Футеровка печи
Термин футеровка происходит от немецкого futter – основа. В технике и строительстве футеровка означает отделка, несущая некоторые защитные и, вероятно, технические функции. К внешнему облику футеровки каких-то условий не предъявляется.
По технологии производства работ внешняя тугоплавкая футеровка печей разного предназначения распределяется на:
Затратную (внакладку) – облицовку отдельными или лиственными тугоплавкими элементами.
Набивочную – промазыванием кладки вручную ковкими жаростойкими составами.
Торкретированием – набрызгом под достаточно огромным давлением непостоянной жаростойкой смеси из специального устройства; в большинстве случаев, торкретируют футеруемые плоскости жароустойчивым бетоном.
Торкретированием футеруют печи, разливочные ковши, трубопроводы, дымовые трубы и т.п. довольно огромного размера, чтобы внутри мог вместиться рабочий-оператор с аппаратурой.
Нанесение конструктивно для подвижного оборудования (разливательных ковшей, термосов для перевозки жидкого металла и другие.), однако требует крупной квалифицированной подготовки и специального оборудования, за пределами производственных условий неподходящего, потому дальше в данной публикации не рассматривается. Малые печи футеруют только внакладку; временами для ремонта используют набивочную футеровку.
Способов производства точных видов лишь кузнечных футеровочных работ есть большое количество. Видов футеровочных материалов – более, и всегда создаются новые. Но это многообразие можно разделить в целом на 4 класса по направлению футеровки, составу материалов и особенностям производства работ:
Футеровка больших индустриальных печей разного предназначения;
Футеровка топкий и другие. строевых элементов бытовых кирпичных отопительно-варочных печей;
Футеровка небольших металлических печей, бытовых и технических, практических за пределами производственных условий;
Футеровка индуктивных печей, как производственных, так и небольших.
В всех больших индустриальных печах предназначение футеровки – снизить теплоотдачи и воздействие повышенных температур на каркас (кожух) печи. В обжиговых печах футеровка служит еще теплоаккумулятором, обеспечивающим подходящий порядок обжига (мягкое возрастание температуры), и инфракрасным (ИК) излучателем, умеренно прогревающим обжиговую камеру.
Намного труднее цели футеровки металлоплавильных печей. Она и тут должна хорошо источать ИК, чтобы мощнее согревать шлак. Качественный сплав изготовляется лишь тогда, когда пласт жидкого токсина нагрет ощутимо мощнее водянистого металла. Но зато футеровка индустриальных печей для выплавки металла не должна увлажняться жидким токсином и самим сплавом, быть химически вялой по отношению к ним и не акцентировать вы магма нездоровых включений.
Специально – быть крепкой, чтобы держать собственный большой вес, т.к. финансовая результативность металлоплавильных печей повышается с повышением из габаритов. Потому, напр., для футеровки разных элементов доменных и сталеплавильных печей применяется более 7 видов футеровочных материалов.
Футеровка индустриальной печи трудная и важная работа. Даже имея 3-4 летнее образование по данной квалификации, необходимо потрудиться в команде еще 3 года воспитанником или (неофициально) подмастерьем, т.е. на самых низких разрядах, до того как быть разрешенным к самостоятельной работе.
Футеровка топки красновато-коричневой отопительно-варочной печи преследует 4 цели. Первая стандартная: снизить тепловые напряжения на красновато-коричневое здание и этим самым увеличить его срок эксплуатации и долговечность. 2-я – повысить солнечную результативность (КПД) печи.
Шамот, лучший источник для футеровки красновато-коричневой печи, имеет наименьшую теплоемкость, однако огромную теплопроводность, чем рабочий кузнечный кирпич. В печи шамотовая футеровка будет служить промежуточным солнечным буфером, быстро вбирающим в себя первый жар топлива и равномерно дающим его телу печи; от данного снизится топливный расход и повысится время теплоотдачи прогретой печи.
Четвертая цель – сделать печь применимой для топки не только лишь дровами, но также и углем. Жар от неподвижного угля в самом начале топки им мгновенно мощный; если им регулярно жечь дровяную печку, она очень скоро последует лопотать. Шамотовая футеровка «размазывает» термический удар от разгоревшегося угля по времени так, чтобы красновато-коричневая печь держала его долгое время.
