Футеровка печи: защищаем печь от сильного нагрева. Футеровка или почему печи не рассыпаются от высоких температур? Что такое футеровочные работы

Футеровка печи – описание, основные технические решения, способы обустройства защитного слоя и описание наиболее распространенных материалов, способных эффективно защитить изделие от воздействия негативных факторов и влияния экстремальных температур.

Внутренняя отделка топки печи подвергается воздействию высоких температур, образующихся при горении топливных материалов. Особо экстремальные условия существуют при использовании высококалорийного топлива. И, несмотря на то, что печь, как правило, изготавливается из огнеупорных материалов, дополнительная обработка внутренних поверхностей – футеровка печи, будет весьма полезна для продления ее срока службы.

Футеровка – специализированная процедура обустройства внутренних поверхностей печи, обеспечивающая высокую степень защиты от термических, механических и химических воздействий, которым изделие постоянно подвергается на протяжении всего срока эксплуатации. В целом, футеровка представляет собой защитный и изолирующий слой из термостойких материалов, служащих для защиты деталей от экстремальной температуры, создаваемой в процессе горения. Она также предотвращает чрезмерные потери тепла от внешних поверхностей печи, делая процесс более энергоэффективным.

В условиях регулярного использования, на материалы, из которых изготовлена печь, действуют экстремально высокие температуры, варьирующиеся от типа используемого топлива. Внутренние поверхности топки подвержены растрескиванию, а, в случае с металлическими изделиями - чрезмерный перманентный нагрев и постоянные циклы «расширения-сжатия», приводят к его постепенному разрушению. Высокие температуры образуются, как правило при использовании угля, хотя и паллеты зачастую вызывают чрезмерный нагрев.
Экстремальные температуры - не единственный фактор, негативным образом воздействующий на поверхности печей из металла или кирпича. Футеровка применяется и для:

В качестве теплоизоляции, защищающей от колебания температур.
В качестве защиты от агрессивной среды. (кислотных реагентов топлива).
Защита от механических повреждений топки.
В качестве облицовочного материала.

В каких случаях применяется

Стоит отметить, что в футеровке нет необходимости, если печь нужна для непостоянного обогрева дачи или приготовления пищи на открытом огне (барбекю, шашлыки и т.д.). В данных случаях нет необходимости в обустройстве дополнительной защиты, так как разрушения, происходящие в процессе использования – минимальны.
Футеровка рекомендуется для изделий, использующихся для длительного и постоянного обогрева помещений или приготовления пищи в условиях различного рода кафе и ресторанов, где происходит непрерывное поддержание в топке необходимых температур – например, «русские» печи и им подобные. Особо нужна футеровка и при использовании высококалорийного топлива, при сгорании, высвобождающее большое количество энергии, вследствие чего в топке наблюдается экстремально высокий температурный режим.

Основные способы футеровки

Важно! Качественная футеровка может быть проведена после инженерных изысканий и корректном подборе изолирующего материала.

Работы по футеровки внутренней камеры печи из металла, натурального камня или кирпича, проводятся с учетом того, какой эффект необходимо получить в итоге. Например, теплоизолирующие экраны оказывают воздействие на процент нагрева газов, выводя большую часть тепловой энергии посредством выхода потоков воздуха и продуктов горения через дымоход. Огнестойкие материалы, обладающие низкой проводимостью тепла, эффективно справляются с защитой материалов печи от теплового воздействия, принимая большую часть такового на себя, что исключает взаимодействие внутренних стенок печи с открытым огнем. Одним из основных способов футеровки – является и укладка дополнительного слоя из специального кирпича, что также способствует эффективной защите топки от чрезмерного нагрева.

Внимание! Обустройство специальных теплозащитных экранов достаточно сильно понижает теплоотдачу печи, что не рекомендуется, если изделие используется для обогрева помещения. Основой футеровки – является использование «шамотных» материалов, специально подготовленных смесей, в которых посредством длительного обжига под воздействие высоких температур, уничтожаются пластичные свойства веществ. Кроме этого эффективными футеровочными материалами являются:
Натуральный камень из песчаника или кварца, обладающий высокой степенью устойчивости к воздействию экстремальных температур.
Специальные «шамотные» кирпичи – изготавливающиеся по специальной технологии, с добавлением различных примесей для улучшения конечных свойств материала, например, обожженной глины. Использование таких кирпичей, довольно популярный метод футеровки, так как они могут выдерживать очень высокие температуры и, сравнительно, не дорого стоит.
Рулонная защита: базальтосодержащие материалы, плиты из вермикулита, каолиновая бумага, вата или картон.
Специальные растворы: шамотные огнеупорные бетоны, корундовые, силикатно-муллитовые жидкостекольные смеси разного состава.

Огнеупорный кирпич
Материалы для футеровки подбираются индивидуально, исходя из индивидуальных особенностей изделий и возможностей обустройства защиты из того либо другого материала. В условиях промышленных печей, часто используются «шамотные» кирпичи или натуральный камень. Но, в условиях частного дома, где размеры топки не позволяют укладку дополнительного слоя из этих материалов, более подходящими являются альтернативные методы теплозащиты.
Сравнительная таблица свойств материалов для футеровки
Внимание! Для проведения эффективной футеровки самостоятельно необходимо обладать соответствующими навыками или обратиться к специалистам. Футеровка с использованием кирпича

Футеровка с использованием кирпича
Футеровка из «шамотного» кирпича – один из эффективных способов защиты топки, характеризующийся невысокой себестоимостью. Для обустройства такой защиты своими руками следует придерживаться определенных правил:
Кладка кирпича осуществляется способом «ребро на ребро» по всей длине внутренних стенок печи, не сдвигая элементы относительно друг друга.
Заполнение швов осуществляется посредством специальных «шамотных» и глино-содержащих растворов.
Если печь состоит из кирпича, футеровочный слой стыкуется с основным вертикальным швом, без перевязки.
Если топка металлическая – обязательным условием является кладка с зазором между металлом и кирпичом. Это критически важный аспект для сохранения структурной целостности кладки, которая из-за циклов «расширения-сжатия» металла при нагреве, может быть подвержена постоянным механическим воздействиям.

