Футеровка для печей


Футеровка для печей

Aluker (Алюкер) — инновационный материал, который сохраняет и накапливает тепло, получаемое от огня.

Aluker® — самый лучший и долговечный материал для каминных топок.

Каминные топки компании Piazzetta облицованы внутри камеры сгорания панелями, изготовленными из Aluker®.

Aluker® — эксклюзивный инновационный материал, который появился в результате многолетних исследований разработчиков компании Piazzetta. Уникальные свойства этого материала:

  • отличная устойчивость к высоким температурам и длительному воздействию пламени;
  • безопасность в эксплуатации и повышение надежности с течением времени;
  • простота использования и ухода;
  • высокая теплоемкость — способность сохранять и накапливать тепло.

Aluker обжигается в печи при температуре 1230C

Смесь компонентов, из которых производится Aluker® проходит обжиг в печи при высоких температурах, что придает материалу механические и физические свойства, типичные для керамики, используемой в условиях температурного стресса.

Непревзойденная устойчивость к нагреву

Футеровка для печей После полутора минут воздействия на чугун газовой горелкой в нем образуется отверстие
Футеровка для печей После пяти минут нагрева Aluker® такой же горелкой, он сохраняет все свои физические свойства.

Aluker® является результатом продолжительных исследований, проводимых в лабораториях завода Piazzetta. Целью этих исследований было создание такого материала для внутренней футеровки каминной топки, который был бы устойчив к особенно неблагоприятным температурным условиям, и в особенности к тепловому удару, вызванному направленной подачей воздуха в к поверхности материала и, вследствие этого, резкому повышению температуры.

Устойчивость к механическому удару и сгибанию


Футеровка для печей

При испытании на изгиб ALUKER, даже будучи керамическим материалом, продемонстрировал хорошее механическое сопротивление и не выдержал только резкого и сильного удара. Испытательный образец (панель ALUKER размерами 8x16x2 см) поддался воздействию силы в 100 кг.

Улучшенные параметры горения и распределения тепла

Еще одним преимуществом каминной топки, выложенной панелями из Aluker является ее значительность мощность и способность накапливать и отражать тепло. Панели из Aluker накапливают тепло, производимое пламенем, и заметно улучшают качество горения, практически минимизируя т.н. «мертвые периоды» между закладками дров.

Футеровка — специальная отделка для обеспечения защиты поверхностей от возможных механических или физических повреждений. Например, в горно-металлургической промышленности постоянно возникает проблема защиты оборудования, связанного с перегрузкой и перевозкой различных материалов, от ударных, истирающих и налипающих воздействий, для решения которой с успехом используется футеровка. Футеровка печей производится для того, чтобы усилить огнестойкость материалов, из которых изготовлена печь. Преимущества применения слоисто-пористых материалов и изделий на их основе, таких, как вермикулит, для того, чтобы футеровка была надежной и качественной, продиктованы следующим: материал пожаробезопасный, имеет высокие показатели теплостойкости и огнеупорности, химически инертен, имеет высокие изоляционные свойства (то есть минимальную электропроводность).


Футеровка доменной печи
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.

Применяемые огнеупоры

Для футеровки доменной печи применяют качественный (доменный) шамотный кирпич, высокоглиноземистый 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 Аl2О3 (<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.


рпич может быть длиной 230 мм (нормальный) и 345 мм (полуторный). Применение кирпичей различной длины обеспечивает хорошее переплетение швов кладки. Высокоглиноземистый муллитовый кирпич, применяемый для кладки лещади, содержит > 63 % Аl2О3 при огнеупорности > 1800 °C. Доменный 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 обожженного 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 высокоглиноземистым кирпичом больших размеров (400x200x100 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 измельченного 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


Ранее лещади доменных печей выкладывали из качественного шамотного кирпича. Однако рост объёма печей и интенсификация плавки вызывали быстрое разрушение такой кладки. Поэтому в настоящее время лещади делают либо цельноуглеродистыми, либо комбинированными из углеродистых и высокоглиноземистых огнеупоров. Применение углеродистых огнеупоров вызвано тем, что из-за их высокой теплопроводности снижается перегрев и вследствие этого уменьшается разрушение кладки лещади. Один из вариантов кладки цельноуглеродистой лещади из углеродистых блоков показан на рис. 22. В комбинированной лещади, один из вариантов которой показан на рис. 25, её низ 1 и наружную часть (стакан) 4 выкладывают из углеродистых блоков, а внутреннюю центральную часть 2 и высокоглиноземистых 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 (см. рис. 48). С тем, чтобы уменьшить износ лещади, в современных печах предусматривают воздушное охлаждение её низа. Между низом лещади 1 и пнем 8 фундамента закладывают чугунные плиты 7 толщиной 180 мм; в плиты залиты стальные трубки диаметром 140 мм, в которые вентилятором подают охлаждающий воздух. Снаружи кладку лещади охлаждают гладкими плитовыми холодильниками 3.

