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
Замена колосниковой решетки
Ремонт потерявшей свои эксплуатационные качества колосниковой решетки элементарен. Для этого ее убирают, очищают пазы от золы и кладут новую решетку. Если старая решетка была установлена с некоторым наклоном, то новую монтируют аналогично. При этом по всему периметру между соседними кирпичами кладки и колосниковой решеткой оставляют промежуток шириной от 5 мм и более, чтобы туда засыпать песок, золу либо уложить керамический изоляционный шнур.
Такой шнур выдерживает нагрев до температуры, превышающей 1000 °С. Его укладывают в паз между решеткой и кладкой и фиксируют термостойким клеем.
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.
Большие промышленные
В всех больших промышленных печах назначение футеровки – уменьшить теплопотери и воздействие высоких температур на корпус (кожух) печи. В обжиговых печах футеровка служит еще теплоаккумулятором, обеспечивающим оптимальный режим обжига (плавное нарастание температуры), а также инфракрасным (ИК) излучателем, равномерно прогревающим обжиговую камеру.
Гораздо сложнее задачи футеровки металлоплавильных печей. Она и здесь должна хорошо излучать ИК, чтобы сильнее греть шлак. Качественный металл выплавляется только тогда, когда слой расплавленного шлака нагрет существенно сильнее жидкого металла. Но в то же время футеровка промышленных печей для выплавки металла не должна смачиваться расплавленным шлаком и самим металлом, быть химически инертной по отношению к ним и не выделять вы расплав вредных примесей. Дополнительно – быть прочной, чтобы выдерживать свой собственный огромный вес, т.к. экономическая эффективность металлоплавильных печей растет с увеличением из размеров. Поэтому, напр., для футеровки различных частей доменных и сталеплавильных печей используется не менее 7 видов футеровочных материалов (см. рис.).
Схемы футеровки доменной и сталеплавильной печи
Футеровка промышленной печи сложная и ответственная работа. Даже имея 3-4 летнее профтехобразование по этой специальности, нужно поработать в бригаде еще несколько лет учеником или (неформально) подмастерьем, т.е. на низших разрядах, прежде чем быть допущенным к самостоятельной работе. Поэтому, если вас интересует, чем и как футеруются промышленные металлоплавильные печи, начать можно с Википедии (wikipedia.org/wiki/Футеровка), там это изложено достаточно вразумительно, или Металлопедии. Что касается небольших обжиговых печей, то они футеруются как и металлические технологические (см. далее), а мы пойдем дальше – к футеровке, которую можно сделать своими руками.
Футеровка печи своими руками
Из шамотного кирпича:
- Работая с кирпичной или металлической печью, следует делать небольшой отступ от внутренних топочных стенок, чтобы предотвратить преждевременное разрушение защитной кладки.
- Все швы тщательно замазываются раствором, а между футеровкой и стенкой печки укладывается строительная вата.
- Кирпичи кладутся ложковой частью, чтобы обеспечить правильную толщину футеровки. Если защитный ряд будет толще, КПД снизится, так как стенки печи не смогут достаточно прогреваться.
Из каолиновых пластин:
- Рассчитывается количество пластин, требуемых для укладки. Толщина одного листа — 7 мм, поэтому перед расчетом учитывается расширение металла или глины в процессе эксплуатации.
- Пластины закрепляются металлическими болтами, отверстия для креплений делаются заранее.
- Покрывать топливную камеру пластинами нужно строго снизу вверх: дно, боковые стенки, потолок.
Обмазка внешней стороны печи:
- Замешать раствор из сухой шамотной смеси и разбавить водой до состояния тягучести, по консистенции схожей с клеем.
- Как только котел полностью покрыт огнестойким раствором, следует растопить печь, чтобы произошел обжиг нанесенного слоя.
Набор инструментов для работы:
- Болгарка для аккуратной резки кирпича.
- Линейка-уровень.
- Емкость для смешивания раствора.
- Мастерок.
Со временем даже качественная футеровка печи начинает разрушаться. Чтобы снизить количество ремонтных работ, следует раз в год проверять целостность защитного слоя внутри топки или внешнюю футеровку котла. Образовавшиеся трещины замазываются раствором из глины и обжигаются. Самостоятельно выполнить футеровочные работы под силу каждому человеку, даже не имеющему навыков печника, но проконсультироваться у специалиста будет не лишним. Если все же нет уверенности в своих силах, обратитесь за помощью к профессионалу.
Футеровка обязательна для каждой печи: домашней, банной или производственной. Защитный слой сохранит печь от преждевременного износа, увеличит теплоотдачу и снизит риск возникновения аварийных ситуаций. А имея под рукой нужные инструменты и материалы, футеровку несложно сделать самостоятельно.
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
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
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.
Что требует большего внимания: печь на даче, деревенская дровяная или банная?
Особенно большим температурным нагрузкам подвергаются печи, в которых сжигают каменный и бурый уголь.
Через несколько лет после постройки ремонт требуется банным и дачным печкам. Интенсивное температурное воздействие испытывают отопительные приборы, в которых почти круглосуточно выпекают формовой хлеб, караваи и пиццу.
Итальянские помпейские печи строят во многих странах. Пицца, выпеченная в таких сооружениях, имеет особый вкус и запах. Эта печь обычно строится на открытом воздухе. Еда готовится под кирпичным сводом, под действием огня и жара нагретых кирпичей. Существует два вида помпейских печей — неаполитанские (с низким сводом, предназначенные в основном для выпечки пиццы) и тосканские (с высоким сводом, который позволяет поставить внутрь горшок или кастрюлю и приготовить не только пиццу, запеченное мясо и рыбу, но и супы).
