Особенности защитной отделки печей
При регулярном пользовании печью на все материалы, из которых она сделана, воздействуют очень высокие температуры. Они зависят от температур горения конкретных веществ, которые используются в качестве топлива. Конечно, стенки печки делают из огнеупорных материалов, но экстремальные термические воздействия изменяют их структуру и свойства, что приводит к постепенному разрушению. Именно для защиты от таких воздействий используется футеровка.
Футеровка станет лучшей внутренней защитой вашего очага от прогорания и других повреждений
Защитная футеровка от «Граноэкспорт»: наше предложение
- Футеровка печей — огнеупорная, теплоизоляционная и кислотоупорная. Рабочая поверхность промышленной печи постоянно подвергается сильным температурным нагрузкам и без защиты разрушается, теряет в эксплуатационных характеристиках и со временем полностью выходит из строя. Наши специалисты разработают проект и создадут надёжную футеровку с использованием высококачественных огнеупорных материалов. Вы получаете доступную цену, высокий профессионализм и все гарантии — в том числе, подтверждённые документально.
- Футеровка котлов и крышек котельного оборудования. «Граноэкспорт» поможет как с новыми агрегатами, так и со старыми, покрытию которых требуются ремонт и реконструкция. Благодаря профессионализму сотрудников и высококачественным материалам мы можем вдохнуть вторую жизнь даже в старый котёл, сделав его почти таким же эффективным, как и в начале эксплуатации. Вы получаете только лучшие материалы, обязательные экспертные проверки, гарантированное качество и консультативную помощь на любом этапе нашего с вами сотрудничества.
- Футеровка приводных барабанов из общепромышленной резины. Мы отделываем барабаны высококачественной футеровочной резиной, которая обеспечивает оптимальное трение между барабаном и конвейером. Что это даст? Увеличение срока использования, минимизацию риска схода с конвейера ленты и её проскальзывания. Ваше производство будет в безопасности — осуществляться эффективно, с высоким КПД и без аварийных ситуаций. За доступную цену вы получаете надёжность, а это — самое важное в производственном процессе.
- Футеровка труб с защитой от агрессивной среды и высоких температур. Для отделки труб применяются теплоизоляционные, огнеупорные и кислотоупорные материалы, а также особые способы обработки, которые увеличивают эксплуатационные характеристики. С нашей футеровкой ваши трубы получают максимальную защиту от дымовых газов, конденсата и повышенных температур.
- Также мы предлагаем профессиональное обслуживание и ремонт даже той футеровки, которую изготавливали не мы. Это подразумевает частичную или полную замену покрытия с использованием высококлассных материалов.
В каких случаях применяется
Если речь идет о небольшом очаге, который используют периодически – для обогрева дачного домика в выходной день или приготовления пищи на свежем воздухе (барбекюшницы), то здесь дополнительная защита не нужна. В таких случаях если разрушения и происходят, то они минимальны и не повредят устройству в ближайшем будущем.
Обязательная футеровка потребуется для следующих типов топочных изделий:
- Больших бытовых и промышленных.
- Предназначенных для очень длительного пользования – например, постоянного обогрева жилища.
- Жаровых камер, которые устраиваются для регулярного приготовления пищи в «русских» и других подобных печках.
- Топливных агрегатов, дымовые каналы которых устроены прямо вдоль стенок топки.
- В случаях использования высококалорийного топлива с исключительно высокой температурой горения.
Использование шамотного кирпича при футеровке
Схема печи-каменки.
Как уже говорилось ранее, внутреннюю поверхность можно защищать не только теплозащитными материалами, но и защитными экранами, что зависит от назначения печи. Если в колах отопления экран не нужен, так как произойдет напрасное расходование тепла, то в банных печах они вполне могут быть применимы.
Раньше для создания печей использовались обычные кирпичи, которые быстро разрушались под тепловым воздействием высоких температур. На смену им пришли кирпичи с более плотной структурой (М-300), которые использовались долгое время, пока не появились шамотные материалы. Они изготавливаются из глины, которая смешана с порошком из обожженной глины с последующим обжигом при высоких температурах.
Шамотный кирпич (ГОСТ 390-96) в настоящее время является оптимальным материалом для футеровки тепловых котлов и печей. Основным его отличием от обычных кирпичей являются ярко выраженные теплозащитные свойства. Технология обкладывания шамотным кирпичом внутренней поверхности топки и называется, в большинстве случаев, футеровкой.
