Футеровка печи отопления — что это такое и как сделать своими руками

Описание процесса и предназначение футеровки

Футеровка – это защита от прогорания внутреннего объема печи, производится шамотным кирпичом

Футеровкой называют облицовку внутренних стенок камер в печках, которые постоянно контактируют с пламенем. Она необходима для печных агрегатов из кирпича, который начинает обгорать и крошиться по причине потери влаги, а также для металлических печек и котлов твердотопливного типа. Перегородки топок из стали и других металлов больше подвержены прогоранию, из-за этого многие производители дополняют их шамотными либо каолиновыми экранами.

Футеровка топки печи шамотным кирпичом или другим материалом помогает защитить стены от механических, химических, термических или физических повреждений. Дополнительное покрытие помогает снизить тепловые потери, но для этого нужно точно рассчитать толщину слоя, в противном случае стенки будут прогреваться не полностью. Слишком плотные слои футеровки снижают КПД печи, поскольку потоки тепла в такой ситуации будут выходить на улицу через дымоотвод, а не оставаться внутри помещения.

Футеровка промышленных печей

Футеровка предназначена для уменьшения потерь тепла, выделившегося в печи, и должна защищать внешние несущие элементы конструкции, к которым крепятся опоры змеевиков и дымовая труба печи. Обмуровка также важна, поскольку количество тепла, проходящего через стены, влияет на термический кпд оборудования.

Для использования литой футеровки необходимы специальные крепления, связанные с каркасом печи. Это положение относится в первую очередь к двухслойной футеровке

Это важно, поскольку слои огнеупорного материала не будут скрепляться друг с другом

 Смесь для футеровки должна содержать составляющие материалы в точной пропорции и в точном количестве. После первоначального схватывания нанесенная футеровка должна выдерживаться 24 часа с влажной поверхностью или до тех пор, пока влажный материал не перестанет прилипать к пальцу при проведении им по поверхности футеровки.

Несоблюдение этой процедуры может привести к растрескиванию поверхности и появлению других дефектов.

 В случае механического повреждения обмуровки затронутый разрушением огнеупор заменяется целиком.

 К основным факторам, вызывающим ухудшение характеристик обмуровки, относятся климатические условия, рабочая температура и воздействие продуктов сгорания. Наличие влажного воздуха на площадке печи вследствие географического положения или положения на самой установке может привести  к ухудшению характеристик футеровки и изоляции.

 Осадки и атмосферная влага, проникающие через трещины и отверстия в обшивке печи, разрушают этот материал, особенно когда печь не работает.

Основной причиной старения футеровки печи является воздействие рабочей температуры и изменение температуры в ходе прогрева.

При длительном воздействии высокой температуры, превышающей расчетную, разрушение футеровки обусловлено отслаиванием, разложением связующего материала, плавлением и снижением механической прочности.

  Теплоизоляционный бетон и температурные швы проверяются для выявления термических повреждений, деформаций и незаполненных участков швов.

Совет

При контроле должны выявляться сквозные дефекты, разъеденные шлаком и выкрошенные участки и незаполненные швы, которые, если их не отремонтировать, могут привести к повреждению несущих металлоконструкций вследствие их высокотемпературного окисления и коррозии.

 Трещины, которые нельзя считать микротрещинами, зачищаются на всю толщину материала так, чтобы их стенки были параллельны друг другу по всей толщине. Участки футеровки с отслоением заменяются целиком.

Особенности футеровки для различных типов печей

Для каждого типа печей или отопительных котлов футеровка имеет определенные особенности. Рассмотрим наиболее распространенные варианты:

• Футеровка металлических печей
• Футеровка кирпичный печей
• Футеровка парового котла

Футеровка металлических печей

Если топочная печи делается металлической, необходимо принимать во внимание различное тепловое расширение материалов. Между футеровкой и сталью следует обязательно оставлять небольшой зазор, иначе постоянное колебание размеров железных стенок разрушит кладку. Оставленная полость должна быть не пустой

Ее наполняют одним из негорючих материалов, например, базальтовой ватой. Иногда используют асбест, но печь при этом должна располагаться в нежилом помещении

Оставленная полость должна быть не пустой. Ее наполняют одним из негорючих материалов, например, базальтовой ватой. Иногда используют асбест, но печь при этом должна располагаться в нежилом помещении.

