Футеровка индукционных печей

Футеровка с помощью шамотного кирпича

На современном рынке строительных материалов, в условиях их широкого разнообразия, особенно востребован шамотный кирпич. В ходе его производства предполагается использование специального порошка на основе обожженной глины.

Завершающий этап изготовления – это обжиг. Его выполняют в условиях очень высоких температур.

Эта разновидность, в отличие от кирпича простого, отличается прекрасными показателями по теплоизоляции. Поэтому футеровка топки, то есть, выкладка ее внутренней поверхности, выполняется именно этим материалом. Эта работа имеет ряд особенностей.

На фоне высокой температуры происходит постепенное смещение шамотным кирпичом слоя, расположенного снаружи. Это сопровождается появлением трещин на внешней поверхности печи, что со временем может стать причиной ее разрешения. Такие последствия опасны – это чревато проникновением вредного угарного газа внутрь помещения

Поэтому осуществлять футеровку камеры сгорания важно в строгом соответствии с основными правилами

Правила кладки шамотного кирпича

Этот вариант футеровки в качестве теплозащиты топки, специалисты называют наиболее эффективным. Стоимость его небольшая. Основные правила обустройства подобной защиты таковы:

Для заполнения швов допустимо брать исключительно специализированных растворов на основе глины, рассчитанных для работы с указанной разновидностью кирпича.
При работе с металлической топкой важно создавать зазор между ней и кладкой. Это будет залогом сохранения целостности элементов печи в ходе ее эксплуатации.
Отдельные кирпичи располагаются строго «ребро на ребро» по периметру внутренней поверхности печи

Сдвигать их не нужно.
Когда осуществляется футеровка топки кирпичной печи, кладка стыкуется без дополнительных перевязок с основным швом по вертикали.

В любом случае шамотный кирпич нельзя класть вплотную к стенкам печи.

В кладке может быть использован только тот раствор, который сохранил свои свойства даже в условиях высокой температуры.

Особенности выбора шамотного кирпича

Для футеровки подойдут образцы, на которые нанесена маркировка ША либо ШБ. Здесь первая буква демонстрирует жаростойкость кирпича, а вторая отражает определенный уровень огнестойкости.

Чтобы созданная защита печи работала, выбирать материалы для нее необходимо внимательно. Потребуется оценить внешнее состояние кирпичей (поверхность будет шероховатой, но не гладкой), попробовать их расколоть. Качественный образец не будет крошиться, а разделится на крупные элементы.

В одной кладке нельзя использовать кирпич нескольких типов – они характеризуются различным тепловым расширением.

Сравнительная таблица футеровочных материалов

Материалы
Удельный вес продукта (плотность), кг/м3
Возможная рабочая температура, макс., 0C

Кирпич обычный глиняный
1600
700

Вата базальтовая
100
750

Слой из вермикулита
150-250
1100

Шамот (раствор или готовый кирпич)
1800-2000
1300

Каолин плотный
2400-2500
1400

Муллит (чистый/маты)
до 3030
1800 / 1600

ВАЖНО! В условиях производства – на металлургических и других предприятиях, где используется обработка сырья и готовых изделий горячим способом, печная защита чаще всего изготавливается из камня или шамотного кирпича. В «тесных» домашних условиях более приемлемы альтернативные варианты

Защитная футеровка от «Граноэкспорт»: наше предложение

Футеровка печей — огнеупорная, теплоизоляционная и кислотоупорная. Рабочая поверхность промышленной печи постоянно подвергается сильным температурным нагрузкам и без защиты разрушается, теряет в эксплуатационных характеристиках и со временем полностью выходит из строя. Наши специалисты разработают проект и создадут надёжную футеровку с использованием высококачественных огнеупорных материалов. Вы получаете доступную цену, высокий профессионализм и все гарантии — в том числе, подтверждённые документально.
Футеровка котлов и крышек котельного оборудования. «Граноэкспорт» поможет как с новыми агрегатами, так и со старыми, покрытию которых требуются ремонт и реконструкция. Благодаря профессионализму сотрудников и высококачественным материалам мы можем вдохнуть вторую жизнь даже в старый котёл, сделав его почти таким же эффективным, как и в начале эксплуатации. Вы получаете только лучшие материалы, обязательные экспертные проверки, гарантированное качество и консультативную помощь на любом этапе нашего с вами сотрудничества.
Футеровка приводных барабанов из общепромышленной резины. Мы отделываем барабаны высококачественной футеровочной резиной, которая обеспечивает оптимальное трение между барабаном и конвейером. Что это даст? Увеличение срока использования, минимизацию риска схода с конвейера ленты и её проскальзывания. Ваше производство будет в безопасности — осуществляться эффективно, с высоким КПД и без аварийных ситуаций

