Футеровка котла

Содержание

Футеровка

Футеровка котла

Футеровка – это слой огнеупорного материала, цель которого снизить тепловые потери и защитить огражденные поверхности от воздействия высоких температур. К футеровальным материалам относятся: огнеупорные блоки, кирпичи, модульные компоненты и др. фасонные элементы.

Конструкция котла БРИК предусматривает развитую систему футеровки. Состоит из отдельных штучных  элементов, которые при необходимости быстро и просто заменяются.

Футеровка котла БРИК выполнена из огнеупорного шамотного кирпича Марки ША-5 и ША-45.

Характеристики:

ВидОгнеупорный, шамотный, полнотелый
Марка ША-5, размеры (мм):230 х 114 х 65
Марка ША-45, размеры (мм):230 х 114 х 65 х 45
Механическая крепость10-12 МПА
Открытая пористостьне больше 30%
Плотность1,87 г/м3

Футеровка котла шамотным кирпичом:

  • высокая термостойкость (выдерживает многократные циклы раскаливания и остывания кирпича)
  • жаростойкость (без потери прочности выдерживает воздействие температур до 1600℃)
  • теплоемкость (накапливает тепло)
  • длительная тепловая инерция (после аккумулирования тепла продолжительная теплоотдача)

Футеровка котла БРИК

Футеровка котла «БРИК» выполнена из шамотного огнеупорного кирпича. Все эти компоненты являются расходным материалом и заменяются, если это необходимо при износе.

Срок службы каждого из компонентов футеровки различен в зависимости от выполняемой им функции в составе системы футеровки. Наибольшая нагрузка оказывается на детали, которые выполняют роль колосников и форсунок.

Наименьшую нагрузку испытывают детали футеровки, которые защищают воздуховоды в камере загрузки топлива.

Футеровка, выполненная из качественного материала, может прослужить даже несколько лет, так как имеет высокую степень сопротивления воздействию агрессивных факторов. Детали футеровки необходимо заменять только в случае их износа. Реализация этой задачи не требует специальной подготовки и выполняется самостоятельно.

При укладке деталей футеровки не требуются растворы, смеси или другие компоненты для их фиксации в корпусе котла. Конструкция котла устроена таким образом, что Вы можете извлечь отработанную деталь футеровки из котла и установить на ее место новую. После этого котел сразу же готов к эксплуатации.

Вы можете купить необходимые детали футеровки самостоятельно в сети строительных магазинов или заказать на производстве Котлов «БРИК». Такие компоненты футеровки как колосники выполняются из стандартного кирпича путем небольшой доработки (срезается угол с помощью углошлифовальной машины).

Футеровка котла несет в себе комплекс важных задач

  1. Защитная функция. Футеровка защищает теплонагруженные части котла, выполненные из металла, от прямого воздействия высоких и сверхвысоких температур, возникающих во время работы. Таким образом, температура непосредственно воздействует на детали футеровки и не оказывает разрушающего действия на металлические детали котла.

    После длительной эксплуатации в среде высоких температур, под влиянием агрессивных факторов механического, химического и других видов воздействия – футеровка теряет свои защитные свойства и требует замены. Детали котла, защищенные футеровкой, увеличивают срок своей эксплуатации в несколько раз.

  2. Технологическая функция.

    Футеровка котла включает в себя такие детали как колосники и форсунки, выполненные также из шамотного кирпича. Находясь непосредственно в зоне горения, они разогреваются до 1200 ℃. Своей накопленной тепловой энергией эффективно участвуют в качественном горении топлива, которое попадает в эту температурную зону колосников.

    Пиролизный газ, проходящий сквозь форсунки, воспламеняется от высокой температуры колосников и качественно горит с выделением большого количества тепловой энергии.

  3. Экологическая безопасность. Конструкция котла «БРИК» имеет камеру дожига, которая также футерована шамотным кирпичом.

    Несет в себе функцию дожига всех остатков пиролизных газов, не сгоревших в камере горения. Резко повышается коэффициент полезного действия котла и при этом практически сводятся к нулю выбросы вредных веществ в атмосферу. Наличие правильно устроенной камеры дожига в котле делает это оборудование безопасным для окружающей среды.