Делая футеровку металлических печей, кирпич иногда укладывают с обеих сторон. Ответ на вопрос о целесообразности подобного решения обосновывается следующим образом: улучшается прогревание печи и увеличивается уровень безопасности. Однако подобный подход ошибочный:

• Кирпич обладает низкой теплопроводностью
• Кирпич теплоемок

Анализируя вышеназванное, можно прийти к выводу, что футеровка металлических печей с обеих сторон приведет не к теплозащите, а теплоизоляции. Более того, внутрь топочной не будет поступать охлажденный воздух, что может привести к прогару поверхностей.

Читайте так же о том как сделать печь шведку своими руками

Кирпичной печи

Мнение о том, что обустройство футеровки кирпичной печи значительно проще, чем металлической, ошибочно. Подобные работы также обладают некоторыми особенностями, не учтя которые рассчитывать на продолжительную службу конструкции не придется.

Укладывать футеровку вплотную к кирпичам, являющимся элементами наружных стенок, нельзя. Причиной подобных последствий является выталкивание наружных слоев расширяющимися внутренними. Усугублять растрескивание способен тот факт, что глина обладает низкими показателями адгезии и расширяется больше, чем кирпич.

Если футеровка будет некачественной, это приведет к неприятным последствиям:

• Перегрев наружных поверхностей станет следствием растрескивания швов и образования трещин
• Последние, в свою очередь, послужат причиной утечек угарного газа внутрь помещения, но не в дымоходную трубу

Помимо качественной футеровки, выкладываемой из шамотного кирпича, особое внимание уделяется качеству швов и используемой глине. Необходимо склеить между собой 2-3 кирпича и обжечь высокими температурами. Данное действие позволит наглядно определить, как будет вести себя собранная конструкция

Если результаты не удовлетворительны – придется поэкспериментировать с составом и провести повторные испытания

Данное действие позволит наглядно определить, как будет вести себя собранная конструкция. Если результаты не удовлетворительны – придется поэкспериментировать с составом и провести повторные испытания.

Парового котла

Иногда футеровку необходимо выкладывать не для классических каминов и печей, а топочных паровых котлов. В этом случае выбирают одну из 3-х ее разновидностей:

• Тяжелая
• Облегченная
• Натрубная

Тяжелая футеровка и что это значит – один из волнующих вопросов. К ней прибегают, когда котлы имеют слабое экранирование. Иногда внутри топочной температура может превышать 1200 градусов, становясь причиной возгораний внешних материалов. Выкладывать тяжелую футеровку необходимо из 2-3 слоев шамотного кирпича. Подобная защита позволяет снизить температуру снаружи до безопасных 60-80 градусов.

Если кирпич укладывается всего в один слой, футеровку называют облегченной. Однако каждый из поясов необходимо опирать на промежуточную балку или каркас котла. Затем поверхность отопительной установки окутывается негорючими материалами и накрывается металлическим листом. Благодаря такому сочетанию удается уменьшить наружную температуру и увеличить КПД котельной.

Самой простой считается натрубная футеровка. Для ее обустройства необходимо приготовить вязкую негорючую массу и нанести на трубы в 2-4 слоя. Чтоб конструкция лучше противостояла тепловому расширению, укладывается армирующая сетка.

Укладка шамотного кирпича.