За доступную цену вы получаете надёжность, а это — самое важное в производственном процессе.
Футеровка труб с защитой от агрессивной среды и высоких температур. Для отделки труб применяются теплоизоляционные, огнеупорные и кислотоупорные материалы, а также особые способы обработки, которые увеличивают эксплуатационные характеристики

С нашей футеровкой ваши трубы получают максимальную защиту от дымовых газов, конденсата и повышенных температур.
Также мы предлагаем профессиональное обслуживание и ремонт даже той футеровки, которую изготавливали не мы. Это подразумевает частичную или полную замену покрытия с использованием высококлассных материалов.

Технология футеровочных работ

Футеровочные работы проводятся посредством нанесения на внутреннюю поверхность изделия такого специального средства, которое изготовлено на вермикулитной основе. Данное вещество обладает множеством качеств, которые необходимы для продления срока службы изделий. К этим качествам можно отнести следующие, такие как повышение огнеупорности материала, и его теплостойкости. Данный материал хорошо переносит всевозможные химические воздействия и является хорошим изоляционным материалом. Таким образом, данный материал является еще и минимально электропроводным.

Для проведения футеровочных работ доменных печей используются такие огнеупорные материалы, как кирпич шамотного типа. Данный материал очень высокого качества. Так же в ход идут блоки углеродистого типа, кирпич, содержащий повышенное количество глиноземного материала. В некоторых случаях для проведения футеровки печей доменного типа используется кирпич карбидокремниевого состава.

Общая характеристика условий применения

Передача теплоты трубчатым экранам водогрейных котлов определяется в основном лучистым теплообменом между высокотемпературными газами факела и наружной поверхностью труб, покрытых слоем загрязнений.

Условия сжигания природного газа и мазута имеют много общего, что позволяет выполнять котлы для этих видов топлива одинаковой конструкции. Горение природного газа и мазута происходит в парогазовом состоянии (гомогенная среда). Интенсивность горения в обоих случаях определяется условиями перемешивания, а максимальные тепловые напряжения котлового объема имеют близкие значения (300 кВт/м3 — для мазута, и 350 кВт/м3 — для природного газа). Поэтому при одинаковой нагревательной способности котлы, как правило, предназначаются для двух видов топлива (газ — основной, мазут — резервный). Это характерно для котлов серии ПТВМ.

Данные котлы выполняются с вертикальными, горизонтальными или с частично наклонными тепловоспринимающими трубчатыми экранами. Интенсивное горение топлива приводит к образованию относительно небольшой по размерам зоны ядра факела вблизи горелок, которая характеризуется высоким уровнем температур и значительной интенсивностью теплового потока на тепловоспринимающие экраны. Это создает опасность перегрева металла труб и развития высокотемпературной коррозии.

Встречное расположение горелок, установленных в два яруса, обеспечивает оптимальные условия работы экранов. При этом факел концентрируется в центральной части высокотемпературной области котла. Встречное движение факелов горелок способствует турбулизации при догорании топлива в концевых участках факела, и при прочих равных условиях приводит к повышению теплового напряжения в зоне ядра факела на 20-30%. Наличие пережима потока способствует его турбулизации в зоне ядра факела и в зоне дожигания топлива на выходе из котла.