Важно! Кирпичная футеровка подвержена растрескиванию из-за неоднородности нагрева внешнего и внутреннего слоев. Для более качественной отделки стоит особо внимательно подходить к выбору раствора для швов. Для проверки его качества следует скрепить несколько кирпичей и подвергнуть их обжигу в топке, и на руководствуясь полученными результатами, принимать решение об использовании того, либо иного раствора. Также, не рекомендуется использование «шамотных» и обычных огнеупорных кирпичей одновременно. Это может привести к нарушению целостности кладки из-за неравномерного расширения материалов при нагревании.
Футеровка металлических печей

Футеровка металлических печей
Основным нюансом при футеровке металлических печей – является расширение метала при нагревании, которое намного выше, чем у камня или кирпича. Это свойство следует учитывать при обустройстве защитного слоя. Обязательное условие – необходимость оставить зазор, который покроет люфт металла и убережет футеровочную защиту от механических повреждений и растрескивания.
Совет! Для уплотнения зазоров можно использовать полотна или жгуты из базальтовой ваты, а в нежилых помещениях подойдет и асбест.
Стоит отметить, что наиболее распространенной ошибкой при обустройстве металлических печей – является кладка кирпича, как в топке, так и снаружи изделия. Кирпич – достаточно теплоемкий материал, но в то же время, обладает низкой теплопроводностью. В результате этого большая часть тепла выводится вместе с продуктами горения через дымоход.
Внимание! Опасным последствием наружной кладки изделия из металла кирпичом, может стать и угарный газ, проникающий в помещение из-за прогорания стенок топки. Футеровка рулонными материалами

Футеровка рулонными материалами
Оптимальным способом футеровки небольших печей, чтобы сэкономить внутреннее пространство топки, может стать обустройство защиты из рулонных материалов, пластин или матов. Номинальная толщина большинства таких материалов, не превышает 1 сантиметр, а часто и того меньше: картон из каолина, например, изготавливается с максимальной толщиной в 7мм. Такой способ эффективно сохранит внутренне пространство для закладки нужного количества топлива и обеспечит беспрепятственное прохождение продуктов горения через дымоход.
Важно! Следует учитывать, что количество материалов рассчитывается с учетом их возможного линейного расширения под действием высоких температур.
Отдельные пластины материала крепятся посредством армирующих элементов, металлических штырей, вставляющихся в предварительно подготовленные пазы. Следует учитывать и очередность обустройства топки рулонными материалами: пластины кладутся сначала на дно, после на боковые стенки и в конце – на верхнюю поверхность топки.
Важно! Следует помнить, что большинство современных металлических печей имеют заводской футеровочный слой, например, отделаны вермикулитом. Дополнительное обустройство может быть выполнено базальтовым картоном.
Обмазка растворами

Обмазка растворами
В последнее время достаточно популярным методом футеровки стало – обработка поверхности топки специальными растворами на основе шамотных, муллитовых либо корундовых смесей. Такая защита характеризуется сверхтонким покрытием, которое не сложно в нанесении. Для приготовления раствора, смесь разбавляется необходимым количеством воды и доводится до желаемой консистенции. После нанесения, футеровочный слой должен быть подвержен термической обработке или, другими словами, обжигу. Можно обжечь раствор и паяльной лампой до образования затвердевшей корочки.
Срок службы защитного слоя

Срок службы защитного слоя
Футеровка – не является вечной защитой топки печи и, в зависимости от интенсивности работы, температурного режима и выбранного материала, защитный слой со временем изнашивается, вследствие чего теряется начальная герметичность.
Важно! Наиболее долго послужит качественно выполненная футеровка, обустроенная специалистами, где материалы будут нанесены правильно, равномерным слоем, без повреждений, зазоров и трещин.
Можно продлить срок службы футеровочного слоя самостоятельно, для этого стоит проверять внутреннюю поверхность топки на структурную целостность, возможные механические повреждения и, при необходимости, своевременно их устранять.

Футеровочные работы представляют собой непосредственно работы по укладыванию и укреплению различных конструкций, в зависимости от назначения этих конструкций. Футеровка обеспечивает защитные свойства конструкций от всевозможных повреждений механического и физического характера.

Как правило, в основном футеровочные работы проводятся в металлургическом производстве, где основным элементом являются доменные печи. Так же футеровке подвергаются и дополнительные части доменных печей, такие ковши, трубы и топки.

Футеровочные работы для данных элементов являются необходимыми, поскольку посредством ее проведения повышается такое качество металлургического оборудования, как ь и повышается устойчивость к различным видам механических воздействий. После проведения футеровочных работ, печи достаточно стойко выносят такие воздействия, как повышенное трение, они защищены от различного рода налипания и способны служить более долгий срок.

Технология футеровочных работ

Футеровочные работы проводятся посредством нанесения на внутреннюю поверхность изделия такого специального средства, которое изготовлено на вермикулитной основе. Данное вещество обладает множеством качеств, которые необходимы для продления срока службы изделий. К этим качествам можно отнести следующие, такие как повышение огнеупорности материала, и его теплостойкости. Данный материал хорошо переносит всевозможные химические воздействия и является хорошим изоляционным материалом. Таким образом, данный материал является еще и минимально электропроводным.

Для проведения футеровочных работ доменных печей используются такие огнеупорные материалы, как кирпич шамотного типа. Данный материал очень высокого качества. Так же в ход идут блоки углеродистого типа, кирпич, содержащий повышенное количество глиноземного материала. В некоторых случаях для проведения футеровки печей доменного типа используется кирпич карбидокремниевого состава.

Особенности футеровочных работ

Сам процесс футеровочных работ состоит из выкладывания поэтапно всех типов . Так самую нижнюю часть доменной печи, которая называется лещадью, выкладывают кирпичными блоками, содержащими высокий уровень глиноземного материала. Пространство, которое образуется при такой кладке, затирается специальной замазкой. Которая изготавливается из мертельного материала, которое должно быть соответствующим типу кирпича, применяемого в кладке. Мертельный материал получают посредством смешивания шамота, который измельчен в порошкообразную консистенцию и глины.

Если данный материал используется в кладке ответственного характера, то туда непременно добавляются такие компоненты как сода и барда сульфитно-спиртового состава. Данное вещество добавляют для большей клейкости материала и таким образом для большего схватывания кирпича. Между блоками, которые являются углеродистыми, шовное пространство заполняется другим веществом. А именно специальной пастообразной массой, которая изготовлена из таких веществ, как кокс и смоло-пек.

