Что такое футеровка печи

Что такое и для чего нужна футеровка печи

Чтобы узнать, что такое футеровка и для чего она нужна, необходимо понимать, что в любой печи при сжигании топлива образуется высокая температура. Воздействие высоких температур приводит к изменению структуры и свойств материала. Материалы, из которых изготовлена печь, хоть и являются в большинстве огнеупорными, тоже нуждаются в защите.

Защита наружная, внутренняя

Защиту внутренних стенок топливника можно осуществить несколькими способами:

• Во-первых, можно использовать защитные экраны, способные поглощать большую часть лучистых потоков. Установленные внутри топливника экраны влияют на нагрев дымовых газов, поэтому большая часть тепла будет удаляться через дымоход.
• Во-вторых, внутреннюю часть топливника можно обмуровать огнестойким низкотеплопроводным материалом.

Теплозащита и теплоизоляция – разница есть

Существует огромная разница между теплозащитными и теплоизоляционными принципами. При теплоизоляции тепло, выработанное в рабочей зоне, никуда не удаляется. Для этого и служит теплоизоляция.

В отличие от нее, теплозащита предназначена защищать определенный участок от теплового излучения рабочей зоны. Из всего сказанного становится понятным, что теплозащита совершенно не предназначена для сохранения тепла.

Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение

Шамотный кирпич

Если устанавливается внешняя защита в виде экрана в котлах обогрева, применение такого метода будет очень расточительным, так как большая часть тепла будет расходоваться совершенно напрасно. Но этот метод прекрасно подходит для установки банных печей.

Ранее, при СССР, частникам в основной массе был известен простой строительный кирпич ГОСТ 530-95. Данный кирпич предназначен для возведения промышленных, жилых строений и никоим образом для использования в печах и котлах отопления. Кстати, многие до сих пор используют его для строительства печей и котлов.

Многим умельцам в то время удавалось раздобыть кирпич данного ГОСТ, но более высокой марки М – 300, в простонародном выражении «печной». Этим кирпичом обкладывалась топочная часть печей для защиты от высоких температур.

Позже для массового применения стал доступен шамотный кирпич ГОСТ 390 – 96.

Наша справка: шамотные материалы изготавливаются из глины, смешанной с порошком из обожженной глины и последующим обжигом при высоких температурах.

Использование шамота и есть футеровка

Из-за того, что все фракции имеют однородный химический состав, все шамотные изделия имеют высокую степень термостойкости и не растрескиваются от воздействия высоких температур.

Обкладывание топочной части шамотным материалом для защиты теплового агрегата от воздействия высокой температуры в топочной части называется футеровкой.

Футеровка топочной части

Футеровка топочной части

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

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.

Наша справка: отсутствие зазора между металлической стенкой печи и футеровкой приводит к разрушению футеровки.

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:

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.

Наша справка: торкретирование – метод, при котором бетонная или иная смесь наносится послойно на конструкцию с помощью сжатого воздуха и специальной торкретной установки.

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

Кирпичная печь: проблемы «перетопов»

Мы уже рассмотрели необходимость футеровки топочной части металлических печей, а как дела обстоят у кирпичных печей? Что происходит с кирпичными печами при «перетопах»?

Трещины в кирпичной печи

Существует понятие – термическое растрескивание. Это явление относится как к самому материалу печи, так и к ее швам.

• Внутренние стенки печей, нагреваясь от горячих газов, вырабатываемых сжигаемым топливом, расширяются и начинают распирать наружные «холодные» стенки.
• Наружные стенки печи играют роль «бандажа», сохраняя размеры печи и поддерживая ее целостность.
• Чем больше прогревается печь, тем тоньше становится «бандаж», который и так испытывает сильные нагрузки, а поэтому становится еще менее прочным.
• При «перетопе» печей наружные стенки под внутренним напором начинают «разъезжаться» в стороны.
• Образуются трещины, и даже происходит разрывание отдельных кирпичей.

