Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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

Свернуть

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;
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими рукамиШамотный кирпич
  • монтаж защитных экранов, отражающих тепловое излучение. Применяется для футеровки металлических печей — каменка, которыми оборудуют парные в банях. Применение теплоотражающих экранов для других конструкций отопительных агрегатов малоэффективно;
  • покрытие изнутри стен топочного отдела жаростойкой смесью различного типа. Нанести состав на стены топки можно в любой момент — при постройке или в уже готовом агрегате.

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;Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками
  • плотный каолин;Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками
  • муллито — кремнеземистые маты;Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками
  • вермикулит и ряд других изделий.Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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:

  1. 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.
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

    Консистенция раствора для футеровки

  2. Нанесённый слой раствора вначале обжигается паяльной лампой или при кратковременном нагреве печи до образования твёрдой корки.
  3. При футеровке печи шамотным кирпичом стыковочные швы должны заполняться на всю высоту кладки.

Расход готового раствора на 1 м³ кирпичной кладки ориентировочно составляет 100 кг.

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.

Далее:

  • 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.

Инструменты для работы

Для обустройства футеровки печи потребуется комплект следующих инструментов:

  • емкости для приготовления раствора и замачивания кирпича;
  • мастерок;
  • отвес;
  • мочальная кисть для нанесения клея;
  • молоток;
  • ножовка;
  • расшивка для кирпича, мочальная кисть для нанесения клея или тёрки разравнивания слоя раствора (в зависимости от вида футеровочного материала);
  • кельма;
  • правила;
  • полутёрок.

Инструкции по футеровке

Для устройства футеровки домашней печки лучше воспользоваться услугами специалистов, но при наличии хотя бы минимальных навыков и старания этот вид работы печного мастера можно выполнить своими руками.

Кирпичной печи

Футерование топки кирпичной печи с использованием шамота выполняется следующим образом:

  • Первый ряд. Шамотный кирпич кладут ребром вокруг колосников. Предпочтительнее, чтобы кирпичное изделие имело наклонную грань для обеспечения уклона в сторону колосниковой решётки.
  • Второй ряд задней и боковых стен поднимается одновременно. Кирпич также укладывают ребром со сдвигом на ½ длины относительно блока в нижнем ряду. Выполняется армирование шва стальной проволокой диаметром 3 мм или 5 мм.
  • Последующие ряды выполняются аналогичным образом до верха топочного отдела. Армируют швы через один ряд кладки.
  • В последнюю очередь облицовывают верхнюю плоскость топки, укладывая кирпич плашмя. Между слоями футеровки и основной кладки выполняют тепловую изоляцию из асбеста. Если свод имеет выпуклую форму кладку ведут с применением фасонного (трёхстороннего клинового или пятигранного) кирпича.
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими рукамиПример футеровки шамотным кирпичом
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими рукамиПример 2
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими рукамиПример 3
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими рукамиПример 4

При этом нужно учитывать, что футеровочный слой и основная кладка стенок должны совпадать по расположению вертикальных швов, не иметь перевязки.

Футеровка топок металлических печей выполняют аналогично тому, как в кирпичных камерах (инструкция выше), но с одним отличием: между стенами из металла и шамотного кирпича должен оставаться небольшой зазор для компенсации линейного расширения. В это пространство укладывают базальтовые или каолиновые плиты, листы асбеста. Наружную облицовку не рекомендуется проводить кирпичом из-за его низкой теплопроводности.

Футеровка металлической печи

Еще один пример

Твердотопливного котла

В котлах теплоноситель проходит по теплообменным каналам, и почти не теряет энергию на обогрев стен корпуса. Эта особенность твердотопливного оборудования и учитывается при устройстве футеровки.

Выполняют её одним из трёх способов:

  1. Тяжёлое футерование. Применяется для аппаратов со слабым экранированием. При этом способе внутреннюю облицовку топки выполняют двух или трёхслойной кладкой из шамота.