Собственно весь процесс футеровочных работ состоит из кладки огнеупорных материалов и промазыванию швов между этими материалами. Футеровочные работы не являются работами повышенной сложности, хотя они достаточно трудоемки. Главным условием здесь является использование материалов специального назначения и состава. А так же важным является соблюдение всех рабочих регламентов и соблюдение всех техник безопасности.

Одним из важных этапов работ при возведении кирпичных печей является правильное обустройство топки, так как материал ее кладки будет подвергаться постоянному воздействию открытого огня. Обычный печной кирпич, используемый при кладке печи, под влиянием очень высоких температур, которые возникают при сжигании твердого топлива, будет обгорать, и может начать крошиться из-за потери естественной влаги материала. Во избежание этого и для продления длительности безаварийной эксплуатации отопительного сооружения , для обеспечения безопасности людей при постоянном пользовании печами, обычный керамический кирпич отделяют от открытого огня. Именно такая защита и называется футеровкой.

Необходимо, кроме того, отметить, что стенки топок металлических печей и твердотопливных котлов очень часто также нуждаются в защите. Все объясняется тем , что металлические (стальные) перегородки даже в большей степени, нежели кирпич, подвержены постепенному прогоранию. Поэтому некоторые производители снабжают топки стальных отопительных приборов каолиновыми или шамотными панелями.

Итак, футеровка печи отопления - что это такое и как сделать своими руками ? Этот вопрос нередко возникает у тех владельцев печей, кто уже столкнулся с губительным воздействием огня на материал, из которого изготовлена топочная камера. Поэтому далее будет представлена информация о том, что представляет этот процесс и как он производится.

Общие понятия о футеровке

Что же кроется под термином «футеровка»?

Футеровка - это облицовка внутренних поверхностей камер печи, постоянно контактирующих с открытым огнем . Задача этого облицовочного слоя - осуществлять защитные функции, предохранять внешние стенки от всевозможных термических, механических, химических и физических повреждений. Футеровку делают для защиты не только бытовых отопительных приборов - в горно-металлургической промышленности такая технология широко используется в мощных плавильных печах различной конструкции.

Кроме защитной функции, жаростойкие материалы, которыми облицованы внутренние поверхности топки, значительно снижают тепловые потери. Однако, здесь есть и «обратная сторона медали» - очень важно правильно рассчитать толщину футеровки, иначе стенки печи будут плохо прогреваться. А тепло будет просто уходить в дымовую трубу, а не в комнаты дома. Коэффициент полезного действия печи может существенно понизиться, что приведет к ощутимому возрастанию затрат на топливо, так как его потребуется слишком много, чтобы прогреть толстые стенки топочной камеры.

Способы футеровки и материалы для ее выполнения

Футеровка топок может производиться различными способами. Наиболее подходящий из них выбирается в зависимости от материала, из которого построена печь, и от того , когда решено произвести операцию укладки защитного материала.

Итак, методы создания защитной облицовки заключаются в следующем:

Облицовка внутренних поверхностей кирпичом или панелями из жаропрочного материала, имеющими низкую теплопроводность. Этим способом процесс футеровки может быть проведен как при постройке печи, так и уже в готовом отопительном сооружении.
Нанесение на внутренние поверхности стенок топки различных жаростойких растворов . Этот способ применяют тоже в уже готовых приборах отопления или же в кирпичных - при их постройке.
Установка теплоотражающих экранов - этот способ футеровки эффективен для банных металлических печей-каменок . Если же использовать экраны в других моделях печей, то это может привести к снижению их эффективности, так как выработанное тепло не будет прогревать стенки, а, отражаясь внутрь топки, уйдет в дымоходную трубу.

Защитные материалы для футеровки печей, каминов и котлов изготавливаются из глины или измельченных или переработанных горных пород. Они подразделяются на классы, в зависимости от их основы.

— «А» - это материалы, изготовленные на основе кремнезема .

— «В» - для основы этих футеровочных составов, кирпичей или панелей используется специально подобранная глина.

— «С» - комбинированная футеровка, изготавливаемая из нескольких компонентов, не подходящих под класс «А» или «В».

Самыми популярными для футеровки отопительных приборов являются шамотные материалы. Это может быть кирпич, панели или сухие смеси, из которых изготавливается раствор. Подобные материалы относятся к классу «В», так как, собственно, шамот - это обожженная при очень высоких температурах, доходящих до 1500 градусов, специальная глина. Доведенный до спекания природный материал измельчается, затем из него производится кирпич, панели, или же он поступает в продажу в виде мелкодисперсного порошка.

В состав шамотных материалов также могут быть включены добавки из кварца или песчаника, а также других горных пород, стойких к высоким температурам. Шамотные материалы являются самыми популярными, так как их качество и эффективность проверены временем. Кроме того, они имеют относительно доступную цену.

Цены на кирпич

Каолиновая вата изготавливается из глинозема и кварцевого песка

В дополнение к шамотным и другим твердым материалам, предназначенным для футеровки, используются рулонные, плитные или листовые, которые устанавливаются в виде прокладки между жаропрочным и внешним кирпичным слоем кладки.

К таким материалам относятся каолиновые, базальтовые, вермикулитовые , муллито-кремнеземистые и другие изделия, связующим для которых, чаще всего выбирается состав на основе белой глины. Все перечисленные материалы способны выдерживать температуру 1200÷1400 градусов.

Можно произвести футеровку и растворами из жаростойких материалов, которые наносятся на поверхность стенок топки готовых печей, а также используются для кладки огнеупорных кирпичей при возведении отопительного сооружения (понятно, что обычный кладочный раствор здесь не всегда будет уместен). Кроме того, этими порошками засыпаются свободные швы, а также - некоторые из тех технологических зазоров и просветов, что предназначены для теплового расширения металлических элементов конструкции.

Сухие смеси для процесса футеровки изготавливаются из шамота или цемента, обогащенного специальными добавками. Примером может служить огнеупорный саморасширяющийся цемент РПЦ М 500.