Перед тем, как приступить к созданию футеровки из шамотного кирпича, некоторые печники замачивают его в воде. Так ли это необходимо – на этот счет нет однозначного мнения. Но большинство специалистов  считает, что обязательно нужно смачивать кирпич, который уже был в употреблении. Его капилляры и трещинки забиты пылью и остатками раствора. Также замачивать шамотные кирпичи рекомендуют новичкам – чтобы раствор на влажной поверхности сох дольше и была возможность исправить огрехи в кладке. Впрочем, проводить эти «водные процедуры» можно только летом, в жару. В сырую погоду или осенью замачивать шамот не рекомендуется – кирпич будет очень долго сохнуть.Укладку шамотного кирпича внутри топки опытные печники производят в следующем порядке – сначала кладут кирпич вокруг колосниковой решетки, затем поднимают боковые и заднюю стенки. Через каждые два ряда рекомендуется укреплять кладку армированием, например, стальной проволокой. При возведении обычных бытовых печей и каминов достаточно одного футеровочного слоя. Скрепляют кирпичи глиняным раствором, использование цементно-песчаного, как при кладке обычным кирпичом, категорически запрещается.

Впрочем, если начинающий печник не уверен в своих способностях, экспериментировать с замешиванием раствора все-таки не рекомендуется – лучше купить уже готовый. В магазинах представлена обширная линейка специальных упаковок раствора, на любой вкус и кошелек. Это различные огнеупорные кладочные смеси, затирки, мастика, клей

При этом нужно обратить внимание, что для футеровки нужно отдать предпочтение не жаропрочной, а именно огнеупорной смеси. По примерным подсчетам, на укладку 100 шамотных кирпичей потребуется примерно 55-75 килограммов сухой смеси

2)    Натуральный камень в качестве футеровки. Для футеровки используют такой натуральный камень, как песчаник или кварц. Эти минералы отличаются высокой устойчивостью к экстремальным температурам и низкой теплопроводностью. Крепятся они внутри топки так же, как и шамотный кирпич – с помощью раствора или специальных смесей.

3)    Рулонная футеровка. Если объем топочной камеры печи небольшой, рекомендуется использовать для футеровки рулонные материалы – чтобы сэкономить пространство. Большинство этих материалов не превышают в толщину одного сантиметра. Для рулонной футеровки обычно используют высокотемпературные теплоизоляционные плиты, маты, модули и волокно. В основном они изготавливаются из базальта, керамического волокна, вермикулита. За счет этого они имеют не только небольшую толщину, но и маленький вес. При этом отличаются малой теплопроводностью и высокой термостойкостью – некоторые выдерживают температуры до 1350 градусов Цельсия. Также можно использовать такие, казалось бы, неподходящие материалы, как бумага и картон. Но не обычные, а сделанные из каолина и минеральной белой глины. Рулонные материалы крепят в топочной камере обычно с помощью металлических штырей, которые вставляют в специально подготовленные пазы. Огнеупорные плиты или маты кладут сначала на дно, затем на боковые стенки и только в конце на верхнюю поверхность топки. Также для фиксирования матов и волокна можно использовать специальный клей. Высокотемпературный алюмосиликатный клей намертво соединяет не только базальтовые плиты, волокно и маты, но и кирпич. Продается в пластиковых ведрах весом от  двух до пятидесяти килограммов. Расход на один квадратный метр – 1-4 килограмма.

4) Обмазка растворами.Это обработка внутренней поверхности топки специальными шамотными растворами (их еще называют огнеупорными бетонами), муллитовыми (они же силикатные жидкостекольные) или корундовыми растворами. Такое покрытие получается сверхтонким, но при этом огнеупорным. Эти смеси продаются в упаковках — готовыми, в сухом виде. Для приготовления раствора разбавляются водой до нужной консистенции. Приготовленную смесь наносят на стенки топочной камеры и термически обрабатывают – обжигают. Если печь пока в нерабочем состоянии, можно обжечь нанесенный раствор паяльной лампой или газовой горелкой.