Виды футеровки
Футеровочные работы проводятся прямо внутри топливника металлических, каменных и кирпичных устройств. Это можно сделать разными способами в зависимости от того, какой ожидается эффект и какие должны быть достигнуты цели:
- Возможно использование специальных защитных экранов теплоизолирующего действия. Они будут оказывать влияние на процент нагрева дымовых газов, поглощая значительную часть тепло-лучевых потоков и удаляя большую часть тепла через дымоходы.
- Применение материалов, которые возьмут большую часть теплового воздействия на себя – огнестойких с низкой теплопроводностью, замедляющих процесс нагрева материалов топки и исключающих их непосредственный контакт с огнем.
Футеровочные работы в кирпичной топке проводятся посредством выкладывания кирпичной кладки
ВНИМАНИЕ! Теплоизоляционные экраны значительно уменьшают отдачу тепла, поэтому их не применяют для топок, предназначенных для обогрева помещений.
Что такое «футеровка»?
Футеровка печи — это устройство облицовочного слоя на внутренних плоскостях топочного отдела, находящихся в постоянном контакте с открытым огнём. В его функцию входит защита внешних стен от повреждений термического, механического, химического или физического характера. Футерование выполняют не только для отопительных устройств бытового назначения, такую технологию применяют при изготовлении металлургических плавильных печей, паровых котлов, ковшей и т. п.
Кроме огнезащиты, жаростойкий материал выполняет теплоизоляционную функцию — снижение потерь тепла. Однако, здесь существует некоторая опасность: слишком толстый слой футеровки приведёт к снижению КПД прибора, так как потоки тепловой энергии будут «улетать» через дымоотвод на улицу, а не распространяться внутрь помещения.
Способы выполнения
Футеровку очага обычно проводят с помощью так называемых «шамотных» материалов – особым образом обработанных веществ и их смесей с включением элементов обжига, уничтожающего пластичные свойства и доводящего до спекания их частиц, а также других огнеупорных продуктов. Это могут быть:
- Обтесанный камень, изготовленный из натуральной горной породы типа песчаника или кварца, либо конгломерата, стойкий к особенно высоким температурам.
- Готовые шамотные кирпичи, из которых выкладывают внутреннюю стенку. Их огнеупорные свойства достигаются благодаря особой технологии изготовления с добавлением порошка из заранее обожженной глины и других улучшающих свойства конечного продукта веществ. Защита из такого кирпича очень популярна, так как может выдержать практически любые температуры обогревательной печи и стоит сравнительно дешево.
- Рулонные материалы, пластины и маты: базальтовое волокно,
- вермикулитовые плиты,
- каолин в виде бумаги или картона, состоящий из минеральной белой глины.
- шамотные, являющиеся огнеупорными бетонами с добавлением отощающего компонента,
Отделка из вермикулита может стать отличной альтернативой кирпичу и камню
Варианты осуществления футеровки
Футеровка топки камина шамотом
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.
Раствор для футеровки Карбид кремния огнеупорный
Теплоотражающий экран
Сравнительная таблица футеровочных материалов
ВАЖНО! В условиях производства – на металлургических и других предприятиях, где используется обработка сырья и готовых изделий горячим способом, печная защита чаще всего изготавливается из камня или шамотного кирпича. В «тесных» домашних условиях более приемлемы альтернативные варианты.
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.
Широко популярным считается раствор, приготовленный на основе кирпичной пыли и шамотной глины. Однако если в печи будут сжигаться исключительно дрова, можно воспользоваться классической глиняной смесью с небольшим содержанием песка.
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.
В качестве латок рекомендуют применять смесь, основанную на глиноземистом цементе и шамотном порошке. Вначале масса наносится на разрушенные участки, а после просушивается открытым пламенем. Приступать к последнему этапу следует спустя неделю. Поторопившись, обновленная поверхность может вновь быстро разрушиться.
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
Ознакомившись с различными особенностями обустройства футеровки для различных видов печей, можно смело приступать к работе. Однако пренебрежение рассмотренными правилами может существенно сказаться на надежности и долговечности отопительных конструкций.
Футеровка из кирпича
Футеровка печи своими руками из шамотного кирпича выполняется с учетом следующих особенностей:
- Кирпич аккуратно выкладывается «ребром на ребро», без сдвигов элементов кладки относительно друг друга, вдоль всех стенок внутренних топки.
- Швы между отдельными кирпичами заполняются раствором на основе шамота и глины.
- Если основная кладка также выполнена из кирпича, то футеровочный и основной слой стыкуются посредством одного вертикального шва, но без перевязки.
- Если же материал самой топки – металл (чугун или сталь), то между ее стенками и кладкой следует в обязательном порядке оставлять небольшой зазор, рассчитанный на температурные расширения металла, – иначе регулярные нагревы и остывания могут в скором времени ее разрушить.