Эффективное излучение тепловоспринимающих поверхностей в водогрейных котлах может достигать 50-60% от величин падающих тепловых потоков. Разность между падающим и эффективным тепловыми потоками представляет воспринятый экранными поверхностями тепловой поток излучения, который передается рабочей среде. Доля восприятия тепла элементом трубчатого экрана характеризуется коэффициентом тепловой эффективности экрана (ψ_з). Чем выше значение ψ_з, тем выше эффективность работы экранной поверхности, т.е. тем большую долю теплоты экран воспринимает. Значения т|)_э достаточно стабильны для конкретных конструкций котлов при сжигании однородного топлива и могут достигать значений до 0,55 — для мазутов и 0,65 — для природных газов. При этом по высоте котла степень тепловой эффективности экранов неодинакова: она выше в зоне ядра факела и снижается по высоте.

Для футерованных поверхностей экранов в зоне горелок величина ψ_з снижается до значений приблизительно 0,2-0,25, а для футерованных зон пода она может снижаться до величин приблизительно 0,1.

Расчетные оценки показывают, что при уровне падающих радиационных тепловых потоков с учетом теплопроводности через слой футеровки (q_пад._max) до 350 кВт/м3, равновесные температуры на внешней поверхности минеральных термостойких материалов не превышают 1850 К (1577 ОС). Это предельное максимальное оценочное значение температуры поверхности.

Следует отметить, что реальные значения равновесной температуры внешней поверхности минеральных материалов футеровки в различных зонах экранов реализуются в диапазоне 1200-1800 К (927-1527 ОС).

В объеме котла формируется акустическое поле, генерируемое газовым факелом. Максимальный уровень акустического воздействия оценивается до 120 Дб (результаты измерений звукового давления, проведенные измерительным микрофоном в зоне смотрового люка в котле ПТВМ-60 при работе 12 горелок, показали уровень акустического фона в 105 Дб — прим. авт.). Акустические воздействия генерируют в элементах экранных поверхностей и футеровочных покрытиях поле высокочастотных колебаний.

Трубы экранов, при движении в них теплоносителя, генерируют низкочастотные колебания (вибрации). При этом максимальные значения вибраций реализуются в местах изгиба труб.

В процессе запуска котла и выходе его на рабочий режим, а также в процессе отключения, в футеровочных покрытиях формируется поле термомеханических напряжений. Характер вибрационного и термомеханического воздействий на футеровочное покрытие расчетным путем оценить невозможно. Эту оценку можно провести лишь по практическим наблюдениям в процессе эксплуатации конкретных котлов.

Футеровка промышленных печей

Футеровочные работы имеют разные цели, поэтому выделяют теплоизоляционную, огнеупорную и кислотоупорную футеровку.

Теплоизоляционная футеровка обеспечивает предохранение оборудования от влияния агрессивных веществ и значительного снижения тепловых потерь. Чаще всего этот вид используют при футеровке промышленных печей. Наиболее популярный материал, используемый при футеровке данного типа, является жаропрочный кирпич – обладает высокими теплоизоляционными показателями и способен выдерживать большие перепады температур.

Назначение кислотоупорной футеровки – обеспечение антикоррозийной защиты внутренних поверхностей оборудования, работающего в агрессивных условиях – под действием кислот, солей, щелочей. В этом случае используется кислотоупорная керамика, базальтовое и диабазовое литьё, углеграфитовые материалы. Выбор состава кислотоупорной футеровки для покрытия производится в зависимости от конкретного оборудования и технических условий его эксплуатации.

Назначение огнеупорной футеровки – защита от воздействия высоких температур, снижение тепловых потерь, эффективное использования тепла. Материал, используемый для этого – огнеупорный кирпич.

Так как футеровка на 90% производится вручную, качество и долговечность такого защитного покрытия напрямую зависят от квалификации специалиста.

В ООО «Схид-будконструкция», Киев к работам по футеровке допускаются только высококвалифицированные мастера. Компания внимательно подходит и к выбору поставщиков огнеупорных материалов. Это, как правило, крупнейшие производители Украины и Европы, качество которых проверено годами. Работы ведутся с соблюдением СНиПов и других регулирующих документов. На все футеровочные работы распространяется полная гарантия качества. Компания «Схид-будконструкция», Киев имеет богатый опыт сотрудничества с крупнейшими промышленными предприятиями Украины и предлагает следующие виды услуг:

футеровку промышленных печей и дымовых труб;

футеровку паровых и водогрейных котлов;

кислотоупорную футеровку;

обслуживание и ремонт футеровки печей.