Некоторые распространенные неисправности и способы их устранения

1. Не получается растопить, дым валит из всех отверстий и тяги нет. Скорее всего, причиной является то, что печь сильно остыла после продолжительного перерыва. Надо сжигать бумагу, опилки в прочистном канале под трубой.
2. Если печь плохо растапливается и дымит, то, вероятно, для нормального горения не хватает воздуха. В итоге ослабевает тяга. Это может быть связано и с сажей, золой, забившими дымовые каналы. В этой ситуации надо заделать все щели, прочистить дымоходы и дымовую трубу.
3. На дымовой трубе появилась ржавчина. Это происходит из-за конденсата, который выпадет при низкой температуре газов, а конденсат появляется, когда в печь попадает холодный воздух, слишком много дымооборотов, топливо прогорает только частично, используются сырые дрова. Решение проблемы — повысить температуру газов, ликвидировать щели, снизить число дымооборотов, увеличить размер колосниковой решетки. Причиной конденсата также может быть задувание трубы ветром.
4. Тяга может быть слабой изначально, ослабевать или даже пропасть по многим причинам, среди которых малая высота и площадь сечения дымовой трубы, забились дымоходы, холодный воздух попадает через щели. Чтобы исправить это, нужно увеличить высоту трубы (площадь сечения увеличить трудно, поскольку потребуется перекладывать всю трубу), прочистить каналы, заделать щели.

Высоту трубы увеличивают наращиванием кирпичной кладки или внедрением в нее керамического, асбестоцементного или бетонного цилиндра нужной длины и диаметра.

Рекомендуется чаще проверять фундамент конструкции. Дело в том, что на 15 см выше от уровня земли или пола расположена гидроизоляция из 2—3 слоев рубероида или другого подобного материала. А уже по нему выстроено основание печи из пары рядов кирпичей. Гак вот, это самое основание может быть сырым из-за плохо устроенной гидроизоляции. В этом случае придется разбирать печь и устраивать дополнительный слой гидроизоляции либо смириться с дефектом.

После завершения ремонта печь необходимо высушить

Причем важно сделать все правильно, поскольку от этого зависит качество новой кладки. Сушить рекомендуется естественным путем в течение 2—3 суток при всех открытых печных приспособлениях

Нигде в конструкции не должно оставаться влажных пятен.

После этого печь слабо протапливают и закрывают все задвижки и дверцы. Отсутствие на них влаги говорит о том, что печь еще сырая и сушка должна продолжаться еще пару суток. Это можно делать как естествен но, так и искусственно, понемножку протапливая печь. Но при капитальном ремонте второй способ использовать не рекомендуется.

Дополнительные смеси для футеровки

Схема устройства кирпичной печи.

В последние годы большую популярность в строительстве бань приобрели не кирпичные или металлические печи, а лепные печи различных форм. Они придают бане неповторимый интерьер, делая его менее индустриальным. Для создания таких печей используется глинобитный метод.

Данный метод заключается в изготовлении всей печи из сырой глины с приданием ей необходимой формы. В дальнейшем внутренняя часть обжигается дровами. После затвердевания топки обжигается уже наружная часть печи с помощью паяльных ламп. Разные этапы обжига помогают избежать трещин.

Футеровку подобной печи сложно выполнить с помощь шамотного кирпича, поэтому применяют специальные сухие смеси:

• корундовые;
• шамотные;
• муллитовые.

Эти составы разводятся водой прямо на месте. Готовыми растворами обмазывается как топка, так и другие необходимые огнеупорные изделия. Так как футеровка при использовании сухих смесей получается монолитной, это влияет на ее качество. С ролью теплозащитного покрытия она справляется лучше, чем слой шамотного кирпича.