Местный раствор: основные недостатки

Стоит обратить внимание, что в кирпичной печи для соединения кирпичей между собой применяется глина. Поэтому происходит разрыв или самих швов, или контактности с кирпичами из-за низкой адгезии. В любом случае шов, в котором применялся раствор с большим содержанием песка, будет расширяться значительно больше чем кирпич.

Данная ситуация усложняется еще и тем, что в основном термический коэффициент у кирпичей и швов имеет большое различие между собой. Это и понятно, ведь в основной массе печной раствор готовится непосредственно на месте. Печники добиваются в первую очередь пластичности раствора на ощупь и отсутствия растрескивания при высыхании и сжатии.

Наша справка: правильную оценку раствора на соответствие с используемыми кирпичами можно проверить следующим образом. Раствором скрепляются два кирпича, после просушки производится прокалка испытуемого блока в печи, с последующей оценкой на адгезию, растрескивание и отслаивание.

Методы и варианты приготовления правильных растворов

Конечно, такой метод требует определенных временных затрат, ведь не факт, что с первого раза у вас получится требуемый раствор.

Поэтому если вы все же решите использовать данный метод проверки, приготовьте сразу несколько «блоков» для испытания с различными растворами. После вам только останется выбрать самый оптимальный. Главное — не перепутать и не забыть, где какой раствор.

Еще одним хорошим вариантом является использование для раствора самых обычных глин, с примесью порошка, приготовленного из молотого кирпича.

Если при топке вы будете использовать только дрова, использование специальных шамотных глин с большим содержанием каолинита не совсем целесообразно, так как температура дров недостаточна для того, чтобы каолин спекся в муллит. Но если вы будете применять уголь, тогда такой вариант будет вполне оправдан.

Футеровка: вопросов больше нет

Рассмотрев данный вопрос, можно сделать вывод, что футеровка печей, используемых в бытовых целях, в основном представляет собой защиту конструкции печи от разрушающего воздействия высоких температур. Это своего рода экран, препятствующий тепловому потоку открытого огня напрямую воздействовать на стенки печи.

В отличие от «бытовой» футеровки, футеровка в промышленности, к примеру, футеровка индукционной печи, предназначается для значительного уменьшения тепловых потерь, предохранения кожуха печи от прямого воздействия высоких температур и защиты от прямого контакта с расплавленным металлом.

Рассмотрев данный вопрос, надеемся, вы сделаете правильный вывод, который поможет вам при сооружении печей своими руками.

Футеровка муфельной печи

Футеровка печи – это обязательный процесс, проводимый при ее конструировании. Футер (от нем. «futter» – прокладка) – это своеобразная отделка, выполняющая не эстетическую, а защитную функцию. Футерование выполняется для разных устройств бытового и промышленного назначения, которые могут подвергаться риску постороннего воздействия: физического, химического, теплового.

Дополнительная защита монтируется со стороны вероятного разрушения. К примеру, трубы на теплоцентрали облицовываются снаружи, чтобы избежать повреждений от давления почвы, находящихся в ней камней и других острых предметов.

Лабораторная электропечь предназначается для проведения высокотемпературных процессов, поэтому футеровка может составлять всю конструкцию или большую ее часть.

Так как нагреватель электропечи расположен внутри нее, то и защитная облицовка устанавливается там же

Для чего нужна футеровка печи? Ведь, казалось бы, стены муфельных камер и так сооружаются из огнеупорных материалов. Однако разрушающее воздействие тепловой энергии, выделяемой при обжиге или плавлении металлов, заставляет искать способы усиления прочности печки и увеличения срока ее пользования.

Футеровка нагревательных печей также проводится с целью повышения теплоизоляционных функций. Правильно выполненная облицовка значительно снизит потери тепла сквозь стенки прибора. Тут главное – соблюсти меру, поскольку чрезмерное увеличение толщины футера может уменьшить КПД печки.

Сегодня мы поговорим о том, как сделать футеровку печи, перечислим разновидности футеров и расскажем, какие материалы для их создания лучше использовать. Эта информация будет полезной тем, кто не хочет покупать готовую муфельную печь, а задумал сконструировать нагревательное устройство сам.

Виды футеровки муфельных печей

Видео футеровки печи, представленное ниже, дает ясное представление о способах создания дополнительной защиты.

