Как футеровать печь шамотным кирпичом

Проведение ремонтно-восстановительных работ в топочной камере печи

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

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

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

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

Футеровка печи своими руками

Рассмотрим две технологии футеровки печей в зависимости от типа используемого материала. В этом случае предполагается, что топка уже возведена. Перед началом работ нужно подготовить инструменты: емкости для разведения раствора, мастерок или небольшой шпатель, отвес или строительный уровень, мочальная кисть, молоток, кальма, полутерок, правила, ножовка.

Нанесение раствора:

Стенки топки очищают от копоти и грязи на несколько раз. Все плоскости проходят влажной тряпкой.
Если внутренняя часть обложена глянцевым кирпичом, можно сделать на нем небольшим насечки напильником или обычной плоской отверткой. Перед нанесением раствора, нужно протереть стенки влажной тряпкой.
В ведро или другую большую емкость высыпают сухую смесь для футеровки. Рекомендуется брать материалы на основе шамота. Они проще и дешевле. Полученную смесь вымешивают до состояния густой сметаны.
Раствор наносят тонким слоем на стенки топки, равномерно распределяя его по всем поверхностям.
Уложенный слой аккуратно обрабатывают паяльной лампой до полного высыхания. После чего дают печи «отдохнуть» в течение суток.

Укладка кирпича:

Возведение первого ряда. Кирпич укладывают ребром по периметру колосника. Можно задать небольшую косую грань на верхней плоскости, чтобы сажа и копоть не собирались на ней.
Второй ряд задней и боковых стен поднимают по очереди. Сначала задний, потом ближайший, так как между ними идет слой теплоизоляции. Оба ряда укладывают на ребро, учитывая сдвиг на половину расстояния от блока в нижнем ряду. Швы армируют стальной проволокой (3 мм или 5 мм) через один ряд.
Правильную геометрию стенок контролируют при помощи отвеса, правила и строительного уровня. Излишки раствора или клея заранее снимают и убирают обратно в ведро.
Следующие ряды выкладывают аналогичным образом, пока не упираются в верх топки. Открытые швы аккуратно замазывают. Между слоями футеровки закладывают тепловую изоляцию из асбестовой плиты.

Это общая инструкция, которая описывает технологию футеровки печи в домашних условиях. Если вы не уверены в собственных силах, стоит обратиться за помощью к опытным мастерам.

Футеровка кирпичной печи

Проблемы при футеровке топочной части возникают не только у металлических печей, кирпичные печи также обладают некоторыми особенностями. При больших температурах в печи может произойти термическое растрескивание, когда нагретые внутренние слои выталкивают холодные наружные со своих мест. Наружные стенки, которые сохраняют форму печи и играют роль «бандажа», под воздействием расширенных внутренних слоев расходятся в стороны. При этом образуются трещины и разрушение отдельных кирпичей, что также может привести к выходу угарных газов в помещение.

Растрескивание усугубляется тем, что глина, применяемая для соединения наружного слоя кирпичей, обладает низкой адгезией и расширяется при нагреве значительнее, чем сами кирпичи. Соответственно, при перегреве шов разрушается. Правильнее использовать более пластичный раствор при создании печи с отдельным его испытанием, когда два кирпича соединяются между собой полученным раствором и обжигаются при высокой температуре. После испытания проверяется адгезия раствора, его расширение и растрескивание. И уже на основании полученных результатов либо изменяется состав раствора, либо, если результат испытания удовлетворителен, раствор используется для создания всей печи.

Возможные причины неполадок печи

Старую печь можно отремонтировать полностью или переложить некоторые ее узлы

Типовые неприятности объясняются различными повреждениями конструкции. При появлении трещин нарушается герметичность. Ухудшение тяги провоцирует засорение системы дымоудаления. Большая разница температур (внутри канала и окружающего воздуха) способна повредить со временем даже качественную кладку. В отдельных ситуациях дефекты образуются по причине ошибок пользователей в процессе эксплуатации.

Чтобы правильно отремонтировать печку, нужна предварительная проверка

Рекомендуется обратить внимание на сравнительно редкие конструктивные проблемы:

при одинаковой высоте расположенных рядом труб дым засасывает второе (неработающее) отверстие;
производительности приточной вентиляции может быть недостаточно для одновременного функционирования нескольких отопителей;
нормальному перемещению воздуха в топку препятствует близко установленный лестничный проем;
вывод вытяжной вентиляции сделан в один канал с удалением дыма;
превышено допустимое количество поворотов трубы под углом 90°;
поддувальные отверстия установлены слишком близко к топочной дверке;
выходной канал создан недостаточно высоким, слишком узким (широким).

Препятствие для дыма может создавать отложения сажи внутри трубы

Рекомендуется уточнить внешние условия. В приведенных ситуациях потоки ветра могут провоцировать принудительное «заталкивание» дыма внутрь здания:

труба установлена неправильно по отношению к выступающему коньку крыши;
паразитные завихрения создает крупное дерево, другое строение.

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.

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.