  2. Облегчённое футерование. Внутри топочного отдела кладётся однослойная кирпичная кладка. Снаружи котёл облицовывают теплоизоляционными изделиями, способными противостоять высоким температурам и обшивают листовой сталью.

  3. Натрубной футеровкой. Трубы котла обмазываются снаружи огнеупорным клеем и раствором в 3 — 4 слоя с армированием стекловолоконной сеткой. После застывания образуется монолитный толстый пласт, защищающий от ненужных потерь тепла.

Читайте также:  Монтаж кондиционера своими руками - стоит ли браться самостоятельно?

Глиняных печей

Футерование топок лепных глиняных печей проводят шамотным кирпичом. Исключение составляет печь, изготовленная из глинопесчаной смеси и армированная камнем. Её можно обмазать пластичными огнеупорами: алюмосиликатным клеем или мастикой. После застывания слой такого футеровочного материала образует сплошную оболочку, надёжно защищающую глиняные стенки от перегрева.

Вывод

Футерование выполняется для отопительных проборов из любых материалов. Правильная футеровка значительно снизит теплопотери печи, и защитит материалы ей конструктивных элементов от прямого воздействия открытого огня.

Источник: https://pechnoy.guru/pechi/izgotovlenie-pechi/remont/futerovka-pechi.html

Футеровка печей и отопительных агрегатов своими руками

Чтобы футеровка, выполненная шамотными изделиями, была прочной, долговечной и эффективной, требуется применять специальный раствор. Оптимальный вариант – готовые сухие смеси, 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.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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 печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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.

Читайте также:  Арболит - строение, основы производства, плюсы и минусы

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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 печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

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.

Источник: https://stroyfora.ru/p/post-307

Футеровка печи: как защитить от повреждений?

В этой статье вы узнаете, как производится защита печи и особенно топки от различных физических и механических повреждений, какие существуют материалы, применяемые с этой целью, а также как осуществляется футеровка печи.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Футеровка печи для усиления огнестойкости

Но для начала следует разобраться, что такое футеровка топки? Футеровка представляет собой конструкцию, которая служит защитой рабочей камеры (главным образом, топки) печи от различных воздействий окружающей среды. Цели, которые преследует футеровка печи:

  • теплоизоляционные изделия (защита от перепада температур);
  • огнеупорные изделия (защита от жара топки);
  • кислотоупорные изделия (защита от агрессивных реагентов);
  • облицовочные материалы.

Таким образом, футеровка печи обеспечивает полную герметизацию и создает необходимую газовую плотность в печи. Эта конструкция продлевает сроки службы топки и способствует улучшению механической, строительной и геометрической стойкости.

  • Печи, в которых предусматривается нагревание металлов, устраиваются из материалов, которые обеспечивают устойчивость и прочность.
  • К таким материалам относят:
  • Однако перечисленные выше материалы не способны противостоять высоким температурам, поэтому необходима огнеупорная футеровка для защиты рабочего пространства печи, проводят ее с использованием устойчивых и огнеупорных к химическим воздействиям материалов, которые предотвращают разрушения.
  • В качестве фурнитуры применяют глину или различные горные породы.
  • Выделяют 3 класса материалов, при помощи которых может быть проведена футеровка печи:
  • Класс A — материалы, основу которых составляет кремнезем;
  • Класс B — материалы, основу которых составляет глина (гидросиликат глинозема);
  • Класс C — смешанные материалы, не относящиеся к классам A и В.

Материалы класса A

Материалы класса A подразделяются на:

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Материалы для кладки печи

  • искусственные (в качестве кирпичей, которые отпрессованы из измельченных горных пород);
  • естественные (в качестве камней, которые вытесаны из частей горной породы)

К естественным камням относят: гранит, кремнистый сланец, кварц, песчанки.