Сам себе мастер
Конечно, для устройства футеровочного слоя в домашнем очаге можно прибегнуть к услугам специалистов, но при некоторых навыках работы и соответствующих знаниях эту операцию можно провести самостоятельно.
Футеровка из кирпича
Футеровка печи своими руками из шамотного кирпича выполняется с учетом следующих особенностей:
- Кирпич аккуратно выкладывается «ребром на ребро», без сдвигов элементов кладки относительно друг друга, вдоль всех стенок внутренних топки.
- Швы между отдельными кирпичами заполняются раствором на основе шамота и глины.
- Если основная кладка также выполнена из кирпича, то футеровочный и основной слой стыкуются посредством одного вертикального шва, но без перевязки.
- Если же материал самой топки – металл (чугун или сталь), то между ее стенками и кладкой следует в обязательном порядке оставлять небольшой зазор, рассчитанный на температурные расширения металла, – иначе регулярные нагревы и остывания могут в скором времени ее разрушить.
Отделка шамотным кирпичом происходит по схеме – вдоль всех стенок с зазором с учетом расширения материалов
Старая кладка из шамотного кирпича подлежит регулярным осмотрам и ремонту изношенных участков, который проводится посредством затирки раствором из шамота и глиноземистого цемента.
Из рулонного материала
Выгода использования рулонных материалов (а также пластин и матов) заключается в том, что они занимают очень мало места и не «крадут» общего объема, необходимого для закладки топлива и прохода дыма. Стандартная толщина большинства из них не превышает 1 см (например, толстый каолиновый картон бывает толщиной до 7-ми мм). Чтобы провести необходимые работы, нужно помнить, что:
- Количество необходимых для футеровки материалов рассчитывается с учетом их линейного расширения при нагреве.
- В некоторых случаях возможна укладка полотна в 2 слоя, но для бытовых потребностей это совсем не обязательно.
- Отдельные пластины крепятся элементами армирования – металлическими штырями, которые вставляются в заранее проделанные канавки.
- При отделке огнеупорными матами или пластинами следует соблюдать последовательность их крепления: сначала покрывается дно, затем боковая поверхность, а потом «потолок» топочного отдела.
Внутренняя отделка может проводиться базальтовым картоном
Обмазка растворами
Обмазка огнеупорными растворами дает еще более тонкий слой футеровки. Для такого способа характерны следующие нюансы:
- Для приготовления растворов обычно используются сухие составы шамотных, муллитовых либо корундовых смесей, которые затем разбавляются водой до нужной консистенции.
- После нанесения раствор должен пройти обжиг в естественных условиях (при работе печи) либо с помощью паяльной лампы. Во втором случае работы проводятся до появления твердой корочки.
Заранее продуманная защита печи станет гарантией тепла и уюта на долгие годы
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
Индукционная печь
В таблице приведены свойства некоторых огнеупорных материалов
| Материал | Плотность кг/м3 | Максимальная рабочая температура °С |
| Шамот | 1800-2000 | 1300 |
| Кирпич глиняный | 1600 | 700 |
| Вермикулит | 150-250 | 1100 |
| Базальтовая вата | 100 | 750 |
| Каолин плотный | 2400-2500 | 1400 |
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:
- Если позволяет ширина топливника, по его периметру укладываются шамотные кирпичи стандартного размера – 250Х150Х65 мм. При этом кирпич укладывается к стенке плашмя. Можно уложить вертикально, с высотой 250 мм или горизонтально на 120 мм.
- Для того чтобы кирпичи надежно зафиксировать между собой, используется простой способ. С помощью шлифовальной машинки делается пропил в части соединения, и кирпичи скрепляются с помощью вставленного металлического шипа подходящего размера.
Устройство футеровки: температура и металл
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. При устройстве данной футеровки зазор уплотняется базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или виде спрессованного полотна
Можно для этой цели использовать асбест
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!
- Во-первых, кирпич очень теплоемок.
- Во-вторых, у кирпича низкая теплопроводность. Что происходит во время работы такой печи?
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.
Как итог, угарные газы начнут поступать в помещение.
Не всегда кирпич: смеси для футеровки
В последнее время большой популярностью стали пользоваться банные «лепные» печи различных форм. В основном такие печи устанавливаются в банях, выполненных в стилизованном «сказочном стиле». Изготавливают такие печи, используя старинный метод, называемый – глинобитным.
После естественной просушки глины производится обжиг печи изнутри с применением дров. Наружная часть обжигается с помощью паяльных ламп до образования корочки. Очень удобно выполнить футеровку таких печей, применяя специальные составы.
Это могут быть сухие смеси:
- Шамотные.
- Муллитовые.
- Корундовые.
Данные составы можно прекрасно использовать для изготовления прямо на месте различных огнеупорных изделий, футеровок в том числе. Сплошная, монолитная футеровка, изготовленная из данных материалов, намного превосходит по своим качествам шовные футеровки печи, выполненные с помощью шамотного кирпича.
Футеровка без отрыва от производства
В настоящее время существует ряд технологий, при которых футеровка или восстановление футеровки производится без остановки печи. Составы наносятся с помощью «набрызга» прямо на раскаленную поверхность или методом торкретирования.
Данный способ в основном применяется на производстве, что позволяет без остановки процесса производства выполнить при необходимости футеровочные работы.