Футеровку для котла БРИК поштучно или в комплекте можно заказать по телефонам:

Футеровка котла своими руками

Футеровка котла

Чтобы узнать, что такое футеровка и для чего она нужна, необходимо понимать, что в любой печи при сжигании топлива образуется высокая температура. Воздействие высоких температур приводит к изменению структуры и свойств материала. Материалы, из которых изготовлена печь, хоть и являются в большинстве огнеупорными, тоже нуждаются в защите.

Защита наружная, внутренняя

Защиту внутренних стенок топливника можно осуществить несколькими способами:

Теплозащита и теплоизоляция – разница есть

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

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

Шамотный кирпич

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

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

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

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

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

Использование шамота и есть футеровка

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

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

Производственная футеровка и свойства материалов

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

Индукционная печь

В таблице приведены свойства некоторых огнеупорных материалов

МатериалПлотность кг/м3Максимальная рабочая температура °С
Шамот1800-20001300
Кирпич глиняный1600700
Вермикулит150-2501100
Базальтовая вата100750
Каолин плотный2400-25001400

Бытовые проблемы – футеровка как решение

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

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

Конкретно в данной ситуации вопрос можно решить следующим образом:

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

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

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

Ошибочная защита. Последствия

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

Металлическая печь с кирпичной обкладкой

Это совершенное заблуждение!

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

Футеровка печи своими руками

Футеровка котла

Футеровка печи своими руками, выполненная шамотными изделиями, будет прочной, долговечной и эффективной, только с применением специального раствора.

Оптимальный вариант – готовые сухие смеси, для футеровки печей своими руками, 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

  1. 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.

  2. 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.

  3. 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.

Футеровка печи своими руками | Тепломонстр

Футеровка котла

Чтобы понять, что представляет из себя футеровка печи, необходимо разобраться в физических процессах, происходящих в печи при горении топлива. Высокие температуры, которые образуются при сгорании, могут привести к изменениям свойств и структуры окружающих материалов. Несмотря на то что материалы, из которых изготавливают печи, обычно огнеупорны, они нуждаются в защите от перегрева.

Схема печи с преимущественным нижним прогревом.

Именно футеровка предназначена для защиты материалов печи от нежелательных последствий перегрева.

Футеровкой печи называют кирпичную оболочку, которая обустраивается на внутренней поверхности топки. Она характеризуется высокой огнестойкостью, что позволяет использовать оборудование более долгое время.

Футеровка печи является одним из главных элементов химико-термической системы «материал-футеровка-среда» и должна рассматриваться только в комплекте с остальными компонентами. Она тесно взаимодействует как с материалами, из которых изготовлена печь, так и со средой внутри топки, где происходит сам процесс горения.

Схема порядовки печи.

Футеровка может быть представлена 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.

Футеровка печи выполняется только после проведения инженерного расчета и выбора материалов для нее. Расчет позволяет добиться наибольшего эффекта при всех особенностях материалов и самой печи. Еще одной функцией футеровки, кроме теплозащиты, является защита элементов печи от механического и химического воздействий.

Обеспечение теплозащиты печи

Защитить 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 зоне. Именно для этого при футеровке печи используются теплозащитными, а не теплоизоляционными материалами.

Использование шамотного кирпича при футеровке

Схема печи-каменки.

Как уже говорилось ранее, внутреннюю поверхность можно защищать не только теплозащитными материалами, но и защитными экранами, что зависит от назначения печи. Если в колах 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 котлов и печей. Основным его отличием от обычных кирпичей являются ярко выраженные теплозащитные свойства. Технология обкладывания шамотным кирпичом внутренней поверхности топки и называется, в большинстве случаев, футеровкой.

Футеровка паровых котлов

По типу конструкции футеровка котлов разделяется на:

  • натрубную;
  • облегченную;
  • тяжелую.

Натрубная футеровка производится специальной теплоизоляционной массой, наносимой на трубы котлов в несколько слоев. Армирование этой массы металлической сеткой обеспечит прочность и надежность всей конструкции.

Облегченная футеровка производится в один слой шамотного кирпича с разделением на пояса. Каждый пояс опирается на каркас котла или промежуточные балки. Наружную поверхность котла при этом обшивают железным листом с помещением между ним и котлом теплоизоляционных плит. Данный способ повысит эффективность котла, снижая при этом температуру внешней поверхности.