Повышение стойкости и долговечности футеровки

Чтобы увеличить износостойкость и эксплуатационный ресурс защитных слоев, в применяют только качественные огнеупорные бетоны гидравлического отвердения:

• алюмосиликатные низкоцементные — характеризуются высокой прочностью и устойчивостью к износу;
• высокоглиноземистые корундные низкоцементные — в их составе имеется хромит, который снижает образование настылей и увеличивает стойкость к износу; применяется для футеровки днищ; характеризуются низкой химической активностью, высокой стойкостью к эрозии и к механическим ударам; их применение увеличивает чистоту разливаемого металла;
• высокоглиноземистые низкоцементные с карбидом кремния — применяются для футеровки устройств, используемых для разливки медных сплавов;
• корундовые низкоцементные — в их составе содержится циркон, который уменьшает показатели смачиваемости и сокращают количество образовавшихся настылей; эти бетоны обладают большой стойкостью к механическим повреждениям и к химическому воздействию эрозии и шлаков;
• алюмосиликатные саморастрескивающиеся низкоцементные;
• жидкотекучие алюмосиликатные — обладают повышенными теплоизоляционными свойствам, применяются для технологических операций, при которых требуется высокая прочность и повышенная теплоизоляция.

Для цементирования рабочего слоя ковшей малого объёма мы применяем алюмосиликатные цирконосодержащие или высокоглиноземистые пластичные массы на основе фосфатной связки. Также эти пластичные массы используют для ремонта и восстановления футеровки у разливочных устройств большого объема. Они характеризуются хорошей шлакоустойчивостью и малой проницаемостью к проникновению сквозь них расплавленного металла.

Технологии, уменьшающие теплопотери при розливе стали

Одно из требований к футеровке — снижение тепловых потерь при розливе стали. Её эффективные теплоизоляционные свойства позволяют увеличить эксплуатационный ресурс стопорного ковша на 25-30%. Для этих целей мы используем керамоволокнистые плиты. Они обладают отличными теплоизоляционными свойствами, но это не единственное их преимущество:

• гибкость позволяет обкладывать стенки ковшей по всей их площади керамоволкнистыми плитами без потери герметичности;
• упругость — благодаря этому свойству компенсируются горизонтальные тепловые расширения;
• прочность — позволяет крепить плиты к внутренней стороны крышки ковша при помощи арматурных крепежей, при этом они не осыпаются, как, например, рулонные материалы.

Керамоволокнистые плиты закрепляются непосредственно на кирпичах рабочего слоя, а после поверх них наносится цементирующий раствор.

https://youtube.com/watch?v=h35k-WlPM6E

https://youtube.com/watch?v=wWZytxVnq54

Производственная футеровка и свойства материалов

На производстве, в металлургии, футеровка индукционной печи выполняется с использованием особых, прессованных шамотных кирпичей. Они очень износостойкие, не дают усадки и хорошо выдерживают термоудары. Применение шамотного кирпича позволило добиться большой экономии средств и намного удешевить процесс производства металлов.

Индукционная печь

Индукционная печь

В таблице приведены свойства некоторых огнеупорных материалов

Материал	Плотность кг/м3	Максимальная рабочая температура °С
Шамот	1800-2000	1300
Кирпич глиняный	1600	700
Вермикулит	150-250	1100
Базальтовая вата	100	750
Каолин плотный	2400-2500	1400

Бытовые проблемы – футеровка как решение

В быту людям обычно приходится решать более простые задачи. На самом последнем этапе, догорание углей, происходит перегрев низа металлической печки, иногда докрасна. Человек решает  своими руками обложить изнутри перегревающуюся стенку.

Но и в этом случае приходится решать вопрос, до какого уровня выполнить футеровку, оставить ли зазор и как при этом закрепить кирпичи?

Конкретно в данной ситуации вопрос можно решить следующим образом:

• Если позволяет ширина топливника, по его периметру укладываются шамотные кирпичи стандартного размера – 250Х150Х65 мм. При этом кирпич укладывается к стенке плашмя. Можно уложить вертикально, с высотой 250 мм или горизонтально на 120 мм.
• Для того чтобы кирпичи надежно зафиксировать между собой, используется простой способ. С помощью шлифовальной машинки делается пропил в части соединения, и кирпичи скрепляются с помощью вставленного металлического шипа подходящего размера.