Огнеупорная футеровка печи изнашивается и для поддержания ее в рабочем состоянии необходимо регулярно ремонтировать ее наиболее пострадавшие участки. Поэтому периодически печь тщательно осматривают, подину прощупывают железным штырем, выявляют все поврежденные места и проводят ремонт футеровки печи и дымоходов.

Футерование труб может быть представлено не только кирпичной выкладкой, но и другими видами. В зависимости от химических свойств выделяют три вида огнеупорных веществ, которые могут использоваться в качестве футеровочных материалов: кислые, нейтральные и основные. Разделение обусловлено различной реакцией разных веществ на вещества, образуемые в процессе горения топлива.

Работы по теплозащите печиЗащитить внутреннюю поверхность топки можно двумя способами:

обработать внутреннюю поверхность материалом с низкой тепловой проводимостью;

использовать защитные экраны, которые будут отражать тепловое излучение. При этом тепло от этого излучения будет уходить из печи вместе с дымом.

При первом способе не стоит путать теплоизоляцию и теплозащиту. При теплоизоляции тепло, выделяемое в печи, остается в рабочей зоне. Теплозащита же только предохраняет определенный участок поверхности от теплового излучения, не задерживая при этом тепло внутри рабочей зоны. Именно для этого при футеровке печи используются теплозащитными, а не теплоизоляционными материалами.

Как уже говорилось ранее, внутреннюю поверхность можно защищать специальными экранами, что зависит от назначения печи. Если в котлах отопления экран не нужен, так как произойдет напрасное расходование тепла, то в банных печах они вполне могут быть применимы.

Раньше для создания печей использовались обычные кирпичи, которые быстро разрушались под тепловым воздействием высоких температур. На смену им пришли кирпичи с более плотной структурой (М-300), которые использовались долгое время, пока не появились шамотные материалы. Они изготавливаются из глины, которая смешана с порошком из обожженной глины с последующим обжигом при высоких температурах.

Шамотный кирпич (ГОСТ 390-96) в настоящее время является оптимальным материалом для футеровки тепловых агрегатов. Основным его отличием от обычных кирпичей являются ярко выраженные теплозащитные свойства. Технология обкладывания шамотным кирпичом внутренней поверхности топки и называется, в большинстве случаев, футеровкой.

1 Футеровка – даем определение

Довольно часто поверхности нуждаются в надежной защите от термических, механических, химических либо физических повреждений, возникающих в процессе работы. Так, например, регулярно встречаются повреждения оборудования, используемого в горно-металлургической промышленности. Также требуется и усиление огнеупорных свойств в доменных печах для выплавки чугуна для труб. И в первом, и во втором случае делается дополнительная отделка специальным материалом.

Такая защита нужна не только в серьезном производстве, не лишним будет ее присутствие и в простом домашнем камине или печке. И несмотря на простоту задачи, многие совершают огромное количество ошибок, неправильно подобрав материалы либо способ их монтажа. Об этом лучше всего поговорить в отдельной статье на строительную тематику, а мы будем склоняться к обсуждению сферы металлообработки и соответствующего производства.

Так, если говорить о доменном производстве, то необходимо не только предохранять кожух от воздействия чрезмерно высоких температур, жидкого металла и шлака, которые могут нанести губительное повреждение, но и свести тепловые потери к минимуму

При этом немаловажной является и надежная защита от всяческих агрессивных реагентов

Благодаря футеровке, печь становится полностью герметичной, и в ней создается необходимая газовая плотность. Также значительно продлевается срок ее эксплуатации, потому что повышаются различные показатели стойкости (механической, химической и др.). Такого результата позволяют добиться специальные слоисто-пористые материалы.