Наконец, тяжелая футеровка применяется в котлах, где обеспечена слабая экранировка. Температура внутри топки таких котлов достигает 1300°С, что весьма небезопасно для внешних материалов. Футеровка призвана снизить температуру внешней поверхности котла до приемлемых 70-80°С. Тяжелая футеровка производится в несколько слоев шамотным кирпичом, который не боится воздействия высоких температур.

Сложности бытовой футеровки

Схема твердотопливного отопительного котла.

В большинстве случаев при проектировании печей, котлов или мангалов закладывается слой из шамотного кирпича. Однако неискушенному в строительстве человеку сложно определиться с технологическими особенностями футеровки:

  • сколько слоев необходимо;
  • остается ли зазор между шамотным кирпичом для их расширения при нагреве, и каковы размеры зазоров;
  • каким способом крепить шамот.

Если размеры топки позволяют, то для обкладки лучше использовать шамотный кирпич стандартного размера (250*150*65 мм), уложенный вертикально. Горизонтальная укладка улучшит теплозащитные свойства, однако «съест» внутренний объем топки.

Зазоры между кирпичами не оставляются, так как шамотный кирпич практически не расширяется при нагреве.

Не стоит использовать цементный раствор для скрепления кирпича, так как он разрушится от температурных перепадов, проще сделать пропил в местах соединения кирпичей друг с другом и соединить их металлическим шипом.

Футеровка кирпичной печи

Проблемы при футеровке топочной части возникают не только у металлических печей, кирпичные печи также обладают некоторыми особенностями.

При больших температурах в печи может произойти термическое растрескивание, когда нагретые внутренние слои выталкивают холодные наружные со своих мест.

Наружные стенки, которые сохраняют форму печи и играют роль «бандажа», под воздействием расширенных внутренних слоев расходятся в стороны. При этом образуются трещины и разрушение отдельных кирпичей, что также может привести к выходу угарных газов в помещение.

Растрескивание усугубляется тем, что глина, применяемая для соединения наружного слоя кирпичей, обладает низкой адгезией и расширяется при нагреве значительнее, чем сами кирпичи. Соответственно, при перегреве шов разрушается.

Правильнее использовать более пластичный раствор при создании печи с отдельным его испытанием, когда два кирпича соединяются между собой полученным раствором и обжигаются при высокой температуре. После испытания проверяется адгезия раствора, его расширение и растрескивание.

И уже на основании полученных результатов либо изменяется состав раствора, либо, если результат испытания удовлетворителен, раствор используется для создания всей печи.

Технология приготовления оптимального раствора

Схема керамической футеровки.

До тех пор пока не будет получен оптимальный состав раствора, необходимо провести много экспериментов. Для того чтобы свести временные затраты на испытания к минимуму, следует заранее заготовить несколько испытательных кирпичных блоков с различными составами раствора. Главное, обозначить блоки, чтобы после испытания определить оптимальное сочетание.

Довольно хорошим вариантом для приготовления раствора является смесь глины с перемолотой кирпичной пылью.

Если печь будет использоваться только для сжигания дров, то применение в качестве раствора шамотных материалов нецелесообразно. Оптимальнее их использовать при применении в качестве топлива каменного угля.

Футеровка металлических печей

Особое внимание на устройство футеровки стоит обращать, если печь металлическая, так как тепловое расширение металла гораздо больше, чем кирпича, что необходимо учитывать.

Между слоем футеровки и металлическими стенками печи должен оставаться зазор для теплового расширения, иначе футеровка может просто разрушиться при нагреве металла. Зазор уплотняется базальтовой ватой в виде жгутов или полотна.

Если печь расположена не в жилой зоне, для тех же целей может быть использован асбест.

Еще одной ошибкой при использовании металлических печей является обкладка их кирпичом не только внутри, но и снаружи, объясняя это улучшением безопасности и прогрева печи. Однако данный подход ошибочен, так как:

  • кирпич обладает высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью, а значит, все тепло от сгорания топлива останется внутри топки и уйдет с дымом;
  • поверхность печи будет лишена доступа воздуха для теплоотвода, что приведет к их прогару. Прогар стенок, в свою очередь, способствует проникновению в помещение угарных газов, что опасно для здоровья.