Искусственная фурнитура представлена динасовыми кирпичами. Такой материал включает смесь измолотого чистого кварца и 1–2% глинистого или известкового вещества, которая прессуется в кирпич и подвергается обжигу до белого каления. При огромном жаре такие кирпичи немного вспучиваются, а при резком колебании температуры сильно растрескиваются.

Материалы класса B

К футеровочным материалам класса B относят:

  • бокситный кирпич,
  • обычный огнеупорный кирпич (шамотный).

Для приготовления бокситного кирпича используют природный гидрат глинозема, который содержит примеси окиси железа и боксит. После обжига и измельчения эту смесь разбавляют небольшим количеством воды и огнеупорной глины. Происходит формирование в кирпичи, которые снова обжигаются.

Обыкновенный огнеупорный кирпич состоит из огнеупорной глины с примесями тощего вещества (обожженной шамоты). Такое вещество предупреждает растрескивание и усыхание, что свойственно глине. Иногда в состав кирпича добавляют зерна древесного угля, кокса или графита.

Материалы класса C

Класс C включает огнеупорные материалы:

  • угольный кирпич;
  • огнеупорные растворы;
  • основные набойки.

К основным материалам относят железные окислы: молотовая окалина, руды и шлаки, содержащие большое количество железной окиси.

Технология футеровки печей

  • Футеровка печей осуществляется согласно чертежам соответствующей конструкции.
  • Перед тем как начать работу, индуктор продуют сжатым воздухом и хорошо осматривают.
  • Индуктор испытывается под давлением в 10 атм.
  • Внутренняя поверхность индуктора покрывается изоляционной обмазкой.
  • Индуктор с нанесенной обмазкой обкладывают изнутри миканитом, слоем в 0,5–1 мм.
  • Выполняется соединение листов встык.
  • Выкладывают следующий слой из асбестового картона в толщину 5 мм.
  • С помощью распорных колец (из стальной проволоки) производят прижатие асбеста и миканита к стенкам индуктора.
  • Распорные кольца постепенно извлекают по мере набивки тигля.

Большое применение в качестве основных футеровочных материалов находят магнезия или кирпичи из извести.

Чаще всего используют доломит, который подвергается обжигу до белого каления. Затем его охлаждают, отсеивают, размалывают и добавляют с 3–8% глины — происходит формирование кирпича.

Футеровка электродуговых печей

Футеровка электропечей производится из кислых или основных огнеупорных материалов. Наибольшее распространение получили печи с основной футеровкой, в которых присходит выплавление стали для слитков.

Некоторые части футеровки, такие как стены, подина, свод, могут работать в разных условиях, чем и обусловлена неодинаковая их стойкость. В самых тяжелых условиях располагаются стенки и свод печи. Они подвержены сильному перегреву за счет лучистой энергии, исходящей от электрических дуг. Эти элементы футеровки подвержены резким перепадам температур.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Футеровка электропечей

Подина основной печи включает в себя:

  • теплоизоляционный слой;
  • кирпичное основание;
  • верхний рабочий набивной слой.

Теплоизоляция подины состоит из:

  • слоя листового асбеста (20 мм);
  • слоя шамотного порошка (20 мм). На него укладывают 2 ряда шамотного кирпича на плашку (130 мм);
  • кожуха, укладываемого на днище.

Кирпичное основание подины возводят на теплоизоляционном слое. Это основание включает в себя ряды магнезитового кирпича толщиной 575 мм. Кладка делается так, чтобы не было совпадений вертикальных швов в соседних рядах. Такое расположение затруднит прохождение жидкого металла, при местном разрушении рабочего ряда подины через кладку.

Изготовление верхнего рабочего слоя подины происходит набивкой из магнезитового порошка, который может включать в себя добавки в качестве связующих элементов. К таким добавкам относят пеку (~1%) и каменноугольные смолы (10% по массе). Толщина набивки должна составлять 150 мм. Полная высота футеровки подины — 900 мм.