Футеровка индукционных печей

Футеровка индукторной металлоплавильной печи ничуть не проще, чем доменной. Фактически, производители таких печей разрабатывают для них и патентуют собственные составы и способы футеровки, которых только и гарантируют работоспособность печи. «Альтернативные» поставщики иногда осведомляют покупателей (но без гарантии), как нужно футеровать их печи, см. напр. видео:

Видео: футеровка индукционной печи

Основная причина этому – шлак в индукторной печи греется от металла, т.е. оказывается холоднее его. В расплаве возникает термоконвекция, металл зашлаковывается и его выход оказывается бракованным. В домне, для сравнения шахта с распаром направляют поток тепла вниз, и первый расплав на его пути – шлаковый. Попробуйте-ка нагреть болванку так, чтобы она была горячее пламени! В плавильной индукторной печи нужно добиться именно этого, и футеровка тигля тут играет далеко не последнюю роль.

Дополнительное условие – изношенная футеровка должна быть выталкиваемой, т.к. делается она торкретированной (в малых печах сплошной набивной), а разборка негодного тигля – тяжелая, вредная и опасная работа. Расплав металла в индукторной печи греется по всей массе, очень текуч и сквозь штучную футеровку просочится, а льют его наклоном всей печи. В результате футеровка индукторной печи превращается в сложную многокомпонентную конструкцию (слева на рис.), части которой выполняются из разных составов. Табл. в центре на рис. содержит сведения лишь о малой их доле (МП-2 – марка одной из муллитовых масс); (больше, да и то с оговорками, можно почерпнуть отсюда: studfiles.net/preview/1864729/page:4/).

Футеровка индукторной печи

Но если офутеровать таким образом тигель сверхмалой печи на несколько кг или сотен грамм металла, то получится ситуация наподобие той, что справа на рис: тигель сильно греется, выделяя в расплав примеси и портя металл. Здесь дело оказывается уже в частоте питающего тока.

Металл в индукторной печи, как известно, греется за счет своей электропроводности вихревыми токами (токами Фуко). Часто пишут, что металл в такой печи греют токи высокой частоты (ТВЧ). Но чем больше масса металла, тем ниже оказывается оптимальная частота питающего тока – меньше оказываются потери его мощности. Для тонн и десятков тонн металла «ТВЧ» нужны уже с частотами в десятки-сотни Гц; индукторы больших печей данного типа нередко запитывают прямо от промышленной сети 50 Гц.

Но для малых масс металла ТВЧ нужны уже «настоящие» – от десятков кГц до единиц МГц. При этом большое значение приобретают потери энергии ВЧ электромагнитного поля (ЭМП) в токонепроводящем материале тигля. Они характеризуются т.наз. тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ. Для частот до 200-300 кГц (до 5 кг металла) его значение должно быть tgδ<0,02, а для частот до 1-5 МГЦ (граммы-сотни грамм металла) нужен tgδ<0,006, причем с повышением температуры диэлектрика его tgδ довольно быстро растет. Фактически из материалов, пригодных для футеровки печи, в заданные значения tgδ при ее рабочих температурах укладываются только каолин, чисто белый (без железа и азота) кварцевый песок, дробленый плавленый кварц (кварцевая крошка марки А) и вермикулит. Последний отпадает: непрочен и не позволяет получить прочные набивочные и намазочные составы. Итого остается всего одно пригодное сочетание наполнителя со связующим; и то, как говорится, слава богу.

Футеровка тигля малой и сверхмалой индукторной печи делается из них в общем так же, как шамотный мертель. Фракция кварцевой крошки 0,3-0,6 мм; каолина 5-8% по объему. Нужно сделать 4 пробных тигля через 1% по объему связующего, прожечь каждый 3-4 раза пустым в индукторе, а в оставшихся целыми провести пробные плавки. Это опасно! Печь должна быть с дистанционным включением (можно проводным). Во время плавки выйдите из помещения и наблюдайте за ее ходом издали через защитное стекло!

В каких случаях применяется

Если речь идет о небольшом очаге, который используют периодически – для обогрева дачного домика в выходной день или приготовления пищи на свежем воздухе (барбекюшницы), то здесь дополнительная защита не нужна. В таких случаях если разрушения и происходят, то они минимальны и не повредят устройству в ближайшем будущем.