Технологии образования футера различаются в зависимости от разновидности материалов, используемых для постройки муфельной камеры. Перечислим самые распространенные виды футеровок:

• Накладная. Стенки облицовываются огнеупорными материалами – штучными или листовыми. В первом случае это может быть формовочный шамотный кирпич, во втором – плиты ШПГТ-450.
• Набивная. Кладка промазывается огнестойкой смесью с вязкой текстурой. Эта работа проводится вручную.
• Методом торкретирования. Поверхность покрывается текучим жаропрочным составом, который разбрызгивается под большим давлением из специального устройства.

Футеровка муфельных печей практически всегда проводится внакладку. Способ набивки применяется во время небольших ремонтных работ

Футеровочные работы выполняются непосредственно в процессе постройки электропечи. Однако, некоторые их разновидности, например, набивка, проводятся после завершения строительства.

Далее рассмотрим, как выполнить расчет футеровки печи в зависимости от использованных материалов.

Из каких материалов лучше делать футеровку для муфельной печи

Материалы для футеровки печей делятся на несколько классов. Основное их отличие – особенности ингредиентов, входящих в состав:

• «А» – футер создается из компонентов природного происхождения. Сюда также входят синтетические материалы со связующим кремнеорганическим веществом.
• «В» – главным ингредиентом облицовки выступает специально обработанная глина – шамот. Из нее создают блоки и кирпичи, которые используются при постройке печки.
• «С» – к этому классу относятся материалы, созданные на основании других компонентов.

Самым популярным для футеровки муфельных печей считается сырье В-класса, поскольку оно находится в постоянном доступе и стоит относительно недорого.

Чтобы повысить жаропрочные качества шамота, в него добавляется кварцевый песок, измельченный песчаник другие породы, которые не видоизменяются при значительном нагреве

Футеровка печи шамотным кирпичом или керамикой иногда проводится в сочетании с другими материалами, содержащими белую глину. Они выпускаются в форме рулонов, листов или пластин и прокладываются между слоями кладки из керамики или жаропрочных составляющих. Чаще всего используется:

• Базальтовая вата.
• Каолин.
• Маты из муллито-кремнезема.
• Вермикулит.

Если выполняется футеровка печи кирпичом, то практически всегда применяются и сухие смеси. Их используют для приготовления раствора, стойкого к воздействию высоких температур. Этим составом обмазывают кладку и заполняют полости и щели, образующиеся при постройке муфеля.

Полужидкие составы способствуют созданию целостной конструкции и предотвращают утечку тепла

Клеевое соединение

Насколько рационально использовать клей для футеровочных работ? Для конструирования небольших по размеру бытовых и лабораторных печей зачастую применяют специальный печной клеевой состав. Его текучая текстура позволяет сгладить неровности и получить тонкий и ровный шов, не выступающий над поверхностью блоков.

При использовании базальтового картона, горизонтальные участки можно промазывать клеем, разведенным с водой за 12 часов до начала работ. Ее количество не должно превышать 15% от общей массы состава

Правила нанесения клея на кирпич или плиты для футеровки печей:

• Поверхность предварительно увлажняется.
• Клеевой раствор наносится слоем до 3 мм в толщину.
• На 1 квадратный метр расходуется приблизительно 1-4 кг клея. Все зависит от исходного материала.
• Время застывания: 24 часа при температуре 25 и больше градусов, 6 часов – от 90°С и выше.

Если требуется обмазка в несколько слоев, то раствор наносится с промежутком в 15 минут

Плюсы и минусы различных материалов для футеровки

В небольших лабораторных конструкциях огнеупорные материалы для футеровки печей занимают все пространство рабочей камеры. Рассмотрим каждую разновидность подробнее и перечислим их достоинства и недостатки.

Корунд или керамика

Плотный и твердый материал, устойчивый к агрессивным химическим веществам. Очень прочный и долговечный. Из минусов муфельных печей с керамической камерой отметим:

• Значительные временные затраты на достижение нужной температуры нагрева.
• Увеличенная мощность.
• Стоимость, вполовину выше, чем муфеля из волокна.

