливаний и остываний.Выбор шамотного кирпича.Шамотный кирпич выпускается под разными маркировками, в зависимости от состава и плотности. Печники рекомендуют использовать для кладки дымоходов и печей ША-5, ШБ-5, ША-8, ШБ-8. Также при выборе шамотного кирпича специалисты советуют проверить их прочность – попробовать расколоть. Правильно «спеченный» кирпич распадется на крупные куски, а некачественный – раскрошится. Перед покупкой произведите расчет и предусмотрите достаточный объем нужного типа кирпича – в одной кладке нельзя использовать шамотные изделия разных видов. У них разное тепловое расширение.

Перед тем, как приступить к созданию футеровки из шамотного кирпича, некоторые печники замачивают его в воде. Так ли это необходимо – на этот счет нет однозначного мнения. Но большинство специалистов считает, что обязательно нужно смачивать кирпич, который уже был в употреблении. Его капилляры и трещинки забиты пылью и остатками раствора. Также замачивать шамотные кирпичи рекомендуют новичкам – чтобы раствор на влажной поверхности сох дольше и была возможность исправить огрехи в кладке. Впрочем, проводить эти «водные процедуры» можно только летом, в жару. В сырую погоду или осенью замачивать шамот не рекомендуется – кирпич будет очень долго сохнуть.Укладку шамотного кирпича внутри топки опытные печники производят в следующем порядке – сначала кладут кирпич вокруг колосниковой решетки, затем поднимают боковые и заднюю стенки. Через каждые два ряда рекомендуется укреплять кладку армированием, например, стальной проволокой. При возведении обычных бытовых печей и каминов достаточно одного футеровочного слоя. Скрепляют кирпичи глиняным раствором, использование цементно-песчаного, как при кладке обычным кирпичом, категорически запрещается.

Впрочем, если начинающий печник не уверен в своих способностях, экспериментировать с замешиванием раствора все-таки не рекомендуется – лучше купить уже готовый. В магазинах представлена обширная линейка специальных упаковок раствора, на любой вкус и кошелек. Это различные огнеупорные кладочные смеси, затирки, мастика, клей. При этом нужно обратить внимание, что для футеровки нужно отдать предпочтение не жаропрочной, а именно огнеупорной смеси. По примерным подсчетам, на укладку 100 шамотных кирпичей потребуется примерно 55-75 килограммов сухой смеси.

2) Натуральный камень в качестве футеровки. Для футеровки используют такой натуральный камень, как песчаник или кварц. Эти минералы отличаются высокой устойчивостью к экстремальным температурам и низкой теплопроводностью. Крепятся они внутри топки так же, как и шамотный кирпич – с помощью раствора или специальных смесей.

3) Рулонная футеровка. Если объем топочной камеры печи небольшой, рекомендуется использовать для футеровки рулонные материалы – чтобы сэкономить пространство. Большинство этих материалов не превышают в толщину одного сантиметра. Для рулонной футеровки обычно используют высокотемпературные теплоизоляционные плиты, маты, модули и волокно. В основном они изготавливаются из базальта, керамического волокна, вермикулита. За счет этого они имеют не только небольшую толщину, но и маленький вес. При этом отличаются малой теплопроводностью и высокой термостойкостью – некоторые выдерживают температуры до 1350 градусов Цельсия. Также можно использовать такие, казалось бы, неподходящие материалы, как бумага и картон. Но не обычные, а сделанные из каолина и минеральной белой глины. Рулонные материалы крепят в топочной камере обычно с помощью металлических штырей, которые вставляют в специально подготовленные пазы. Огнеупорные плиты или маты кладут сначала на дно, затем на боковые стенки и только в конце на верхнюю поверхность топки. Также для фиксирования матов и волокна можно использовать специальный клей. Высокотемпературный алюмосиликатный клей намертво соединяет не только базальтовые плиты, волокно и маты, но и кирпич. Продается в пластиковых ведрах весом от двух до пятидесяти килограммов. Расход на один квадратный метр – 1-4 килограмма.

4) Обмазка растворами.Это обработка внутренней поверхности топки специальными шамотными растворами (их еще называют огнеупорными бетонами), муллитовыми (они же силикатные жидкостекольные) или корундовыми растворами. Такое покрытие получается сверхтонким, но при этом огнеупорным. Эти смеси продаются в упаковках - готовыми, в сухом виде. Для приготовления раствора разбавляются водой до нужной консистенции. Приготовленную смесь наносят на стенки топочной камеры и термически обрабатывают – обжигают. Если печь пока в нерабочем состоянии, можно обжечь нанесенный раствор паяльной лампой или газовой горелкой.

Выбирать материалы и способы футеровки нужно в зависимости от типа печи. Существует несколько видов печей:1) Металлические;2) Кирпичные;3) Паровой котел;4) Глинобитные.

- При футеровке металлических печей нужно учитывать, что при нагреве, в соответствие с законами физики, металл будет расширяться, при остывании вновь сжиматься. Поэтому при изоляции такой топки нужно предусмотреть небольшой зазор между футеровочным слоем и поверхностью печи. Образовавшееся пространство должно заполняться базальтовой ватой или другим негорючим материалом.- При футеровке кирпичной печи также нельзя класть шамот вплотную к внешней кладке. Иначе нагревающийся и расширяющийся футеровочный слой может начать выталкивать внешний. Это приведет к его растрескиванию, образованию трещин, что может послужить причиной утечки угарного газа вовнутрь помещения.- Иногда футеровки требует и топочный паровой котел. При этом обычно его изолируют шамотным кирпичом в один или два слоя. Либо можно произвести так называемую натрубную футеровку. Для этого нужно специальной вязкой негорючей массой обмазать в несколько слоев трубы котла. А поверх уложить армирующую сетку.- Для лепных глинобитных печей можно использовать шамотный кирпич, но опытные печники все-таки советуют выбрать метод обмазки и использовать специальные муллитовые, корундовые или шамотные смеси.

Вообще, перед началом каждого отопительного сезона специалисты советуют тщательно осматривать футеровочный слой на предмет повреждений. Если какие-то участки разрушились, их можно восстановить. Для этого, так же, как и для кладки шамотных кирпичей, можно использовать готовые смеси или самостоятельно приготовленный раствор из глиноземистого цемента и шамотного порошка. Смесь нужно нанести на место повреждения, а затем обжечь огнем, например, газовой горелкой. Чтобы избежать повторного разрушения, не пользуйтесь печью сразу, подождите примерно неделю.

Все эти теоретические знания позволят начинающему печнику справиться с процессом футеровки. Однако нужно отнестись к этой работе очень внимательно и тщательно соблюдать все правила. От этого будет зависеть не только крепость футеровочного слоя и самой печи, но и здоровье, а иногда и жизнь людей.