Горн


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 (С02), а также парами воды из огнеупорных масс. При работе на безводных леточных массах район чугунных леток делают из углеродистых блоков. Для предотвращения окисления углеродистых блоков в период задувки печи их защищают кладкой (рис. 25, 6) в один ряд из шамотного кирпича. Толщина футеровки у низа горна достигает 1600 мм. Снаружи кладку горна охлаждают гладкими плитовыми холо-дильниками. Заплечики. Кладку заплечиков чаще всего делают тонко-стенной (толщина 230 или 345 мм) из шамотного (> 42 % Аl2О3) кирпича в один ряд, при этом кирпич примыкает к периферийным плитовым холодильникам с залитым кирпичом (рис. 26). 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

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 (рис.


). 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 (расположение таких холодильников можно видеть на рис. 27). 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. Кроме 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 (рис. 26), 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 (как на рис. 27), либо из вертикальных ребристых холодильников, имеющих горизонтальные выступы (как на рис. 26). 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.

Преимущества футеровочных работ:


  • Футеровочные работы увеличивают срок службы оборудования;
  • Стоимость футеровочных работ дешевле стоимости нового оборудования;
  • Футеровочные работы могут проводиться в условиях действующего производства без демонтажа оборудования (или в остановочный ремонт);
  • Футеровочные работы дают возможность использовать оборудование из более дешевых материалов;
  • Замена футеровки экономичней чем полная замена оборудования.

Что это такое

Суть технологии «футеровки» заключается в обустройстве огнеупорного слоя внутри топочного отдела. Он предохраняет печь от термического, химического и физического воздействия. Слой играет роль защитной тепловой перегородки. Также он выполняет теплоизоляционную функцию.

Важно не переусердствовать с футеровкой. Иначе она будет «запирать» часть тепла внутри топки, после чего оно просто вылетит в трубу.

Футеровка для печей

Где применяют

Футеровку используют не только в домашних печах, каминах или в отопительном оборудовании. Она находит свое применение в любых топках:


  1. В металлургических домнах. Для индукционных печей используют особый, прессованный шамотный кирпич.
  2. Промышленные электрические печи. В этом случае могут брать как шамотный кирпич, так и специальный волокнистый огнеупорный материал.
  3. Промышленные газовые печи. Футеровка делается с применением огнеупорных бетонных блоков с муллитокоррундовым наполнителем.

Подобные отделочные материалы подходят, в основном, для крупных предприятий, промышленных цехов и ТЭЦ. Их не так просто найти в открытой продаже. В обустройстве обычных печей используют простые отделочные материалы.

Виды футеровки

В зависимости от типа печи, используют разные технологии футеровки:

  1. Укладка облицовочного материала с небольшим коэффициентом теплопроводности. В этом случае могут использовать шамотный кирпич или специальную отражающую панель. Саму кладку выполняют как во время возведения топки, так и после проведения строительных работ.
  2. Установка защитных экранов. Обычно данная технология используется для обустройства металлических печей типа «каменка». Их можно встретить в банях. В других видах топок практически не используется.
  3. Покрытие внутренних стен топки жаропрочной смесью. Это может быть как специальный состав, так и раствор на основе цемента. Защиту наносят как во время возведения печи, так и после ее полного обустройства.

В рамках данной статьи будет рассмотрены материалы из 1 и 3 группы, как наиболее подходящие для обустройства домашней печи или камина.

Основные способы футеровки печи

Способ выбирается исходя из материалов печи и времени работы – одновременно с кладкой печи или как модернизация.

  1. Способ, пригодный как для футеровки уже полностью готового отопительного сооружения, так и для строящегося – облицевать внутренние поверхности топки изделиями жаропрочным материалом с низкой теплопроводностью.
  2. Жаростойкий материал в виде раствора наносится на внутреннюю поверхность топочной камеры готового отопительного агрегата. Кирпичную печь возможно защитить жаростойким раствором только в период постройки.
  3. Для банной металлической печи-каменки эффективным методом футеровки служит устройство теплоотражающего экрана. Для других моделей печей экранирование не имеет смысла, так как тепловая энергия будет отражаться внутрь топочного отдела и уходить в дымоход вместо того, чтоб идти на прогрев стен печи.

Футеровочные материалы

В зависимости от вида топки, частоты ее использования, а также максимальной температуры нагрева, выбирают один из двух видов материала:

  1. Шамотный кирпич. Его основной ингредиент – шамотная глина. В качестве дополнительных компонентов используют: кварцевый песок, песчаник и прочие горные породы, которые повышают огнеупорные свойства материала. В продаже можно найти не только кирпичи, но и шамотные блоки. Данный материал используют в топках бытовых печей и больших каминов.
  2. Раствор. Специальные термостойкие смеси образуют на стенках топки тонкий защитный слой. В основе материала сухие компоненты из: шамотной глины, муллитового или корундовыого порошка. Смесь создает ровный слой, исключая мостики холода. Однако за ней нужен более тщательный уход, чем за кладкой из кирпича. Растворы используют в небольших топках, тандырах и домашних каминах.Футеровка для печей

Также в магазинах можно встретить огнеупорный клей. Его продают в специальных емкостях по 2-50 литров. Клей обойдется намного дороже, чем кирпич или раствор. Кроме этого, велика вероятность покупки подделки на основе гипса или обычного цемента. Такая защита не прослужит долго.