И, в конце концов, заключительная цель: ремонт устаревшей топки. Тут применимы как отдельные, так и лиственные футеровочные материалы, и ясные составы для футеровки набивочным методом, сантиметров. дальше.
Футеровка отопительно-варочной печи может изготавливаться кирпичом как керамическим тугоплавким, так и шамотовым, поз. 2. Конусовидные кирпичи используются для кладки пода топки, чтобы создать на нем наклон к колосниковой сетке.
Керамический тугоплавкий кирпич также и не менее стоек к внутренним влияниям, как и ярко-красный рабочий. Приблизительно такой же величины его теплоемкость, теплопроводность и модуль коэффициента теплового расширения (ТКР).
Таким образом экономии топлива футеровка керамическим кирпичом не даст, однако сделает печку не менее прочной к долгим интервалам в топке. Потому футеровать керамическим кирпичом необходимо загородную печь, искусственный камин, печь в дачном доме и т.п. Разгонять топку такой печи (истапливать ее) невозможно – лимит жаропрочности керамического тугоплавкого кирпича 1200-1300 C.
Шамотовый кирпич марк ША и ШБ (ГОСТ 390-96) держит температуру до 1500-1700 C. Но в прохладной печи не менее рыхлый шамот быстро отсыревает и начинает накрашиваться. Насыщенность шамотового кирпича больше, чем керамического (1,8-2 г/куб. сантиметров против 1,6 г/куб. сантиметров), и вес печи с шамотовой вязкой будет больше целой красновато-коричневой.
Однако шамот повышает бережливость печи, потому шамотовую футеровку разумно делать в печи, систематически топящейся в зимние месяцы. Для ремонта топкий и переделки их на дрова-уголь лучше использовать т. набор. шамотовую плинфу. Также плинфой комфортно футеровать металлические печи вместе в лиственными элементами, сантиметров. дальше.
Футеровку из керамического кирпича кладут на жаростойком кузнечном растворе с краем термостойкости более 1300 C.
Использовать сделанные своими руками смеси не советуется, т.к. механическая стройность футеровочной кладки максимально невелика, сантиметров. дальше. Для шамотовой кладки применяется т. набор. шамотовый смесь (не мергель!) – готовый сухой жароустойчивый кладочный состав, в который дополняют воды; на нем же можно укладывать и керамический футеровочный кирпич.
Смесь для футеровочной кладки можно приготовить без помощи других, однако дело это трудоемкое. Состав по размеру сухой смеси – 92-95% шамотовой крошки фракции 0,6-1,5 миллиметров (можно из отходов шамотового кирпича); прочее – жароупорная глина. Предпочтительнее каолин; для дровяно-угольной печи последует и стальная. Цветной тон недопустим: дающие его примеси (в особенности железо и азот) делают футеровку очень быстротечной.
Содержание связывающего (глины) исходя из ее качества устанавливается опытно. В целом чем состав не менее тщедушный (с большим содержанием глины), тем продолжительнее продержится футеровка.
Но также и механическая стройность (соединение) раствора с кирпичом имеют не большее значение. Потому готовят несколько порций высохшего раствора с содержанием глины через 0,5-1%. Воды дополняют немножко, только бы готовый состав «мазался», потому огрехи кладки непоправимы.
Тестовыми составами сплачивают пары кирпичей удар в удар, т.е. длинными тесными гранями. «Слепляют» кирпичи на листе железа, т.к. связывать их необходимо «в 1 тык», без сдвига. На кирпичах заблаговременно отбивают метки, т.к. пробы дальше будут спотыкаться. Длина шва – 0,5-1,5 миллиметров; чем выше, тем лучше.
Дальше пробы сушат 3-4 дня в тени при температуре не менее +17 C. Затем щекотливо, чтобы не разрушились, выносят в ходовую (бесперебойную систематически работающую печь); предпочтительнее напрямую с листом железа. Жечь в огне невозможно – необходимая температура не будет достигнута. Согревать паяльной лампой, газовой или жидкостной горелкой также – не выйдет однородного нагрева.