Устройство футеровки: температура и металл

Особое внимание стоит обратить на то, что термическое линейное расширение металла намного больше, чем у кирпича. Поэтому все металлические части, подверженные нагреву, должны иметь свободное пространство для расширения. При устройстве данной футеровки зазор уплотняется базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или виде спрессованного полотна

Можно для этой цели использовать асбест

При устройстве данной футеровки зазор уплотняется базальтовой или каолиновой ватой, скрученной в жгуты, шнуры или виде спрессованного полотна. Можно для этой цели использовать асбест.

Ошибочная защита. Последствия

Очень часто встречается такая картина. Металлическая печь обкладывается кирпичом с применением глинистого раствора, да еще и без зазора. Мотивируется это обеспечением безопасности и улучшением прогрева печи.

Металлическая печь с кирпичной обкладкой

Это совершенное заблуждение!

• Во-первых, кирпич очень теплоемок.
• Во-вторых, у кирпича низкая теплопроводность. Что происходит во время работы такой печи?

Кирпич просто исполняет роль теплозащиты. Основное тепло, вырабатываемое печью, из-за переизбытка в топке просто вылетает в трубу.Ко всему прочему, отсутствие зазора мешает проникновению охлаждающего воздуха к металлическим стенкам печи, что однозначно приводит к их прогару, а расширение металла приведет к растрескиванию кирпичной защиты.

Как итог, угарные газы начнут поступать в помещение.

Не всегда кирпич: смеси для футеровки

В последнее время большой популярностью стали пользоваться банные «лепные» печи различных форм. В основном такие печи устанавливаются в банях, выполненных в стилизованном «сказочном стиле». Изготавливают такие печи, используя старинный метод, называемый – глинобитным.

После естественной просушки глины производится обжиг печи изнутри с применением дров. Наружная часть обжигается с помощью паяльных ламп до образования корочки. Очень удобно выполнить футеровку таких печей, применяя специальные составы.

Это могут быть сухие смеси:

• Шамотные.
• Муллитовые.
• Корундовые.

Данные составы можно прекрасно использовать для изготовления прямо на месте различных огнеупорных изделий, футеровок в том числе. Сплошная, монолитная футеровка, изготовленная из данных материалов, намного превосходит по своим качествам шовные футеровки печи, выполненные с помощью шамотного кирпича.

Футеровка без отрыва от производства

В настоящее время существует ряд технологий, при которых футеровка или восстановление футеровки производится без остановки печи. Составы наносятся с помощью «набрызга» прямо на раскаленную поверхность или методом торкретирования.

Данный способ в основном применяется на производстве, что позволяет без остановки процесса производства выполнить при необходимости футеровочные работы.

Клей и раствор

Огнеупорный раствор для кладки шамотного кирпича

Помимо качества и характеристик материалов на эффективность процедуры футеровки также влияет их правильная укладка с применением специальных веществ.

Раствор

Термостойкие растворы образуют на стенках топки монолитный тонкий слой, защищающий рабочую поверхность от воздействия пламени. Такому монолиту может потребоваться ремонт по мере его износа. Во время работы с раствором нужно соблюдать основные правила:

• Растворы готовят из сухих смесей корундового, муллитового или шамотного типа, которые разбавляют водой до сметанообразной консистенции. Пропорции компонентов и характеристики смесей обычно указаны на упаковке.
• Сначала слой раствора обжигают паяльной лампой или нагревают в печи до образования твердого покрытия во время обжига.
• Если футеровку проводят при помощи шамотного кирпича, швы стыковки нужно заполнять на всю высоту кладки.