Еще один материал, который может быть применен для процесса футеровки - это высокотемпературный алюмосиликатный огнеупорный клей, который предназначен для наклеивания рулонных и панельных материалов, кладки жаростойких кирпичей, а также нанесения на стенки, сложенные из обычного кирпича. Жаропрочные составы разных производителей рассчитаны на максимальную температуру нагрева в 1400÷1600 градусов, что вполне достаточно, чтобы защитить кирпичные стенки от воздействия открытого огня. Удобство таких составов состоит в их быстром просыхании. Так, например , после футеровки топки этим материалом, печь можно эксплуатировать уже через сутки.

Кроме огнеупорного клея, сегодня в строительных магазинах можно найти и другие одно— и двухкомпонентные составы, производимые, чаще всего, в пастообразной консистенции - это жаростойкие мастики и обмазки, которые могут наноситься как в процессе обустройства топки, так и в уже готовом отопительном агрегате . Подобные футеровочные материалы могут содержать в своем составе шамотный порошок, микроскопические армирующие волокна и другие добавки, укрепляющие защитный жаропрочный слой.

Приведенная ниже таблица представляет сравнительные данные наиболее часто применяемых футеровочных материалов:

Название материала	Плотность материала, кг/м³	Максимальная рабочая температура
Шамот (готовый кирпич или раствор)	1800-2000	1300
Плотный каолин	2400-2500	1400
Вермикулит	150-250	1090
Муллит (маты/чистый)	3030	1600/1800
Базальтовая вата	100	750
Обычный печной красный кирпич	1600	700
Алюмосиликатный огнеупорный клей	-	1600

Особенности использования некоторых материалов для футеровки печей

У начинающих печников возникают вопросы не только о том, какие материалы используются для футеровки, но и как их правильно применить. Об этом и нужно сказать несколько слов.

Раствор для футеровки

В достижении прочности, долговечности и эффективности футеровки важнейшую роль играет раствор, на который будет производиться кладка. Проводить эксперименты с раствором для шамотного кирпича - категорически не рекомендуется . Самым оптимальным вариантом станет использование готовых смесей, которые в специализированных магазинах представлены «на любой вкус и кошелек ».

В готовых материалах предусмотрены все необходимые составляющие, подобранные друг к другу в правильных пропорциях. Безусловно, все они запущены в производство после проведения многочисленных лабораторных испытаний.

Цены на цемент

Выбирая сухую смесь для футеровки, необходимо изучить ее характеристики, информация о которых, как правило, расположена на упаковке. Для облицовки топочной камеры необходимо приобретать огнеупорную смесь. Жаростойкие же составы больше предназначены для возведения других отделов печи. Возможно, необходимый для футеровки материал будет стоить дороже жаростойких вариантов, однако, экономить на нем не стоит. Тем более что для проведения процесса облицовки топки потребуется весьма небольшое количество раствора.

Так, для проведения кладки из шамотного кирпича потребуется 65±10 кг сухой смеси для приготовления раствора из расчета на 100 кирпичей.

Использование огнеупорного клея при футеровке

Высокотемпературный алюмосиликатный огнеупорный клей применяется для соединения (склеивания) различных материалов, используемых для футеровки. Такой клей создает отличное сцепление для огнестойкого кирпича, плит из базальтовых волокон, керамоволокнистых изделий и других материалов. Причем этот состав применяется не только для футеровки бытовых отопительных приборов в качестве кладочного или обмазочного раствора, но и в металлургической, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, а также в машиностроении.

Процесс использования клея в футеровке печи включает несколько последовательных этапов:

Огнеупорный клей поступает в продажу в пластиковых ведрах объемом от 2 до 50 килограммов. Перед началом работ герметично закрытая емкость вскрывается, и масса тщательно перемешивается.

Перед тем как нанести клей с помощью шпателя на любую поверхность, ее рекомендовано увлажнить - это можно сделать с помощью пульверизатора.
Огнеупорный клей наносится на поверхности топки или отдельные элементы футеровки толщиной до 3 мм. Если планируется защитить стенки только лишь с помощью клея, то на них наносится несколько его слоев с интервалом по времени в 15 минут.
Если на клей планируется закрепить базальтовый картон на горизонтальной поверхности, то допускается разбавление массы водой. Ее может быть добавлено из расчета 15% воды на 100% клея - этот процесс проводится не ранее, чем за 12 часов до использования клея.
Расход клея на 1 м² составляет от одного до четырёх килограммов. Это зависит от толщины наносимого слоя, а также от качества обрабатываемой поверхности.
Высыхание клея, при нанесении его толщиной в 3 мм и при температуре выше 25 градусов, происходит через 24 часа. А если температура превышает 90 градусов, то полная готовность достигается уже через 6 часов.

Нужно ли замачивать шамотный кирпич перед кладкой?

Многие начинающие печники или хозяева отопительных печей, решившие произвести футеровку собственными силами, задаются вопросом о том, нужно ли замачивать шамотный кирпич перед его .

Мнения опытных печников по этому вопросу расходятся. Это понятно – каждый из них за долгие годы работы выработал свою «стратегию» возведения печей. Однако, если подойти к этой проблеме, учитывая физические характеристики шамотного кирпича, то можно прийти к определенным выводам о том, когда кладочный материал стоит несколько увлажнить.

Так, если для кладки используется не новый, а уже бывший ранее в употреблении кирпич, капилляры которого за период прошлой эксплуатации забиты пылью и остатками раствора, то его стоит замочить. Это делается для открытия в структуре материала пор, и более легкого проникновения в них влаги вместе с раствором. Но обязательно необходимо проследить, чтобы перед кладкой с кирпичей полностью стекла вода.
Если опыт в проведении кладки отсутствует или невелик, то кирпич тоже можно увлажнить. Дополнительная влага сохраняет пластичность раствора на более долгий срок. Это дает дополнительное время, которое можно будет использовать для исправления допущенных погрешностей кладки. Если же кирпич будет сухим, то он быстро впитает влагу из раствора, поэтому последний быстро потеряет свою пластичность и схватится. При таком раскладе исправить ошибки будет значительно сложнее.
Если возведение печи происходит в летний период, при высоких температурах воздуха на улице, то замочить кирпич на некоторое время будет даже полезно. А вот в холодную и сырую осеннюю или весеннюю пору этого делать уже не рекомендуется. Сушить кладку из переувлажненного кирпича придется очень долго и только методом топки, чего нежелательно делать до тех пор, пока раствор не просохнет окончательно. В противном случае может произойти деформация швов, что значительно снизит прочность кладки.