Керамическая печка будет служить много лет без ущерба целостности камеры

Волокно

Изготавливается из оксида алюминия, обеспечивает очень быстрый прогрев. Недостатками считается невозможность работать с образцами, содержащими жидкости. Выделяемые пары и газы могут привести камеру в негодность. Кроме того, алюминиевые волокна считаются очень хрупкими и требуют бережного обращения. После повреждений или износа поверхности внутри муфеля дальнейшая его эксплуатация невозможна.

Цена волоконной конструкции самая низкая

Керамическое волокно

Сочетает в себе лучшие качества двух вышеописанных материалов. При меньших затратах мощности нагрев происходит намного быстрее. Материал также характеризуется средней устойчивостью к разным химическим реактивам.

При использовании муфеля из керамического волокна следует строго соблюдать температурный режим, не превышая его

Муллито-кремнеземистые материалы

Их прочность схожа с шамотом, однако, по сравнению с кирпичами, вес муллито-кремнезема намного легче. Внешние физические воздействия не нарушат целостности поверхности камеры. С химическими веществами взаимодействуют наравне с керамическим волокном – возможные разрушения происходят не сразу, позволяя исправить ситуацию.

Плюсы данного материала:

• Ускоренный нагрев.
• Длительность эксплуатации оборудования.
• Доступная цена.

Муллито-кремнезем продается в рулонах, так что легко приобрести нужное его количество, не переплачивая

Как видим, ни одна печь без футеровки не строится, поскольку защитная облицовка предназначается как для сбережения теплоэнергии, так и для предотвращения повреждений внутренней камеры. Несмотря на разнообразие материалов, использующихся для создания печей, для каждого из них можно подобрать подходящий футер.

Футеровка печи обжига небольшого размера не является отдельно стоящей задачей, поскольку весь муфель выполняет защитную функцию. При соблюдении всех правил создания лабораторных и бытовых приборов нагрева, их функциональность будет на уровне магазинных электропечей.

По всем вопросам обращайтесь к консультантам компании «Лабор». Мы разъясним все непонятные моменты.

Что такое и для чего нужна футеровка печки

Стены топочных камер печей любого типа нуждаются в дополнительной защите, поскольку постоянно подвергаются воздействию открытого огня. Чтобы предотвратить их прогорание, нужно создать дополнительный облицовочный слой при помощи футерования. Футеровка печи проводится несколькими доступными способами с учетом материала, из которого сделан прибор для отопления, и прочих факторов.

Описание процесса и предназначение футеровки

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.

Футерование нужно не только для бытовых приборов отопления, эта технология также используется и для больших плавильных аппаратов в металлургической сфере, ковшей, паровых котлов и прочей техники.

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.

Варианты осуществления футеровки

Процедуру проводят разными способами, самый подходящий выбирают с учетом материала, из которого изготовлена печь либо камин. Также на выбор влияет время проведения укладки облицовочного слоя.

Облицовка внутренней части печи готовыми кирпичами шамота

Шамотные материалы считаются наиболее популярным способом для футеровки приборов отопления. Шамот представляет собой специальную глину, обожженную при максимальной температуре до 1500 градусов. После нагретый природный материал измельчают, затем изготавливают из него панели, кирпичи либо сухие смеси. Покупатели чаще выбирают шамотные материалы из-за их качества, эффективного применения и доступной стоимости.

Монтаж теплоотражающих экранов

Ставить экраны, отражающие тепловое излучение, целесообразно на стенки банных печей-каменок из металла. При использовании их в печных агрегатах другого типа низкая эффективность экранов может значить, что они были установлены неправильно. Вырабатываемое тепло не будет прогревать стены полностью и вместо этого начнет уходить в дымоходную трубу с учетом модернизации системы.

Применение обтесанного камня из натуральных горных пород

Камни из натуральных горных пород относятся к материалам класса А, чаще всего для облицовки используется песчаник, кварц или гранит. Рекомендуется использовать их для футеровки топок каминов, а не печей, поскольку эти материалы имеют низкий уровень теплопроводности и растрескиваются под воздействием сильного огня.