Дополнительные смеси для футеровки

Схема устройства кирпичной печи.

В последние годы большую популярность в строительстве бань приобрели не кирпичные или металлические печи, а лепные печи различных форм. Они придают бане неповторимый интерьер, делая его менее индустриальным. Для создания таких печей используется глинобитный метод.

Данный метод заключается в изготовлении всей печи из сырой глины с приданием ей необходимой формы. В дальнейшем внутренняя часть обжигается дровами. После затвердевания топки обжигается уже наружная часть печи с помощью паяльных ламп. Разные этапы обжига помогают избежать трещин.

Футеровку подобной печи сложно выполнить с помощь шамотного кирпича, поэтому применяют специальные сухие смеси:

  • корундовые;
  • шамотные;
  • муллитовые.

Эти составы разводятся водой прямо на месте. Готовыми растворами обмазывается как топка, так и другие необходимые огнеупорные изделия. Так как футеровка при использовании сухих смесей получается монолитной, это влияет на ее качество. С ролью теплозащитного покрытия она справляется лучше, чем слой шамотного кирпича.

Промышленная футеровка

Если для домашних печей и котлов шамотный кирпич является оптимальным, то для промышленных печей он не всегда удобен в использовании. Для промышленных целей используются прессованные шамотные кирпичи, которые выдерживают не только высокие тепловые нагрузки, но и термоудары.

Кроме шамотного прессованного кирпича используют также другие огнеупорные материалы, свойства которых зависят от сжигаемого топлива и рабочей температуры:

МатериалПлотность кг/м3Максимальная рабочая температура °С
Шамот1800-20001300
Кирпич глиняный1600700
Вермикулит150-2501100
Базальтовая вата100750
Каолин плотный2400-25001400

Схема футеровки промышленной печи.

Нанесение же футеровочного слоя в условиях промышленного производства может быть произведено без остановки печей.

Футеровочные составы наносятся на внутреннюю часть печи с помощью впрыскивания на раскаленную поверхность или торкретирования.

Торкретирование — процесс нанесения футеровочного материала на поверхность топки с помощью сжатого воздуха и специальной торкретной установки. Послойное нанесение смесей позволяет добиться высокого качества футеровки.

Таким образом, футеровка домашней печи необходима, для того чтобы защитить печь от разрушения под действием высоких температур. Обкладка топки шамотным кирпичом препятствует тому, чтобы тепловой поток от горения топлива влиял напрямую на стенки печи.

В промышленных масштабах футеровка предназначена для уменьшения теплопотерь в печах и защиты их элементов от прямого воздействия высоких температур. В отдельных случаях, например, в индукционных печах, футеровка предохраняет стенки печи от контакта с расплавленным металлом или химическими соединениями, образующимися при переплавке металлов.

Самые популярные статьи блога за неделю

Смесь для футеровки печей – Клуб строителей

Футеровка котла

Стены топочной камеры в кирпичных печах подвергаются постоянному воздействию высоких температур, поэтому для её сооружения применяют только огнеупорные материалы.

Но и они не способны выстоять перед потоком тепловой энергии, выделяющейся при горении топлива. Обычный печной кирпич со временем высыхает и может растрескаться, что повлечёт за собой медленное разрушение конструкции. Поэтому для дополнительной защиты от воздействия открытого огня проводят футерование стен топки.

Что такое «футеровка»?

Футеровка печи — это устройство облицовочного слоя на внутренних плоскостях топочного отдела, находящихся в постоянном контакте с открытым огнём.

В его функцию входит защита внешних стен от повреждений термического, механического, химического или физического характера.

Футерование выполняют не только для отопительных устройств бытового назначения, такую технологию применяют при изготовлении металлургических плавильных печей, паровых котлов, ковшей и т. п.

Кроме огнезащиты, жаростойкий материал выполняет теплоизоляционную функцию — снижение потерь тепла. Однако, здесь существует некоторая опасность: слишком толстый слой футеровки приведёт к снижению КПД прибора, так как потоки тепловой энергии будут «улетать» через дымоотвод на улицу, а не распространяться внутрь помещения.