Если все же случилось так, что печь возведена из замоченного кирпича, и погода вдруг испортилась, то произвести ее сушку можно, поместив внутрь топки обычную мощную лампочку накаливания (скажем, на 200 Вт), которую придется держать включенной довольно длительное время. При этом все дверцы печи должны быть полностью открыты.

Из всего сказанного выше можно прийти к выводу, что делать кладку из сухого шамотного кирпича все-таки надежнее . Если нет уверенности в том, что кладка сразу получится ровной, и ее , возможно, придется исправлять, то лучше будет сделать раствор для нее не слишком густым.

Самостоятельная футеровка отопительных сооружений и агрегатов

Особенности облицовки кирпичных топок

Футеровка стенок топочной камеры осуществляется с обязательным учетом термического расширения материалов под воздействием высоких температур, возникающих в процессе эксплуатации печи, или котла. В связи с этим , между внутренним защитным (шамотным) и внешним (обычным керамическим) слоем кладки оставляется пустой зазор в 7÷10 мм, или же делается прокладка из базальтового, каолинового или асбестового картона.

Футеровочная кладка не должна напрямую контактировать с внешними стенками топочной камеры. Или оставляется пустой просвет, или он заполняется жаропрочным материалом, например, каолиновым или асбестовым листом

Перед началом работ, необходимо произвести расчет материала. Если планируется произвести футеровку, используя шамотный кирпич, то сразу учитываются его линейные размеры. Чаще всего применяется стандартный кирпич с размерами 250×150×65 мм.

Вместе с тем , современный ассортимент огнеупорных кирпичей – весьма широк. Производители поставляют в торговые сети шамотный кирпич, имеющий конфигурацию, необходимую для создания наклонных поверхностей, которые обрамляют колосниковую решетку или формируются на задней стенке.

Футеровка топки может иметь разную толщину, которую определяют следующие параметры отопительного прибора:

Толщина внешнего слоя кладки печи.
Толщина облицовки корпуса печи.
Максимальная температура внутри топочной камеры.

Эти же параметры нужно учитывать и при выборе материала для защитного слоя, опираясь на представленную выше таблицу. В ней специально указаны рабочие температуры самых популярных для футеровки материалов.

Если футеровка производится в процессе возведения печи, ее последовательность подробно описана в самой схеме-порядовке, от первого до последнего ряда облицовки. При отделке же готовой топки огнеупорным кирпичом, работы осуществляются в следующем порядке:

Сначала кирпич укладывается вокруг колосниковой решетки . Для этого лучше всего использовать кирпич, имеющий уклон в сторону колосника.
Затем поднимаются боковые и задняя стенки . В связи с тем, что под уклоном выложить заднюю стенку в готовой топке практически невозможно, ее обычно делают ровной.

Футеровка готовой топки тонкими огнеупорными блоками. Качество, как видите, «не очень» …
Кроме того, нет оставленного зазора между керамическим и шамотным кирпичом. Так что лучше все же эту операцию проводить еще в процессе возведения печи.

Цены на отопительные печи

отопительная печь

Однако, здесь нужно уточнить, что если топка совсем небольшая, а футеровку произвести необходимо, то лучше вместо кирпича использовать панели из одного из жаропрочных материалов или же пастообразные составы. Используя последний вариант, обмазку нужно производить очень тщательно, не оставляя необработанных участков. Для того чтобы улучшить обзор внутреннего пространства топки, по возможности рекомендуется снять с конфорки варочной плиты чугунные кольца, и подвесить над этим отверстием лампу для подсветки камеры.
Производя футеровку, нужно помнить, что в ней нельзя мешать красный жаростойкий и шамотный огнеупорный кирпич. Дело в том, что эти материалы имеют различную плотность, соответственно - и линейное расширение, а также отличаются коэффициентом теплопроводности. Поэтому между внешней стенкой из красного кирпича и футеровкой рекомендовано сделать прокладку из асбестового или базальтового картона толщиной хотя бы в 5 мм. При тепловом расширении кирпичей, изготовленных из разного материала и соприкасающихся между собой, по красному кирпичу запросто со временем могут пойти трещины.

Видео: Наглядный пример правильной футеровки топочной камеры кирпичной печи

Футеровка металлических топок

Если предстоит сделать футеровку металлической топки, то следует помнить, что металл и кирпич вообще кардинально различаются коэффициентом линейного расширения при нагреве до высоких температур. Поэтому между металлом и кирпичом всегда должен оставляться тепловой зазор, который заполняется базальтовой или каолиновой ватой или асбестом.

Кроме этого, необходимо учесть, что если внутри топки делается футеровка, то уже не следует. Керамический кирпич отличается высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью, то есть тепло, полученное от сжигания топлива не будет прогревать полноценно прогревать стенки, а «уйдет в трубу». При этом эффективность печи весьма ощутимо снизится.

Цены на шамотный кирпич

шамотный кирпич

Процесс облицовки топочных камер металлических печей проводится в том же порядке, что и кирпичных. То есть сначала выкладывается дно топки, между металлом дна и кирпичом настилается базальтовый картон толщиной не менее 10 мм. Для закрепления картона на металле, а затем и кирпича сверху этого жаропрочного материала, может быть использован огнеупорный клей, о котором говорилось выше.

Футеровка отопительного твердотопливного котла

В отличие от печи , должен отдавать выработанную энергию теплоносителю, проходящему через теплообменный контур, и по минимуму рассеивать ее через внешние стенки. Это и предопределяет особенности его футеровки.

При проведении футеровки паровых котлов используется три способа ее обустройства:

Тяжелая футеровка. Этот способ используется для котлов, имеющих слабое экранирование. Во время их эксплуатации, некоторые области и детали могут нагреваться до температуры, превышающей 1250 градусов. Это, понятно, создает риск не только быстрого прогорания стенок прибора, но и делает обслуживание агрегата крайне небезопасным, и даже способно привести к возгоранию. Тяжелая футеровка заключается в том, что кладка шамотного кирпича на ложок проводится в два-три слоя, что снижает температуру наружных стенок до 60÷75 градусов. Как правило, на бытовом уровне с такой тяжелой футеровкой сталкиваться не приходится.