Использование рулонных материалов или пластин

Специальные пластины и рулонные материалы подходят для поверхностей с низкой теплопроводностью. Футеровку такого типа можно проводить во время постройки печи или в уже готовом отопительном приборе.

Покрытие стенок специальными растворами или веществами

Вещества или растворы с повышенной устойчивостью к огню наносят на внутренние поверхности стен печных топок. Это могут быть сухие смеси, из которых нужно готовить огнестойкий раствор, или термостойкая клеевая масса, используемая также для шамотной кладки и стен из кирпича.

Клей и раствор

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.

Для 1 м3 кирпичной кладки обычно требуется как минимум 100 кг готового раствора из смеси любого типа.

Огнеупорный клей

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.

Клеевая масса застывает полностью при температуре более 25 градусов в течение 24 часов, если температуры более 90 градусов – после 6 часов.

Инструкции в зависимости от материала

Футерование стандартной или индукционной печи лучше доверить специалистам, но при наличии минимальных навыков эту процедуру можно провести самостоятельно, следуя правилам.

Кирпичная печь

При футеровке топочной камеры кирпичной печи учитывают термическое расширение материала. Между внутренним защитным и внешним стандартным слоем кладки нужно оставлять зазор в 7-10 мм или дополнять его прокладкой из картона каолинового, базальтового или асбестового типа.

Металлическая печь

Процедура для печей из металла проводится так же, как и для оборудования из кирпича. Нужно учитывать, что между металлической стенкой и материалом должен обязательно оставаться зазор, компенсирующий линейное расширение. Это пространство можно заполнить базальтовой или каолиновой плитой или листами асбеста.

Твердотопливная печь

Для твердотопливных печей целесообразно проводить футеровку одним из трех доступных способов. Тяжелое футерование проводят для печей со слабым экранированием, при таком способе облицовка выполняется кладкой в два или три слоя. В случае облегченной футеровки кладка должна быть однослойной. Также существует вариант натрубного футерования, когда трубы котла обмазывают огнеупорным клеем снаружи.

Глиняная печь

Топки в глиняных печах рекомендуют обкладывать шамотным кирпичом или обмазывать пластичными огнеупорными материалами, например, мастикой или алюмосиликатным клеем. После застывания слой такого материала представляет собой плотную оболочку, защищающую стенки от перегрева.

Шамотный кирпич

Футеровку с помощью шамотного кирпича проводят, выкладывая материал в несколько рядов с наклоном и ребром со сдвигом до 1/2 длины по направлению к блоку в нижнем ряду вплоть до верха топочного отсека. Верхнюю плоскость облицовывают в последнюю очередь, укладывая кирпичи плашмя. Нужно помнить, что слой футеровки и основная кладка стенок должны соответствовать друг другу по расположению вертикальных швов.

Футеровка печи: защищаем печь от сильного нагрева

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.

Особенности футеровочной защиты

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. [/wpmfc_cab_sw] 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. [/wpmfc_cab_sw] 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. [/wpmfc_cab_sw] 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.

Технология футеровки печей и ее значение

На фоне горения топлива в печи температура в ней резко возрастает. Обычно она доходит до отметок в сотни градусов. Футеровка – это обеспечение защиты наружной стороне печных стенок от перегрева. Без нее сильный жар провоцирует изменение структуры и основных свойств огнеупорных материалов печи, что приводит к негативным последствиям.

Что подразумевается под футеровкой

Под футеровкой печей понимается специальная кирпичная оболочка, которая должна полностью покрывать всю внутреннюю поверхность топки. Подобная защита от чрезмерного нагрева выполняет ряд функций, продлевает срок службы печной конструкции.

Футеровка – это не самостоятельная часть, она входит в цельную печную систему. Этим объясняется активное взаимодействие указанного слоя и с внешней отделкой, и с внутренней частью, где и протекают процессы горения.

Изначально работа в данном направлении начинается с предварительных расчетов, выбора подходящего материала с учетом всех особенностей для обеспечения теплозащиты печи. Тогда эффективность будет наибольшей.