Обязательная футеровка потребуется для следующих типов топочных изделий:

• Больших бытовых и промышленных.
• Предназначенных для очень длительного пользования – например, постоянного обогрева жилища.
• Жаровых камер, которые устраиваются для регулярного приготовления пищи в «русских» и других подобных печках.
• Топливных агрегатов, дымовые каналы которых устроены прямо вдоль стенок топки.
• В случаях использования высококалорийного топлива с исключительно высокой температурой горения.

Варианты осуществления футеровки

Футеровка топки камина шамотом

Процедуру проводят разными способами, самый подходящий выбирают с учетом материала, из которого изготовлена печь либо камин. Также на выбор влияет время проведения укладки облицовочного слоя.

Облицовка внутренней части печи готовыми кирпичами шамота

Шамотные материалы считаются наиболее популярным способом для футеровки приборов отопления. Шамот представляет собой специальную глину, обожженную при максимальной температуре до 1500 градусов. После нагретый природный материал измельчают, затем изготавливают из него панели, кирпичи либо сухие смеси. Покупатели чаще выбирают шамотные материалы из-за их качества, эффективного применения и доступной стоимости.

Монтаж теплоотражающих экранов

Ставить экраны, отражающие тепловое излучение, целесообразно на стенки банных печей-каменок из металла. При использовании их в печных агрегатах другого типа низкая эффективность экранов может значить, что они были установлены неправильно. Вырабатываемое тепло не будет прогревать стены полностью и вместо этого начнет уходить в дымоходную трубу с учетом модернизации системы.

Применение обтесанного камня из натуральных горных пород

Камни из натуральных горных пород относятся к материалам класса А, чаще всего для облицовки используется песчаник, кварц или гранит. Рекомендуется использовать их для футеровки топок каминов, а не печей, поскольку эти материалы имеют низкий уровень теплопроводности и растрескиваются под воздействием сильного огня.

Использование рулонных материалов или пластин

Специальные пластины и рулонные материалы подходят для поверхностей с низкой теплопроводностью. Футеровку такого типа можно проводить во время постройки печи или в уже готовом отопительном приборе.

Покрытие стенок специальными растворами или веществами

Вещества или растворы с повышенной устойчивостью к огню наносят на внутренние поверхности стен печных топок. Это могут быть сухие смеси, из которых нужно готовить огнестойкий раствор, или термостойкая клеевая масса, используемая также для шамотной кладки и стен из кирпича.

Раствор для футеровки Карбид кремния огнеупорный

Теплоотражающий экран

Термостойкие минеральные композиционные материалы и технологии футеровки

Традиционно футеровочные покрытия для котловых установок изготавливались из глиноземно-шамотных смесей путем разведения их водой до необходимой вязкости. В отдельных случаях в такие составы вводилось жидкое стекло.

Покрытия, изготавливаемые на основе этих материалов, обладают рядом существенных недостатков:

— длительным временем набора полной прочности, которая, к сожалению, не превышает , а в процессе эксплуатации эти значения уменьшаются;

— склонностью к повышенной объемной усадке (до 12%), что приводит к появлению трещин и ослаблению адгезии с металлической поверхностью труб;

— низкой вибрационной и термомеханической стойкостью;

— выполнением своих функциональных задач в период времени, не превышающий одного отопительного сезона.

Для повышения работоспособности футеровочных покрытий был разработан и применен термостойкий материал из класса дисперсно-наполненных МнКМ (минеральные композиционные материалы).

Футеровочный минералкомпозит формируется в виде паст на основе водного раствора коррозионостойкого высокоглиноземистого цемента марки ВГКЦ и смесевого термостойкого, мелкодисперсного наполнителя с пластификатором, смешиваемых в заданных объемных соотношениях.

Футеровочные покрытия формуются из паст, имеющих высокую степень пластичности и липкости, обеспечивающих достаточную технологическую адгезию с металлом труб в процессе нанесения. После полного набора твердости материал обеспечивает адгезионную прочность порядка 2-3,5 МПа. Время начала схватывания пастообразного материала составляет 30-50 мин. в зависимости от его исходной технологической вязкости. Время полного набора прочности при отверждении в составе объекта не превышает трех суток при температуре металла 10-20 ОС. Нагрев труб через сутки после нанесения футеровочного покрытия до 40-60 ОС (например, за счет циркуляции теплоносителя) способствует уменьшению времени полного набора прочности и повышению его прочности на сжатие в 1,2 раза, а прочности на разрыв до 2-х раз.