Облегченная футеровка состоит из одного слоя кирпичной кладки. Дополнительно к внутренней облицовке, для увеличения КПД и снижения температуры внешних стенок, внешняя поверхность котла нередко облицовывается одним из негорючих материалов, способных выдержать повышенные температуры, характерные для определенного агрегата. Ну а затем иногда дополнительно обшивается металлическим листом.
Натрубная футеровка предназначается для своеобразной термоизоляции труб котла, там, где из-за повышенных температур невозможно применить иные утеплительные материалы. Она производится непосредственно по внешним поверхностям труб. Этот вариант можно назвать самым простым в исполнении. Он выполняется с использованием огнеупорного клея или другого раствора, производимого в виде вязкой массы.

Пластичное вещество наносится на трубы с помощью кисти в два, а иногда и в три - четыре слоя. После застывания такая обработка образует толстый слой, предотвращающий ненужные потери тепла. Во избежание сквозных механических повреждений защитного слоя, его часто армируют стекловолоконной сеткой. Металлическую сетку не используют из-за высоких показателей ее термического линейного расширения .

Футеровка топок лепных глиняных печей

Несмотря на наличие в продаже большого количества кирпича разного сорта и качества, а также готовых металлических отопительных агрегатов, в последнее время становятся все более популярными глинобитные печи различных конфигураций.

Топки этих печей настоятельно рекомендуется укрепить шамотным кирпичом. Если же стенки печи создавались из раствора, смешанного с камнем, выполняющим функции «арматуры», то для футеровки печи вполне можно воспользоваться и одним из огнеупорных пастообразных растворов. Например, отлично подойдет клей, о котором уже шла речь выше, или же специальный цемент, шамот, корундовая или муллитовая смесь.

Пастообразные материалы значительно упрощают работу – такую футеровку сможет провести любой домашний мастер, даже не имеющий опыта в подобных процессах. После застывания огнеупорных материалов, они образуют монолитный слой, который предотвратит растрескивания основных глиняных стенок топочной камеры при воздействии на них высоких температур.

Проведение ремонтно-восстановительных работ в топочной камере печи

Любая печь перед началом эксплуатационного сезона требует проведения тщательной ревизии на предмет обнаружения различных повреждений. Трещины и сколы, которые могут появиться за время простоя отопительного сооружения, способны привести не только к снижению к снижению эффективности работы печи. Они резко снижают безопасность ее эксплуатации - это может стать предпосылкой для проникновения угарного газа в жилые помещения, что представляет очень серьезную угрозу не только для здоровья, но и для жизни владельцев дома.

Ревизия проводится как на внутренних поверхностях футеровки, так и на внешнем кирпичном слое печи . Если при проведении осмотра обнаружатся неглубокие трещины или незначительные повреждения, то их следует заделать.

Снаружи ремонт проводится жаростойкими смесями, а футеровку следует ремонтировать огнеупорными составами - клеями, мастиками или растворами. Эксплуатировать печь, после проведенного ремонта можно только дождавшись полного естественного просыхания раствора или клея, иначе материал, которым заделаны повреждения, может деформироваться.

Если опыта в печных работах недостаточно, или нет желания возиться с футеровкой уже построенной печи самостоятельно, лучше всего обратиться к специалистам, которые занимаются отопительными приборами и сооружениями профессионально. Такой квалифицированный мастер грамотно произведет выбор и расчет футеровки, что обеспечит надежную и безопасную работу печи с сохранением или даже увеличением ее эффективности.

16 января 2015

Строительство печей требует качественных и огнеупорных материалов, способных противостоять высоким температурам, химическому и тепловому воздействию. При необходимости внутри топки обустраивают футеровку — дополнительную оболочку, которая выполняет следующие задачи:

увеличивает срок эксплуатации печи;
уменьшает тепловые потери;
защищает кожух от воздействия высокой температуры и химических реакций.

Заметим, что основным предназначением футеровки является именно теплозащита, а не теплоизоляция. Иначе тепло будет задерживаться внутри топки и уходить с дымом, существенно снижая КПД печи.

В зависимости от поставленных задач, выбирают способ, как обустроить футеровку:

установить отражающие тепловое излучение защитные экраны;
выложить внутри топки дополнительные стенки;
обработать внутренние поверхности специальными материалами.

Футеровка в различных печах

В металлической печи

При работе с металлической топочной печью следует учитывать разницу теплового расширения материалов. Поэтому, между футеровкой и стенкой печи надо обязательно оставить зазор, который заполняется негорючим материалом. Обычно это базальтовая вата, но если печь эксплуатируется в нежилом помещении, то можно использовать и асбест. Кладка кирпича с двух сторон для улучшения прогрева печи является ошибочным решением. Низкая теплопроводностью и высокая теплоемкость кирпича улучшат теплоизоляцию и ограничат поступление в топку охлажденного воздуха, вызывая прогар поверхностей.

В кирпичной печи

Укладка футеровки вплотную к кирпичам, которые образуют наружные стенки, недопустима. Причина — тепловое расширение внутреннего слоя, и, как результат, растрескивание наружного. Трещины может вызвать и перегрев наружных стенок при ошибках в выборе материалов и обустройстве футеровки, что приводит к утечке угарного газа в помещение. Важное значение имеет качество швов, которое зависит от используемой глины. Для проверки можно соединить 2-3 кирпича и подвергнуть воздействию высоких температур. При неудовлетворительных результатах необходимо изменить состав и повторить испытания.

Полезный совет: Для ускорения испытаний можно сделать сразу несколько вариантов смеси и выполнить обжиг одновременно. Не забудьте наметить образцы!