Отделка шамотным кирпичом происходит по схеме – вдоль всех стенок с зазором с учетом расширения материалов
ВНИМАНИЕ! Также возможна внутритопочная кладка из огнеупорного красного кирпича, но смешивать виды кирпичей (шамотный плюс огнеупорный) нельзя, так как у них разные показатели линейного расширения и теплопроводности, что сделает постройку недолговечной.
Старая кладка из шамотного кирпича подлежит регулярным осмотрам и ремонту изношенных участков, который проводится посредством затирки раствором из шамота и глиноземистого цемента.
Используемые материалы
Огнеупорные материалы для футеровки печей в зависимости от входящих в сырьевой состав ингредиентов подразделяются на следующие классы:
- А — изделия, основу которых составляют материалы природного происхождения или синтетическая композиция с добавлением кремнеорганического связующего,
- В — в качестве основного ингредиента используется специальный вид глины (шамот),
- С — другие компоненты огнеупорных веществ.
Изделия и составы для футеровки печи класса В (кирпич, блоки, мастики и т.п.), основу которых составляет обожжённая шамотная глина доступны, стоят недорого, и поэтому пользуются наибольшей популярностью. Для повышения жаростойкости в сырьё при их производстве могут вводиться порции кварцевого песка, песчаника и других видов горных пород, прочность которых остаётся неизменной при любых значениях температур нагрева.
В качестве дополнительной защиты к шамотным изделиям применяются материалы в форме рулона, плиты или листа. Они укладываются между слоями кладки из жаропрочных и керамических изделий. В перечень таких материалов для футеровки печи, основу которых составляет белая глина, входят:
- базальтовая вата,
- плотный каолин,
- муллито — кремнеземистые маты,
- вермикулит и ряд других изделий.
Сухие смеси используются для изготовления огнестойкого раствора, которым обмазывают плоскости топочного бункера и другие элементы кладки. Ими заполняют полости технологических просветов и зазоров, компенсирующих линейное расширение конструктивных деталей печи из металла.
К огнеупорным материалам для футеровки печей можно отнести и термостойкую алюмосиликатную клеевую массу, с помощью которой приклеивают огнеупоры в листовой или рулонной форме. Такой клей также применяют для кладки из шамота, для обмазки тонким слоем стен из кирпича с низкой термостойкостью.
Из рулонного материала
Выгода использования рулонных материалов (а также пластин и матов) заключается в том, что они занимают очень мало места и не «крадут» общего объема, необходимого для закладки топлива и прохода дыма. Стандартная толщина большинства из них не превышает 1 см (например, толстый каолиновый картон бывает толщиной до 7-ми мм). Чтобы провести необходимые работы, нужно помнить, что:
- Количество необходимых для футеровки материалов рассчитывается с учетом их линейного расширения при нагреве.
- В некоторых случаях возможна укладка полотна в 2 слоя, но для бытовых потребностей это совсем не обязательно.
- Отдельные пластины крепятся элементами армирования – металлическими штырями, которые вставляются в заранее проделанные канавки.
- При отделке огнеупорными матами или пластинами следует соблюдать последовательность их крепления: сначала покрывается дно, затем боковая поверхность, а потом «потолок» топочного отдела.
ИНТЕРЕСНО! Многие современные печи заводского производства уже имеют футеровочный слой на стенках топочных отделов и не требуют дополнительной обработки. В частности, стальные агрегаты часто бывают обработаны вермикулитом.
Внутренняя отделка может проводиться базальтовым картоном
Инструкции по футеровке
Для устройства футеровки домашней печки лучше воспользоваться услугами специалистов, но при наличии хотя бы минимальных навыков и старания этот вид работы печного мастера можно выполнить своими руками.
Кирпичной печи
Футерование топки кирпичной печи с использованием шамота выполняется следующим образом:
- Первый ряд. Шамотный кирпич кладут ребром вокруг колосников. Предпочтительнее, чтобы кирпичное изделие имело наклонную грань для обеспечения уклона в сторону колосниковой решётки.
- Второй ряд задней и боковых стен поднимается одновременно. Кирпич также укладывают ребром со сдвигом на 1/2 длины относительно блока в нижнем ряду. Выполняется армирование шва стальной проволокой диаметром 3 мм или 5 мм.
- Последующие ряды выполняются аналогичным образом до верха топочного отдела. Армируют швы через один ряд кладки.
- В последнюю очередь облицовывают верхнюю плоскость топки, укладывая кирпич плашмя. Между слоями футеровки и основной кладки выполняют тепловую изоляцию из асбеста. Если свод имеет выпуклую форму кладку ведут с применением фасонного (трёхстороннего клинового или пятигранного) кирпича.