Лещадь

Ранее лещади доменных печей выкладывали из качественного шамотного кирпича. Однако рост объёма печей и интенсификация плавки вызывали быстрое разрушение такой кладки. Поэтому в настоящее время лещади делают либо цельноуглеродистыми, либо комбинированными из углеродистых и высокоглиноземистых огнеупоров. Применение углеродистых огнеупоров вызвано тем, что из-за их высокой теплопроводности снижается перегрев и вследствие этого уменьшается разрушение кладки лещади. Один из вариантов кладки цельноуглеродистой лещади из углеродистых блоков показан на рис. 22. В комбинированной лещади, один из вариантов которой показан на рис. 25, её низ 1 и наружную часть (стакан) 4 выкладывают из углеродистых блоков, а внутреннюю центральную часть 2 и высокоглиноземистых муллитовых изделий, содержащих более 65 % Аl 2 О 3 ]. Высота лещади составляет ~ 5,6 м; это необходимо, поскольку за многие месяцы эксплуатации печи происходит разрушение кладки жидким чугуном, и в лещади образуется заполненная жидким чугуном полость, могущая достигать фундамента печи (см. рис. 48). С тем, чтобы уменьшить износ лещади, в современных печах предусматривают воздушное охлаждение её низа. Между низом лещади 1 и пнем 8 фундамента закладывают чугунные плиты 7 толщиной 180 мм; в плиты залиты стальные трубки диаметром 140 мм, в которые вентилятором подают охлаждающий воздух. Снаружи кладку лещади охлаждают гладкими плитовыми холодильниками 3.

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.

Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение

Шамотный кирпич

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

Использование шамота и есть футеровка

Общие понятия о футеровке

Что же кроется под термином «футеровка»?

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

Кроме защитной функции, жаростойкие материалы, которыми облицованы внутренние поверхности топки, значительно снижают тепловые потери

Однако, здесь есть и «обратная сторона медали» — очень важно правильно рассчитать толщину футеровки, иначе стенки печи будут плохо прогреваться. А тепло будет просто уходить в дымовую трубу, а не в комнаты дома. Коэффициент полезного действия печи может существенно понизиться, что приведет к ощутимому возрастанию затрат на топливо, так как его потребуется слишком много, чтобы прогреть толстые стенки топочной камеры

Коэффициент полезного действия печи может существенно понизиться, что приведет к ощутимому возрастанию затрат на топливо, так как его потребуется слишком много, чтобы прогреть толстые стенки топочной камеры.

Способы футеровки и материалы для ее выполнения

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

Итак, методы создания защитной облицовки заключаются в следующем:

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

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

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

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

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

Нужно ли замачивать шамотный кирпич перед кладкой?

Даже у опытных печников нет однозначного ответа на этот вопрос. Однако, изучив физические свойства шамота, можно убедиться, что в некоторых случаях, перед тем, как сделать футеровку печи, увлажнять кладочный материал просто необходимо:

когда кладка ведётся бывшим в употреблении кирпичом. Во время предыдущего использования поры материала забились частицами пыли и кладочной смеси, и чтобы открыть капилляры в его структуре, кирпич замачивают. После того, как кирпич вынимают из ёмкости с водой, следует дождаться пока с него стечёт вся жидкость, а уже затем использовать для кладочных работ;
при возведении отопительного прибора в летний зной, а вот при повышенной влажности осенью или весной уже лучше кирпич не замачивать.

ПОДБОР И ПОСТАВКА ОГНЕУПОРА

В связи со сложной конструкцией технологического оборудования, наличия большого количества переходных участков (сопряжения двух и более газоходов различных диаметров, сопряжения круглых сечений с плоскими поверхностями, наличие конусных переходов, различных торцевых крышек оборудования и т.п. мы вынуждены были обеспечить подбор ассортимента огнеупорной продукции не только на основе существующих размеров кирпича по ГОСТ 8691-73, но и разработать индивидуальные чертежи с размещением спецзаказа на изготовление теплоизоляционных лекальных кирпичей для каждого из диаметров того или иного участка оборудования.

Использование соответствующих изделий (клин ребровой двухсторонний), а также их различного сочетания, позволило обеспечить максимально правильную геометрию (окружность) при футеровке циклонной топки, коллектора печи деструкции. Применение огнеупорного бетона позволило обеспечить максимально надежную конструкцию футеровки переходных участков (сопряжение плоского свода печи и труб верхнего коллектора, днища печи, крышек коллекторов и циклонной топки, а также вновь устанавливаемого предтопка). Использование теплоизоляционных материалов (каолиновой плиты и рулонного материала) в совокупности с использованием огнеупорного кирпича и бетона, позволило обеспечить минимальную теплопроводность двухслойной стенки. Использование рулонного материала (толщиной 6 и 38 мм.) обусловлено необходимостью устройства температурных швов для компенсации различных тепловых расширений стали и огнеупорных материалов, в первую очередь огнеупорного бетона. В качестве кладочного раствора используется алюмосиликатный мертель МШ-28 с применением, в качестве раствора затворения, смеси химического отвердителя и воды. Данный вид кладочного раствора позволяет обеспечить начальное твердение огнеупорного кладочного раствора в процессе кладки футеровки, еще до начала сушки футеровки.

Комбинированное использование вышеперечисленных материалов позволило завершить проект по футеровке установки сжигания полимерных отходов на две недели раньше согласованного срока.

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. 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.

Что требует большего внимания: печь на даче, деревенская дровяная или банная?

Особенно большим температурным нагрузкам подвергаются печи, в которых сжигают каменный и бурый уголь.

Через несколько лет после постройки ремонт требуется банным и дачным печкам. Интенсивное температурное воздействие испытывают отопительные приборы, в которых почти круглосуточно выпекают формовой хлеб, караваи и пиццу.

Итальянские помпейские печи строят во многих странах. Пицца, выпеченная в таких сооружениях, имеет особый вкус и запах. Эта печь обычно строится на открытом воздухе. Еда готовится под кирпичным сводом, под действием огня и жара нагретых кирпичей. Существует два вида помпейских печей — неаполитанские (с низким сводом, предназначенные в основном для выпечки пиццы) и тосканские (с высоким сводом, который позволяет поставить внутрь горшок или кастрюлю и приготовить не только пиццу, запеченное мясо и рыбу, но и супы).