У печи с емкостью 80 т стойкость подины равна 1300–1800 плавок, а у печи, имеющей меньшую емкость, — до 4500–5000 плавок.

Кладка стен электродуговых печей совершается из периклазошпинелидного кирпича с толщиной стен 460 мм безобжигового магнезитохромитового кирпича, толщина которого составляет 380 мм.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Первый ряд подины печи

Крупные печи имеют стойкость стен до 100–150 плавок. Свод печей, имеющих большие и средние емкости, на заводах обычно изготавливают из магнезитохромитового кирпича. Немного ранее для сводов применяли динасовый кирпич.

Своды из динасового кирпича имеют низкую стойкость. Это связано с их оплавлением, которое вызывается в результате взаимодействия кремнезема с окислами железа и известковой пылью, которые присутствуют в атмосфере печи. Сейчас динасовые своды нашли свое применение в печах с малой емкостью.

Стойкость магнезитохромитовых сводов выше стойкости динасовых в 2–3,5 раза и составляет около 100–200 плавок.

Свод набирается из кирпича в сводном кольце на специальном шаблоне. Шаблон имеет выпуклости, благодаря чему кладка свода получается с нужной кривизной, которая придает ему прочность.

Печи емкостью 30–80 м имеют толщину свода 300 мм. После изготовления стен и подины приступают к установлению электродов и свода. Затем производят спекание набойки подины и сушку футеровки.

Для этого в печь помещают слой кокса с толщиной 200–400 мм. Опустив на него электроды, включают ток. Благодаря действию раскаленного кокса удаляются смолы и пека и происходит образование отдельных зерен магнезита.

Конструкции футеровки свода

Назначение свода схоже с назначением стен, но работа происходит в более тяжелых условиях.
Свод должен иметь отверстие для электродов с электроизоляцией, кислородной фурмы, газоотсоса, топливных горелок.

Магнезитохромитовые кирпичи обеспечивают недостаточную электроизоляцию электродов. Это приводит к электрическим пробоям, создающимся между механическим повреждением центральной части свода и уплотнителями электродных отверстий.

Совет:
Чтобы не происходили электрические пробои, необходимо отверстия под электроды футеровать высокоглиноземистым кирпичом, который содержит оксид AL больше 70%.

Этот кирпич имеет более высокое электросопротивление.

Вне печи на специальном шаблоне выкладывают своды дуговых печей. Шаблон изготавливают из дерева, который обит стальными листами или из чугуна.

На шаблоне должны устанавливаться участки, в которых имеются отверстия для электродов и 3 болванки цилиндрической формы для правильного расположения отверстий для свода. Необходимо зафиксировать отверстия для кислородной фурмы и газоотвода. После этого на шаблон помещают кольцо для свода и начинают укладку кирпичей.

Сводовое кольцо необходимо проверить на гидравлическую плотность под давлением. Между кольцом для свода и кладкой осуществляют тепловую изоляцию из листового асбеста.

Осуществляя наборку свода, центральная арка должна проходить между отверстиями для электродов 2-ой фазы с одной стороны и 1-ой и 3-ей фаз с другой стороны. Для печей, имеющих небольшую емкость, своды набирают немного иначе: укладка кирпичей концентрическими рядами всухую. В центре свод изнашивается быстрее, чем на периферии, поэтому ее выполняют с большей толщиной.

Для электропечей, которые имеют большую емкость, существует конструкция свода, которая имеет съемную центральную часть. Поэтому для этой конструкции предусмотрено, кроме сводового, еще и водоохлаждаемое кольцо.

Состав водоохлаждаемого свода:

  • центральная часть;
  • футерованный огнеупорный кирпич;
  • охлаждаемая внешняя часть.

Сегменты водоохлаждения прикрепляют к несущей конструкции.
Своды выкладывают из нормальных и фасонных кирпичей, некоторую часть которых необходимо подтесывать.