Способы выполнения

Футеруют топочные бункеры, в зависимости от стройматериала изготовления основной конструкции, несколькими способами:

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

Используемые материалы

Огнеупорные материалы для футеровки печей в зависимости от входящих в сырьевой состав ингредиентов подразделяются на следующие классы:

  1. А — изделия, основу которых составляют материалы природного происхождения или синтетическая композиция с добавлением кремнеорганического связующего;
  2. В — в качестве основного ингредиента используется специальный вид глины (шамот);
  3. С — другие компоненты огнеупорных веществ.

Изделия и составы для футеровки печи класса В (кирпич, блоки, мастики и т.п.), основу которых составляет обожжённая шамотная глина доступны, стоят недорого, и поэтому пользуются наибольшей популярностью.

Для повышения жаростойкости в сырьё при их производстве могут вводиться порции кварцевого песка, песчаника и других видов горных пород, прочность которых остаётся неизменной при любых значениях температур нагрева.

В качестве дополнительной защиты к шамотным изделиям применяются материалы в форме рулона, плиты или листа. Они укладываются между слоями кладки из жаропрочных и керамических изделий. В перечень таких материалов для футеровки печи, основу которых составляет белая глина, входят:

базальтовая вата;

плотный каолин;

муллито — кремнеземистые маты;

вермикулит и ряд других изделий.

Сухие смеси используются для изготовления огнестойкого раствора, которым обмазывают плоскости топочного бункера и другие элементы кладки. Ими заполняют полости технологических просветов и зазоров, компенсирующих линейное расширение конструктивных деталей печи из металла.

К огнеупорным материалам для футеровки печей можно отнести и термостойкую алюмосиликатную клеевую массу, с помощью которой приклеивают огнеупоры в листовой или рулонной форме. Такой клей также применяют для кладки из шамота, для обмазки тонким слоем стен из кирпича с низкой термостойкостью.

О клее и растворе

На долговечность и эффективность футеровки печи кроме качества и технических характеристик материалов оказывает влияние их правильная укладка. Любые нарушения в технологии внутренних облицовочных работ топки могут привести к изменению свойств и структуры окружающих стройматериалов, выходу угарных газов в жилые комнаты.

Раствор

При обмазке топки термостойкими растворами на стенках образуется монолитный очень тонкий защитный слой, являющейся лучшим ограждением рабочей поверхности от воздействия огня. Однако такому монолиту быстрее потребуется ремонт, чем для кладки из штучных изделий.

Для изготовления футеровки по такой технологии существует несколько правил:

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

Консистенция раствора для футеровки

Огнеупорный клей

Продажа огнеупорного клея для футеровки осуществляется в пластиковых ёмкостях весом 2 — 50 кг. До начала работ по футеровке ведро с клеем нужно вскрыть и перемешать содержимое до полной однородности.

Клеевая масса наносится только на предварительно увлажнённую поверхность шпателем. Толщина слоя не должна превышать 3-х мм.

Если планируется обмазывать клеем всю полость топки, то обмазку выполняют слоями с временным промежутком между нанесением не менее 15 минут.

Для приклеивания базальтового картона на горизонтальные участки клеевой состав можно разбавить водой на 15%, но не позднее, чем за 12 ч до начала работы с клеем.

В зависимости от структуры обрабатываемой поверхности и толщины клеевого слоя на 1 м² расходуется от 1 до 4 кг клея.

Время полного застывания слоя клеевой массы с толщиной в 3 мм при температуре выше 25ºС составляет 24 часа, при температуре свыше 90ºС — 6 часов.

Нужно ли замачивать шамотный кирпич перед кладкой?

Даже у опытных печников нет однозначного ответа на этот вопрос. Однако, изучив физические свойства шамота, можно убедиться, что в некоторых случаях, перед тем, как сделать футеровку печи, увлажнять кладочный материал просто необходимо:

  1. когда кладка ведётся бывшим в употреблении кирпичом. Во время предыдущего использования поры материала забились частицами пыли и кладочной смеси, и чтобы открыть капилляры в его структуре, кирпич замачивают. После того, как кирпич вынимают из ёмкости с водой, следует дождаться пока с него стечёт вся жидкость, а уже затем использовать для кладочных работ;
  2. при возведении отопительного прибора в летний зной, а вот при повышенной влажности осенью или весной уже лучше кирпич не замачивать.
Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.