Пример футеровки шамотным кирпичом
Пример 2
Пример 3
Пример 4
При этом нужно учитывать, что футеровочный слой и основная кладка стенок должны совпадать по расположению вертикальных швов, не иметь перевязки.
Металлических печей
Футеровка топок металлических печей выполняют аналогично тому, как в кирпичных камерах (инструкция выше), но с одним отличием: между стенами из металла и шамотного кирпича должен оставаться небольшой зазор для компенсации линейного расширения. В это пространство укладывают базальтовые или каолиновые плиты, листы асбеста. Наружную облицовку не рекомендуется проводить кирпичом из-за его низкой теплопроводности.
Футеровка металлической печи
Еще один пример
Твердотопливного котла
В котлах теплоноситель проходит по теплообменным каналам, и почти не теряет энергию на обогрев стен корпуса. Эта особенность твердотопливного оборудования и учитывается при устройстве футеровки.
Выполняют её одним из трёх способов:
- Тяжёлое футерование. Применяется для аппаратов со слабым экранированием. При этом способе внутреннюю облицовку топки выполняют двух или трёхслойной кладкой из шамота.
- Облегчённое футерование. Внутри топочного отдела кладётся однослойная кирпичная кладка. Снаружи котёл облицовывают теплоизоляционными изделиями, способными противостоять высоким температурам и обшивают листовой сталью.
- Натрубной футеровкой. Трубы котла обмазываются снаружи огнеупорным клеем и раствором в 3 — 4 слоя с армированием стекловолоконной сеткой. После застывания образуется монолитный толстый пласт, защищающий от ненужных потерь тепла.
Глиняных печей
Футерование топок лепных глиняных печей проводят шамотным кирпичом. Исключение составляет печь, изготовленная из глинопесчаной смеси и армированная камнем. Её можно обмазать пластичными огнеупорами: алюмосиликатным клеем или мастикой. После застывания слой такого футеровочного материала образует сплошную оболочку, надёжно защищающую глиняные стенки от перегрева.
Обмазка растворами
Обмазка огнеупорными растворами дает еще более тонкий слой футеровки. Для такого способа характерны следующие нюансы:
- Для приготовления растворов обычно используются сухие составы шамотных, муллитовых либо корундовых смесей, которые затем разбавляются водой до нужной консистенции.
- После нанесения раствор должен пройти обжиг в естественных условиях (при работе печи) либо с помощью паяльной лампы. Во втором случае работы проводятся до появления твердой корочки.
ВАЖНО! Преимуществом растворного способа также является создание абсолютно монолитных поверхностей, дающих лучшее ограждение материалов от воздействия огня. Однако такой монолит быстрее потребует ремонта, чем каменные и кирпичные кладки.
Заранее продуманная защита печи станет гарантией тепла и уюта на долгие годы
Подробнее о растворах
Торговая сеть предлагает следующие смеси: «Мертель огнеупорный», «Печникъ». Они представляют собой порошок, который надо разводить водой. Кладка осуществляется с предварительным увлажнением шамотного кирпича. При этом его не надо выдерживать в воде некоторое время, достаточно лишь окунуть в нее и сразу вытащить. Стыковочные швы заполняют на всю высоту кладки.
Сделать расчет смеси можно, исходя из следующих усредненных данных: на 100 кирпичей шамотных требуется 65±10 кг сухой смеси. Второй вариант расчета: на 1 м3 кладки расходуется 100 кг готового раствора. Максимальную защиту кладка приобретает после протапливания печи, которую начинают, когда раствор полностью затвердеет.
Футеровка паровых котлов
По типу конструкции футеровка котлов разделяется на:
- натрубную;
- облегченную;
- тяжелую.
Натрубная футеровка производится специальной теплоизоляционной массой, наносимой на трубы котлов в несколько слоев. Армирование этой массы металлической сеткой обеспечит прочность и надежность всей конструкции.
Облегченная футеровка производится в один слой шамотного кирпича с разделением на пояса. Каждый пояс опирается на каркас котла или промежуточные балки. Наружную поверхность котла при этом обшивают железным листом с помещением между ним и котлом теплоизоляционных плит. Данный способ повысит эффективность котла, снижая при этом температуру внешней поверхности.
Наконец, тяжелая футеровка применяется в котлах, где обеспечена слабая экранировка. Температура внутри топки таких котлов достигает 1300°С, что весьма небезопасно для внешних материалов. Футеровка призвана снизить температуру внешней поверхности котла до приемлемых 70-80°С. Тяжелая футеровка производится в несколько слоев шамотным кирпичом, который не боится воздействия высоких температур.