Своды, состоящие из фасонных кирпичей, имеют более долгий срок службы. Благодаря подтеске происходит их ослабление и на сборку уходит меньше времени. Используя фасоны, можно утолщать среднюю часть свода, что увеличит ее срок службы.

Совет:
Для увеличения срока службы необходимо снизить механическую нагрузку на кирпичи кладки, а также давление, исходящее от распора.

Для крупных печей хорошо применять распорно-подвесные своды. При этом между кирпичами в кладке свода закладывают стальные пластины, прикрепляющиеся к уголкам, которые присоединяют к несущему каркасу. Часть веса кирпичной кладки благодаря каркасу переходит на сводовое кольцо. Стойкость распорно-подвесных сводов выше на 20% обычного распорного.

Для крупных печей стойкость магнезитохромитовых сводов составляет 50–100 плавок, а в малых — 200–250 плавок.

Интересный факт:
Известен опыт, в котором применялся полностью водоохлаждаемый свод. Он имел вид плоской коробки и рабочую поверхность, состоящую из огнеупорной набивки. Стойкость такого свода составляла более 6000 плавок.

Технология ремонта для защиты печи

Огнеупорная футеровка свода печи со временем изнашивается, и чтобы сохранить на долгое время ее рабочее состояние, требуется постоянно ремонтировать ее самые пострадавшие участки.

  • После каждой проделанной кладки печь необходимо тщательно осмотреть, подину прощупать железным штырем.
  • Выявив все поврежденные места, провести ремонт футеровки печи. После выпуска плавки печи сделать очистку остатков металла и шлаков.

Совет:
Проводите очистку печи от шлаков как можно чаще, так как накопившиеся остатки металлов и шлаков могут привести к зарастанию и уменьшению объема вместилища дуговой печи. Это приведет к поднятию уровня зеркала металла, что затруднит ведение процесса.

  • Все это приводит к большой опасности прорыва металла через порог рабочего окна или откосы.
    Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими рукамиНарушение и выгорание футеровок
  • Смешивание шлака с заправочными материалами приводит к понижению их огнеупорности и может поспособствовать размягчению футеровки, в случае высоких температур.
  • Недопустимым является нахождение остатков металла на подине. Это не дает возможности провести качественный ремонт футеровки подины, так как остатки металла и шлаки препятствуют свариванию огнеупоров с заправочными материалами.
  • После расплавки металла происходит всплытие заправочного материала, что приводит к разрушению подины.
  • Если футеровка подины значительно повреждена и происходит затруднение в удалении остатков металла, необходимо прочистить задний откос. После его заправки следует произвести наклон дуговой сталеплавильной печи к стороне разливочного пролета.
  • Как только произошло застывание металла, печь ставят в нормальное положение и начинают очистку. Производят удаление замороженной стали после заправки. Остатки металла и шлака удаляются вручную с помощью металлических скребков. Эту операцию производят под тепловым излучением футеровки в кратчайший срок, пока не произошло застывание шлака и стали.
  • При постоянном поддержании футеровки в хорошем состоянии, в печи накапливается лишь небольшое количество остатков шлака и металла. Откос, находящийся около выпускного отверстия, пологий. Чтобы достичь наиболее полного слива шлака, осуществляют его разжижение перед выпуском плавки.
  • Если произошло сильное зарастание подины, то восстанавливают ее до прежних размеров, при помощи плавки стали неответственной марки, которая выплавляется с полным окислением.
  • На подину помещают руду и производят интенсивное кипение в окислительный период. Благодаря этому происходит размыв футеровки и восстанавливаются размеры ванны дуговой печи. После удаления остатков шлака и металла, осуществляют заправку поврежденных участков футеровки.
  • Поврежденные места футеровки откосов и подины заправляют магнезитовым порошком, а места наибольшего повреждения — порошком, который смочен в жидком стекле.
  • Наилучшим для заправки является специальный мелкозернистый порошок. Размер зерна должен составлять 0–1,5 мм и в его составе не должны присутствовать доломит и известь.
  • Нередко в заправочные смеси входит размолотый магнезитовый кирпич.
  • Печи, в которых выплавляют хромистые стали, в заправочных смесях содержат молотый хромомагнезитовый кирпич и хромистую руду.
  • После проведенного ремонта футеровки подины осуществляют ее закрепление. Для этого проводят плавку без окисления при низкой тепловой нагрузке.
  • Заправку печей, имеющих небольшую емкость, вы можете осуществить вручную, с помощью лопат, а передний откос — специальной ложкой. Воспользовавшись вышеприведенной информацией, можно произвести ремонт защиты печи.