В печи на пробы внимательно прикладывают горючее (лучше уголь), и печку как положено протапливают. Когда целиком остынет, пробы достают и 2-мя руками, чтобы какой-нибудь из кирпичей не оказался на весу, крутят отвесно, перехватывают за высокий кирпич и немного взбадривают. Из не распавшихся опытов предпочитают на самом худом растворе (с минимальным содержанием глины) – он и последует в дело.
Лиственные тугоплавкие материалы больше всего подходят для футеровки металлических печей. Но также и в футеровке красновато-коричневой печи они могут найти применение.
В особенности – в исправительной без разборки печи. В топку домовой печи и обе руки-то едва просовываются; ворочать в ней с кирпичами иногда просто нельзя.
Также, красновато-коричневая исправительная футеровка серьезно понижает объем топки; стало быть, и солнечную производительность печи. Однако все кузнечное здание (его объемы, масса, форма, телеканалы, колпаки и прочие.) рассчитывается на топку некоторой мощности. Если ее производительность свалится ниже данного лимита, печь утратит результативность: топлива будет жрать больше, а согревать хуже.
Оптимальная термоизоляция – вермикулитовая (модель слюды). Изолирующие свойства вермикулита феноменальны: 30-мм плиту из него «не пробивает» и пламя автогена – с иной стороны ее можно держать рукою.
Вермикулитовые плиты для футеровки производятся в т.ч. искусственными (дорогостоящее, надо сообщить, наслаждение): такими особым клеем металлическая топка оклеивается внутри и выходит «как кирпичная» и внешне, и многофункционально.
В продаже есть и не искусственные вермикулитовые плиты подешевле; ими комфортно футеровать металлические технические печи, т.к. необходимый объем рабочего места почти не понижается, а монтаж вермикулитовых плит вполне вероятно осуществить собственноручно, сантиметров. видеоролик:
Но для ремонта и футеровки кирпичных печей вермикулит негоден – чересчур плохо ведет тепло. Футерованная вермикулитом топка красновато-коричневой печки не отдаст его телу печи: или сама перегреется и заблаговременно устареет, или выпустит деньги за горючее в трубу. Однако доступные базальтовые плиты (поз. 3) плохая замена вермикулиту: их тугоплавкость мала. В футеровке кирпичом в роли прокладки-термодемпфера хорошо показали себя непрошивные базальтовые маты.
Однако самый лучший листовой футеровочный источник для красновато-коричневой печи – каолиновый картон, поз. 5. Он жаростоек, химически нейтрален, его ТКР средний между такими шамота и алого кирпича. Дефицит – недостаточно готов для металлических печей, т.к. плохо склеивается к металлу кузнечными клеями.
По строительстве печи до верха топки плоскости короба сворачивают, поджимают прямым кружалом (сделанным из дерева щитом на подпорках) и склеивают кузнечным клеем. Кружало прибирают, когда печь сконструирована целиком.
Футеровку больших печей кладут на мертелях или, временами всухую усложненными кирпичами с зацепами – остальные виды чересчур автодороги для больших размеров работ. Однако домашние или малые технические не промышленные печи лучше футеровать на кузнечных клеях – они не менее подвижны (текучи), что дает возможность поправлять огрехи кладки по ходу дела, и дают возможность получить не менее крепкий максимально узкий шов.
Кузнечных клеев в продаже очень много видов. Для футеровки не железо- и сталеплавильных печей необходимо выбирать клей на алюмосиликатной базе с краем термостойкости более 1300 C.
На деле хорошо показали себя германский ScannMix и отечественный К-170: они химически нейтральны вплоть до максимума термостойкости; не акцентируют ни железа, ни азота. ScannMix’ом сильнее приклеивается вермикулитовая футеровка к стали и чугуну; К-170 никак не хуже для других примеров.
Проектировать без помощи других футеровку топки печи без кропотливых расчетов не советуется: из-за разнице ТКР материалов здание и футеровка печи могут обоюдно разбить друг дружку. В случае если такая потребность есть, необходимо придерживаться некоторых правил.
Основное из них: футеровка, здание печи и/или металлические закладные ни у кого, ни в какой точке не должны относиться друг дружку. Всюду нужен деформационный проем 6-12 миллиметров; легче всего снабдить его подкладками из теплостойкого картона, сантиметров. выше.