Предлагаем ознакомиться Что лучше и чем ионизатор воздуха отличается от озонатора, увлажнителя, очистителя?

Огнеупорный клей

Огнеупорный клей для выкладки топки

Огнеупорный клей считается более прочным компонентом, он продается в емкостях весом от 2 до 50 кг и чаще всего используется для футеровки. Перед началом работ емкость вскрывают и перемешивают до однородной массы, после наносят на поверхность, соблюдая основные правила:

• Клеевую массу наносят на увлажненную поверхность шпателем слоем не более 3 мм.
• При обмазывании клеем всей полости топки процедуру проводят слоями, соблюдая интервалы в 15 минут после каждого нанесения.
• Чтобы приклеить базальтовый картон на участки по горизонтали, состав с клеем разбавляют водой на 15% не позже чем за 12 часов до начала работы.
• Расход клея составляет от 1 до 4 кг в зависимости от структуры поверхности для обработки и толщины клеевого слоя.

Ранее упоминалось, что необходимо экспериментировать с раствором для кладки футеровки. Чтоб минимально сократить количество испытаний, рекомендуется заготовить сразу несколько вариантов и обжечь в одинаковых условиях. Не забываем наносить обозначения.

Классические каменные или металлические отопительные конструкции в банях постепенно вытесняются более современными и красивыми лепными печами. Они возводятся глинобитным методом. Для них футеровку выложить из шамотного кирпича можно, но мастера рекомендуют прибегать к специальным смесям:

• Муллитовые
• Шамотные
• Корундовые

Для применения названных составов достаточно на месте развести их в теплой воде. Раствор наносится на огнеупорные поверхности. После высыхания монолит не будет трескаться.

О ремонте

Вечным не бывает ничего, в том числе футеровка топочной. Рекомендуется перед началом очередного отопительного сезона проводить осмотр поверхностей и восстанавливать разрушаемые участки.

Немного о промышленной футеровке

Основное отличие промышленной и бытовой футеровки – структура используемого шамотного кирпича. В первом случае он будет подвергаться воздействию больших температур, поэтому требует дополнительного прессования в процессе производства. Они значительно дороже, однако способны выдерживать тепловые удары.

Материал	Плотность кг/м3	Максимальная рабочая температура °С
Шамот	1800-2000	1300
Каолин плотный	2400-2500	1400
Вермикулит	150-250	1100
Базальтовая вата	100	750
Кирпич глиняный	1600	700

В промышленности футеровка выполняет гораздо больше практических функций, чем в быту:

• Уменьшает температуру наружных поверхностей
• Защищает стенки печи от теплового разрушения
• Снижает тепловые потери
• Не позволяет контактировать материалам печи с химическими соединениями или расплавленными металлами

Подводим итоги

Как предотвратить трещины в варочной панели

В отопительно-варочных печных конструкциях «больным» местом является чугунная варочная панель. Сами по себе трещины в панели не мешают эксплуатировать печь. Если она сложена правильно, у неё хорошая тяга, трещины не доставляют неудобств. Но — до поры до времени. Если конструкция печи нарушена или есть ошибки в кладке, то через эти щели может просочиться угарный газ. А это большая угроза для жизни людей, которые находятся в помещении.

Как правило, качественные чугунные панели практически никогда не трескаются. Но лучше подстраховаться.

Для того, чтобы предотвратить появление трещин на панели, первый прогрев печи с новой варочной панелью делают осторожно, прогревают медленно, не загружая топку целиком. Чтобы распределить равномерно тепло по панели, на неё насыпают толстый слой песка, либо раскладывают кирпич

Убирают песок или снимают с панели кирпич только после полного остывания. Равномерно нагруженная панель «сядет» без перекосов, а значит, трещин «напряжения» в ней не будет.