Источник: http://SdelaiKamin.ru/uhod-za-pechyu/futerovka-pechi-39

Футеровка печи своими руками

Не станет секретом тот факт, что при сжигании топлива в печи всегда очень высокие температуры. Несмотря на то, что для устройства любой печи используются только огнеупорные материалы, они все равно требуют защиты. 

Для того, чтобы защитить внутренние стенки топливников существует футеровка. Что же это такое? По сути, это облицовка стенок для увеличения защиты от разного рода воздействий (химических, тепловых, радиационных). Футеровка печи считается теплозащитной футеровкой. Основой футеровки является рабочая величина температуры материала. Она зависит от огнеупорности и термостойкости. 

Материалы для огнеупорной футеровки печи

Всю продукцию, которая применяется для футеровки, можно условно разделить на 3 группы: плиты, маты и модули. Ко второй группе можно отнести огнеупорный легковесный кирпич. 

Если говорить о наиболее эффективных материалах, то лидером среди них является керамическое волокно. Диапазон рабочих температур данного материала от 1270 до 1652 °С. Также очень популярны рулонные огнеупорные материалы. Они обладают хорошей термостойкостью, небольшим весом и малой теплопроводностью. Предел их рабочей температуры — 1130 °С. 

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Футеровка печи своими руками

Сразу стоит сказать, что для футеровки печи своими руками требуются опыт и знания. К этому делу нужно подходить с большой долей ответственности, ведь от правильной футеровки и кладки зависят комфорт и тепло в вашем доме. 

Так как наиболее распространенный материал для футеровки — это кирпич, именно способ с его использованием мы и рассмотрим. Кирпич нужно выкладывать на ребро вдоль всех стен топливника. Для того чтобы эти стенки были как следует защищены от перегрева, необходимо стыковать футеровку с основной кладкой с помощью вертикального шва, но без перевязки.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Важный момент: между футеровкой и металлической стенкой печи нужно обязательно оставить небольшой зазор. В противном случае футеровка будет разрушена. Это связано с тем, что термическое расширение металла гораздо больше, чем у кирпича. 

Ремонт футеровки печи

Так как ничто в нашем мире не вечно, то и футеровка печи имеет свойство изнашиваться. Для того, чтобы поддерживать ее работоспособность, следует регулярно ремонтировать деформированные участки. Для этого постоянно осматривайте печь, прощупывайте футеровку железным штырем. 

При необходимости ремонта применяется смесь, которая состоит из высокоглиноземистого шамотного порошка и глиноземистого цемента. Это масса наносится на остатки футеровки.

Если при ремонте по длине будет заменено более 2 ее диаметров, необходимо произвести сушку футеровки. При этом нужно соблюдать определенный режим (приступать к сушке следует не раньше чем через 7 суток после ремонта).

Если режим сушки выбран неправильно, то может произойти разрушение футеровки или ее растрескивание. 

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Как вы видите, футеровка печи — это дело не простое. Без руки мастера здесь не обойтись. Но в любом случае хорошая футеровка — залог долговечности вашей печи.

Футеровка печи отопления — материалы, как сделать и ремонтировать своими руками

Товары в нашем каталоге:

Источник: https://mag.dom.by/delai-sam/6823-futerovka-pechi-svoimi-rukami/

Ссылка на основную публикацию