Для футеровки также используют: вермикулит, кремнеземистые маты (муллито), базальтовые плиты, плотный каолин. Они служат в качестве дополнительной прослойки между основными защитными стенками.

Что такое футеровка

Футеровка — это оболочка из кирпича, которая обустраивается внутри топки. Она очень устойчива к воздействию даже самых высоких температур. Это позволяет печке служить многие годы, потому что она защищена от перегрева.

Футеровку нельзя рассматривать как самостоятельный элемент, потому что она тесно взаимодействует и с материалами, из которых выложена печь, и с внутренней средой топки, в которой осуществляется процесс горения.

Футеровка может представлять собой не только выкладку из кирпича, но и из других материалов. В качестве таких материалов выделяют три вида огнеупорных веществ, различающиеся по своим химическим свойствам:

  • Кислые.
  • Основные.
  • Нейтральные.

У них происходит разная реакция на вещества, которые возникают в процессе горения топлива.

Футеровку производят только тогда, когда будут проведены все инженерные расчеты и будет выбран материал для нее. С помощью этого расчета добиваются максимального эффекта, учитывая особенности материала и самой печи. Кроме того, футеровка защищает различные элементы печи от химического и механического воздействия.

Футеровка печи своими руками

Рассмотрим две технологии футеровки печей в зависимости от типа используемого материала. В этом случае предполагается, что топка уже возведена. Перед началом работ нужно подготовить инструменты: емкости для разведения раствора, мастерок или небольшой шпатель, отвес или строительный уровень, мочальная кисть, молоток, кальма, полутерок, правила, ножовка.

При работе с сухой смесью на основе шамота можно воспользоваться дрель со специальной насадкой-венчиком. Она равномерно вымешивает раствор, и экономит время.

Нанесение раствора:

  1. Стенки топки очищают от копоти и грязи на несколько раз. Все плоскости проходят влажной тряпкой.
  2. Если внутренняя часть обложена глянцевым кирпичом, можно сделать на нем небольшим насечки напильником или обычной плоской отверткой. Перед нанесением раствора, нужно протереть стенки влажной тряпкой.
  3. В ведро или другую большую емкость высыпают сухую смесь для футеровки. Рекомендуется брать материалы на основе шамота. Они проще и дешевле. Полученную смесь вымешивают до состояния густой сметаны.
  4. Раствор наносят тонким слоем на стенки топки, равномерно распределяя его по всем поверхностям.
  5. Уложенный слой аккуратно обрабатывают паяльной лампой до полного высыхания. После чего дают печи «отдохнуть» в течение суток.

Футеровка для печей
Укладка кирпича:

  1. Возведение первого ряда. Кирпич укладывают ребром по периметру колосника. Можно задать небольшую косую грань на верхней плоскости, чтобы сажа и копоть не собирались на ней.
  2. Второй ряд задней и боковых стен поднимают по очереди. Сначала задний, потом ближайший, так как между ними идет слой теплоизоляции. Оба ряда укладывают на ребро, учитывая сдвиг на половину расстояния от блока в нижнем ряду. Швы армируют стальной проволокой (3 мм или 5 мм) через один ряд.
  3. Правильную геометрию стенок контролируют при помощи отвеса, правила и строительного уровня. Излишки раствора или клея заранее снимают и убирают обратно в ведро.
  4. Следующие ряды выкладывают аналогичным образом, пока не упираются в верх топки. Открытые швы аккуратно замазывают. Между слоями футеровки закладывают тепловую изоляцию из асбестовой плиты.

Это общая инструкция, которая описывает технологию футеровки печи в домашних условиях. Если вы не уверены в собственных силах, стоит обратиться за помощью к опытным мастерам.

Использованный ранее шамотный кирпич вымачивают в воде, перед началом работ. Его держат в жидкости от 30 до 60 минут, после чего вытаскивают и дают стечь воде. Если работы проводятся в сыром помещении, где кирпич находился длительное время, дополнительное увлажнение не требуется.

Подробнее о растворах

Они представляют собой порошок, который надо разводить водой. Кладка осуществляется с предварительным увлажнением шамотного кирпича. При этом его не надо выдерживать в воде некоторое время, достаточно лишь окунуть в нее и сразу вытащить. Стыковочные швы заполняют на всю высоту кладки.

Сделать расчет смеси можно, исходя из следующих усредненных данных: на 100 кирпичей шамотных требуется 65±10 кг сухой смеси. Второй вариант расчета: на 1 м3 кладки расходуется 100 кг готового раствора. Максимальную защиту кладка приобретает после протапливания печи, которую начинают, когда раствор полностью затвердеет.


Использованные источники

  1. alexir.ru/blog/aluker/
  2. dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/298701
  3. novakomstroy.ru/generalconstruction/futerovochnye-raboty/
  4. teplores.ru/ustrojstva-i-pribory/obmurovka-pechi.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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