В паровом котле

Различают три разновидности футеровки в топочных паровых котлах:

Тяжелая. Делают в 2-3 слоя шамотного кирпича для котлов со слабым экранированием. Температура в топке иногда может превышать 1200 °С, что повышает риски возгорания, а подобная защита снизит ее до безопасных 60-80 °С.
Облегченная — это однослойная кирпичная футеровка. При этом, каждый ее пояс должен опираться на каркас котла или промежуточную балку. Для уменьшения внешней температуры и увеличения КПД котельной, поверхность отопительной установки укрывают негорючим материалом и металлическими листами.
Натрубная — самая простая из футеровок. Для обустройства готовится вязкая негорючая масса, которую необходимо в 2-4 слоя нанести на трубы. Конструкция будет лучше противостоять тепловым расширениям если использовать армирующую сетку.

Бытовая футеровка

Обычно в бытовых условиях футеровка — это укладка шамотного кирпича внутри топки. Поэтому некоторые предпочитают ее сделать самостоятельно, не обращаясь к дорогостоящим услугам специалиста. И сразу у новичка начинают возникать первые вопросы. Попытаемся предугадать их в следующих советах:

Для каминов и классических печей вполне достаточно одного слоя футеровки из стандартного кирпича 250х150х65.
Как правило, укладка проводится вертикально, иначе теряется значительная часть внутреннего полезного объема.

Отличительной особенностью изделий из шамота от классических — минимальное тепловое расширение. Поэтому большой зазор между ними оставлять не стоит. Для соединения элементов кладки используют раствор глины и устанавливают шип из металла. Футеровку на цементно-песчаном растворе не делают. В месте соприкосновения с металлическим изделием, например, с колосниковой решеткой, необходимо сделать зазоры. Частое изменение размеров металлических предметов от жара может со временем выдавить их из кладки, деформировать или разрушить.

Самый популярный раствор для футеровки готовится на шамотной глине с кирпичной пылью.

Однако если печь рассчитана только для дров, можно использовать классическую смесь глины с небольшой добавкой песка.

Материалы, которые используют для футеровки печей и котлов делят на три класса:

«А» — состоит из искусственных или естественных материалов на основе кремнезема;

«В» — представлен классическими материалами на основе глины;

«С» — из различных огнеупорных растворов и других материалов.

Защиту внутренней поверхности топки можно выполнить:

кладкой из шамотного кирпича;
нанесением негорючей смеси;
установить защитные экраны.

Последний метод хорошо подходит в для установки металлической банной печи. В других случаях он малоэффективен из-за больших тепловых потерь. Для кладки рекомендуется взять шамотный кирпич, соответствующий требованиям ГОСТ 390-96. Использовать классический не рекомендуется. Он быстро разрушится и потребует замены. Ранее, до возникновения материалов из шамота, пользовались изделиями марки М-300, которые и сегодня обладают сравнительной надежностью и прочностью, привлекают ценой, но уступают в эффективности.

Для лепных печей

Лепные печи, которые возводят глинобитным методом, постепенно начинают вытеснять в банях классическую каменную или металлическую отопительную конструкцию. Футеровку для них можно сделать из шамотного кирпича, однако специалисты советуют использовать одну из специальных смесей:

муллитовую;
шамотную;
корундовую.

Работа становится довольно простой, даже для новичка: выбранный состав достаточно развести теплой водой на месте и нанести раствор на защищаемую поверхность. Полученный после высыхания монолит не трескается.

О ремонте

В процессе эксплуатации нужно обязательно проводить периодический тщательный осмотр всех поверхностей (например, перед отопительным сезоном). Своевременное обнаружение и восстановление поврежденных участков поможет избежать многих неприятных ситуаций — от неэффективной работы (или полной остановки) до отравления угарным газом.

Незначительные повреждения и неглубокие трещины можно заделать латками из смеси глиноземистого цемента и шамотного порошка. Только спустя неделю отремонтированные места можно просушить открытым пламенем, иначе они могут снова быстро разрушиться. Знакомство с особенностями футеровки для различных бытовых печей, каминов и отопительных котлов может создать опасную иллюзию. Ведь действительно, некоторые простые вещи можно сделать самостоятельно. Тем более, что расценки на работу хорошего печного мастера приличные. Но не стоит забывать, что расплата за ошибки может быть несоизмеримо больше.

грамотный выбор футеровки и ее инженерный расчет — это гарантия безаварийной работы с высоким КПД всей отопительной конструкции;
обоснованный выбор материалов обеспечит надежность и долговечность сделанной работы;
правильное начало эксплуатации.

Видео

Идея установить экологически чистый камин вместо очага, требующего дров и постоянной чистки, пришлась по душе многим владельцам частных домов и коттеджей, за которыми последовали собственники жилья в многоэтажках. Они отдали предпочтение электрическим устройствам, а тем, кто захотел иметь «живой» огонь, пригодились передовые технологии, которые воплотились в каминах, работающих на биологическом топливе. Отличным примером ультрасовременного прибора,…

Изготовление кирпичей сегодня осуществляется на современном оборудовании с применением инновационных технологий из различного сырья. Несмотря на это, основными компонентами остаются традиционные глина и песок, которые широко применяются в процессе производства полнотелого и пустотелого кирпича. Но для изготовления печи они не подходят, поскольку в процессе длительного воздействия открытого пламени быстро разрушаются. Поэтому для этих целей следует…

Создание оригинального и практичного проекта, который бы мог позволить оптимально сочитать качество и комфорт применения такого элемента отопления, как печка-буржуйка. Должен быть полезен не только дачникам или владельцам гаража. Но и всем, кто хоть раз сталкивался с проблемой отопления при перебое подачи центрального варианта отопления. Особенно данная проблема актуальна для жителей частных и загородных домов….

Согласно законам физики, нагретая жидкость устремляется вверх, что и было положено в основу работы теплообменника печи. Теплообменник имеет несколько труб, по одной из них вверх поступает горячая вода. По другой, подается холодная, которая замещает горячую, после чего этот процесс повторяется. В результате круговорота в системе вода нагревается. На время нагрева воды влияет несколько факторов: мощность…

По своей сути коаксиальный дымоход является двумя трубами, которые расположены одна в другой. Данные трубы обладают одной общей осью. По внутренней трубе перемещается газовая смесь. Что касается внешней трубы, то она представляет собой путь для воздушных потоков с улицы, которые передвигаются в нагретом состоянии. Также в устройстве имеется сборник конденсата и прибор, очищающий газы. Газовый…

Довольно часто поверхности нуждаются в надежной защите от термических, механических, химических либо физических повреждений, возникающих в процессе работы. Так, например, регулярно встречаются повреждения оборудования, используемого в горно-металлургической промышленности. Также требуется и усиление огнеупорных свойств в доменных печах для выплавки . И в первом, и во втором случае делается дополнительная отделка специальным материалом.