Источник

Футеровка индукционных печей

Футеровка индукторной металлоплавильной печи ничуть не проще, чем доменной. Фактически, производители таких печей разрабатывают для них и патентуют собственные составы и способы футеровки, которых только и гарантируют работоспособность печи. «Альтернативные» поставщики иногда осведомляют покупателей (но без гарантии), как нужно футеровать их печи, см. напр. видео:

Видео: футеровка индукционной печи

Основная причина этому – шлак в индукторной печи греется от металла, т.е. оказывается холоднее его. В расплаве возникает термоконвекция, металл зашлаковывается и его выход оказывается бракованным. В домне, для сравнения шахта с распаром направляют поток тепла вниз, и первый расплав на его пути – шлаковый. Попробуйте-ка нагреть болванку так, чтобы она была горячее пламени! В плавильной индукторной печи нужно добиться именно этого, и футеровка тигля тут играет далеко не последнюю роль.

Дополнительное условие – изношенная футеровка должна быть выталкиваемой, т.к. делается она торкретированной (в малых печах сплошной набивной), а разборка негодного тигля – тяжелая, вредная и опасная работа. Расплав металла в индукторной печи греется по всей массе, очень текуч и сквозь штучную футеровку просочится, а льют его наклоном всей печи. В результате футеровка индукторной печи превращается в сложную многокомпонентную конструкцию (слева на рис.), части которой выполняются из разных составов. Табл. в центре на рис. содержит сведения лишь о малой их доле (МП-2 – марка одной из муллитовых масс); (больше, да и то с оговорками, можно почерпнуть отсюда: studfiles.net/preview/1864729/page:4/).

Футеровка индукторной печи

Но если офутеровать таким образом тигель сверхмалой печи на несколько кг или сотен грамм металла, то получится ситуация наподобие той, что справа на рис: тигель сильно греется, выделяя в расплав примеси и портя металл. Здесь дело оказывается уже в частоте питающего тока.

Металл в индукторной печи, как известно, греется за счет своей электропроводности вихревыми токами (токами Фуко). Часто пишут, что металл в такой печи греют токи высокой частоты (ТВЧ). Но чем больше масса металла, тем ниже оказывается оптимальная частота питающего тока – меньше оказываются потери его мощности. Для тонн и десятков тонн металла «ТВЧ» нужны уже с частотами в десятки-сотни Гц; индукторы больших печей данного типа нередко запитывают прямо от промышленной сети 50 Гц.

Но для малых масс металла ТВЧ нужны уже «настоящие» – от десятков кГц до единиц МГц. При этом большое значение приобретают потери энергии ВЧ электромагнитного поля (ЭМП) в токонепроводящем материале тигля. Они характеризуются т.наз. тангенсом угла диэлектрических потерь tgδ. Для частот до 200-300 кГц (до 5 кг металла) его значение должно быть tgδ<0,02, а для частот до 1-5 МГЦ (граммы-сотни грамм металла) нужен tgδ<0,006, причем с повышением температуры диэлектрика его tgδ довольно быстро растет. Фактически из материалов, пригодных для футеровки печи, в заданные значения tgδ при ее рабочих температурах укладываются только каолин, чисто белый (без железа и азота) кварцевый песок, дробленый плавленый кварц (кварцевая крошка марки А) и вермикулит. Последний отпадает: непрочен и не позволяет получить прочные набивочные и намазочные составы. Итого остается всего одно пригодное сочетание наполнителя со связующим; и то, как говорится, слава богу.

Футеровка тигля малой и сверхмалой индукторной печи делается из них в общем так же, как шамотный мертель. Фракция кварцевой крошки 0,3-0,6 мм; каолина 5-8% по объему. Нужно сделать 4 пробных тигля через 1% по объему связующего, прожечь каждый 3-4 раза пустым в индукторе, а в оставшихся целыми провести пробные плавки. Это опасно! Печь должна быть с дистанционным включением (можно проводным). Во время плавки выйдите из помещения и наблюдайте за ее ходом издали через защитное стекло!