Футеровка печи

Назначение и области применения футеровки печи

Обустройство внутри печи оболочки из огнеупорных материалов называется футеровкой. Такая кладка способна выдержать очень большие температуры. Печь, защищенная от перегрева, прослужит много лет.

Огнеупорная футеровка не является самостоятельной оболочкой, так как связана не только с печным материалом, но и с топочной средой, где происходит горение. Помимо кирпича для выкладки используют другие огнеупорные материалы, различающиеся химическими свойствами:

• кислые;
• основные;
• нейтральные.

В зависимости от веществ, возникающих при горении, происходят различные реакции. Футеровочная облицовка – это защита печных элементов от химического и механического воздействия. В зависимости от особенностей материала и вида печи производят инженерный расчет, чтобы выбрать материал для огнеупорной футеровки.

Облицовка нужна для печей, которые постоянно обогревают помещения или используются для приготовления еды в ресторанной сфере. Если применяется высококалорийное топливо, выделяющее много энергии и поднимающее температуру до 1200 °C и выше, то футеровка необходима. Однако для дачи, барбекю или мангала не требуется такая кладка, так как при горении кирпич практически не разрушается.

Основные способы футеровки

Есть много способов для футеровочных работ и материалов. Но при всем разнообразии все они относятся к 4 видам:

• для промышленных печей большого объема;
• бытовых печей из кирпича для отопления и варки;
• технологических и бытовых малых металлических печей;
• индукционных печей.

При огнеупорной футеровке по кирпичу выбирают такой материал, который уменьшит термическое напряжение на основу и увеличит срок его эксплуатации. Облицовка должна увеличить тепловую эффективность, поэтому используют шамот, так как у него высокая теплопроводность и небольшая теплоемкость. При облицовке топки шамотом такая футеровка станет промежуточным тепловым буфером, который вберет в себя самый большой первый жар, и постепенно отдаст материалу печи. Такой материал снизит расход топлива и увеличит время теплоотдачи.

При футеровке шамотом можно топить не только дровами, но и углем. Так как при использовании каменного угля жар вначале очень сильный. Стоит отметить, что топливо нельзя использовать для постоянного отопления, так как печь может начать трескаться. При футеровке шамотом тепловой удар не попадает сразу на печь, а переходит на нее постепенно.

Ошибки в исполнении футеровки

Основной ошибкой мастеров, возводящих оболочку, является стыковка впритык без зазора. При высокой температуре металл и кирпич имеют разное расширение, поэтому огнеупорная футеровка может растрескаться.

Если применять обычный кирпич с низкой теплопроводностью, то в этом случае металлическая печь не будет греть комнату, так как футеровка будет экраном, не допускающим тепло к металлу. Вся энергия будет улетать в дымовую трубу, а не обогревать комнату.

Используемые материалы

Для футеровки используют материалы, различающиеся по степени защиты:

• класс А – основа кремнезем;
• класс В – основа глина и глинозем;
• класс С – смешанные.

К классу А относятся искусственные кирпичи, в составе которых присутствуют горные породы. Сюда же входят естественные горные породы – гранит, кварц, песчаник. Эти материалы хороши для облицовки портала. Для топки из-за низкой теплопроводности и склонности к образованию трещин их не используют.

К классу В относятся шамотные огнеупоры и бокситный кирпич (глинозем с добавкой боксита и оксида железа, также носит название железняк). Материал способен выдержать температуру до 1700 °С.

В класс С входят набойки на основе руды, шлака, молотовой окалины, огнеупорные растворы и угольный кирпич.

Для футеровки используют керамический огнеупорный или шамотный кирпич. Под топки выкладывают клиновидными кирпичами для создания уклона к колоснику. При кладке нужно помнить, что использовать одновременно огнеупорный и шамотный кирпич нельзя, так как они несовместимы.

В качестве раствора используют мертель – сухой жаропрочный кладочный раствор на воде. В его составе 92-95% шамотной крошки и жароупорная глина (каолин). Нельзя использовать цветную глину, так как из-за примесей азота и железа футеровка получается недолговечной.

Для металлических печей используют листовые материалы. Иногда их применяют и к кирпичным печам. Так как ремонтировать огнеупорную футеровку кирпичами довольно сложно из-за размера материала и маленького пространства внутри печи. К тому же, выкладывая внутреннюю облицовку кирпичом, значительно уменьшают объем топки, что, в свою очередь, снижает тепловую мощность.

Наилучшим теплоизолятором считается вермикулит (вид слюды). У этого материала уникальные свойства. Плита толщиной 3 см не пробивается автогеном. Стоимость вермикулитовых плит довольно высока, но они хорошо выглядят, поэтому используются как декор. Их используют для внутреннего оклеивания металлических печей. Если необходимо облицевать металлические технологические печи, используют обыкновенные вермикулитовые плиты. При этом полезный объем топки не уменьшается.

Хороший материал как прокладка термодемпфер – не прошивные базальтовые маты. Самым лучшим во всех отношениях считается листовой картон из каолина. Это жаростойкий, химически нейтральный материал. Однако и у него есть недостаток. Его трудно приклеить к металлу. Чаще всего листовыми материалами делают огнеупорную футеровку всухую. То есть просто устанавливают под топкой картонный короб из базальта или каолина.

Для больших промышленных печей футеровку кладут на мертелях или всухую фасонными кирпичами с зацепами. Для бытовых или малых технологических печей футеровку укладывают на клеях, чтобы можно было исправить ошибки кладки по ходу возведения.

СП, ГОСТ и другие документы, нормирующие процесс огнеупорной футеровки

СП 83.13330.2016 «Промышленные печи и кирпичные трубы» (взамен СНиП III-24-75 «Промышленные печи и кирпичные трубы»)

ГОСТ 21436-75 (ИСО 9205-88) «Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные для футеровки вращающихся вечей. Технические условия»

ГОСТ 21436-2004 «Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные для футеровки вращающихся печей. Технические условия»

ВСН 367-76 (ММСС СССР) «Инструкция по кладке и футеровке промышленных печей»

ВСН 429-81/ММСС СССР «Инструкция по проектированию футеровок промышленных печей из огнеупорных волокнистых материалов».