Такая защита нужна не только в серьезном производстве, не лишним будет ее присутствие и в простом домашнем камине или печке. И несмотря на простоту задачи, многие совершают огромное количество ошибок, неправильно подобрав материалы либо способ их монтажа. Об этом лучше всего поговорить в отдельной статье на строительную тематику, а мы будем склоняться к обсуждению сферы металлообработки и соответствующего производства.

Так, если говорить о доменном производстве, то необходимо не только предохранять кожух от воздействия чрезмерно высоких температур, жидкого металла и шлака, которые могут нанести губительное повреждение, но и свести тепловые потери к минимуму. При этом немаловажной является и надежная защита от всяческих агрессивных реагентов.

Благодаря футеровке, печь становится полностью герметичной, и в ней создается необходимая газовая плотность. Также значительно продлевается срок ее эксплуатации, потому что повышаются различные показатели стойкости (механической, химической и др.). Такого результата позволяют добиться специальные слоисто-пористые материалы.

2 Футеровочные смеси для отделки

Сегодня существует множество разных материалов для футеровки, в принципе, их свойства полностью зависят от назначения, но, тем не менее, они обязательно должны обладать отличной износостойкостью, хорошей ударопрочностью, ремонтопригодностью, сопротивлением к истиранию, широким диапазоном температур, водоотталкивающими свойствами и стойкостью к воздействию агрессивных сред. Так, например, для футеровки индукционной печи нашла свое применение специальная сухая шпинель-образующая масса.

Ее достоинством является очень низкий коэффициент объемного расширения даже при нагреве до довольно высоких температур. Благодаря данному свойству, в ней практически никогда не появляются трещины, даже при сильном тепловом перепаде. Так что можно осуществить более ста плавок в подобной печи без серьезных разрушений и потерь материала. Одним из представителей новейшего поколения футеровочных масс является кварцитовая виброуплотняемая, основой которой служит керамзит. Она также нашла свое широкое применения для обработки индукционных электрических печей.

Обычно для данной цели берется керамзит только самого высокого качества, и осуществляется его сортировка по размеру гранул. Так можно добиться улучшения монтажных свойств за счет хорошей плотности укладки. Он зачастую применяется для печей, специализирующихся на чугунолитейных операциях. Если же речь идет об индукционных печах, в которых осуществляют плавку и (нержавеющих, углеродистых и высоколегированных), то в этом случае футеровочным материалом будет выступать масса на основе спеченного глинозема.

Такое решение обосновано его преимуществами: великолепная стойкость к воздействию агрессивных химических сред, способность выдерживать очень высокие температуры (до 1815 °С). Футеровочная обработка ковшей, камер обжиговых печей, крышек, вытяжных каналов осуществляется зачастую огнеупорным бетоном, который идеально подходит для литых изделий. К его преимуществам можно отнести великолепную износоустойчивость (причем данный параметр не зависит от температур), ударостойкость и прекрасную фактуру поверхности.

Кроме того, существуют еще и муллитовые смеси, а также маты, способные выдерживать воздействие очень высоких температур. Можно встретить и шамотные материалы, которые выпускаются в виде кирпичей или же специальной смеси.

И тот, и другой вариант не отличаются высокой стоимостью, что и делает их очень популярными. Для ремонта печей используются специальные клеи, замазки и мастики, имеющие, пастообразную консистенцию. К их особенностям относится возможность нанесения даже во время работы печи. Еще довольно распространены в данной области и специальные рулонные материалы, такие как каолиновые бумага (толщиной около 5 миллиметров), картон (около 7 мм) и вата. Последнюю довольно легко рвать, и поэтому ее применяют в виде кусков и комков необходимого размера.

3 Другие виды футеровок и критерии выбора

Начнем с металлической защиты. Для этой цели нашли свое применение хромистая, марганцовистая стали, а также разные типы чугуна. А вот чтобы создать защиту для деталей нестандартной формы, делают резиновую футеровку, в которой используют вулканизированную резину. Данный материал плавится и заливается в нужную форму, кроме того, он отличается довольно длительным сроком службы, что не так уж маловажно!

В пищевой, горнодобывающей и других отраслях промышленности в основном применяют полимерные виды футеровок. Перечень их достоинств можно продолжать очень долго, основными из них являются: устойчивость к химическому воздействию, агрессивным средам, высоким температурам. Кроме того, они отличаются великолепной износостойкостью, ударной вязкостью и водоотталкивающими свойствами. Еще один вид, который достоин внимания – защита с помощью базальтовых материалов.

В основном применяется она для различных бункеров, емкостей и желобов, подверженных негативному воздействию щелочей с кислотами. Также применение такой футеровки будет весьма эффективно и как антикоррозионное покрытие. Кроме того, обработанной поверхности будет совершенно не страшен износ от взаимодействия с абразивными частичками.

В промышленности, которая отличается тяжелыми условиями эксплуатации, такими, как воздействие чрезмерно высоких температур, сильный абразивный износ, повышенный уровень влажности, актуально применять сверхвысокомолекулярный полиэтилен, отличающийся низкой склонностью к истиранию, отличной сопротивляемостью агрессивным средам, гидрофобностью и довольно длительным эксплуатационным сроком. Выбирая параметры защитного слоя для печей, следует руководствоваться следующими показателями: толщина корпуса и наружной облицовки, а также температура, которая будет внутри топки.

Кроме того, практически все материалы подвержены температурному расширению, так что обязательным является и небольшой зазор (не более 10 мм) . Что же насчет футеровочного слоя, так он может быть как двойным, так и одинарным, все зависит опять-таки от вышеперечисленных факторов. Между собой шамотные элементы крепятся посредством металлических штырей, таким образом осуществляется и армирование конструкции, что выступает гарантией дополнительной прочности.

Учтите, что ни в коем случае нельзя использовать одновременно разные типы кирпичей, так как они отличаются различной теплопроводностью и степенью линейного расширения. Так постепенно возникают трещины, и приходится переделывать все заново.