0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как расширяется шамотный кирпич

Часто встречающиеся ошибки при кладке бытовых печей, установке печных труб и водяного отопления

1. Кладка кирпичей «насухую».
Предварительно вымоченный в воде кирпич обладает следующими свойствами: а) держится в кладке немного крепче, чем сухой, потому что вода является транспортной средой для печного раствора и дает ему глубже проникать в поры материала;
б) позволяет достигать более тонких печных швов, что также значительно повышает надежность и долговечность печной кладки.

Предварительно вымоченными должны быть обе поверхности, участвующие в кладке (доставать кирпич из воды нужно непосредственно перед самым моментом укладки на печной раствор). Кирпич, предназначенный для укладки, стоит некоторое время (не менее 1-2 минут) выдерживать в широком ведре с водой, периодически подливая туда воду. Для удобного смачивания верхних поверхностей кирпичей, уже закрепленных в кладке, можно сделать «мини-лейку», проколов 5-8 отверстий в пробке из-под пластиковой бутылки.

В старых изданиях рекомендуют вымачивать кирпич в воде непосредственно перед кладкой в течение 15 минут. Но мне думается, что и одной-двух минут будет вполне достаточно. Шамотный кирпич в воде не вымачивают, а только ополаскивают непосредственно перед его укладкой.

2. Сужение поперечных сечений дымовых каналов менее одного кирпича на плашку «300 см2. Сужение поперечного сечения дымового канала, более рекомендуемого мной («300 см2) заметно снизит тягу. Сырые дрова в такой печи гореть будут слабо. Возникнут неизбежные проблемы и с достижением равномерной теплоотдачи. 3. Неправильный крепеж рамки топочной дверки — часто встречающаяся ошибка печника.

4. Отсутствие теплового зазора при установке рамки топочной дверки. Тепловой зазор должен быть 0,5 см по всему периметру рамки топочной дверки. Он заполняется шнуровым асбестом. При невозможности укладки асбеста по тем или иным причинам можно посоветовать проверенный способ установки рамки топочной дверки «на раствор», когда в рекомендуемые зазоры впрессовывается обычный печной раствор. Если печной раствор качественно подобран и протестирован, то он вполне может заменить шнуровой асбест, а в чем-то оказаться даже и надежнее. Практика печных работ показывает, что печной раствор, уложенный в тепловые зазоры по периметру рамки топочной дверки, служит надежно, долговечно и никогда не является причиной растрескивания печной кладки из-за теплового расширения рамки топочной дверки.

5. Проволочная обвязка.
Проволочная обвязка создает лишь видимость добросовестно проделанной работы. Прочности кладке она не только не придает, но и придать не может. Просто потому, что коэффициент теплового расширения металла в 6 раз больше, чем у кирпичной кладки. Однако этот технически безграмотный обычай настолько укоренился в некоторых регионах России, что лучше, руководствуясь желанием не портить отношения с заказчиками, делать то, о чем они просят. Можно порекомендовать располагать проволочную обвязку ближе к внешнему краю печной стенки, где она будет меньше нагреваться.

Иногда на сводах классических русских печей разумно (для придания им дополнительной прочности) укладывать прутковую обвязку из прутка диаметром 1 см или из железных полосок подходящего сечения. Однако при этом магистрали обвязки необходимо укладывать на расстоянии не более 1,5-2 см от внешних краев стенок печи.

6. Несоблюдение других тепловых зазоров.
Тепловые зазоры колосников по всему периметру на 0,5 см засыпаются песком или золой. Плита также не должна устанавливаться впритык или закладываться сверху кирпичной кладкой. Ей необходимы тепловые зазоры около 0,5-1 см.
Тепловые зазоры поддувальных дверок могут быть самыми незначительными. О тепловых зазорах задвижек тяги в литературе о печном деле не упоминается.

Иногда на практике приходится видеть кухонные плиты, наглухо заложенные кирпичной кладкой по всему их периметру (кроме одной стороны, разумеется). И при этом на стенках печи не обнаруживается ни малейших разрушительных следов от теплового расширения плиты. Явление это очень редкое, и как его объяснить, я не знаю. Обычно плиты, наглухо заложенные кирпичной кладкой, заставляют ее в период отопительного сезона ощутимо «дышать» и соответственно активно растрескиваться.

7. Металлические полосы внутри кладки.
При необходимости обустройства подпорок под вертикальные внутренние перегородки дымовых каналов нужно использовать поставленные торцом вверх кирпичи — это будет намного надежнее и долговечнее, чем применение металла внутри кладки.

8. Установка духового шкафа впритык к топке печи.
Горячие тепловые потоки разумнее подводить к духовому шкафу снизу и потом направлять их вверх, через колодцы равного сечения, огибающие духовой шкаф с обеих сторон. В таком случае хлеб, выпекаемый в правильно установленном духовом шкафу, будет равномерно пропекаться со всех сторон.

В случае, когда переустановка неправильно расположенного духового шкафа затруднительна, можно выложить дополнительную жарозащитную стенку со стороны топки. Но это, конечно же, не лучший вариант.

9. Кладка дымовой трубы выше кровли на печной (глиняно-песчаный) раствор. Кирпичная дымовая труба выше кровли ложится на цементный раствор.

10. Изготовление печных труб из оцинкованной жести. Печные трубы, изготовленные из оцинкованной жести, прогорают в несколько раз быстрее, чем трубы из неоцинкованной.

11. Установка промышленных двустенных дымовых труб вне отапливаемого помещения.
Правильно сложенная печь не нуждается в двустенных утепленных трубах, которые стоят значительно дороже одностенных.