Технология формования футеровочных покрытий ориентирована на ручное послойное нанесение, обусловленное конструкцией элементов экранов, малыми габаритами монтажных люков, требованиями электробезопасноси на месте проведения работ.

В связи с ограниченным временем начала схватывания, пасты готовятся из сухих смесей малыми партиями на месте проведения футеровочных работ.

Футеровка производится в три приема: первичное нанесение, чистовая обработка, нанесение упрочняющего, термохимического защитного покрытия. Время выдержки между последующими приемами нанесения составляет не менее 10 ч. в зависимости от температуры внутри котла.

Термохимические, упрочняющие защитные покрытия могут применяться двух видов: минералкомпозиционное и керамическое. Формирование керамического покрытия (перевод его из шликера в керамическое состояние) происходит в процессе запуска горелок, когда температура на его поверхности достигнет 1073 К (800 ОС) за счет мгновенного прохождения процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

Особенности футеровки для различных типов печей

Для каждого типа печей или отопительных котлов футеровка имеет определенные особенности. Рассмотрим наиболее распространенные варианты:

• Футеровка металлических печей
• Футеровка кирпичный печей
• Футеровка парового котла

Футеровка металлических печей

Если топочная печи делается металлической, необходимо принимать во внимание различное тепловое расширение материалов. Между футеровкой и сталью следует обязательно оставлять небольшой зазор, иначе постоянное колебание размеров железных стенок разрушит кладку

Оставленная полость должна быть не пустой. Ее наполняют одним из негорючих материалов, например, базальтовой ватой. Иногда используют асбест, но печь при этом должна располагаться в нежилом помещении.

Делая футеровку металлических печей, кирпич иногда укладывают с обеих сторон. Ответ на вопрос о целесообразности подобного решения обосновывается следующим образом: улучшается прогревание печи и увеличивается уровень безопасности. Однако подобный подход ошибочный:

• Кирпич обладает низкой теплопроводностью
• Кирпич теплоемок

Анализируя вышеназванное, можно прийти к выводу, что футеровка металлических печей с обеих сторон приведет не к теплозащите, а теплоизоляции. Более того, внутрь топочной не будет поступать охлажденный воздух, что может привести к прогару поверхностей.

Читайте так же о том как сделать печь шведку своими руками

Кирпичной печи

Мнение о том, что обустройство футеровки кирпичной печи значительно проще, чем металлической, ошибочно. Подобные работы также обладают некоторыми особенностями, не учтя которые рассчитывать на продолжительную службу конструкции не придется.

Укладывать футеровку вплотную к кирпичам, являющимся элементами наружных стенок, нельзя. Причиной подобных последствий является выталкивание наружных слоев расширяющимися внутренними. Усугублять растрескивание способен тот факт, что глина обладает низкими показателями адгезии и расширяется больше, чем кирпич.

Если футеровка будет некачественной, это приведет к неприятным последствиям:

• Перегрев наружных поверхностей станет следствием растрескивания швов и образования трещин
• Последние, в свою очередь, послужат причиной утечек угарного газа внутрь помещения, но не в дымоходную трубу

Помимо качественной футеровки, выкладываемой из шамотного кирпича, особое внимание уделяется качеству швов и используемой глине. Необходимо склеить между собой 2-3 кирпича и обжечь высокими температурами

Данное действие позволит наглядно определить, как будет вести себя собранная конструкция. Если результаты не удовлетворительны – придется поэкспериментировать с составом и провести повторные испытания.

Парового котла

Иногда футеровку необходимо выкладывать не для классических каминов и печей, а топочных паровых котлов. В этом случае выбирают одну из 3-х ее разновидностей:

• Тяжелая
• Облегченная
• Натрубная

Тяжелая футеровка и что это значит – один из волнующих вопросов. К ней прибегают, когда котлы имеют слабое экранирование. Иногда внутри топочной температура может превышать 1200 градусов, становясь причиной возгораний внешних материалов. Выкладывать тяжелую футеровку необходимо из 2-3 слоев шамотного кирпича. Подобная защита позволяет снизить температуру снаружи до безопасных 60-80 градусов.