При грамотной футеровке печей обеспечивается дополнительная защита основным ее составляющим от негативного действия факторов механической и химической природы.

Как обеспечивается теплозащита печи

Для футеровки печных сооружений и обеспечения защиты их внутренних поверхностей можно:

• Применить для проведения обработки внутри топки материал, характеризующийся минимальной степенью теплопроводности.
• Обеспечить выход излишка тепла с дымом посредством установки защитных экранов для придания направления тепловому излучению.

В случае установки специализированных экранов идет речь о теплозащите. Благодаря этой процедуре обеспечивается защита некой части печи от теплового излучения, которое выводится наружу.

Если внутренняя часть топки будет обработана особыми составами, выделяемое тепло не выйдет за пределы конструкции.

Для выполнения футеровки печей выбираются только материалы с теплоизоляционными свойствами, чаще всего это:

Футеровка с помощью шамотного кирпича

На современном рынке строительных материалов, в условиях их широкого разнообразия, особенно востребован шамотный кирпич. В ходе его производства предполагается использование специального порошка на основе обожженной глины.

Завершающий этап изготовления – это обжиг. Его выполняют в условиях очень высоких температур.

Эта разновидность, в отличие от кирпича простого, отличается прекрасными показателями по теплоизоляции. Поэтому футеровка топки, то есть, выкладка ее внутренней поверхности, выполняется именно этим материалом. Эта работа имеет ряд особенностей.

На фоне высокой температуры происходит постепенное смещение шамотным кирпичом слоя, расположенного снаружи. Это сопровождается появлением трещин на внешней поверхности печи, что со временем может стать причиной ее разрешения. Такие последствия опасны – это чревато проникновением вредного угарного газа внутрь помещения. Поэтому осуществлять футеровку камеры сгорания важно в строгом соответствии с основными правилами.

Правила кладки шамотного кирпича

Этот вариант футеровки в качестве теплозащиты топки, специалисты называют наиболее эффективным. Стоимость его небольшая. Основные правила обустройства подобной защиты таковы:

• Для заполнения швов допустимо брать исключительно специализированных растворов на основе глины, рассчитанных для работы с указанной разновидностью кирпича.
• При работе с металлической топкой важно создавать зазор между ней и кладкой. Это будет залогом сохранения целостности элементов печи в ходе ее эксплуатации.
• Отдельные кирпичи располагаются строго «ребро на ребро» по периметру внутренней поверхности печи. Сдвигать их не нужно.
• Когда осуществляется футеровка топки кирпичной печи, кладка стыкуется без дополнительных перевязок с основным швом по вертикали.

В любом случае шамотный кирпич нельзя класть вплотную к стенкам печи.

Для соединения кирпичей, расположенных с наружной стороны, используется глина. Чтобы не допустить случайного разрушения готового шва на фоне его перегрева при эксплуатации печи, готовый раствор сначала оценивают на пластичность. Для этого достаточно соединить с его помощью пару кирпичей, после чего обжечь их.

В кладке может быть использован только тот раствор, который сохранил свои свойства даже в условиях высокой температуры.

Особенности выбора шамотного кирпича

Для футеровки подойдут образцы, на которые нанесена маркировка ША либо ШБ. Здесь первая буква демонстрирует жаростойкость кирпича, а вторая отражает определенный уровень огнестойкости.

Чтобы созданная защита печи работала, выбирать материалы для нее необходимо внимательно. Потребуется оценить внешнее состояние кирпичей (поверхность будет шероховатой, но не гладкой), попробовать их расколоть. Качественный образец не будет крошиться, а разделится на крупные элементы.

В одной кладке нельзя использовать кирпич нескольких типов – они характеризуются различным тепловым расширением.

Футеровка печей из кирпича

Сложности возникают при футеровке не только металлических, но и кирпичных печей. Оба типа имеют свои характерные свойства, которые нужно принимать во внимание.

В рамках футеровки кирпичных печей категорически недопустимо укладывать защитный слой вплотную или в непосредственной близости от внешних стенок печи и их отдельных элементов.