Если кирпич укладывается всего в один слой, футеровку называют облегченной. Однако каждый из поясов необходимо опирать на промежуточную балку или каркас котла. Затем поверхность отопительной установки окутывается негорючими материалами и накрывается металлическим листом. Благодаря такому сочетанию удается уменьшить наружную температуру и увеличить КПД котельной.

Самой простой считается натрубная футеровка. Для ее обустройства необходимо приготовить вязкую негорючую массу и нанести на трубы в 2-4 слоя. Чтоб конструкция лучше противостояла тепловому расширению, укладывается армирующая сетка.

Клей и раствор

Огнеупорный раствор для кладки шамотного кирпича

Помимо качества и характеристик материалов на эффективность процедуры футеровки также влияет их правильная укладка с применением специальных веществ.

Раствор

Термостойкие растворы образуют на стенках топки монолитный тонкий слой, защищающий рабочую поверхность от воздействия пламени. Такому монолиту может потребоваться ремонт по мере его износа. Во время работы с раствором нужно соблюдать основные правила:

• Растворы готовят из сухих смесей корундового, муллитового или шамотного типа, которые разбавляют водой до сметанообразной консистенции. Пропорции компонентов и характеристики смесей обычно указаны на упаковке.
• Сначала слой раствора обжигают паяльной лампой или нагревают в печи до образования твердого покрытия во время обжига.
• Если футеровку проводят при помощи шамотного кирпича, швы стыковки нужно заполнять на всю высоту кладки.

Предлагаем ознакомиться Что лучше и чем ионизатор воздуха отличается от озонатора, увлажнителя, очистителя?

Огнеупорный клей

Огнеупорный клей для выкладки топки

Огнеупорный клей считается более прочным компонентом, он продается в емкостях весом от 2 до 50 кг и чаще всего используется для футеровки. Перед началом работ емкость вскрывают и перемешивают до однородной массы, после наносят на поверхность, соблюдая основные правила:

• Клеевую массу наносят на увлажненную поверхность шпателем слоем не более 3 мм.
• При обмазывании клеем всей полости топки процедуру проводят слоями, соблюдая интервалы в 15 минут после каждого нанесения.
• Чтобы приклеить базальтовый картон на участки по горизонтали, состав с клеем разбавляют водой на 15% не позже чем за 12 часов до начала работы.
• Расход клея составляет от 1 до 4 кг в зависимости от структуры поверхности для обработки и толщины клеевого слоя.

Ранее упоминалось, что необходимо экспериментировать с раствором для кладки футеровки. Чтоб минимально сократить количество испытаний, рекомендуется заготовить сразу несколько вариантов и обжечь в одинаковых условиях. Не забываем наносить обозначения.

Классические каменные или металлические отопительные конструкции в банях постепенно вытесняются более современными и красивыми лепными печами. Они возводятся глинобитным методом. Для них футеровку выложить из шамотного кирпича можно, но мастера рекомендуют прибегать к специальным смесям:

• Муллитовые
• Шамотные
• Корундовые

Для применения названных составов достаточно на месте развести их в теплой воде. Раствор наносится на огнеупорные поверхности. После высыхания монолит не будет трескаться.

О ремонте

Вечным не бывает ничего, в том числе футеровка топочной. Рекомендуется перед началом очередного отопительного сезона проводить осмотр поверхностей и восстанавливать разрушаемые участки.

Немного о промышленной футеровке

Основное отличие промышленной и бытовой футеровки – структура используемого шамотного кирпича. В первом случае он будет подвергаться воздействию больших температур, поэтому требует дополнительного прессования в процессе производства. Они значительно дороже, однако способны выдерживать тепловые удары.

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

В промышленности футеровка выполняет гораздо больше практических функций, чем в быту:

• Уменьшает температуру наружных поверхностей
• Защищает стенки печи от теплового разрушения
• Снижает тепловые потери
• Не позволяет контактировать материалам печи с химическими соединениями или расплавленными металлами

Подводим итоги