12. Выпускаемые для установки на бытовые промышленные котлы тонкостенные (одинарные) трубы из нержавеющей стали с зольником в нижней части и задвижкой тяги, выполненные в цельносварной конструкции, ни по медицинским нормам, ни по правилам пожарной безопасности ставить внутри жилых помещений категорически нельзя.

Раскаленные газы, доходящие до 1300 С, будут нещадно пережигать воздух, нанося серьезный вред здоровью даже кратковременно пребывающих в этом помещении людей. А все, что будет находиться ближе полутора-двух метров около этого «огнедышащего монстра», может легко вспыхнуть и вызвать пожар в доме. Вместо тонкостенных труб из нержавеющей стали к выходному отверстию бытовых промышленных котлов надо выкладывать зольник и (желательно) искрогасительный зуб (см. главу 22) из шамотного кирпича, уложенного на специальной жароупорной шамотной глине. Это, конечно, хлопотнее и дороже, зато благоразумнее и надежнее.

13. Расширительный бак в отопительных системах иногда бывает разумно вваривать в самую холодную точку отопительной магистрали, а не в самую горячую, куда его нередко традиционно помещают и где в период активного прогрева печи он почти постоянно кипит. Находящуюся в таком расширительном баке воду приходится доливать едва ли не ежедневно. Но делать подобную переустановку можно только при условии, что расширительный бак будет находиться в помещении, а не на чердаке. В противном случае он утратит свойство быть одним из наиболее горячих технологических узлов в тепловой водной магистрали и станет просто-напросто перемерзать при наступлении значительных зимних морозов.
При необходимости переустановки точки вваривания расширительного бака трубка, связывающая расширительный бак со всеми остальными технологическими узлами водяного отопления, должна привариваться к одной из наиболее низких горизонтальных точек водной тепловой магистрали. В верхней же точке отопительной системы надо вварить трубку для свободного выхода воздуха, образующегося в процессе активного кипения воды и ни в коем случае не устанавливать на эту трубку кран. Если кто-нибудь по недоразумению его закроет, то может возникнуть аварийная ситуация в тепловой магистрали.

14. Установка тепловых батарей из толстых водяных труб может очень сильно снижать КПД системы водяного отопления. Большинство домов с водяным отоплением доперестроечного периода именно так и устроено. Но прежде чем приступить к переделке своей старой отопительной системы, надо обязательно получить подробную консультацию у опытного теплотехника. Пусть он сделает расчет, сколько дров вы ежегодно могли бы экономить, установив более совершенную систему отопления. Исходя из конкретных цифр, переведенных на рубли, вы сможете принять то или иное обоснованное и продуманное решение.

Читать еще:  Разборка зданий по кирпичам

Шведская печь-камин с шамотным ядром

Конструкция, известная как шведская печь-камин и иногда называемая в источниках «противоточной», что как-то не совсем корректно, сравнительно недавняя разработка – середина ХХ столетия. Что не помешало стать этому проекту одним из самых популярных в мире отопительных печей. Что легко объяснимо простотой и универсальностью конструкции.

Камин и теплоемкая печь, при всем своем близком родстве, по сути своей, очень непохожие конструкции, способные решать различные задачи.

Печь инертна и сравнительно долго прогревается, но затем и долго отдает тепло в обогреваемое помещение.

Камин же прекрасно вентилирует и сушит комнаты, начинает греть сразу после розжига топлива, но при это имеет слишком низкий КПД и не способен создать в помещении комфортную температуру, поскольку неспособен аккумулировать тепло.

Идея совместить плюсы и минусы этих систем возникла давно, но принцип работы их настолько различен, что такая интеграция не проходила гладко. В итоге всегда получалось, что две различные конструкции просто совмещали в одном корпусе (или, если угодно, массиве), отчего печи-камины имели два различных топливника, действующих независимо. И компактными такие гибриды назвать сложно. В конечном итоге получилась та самая шведская печь-камин, порядовку которой мы рассмотрим ниже.

На сайте уже приводилась порядовка подобной печи, но в ней не было выделено тепловое ядро, отчего читатели столкнулись с трудностями при кладке топливника с шамотной футеровкой.

Для профессионала тут особой трудности нет. Он понимает, что достаточно выполнить тепловое ядро из шамота независимым, без связки с внешним теплонакопительным контуром. Но вот у неопытного человека, как оказалось, возникают затруднения. Поэтому попробуем разобрать кладку печи с шамотным ядром и попытаемся пояснить, в чем конструктивные различия с печкой, сложенной только из одного вида кирпича.

Для начала требуются некоторые пояснения. Печь с шамотным ядром делается немного выше. На пару рядов. Это происходит по одной только причине – нужно перекрыть печь так, чтобы перекрытие не опиралось на шамотное ядро и то могло расширяться независимо.

При этом немного изменится перевязка кладки. Поскольку теперь рассекатели, разделяющие печные каналы, нельзя перевязывать с топкой. Следовательно, их придется связывать с внешними стенками печи. И тут есть два варианта решения.

Первый используется больше каменщиками – через ряд на углу ставится трехчетвертной кирпич. И многим этот способ не нравится по причине нарушения внешнего рисунка кладки – перевязка вертикальных швов идет через четверть кирпича, а не половину, как то принято при традиционной печной кладке (хотя такую перевязку стоило бы назвать «готической» – это более точный термин). Поэтому в порядовке показана так называемая «косая перевязка». Она немного более хлопотная при монтаже, но зато внешне совсем незаметная.

Теперь про изменения габаритов исходного варианта. Рассчитать высоту печки, описанной ниже, довольно легко. При нормальном печном шве (3-5 мм) высота ряда будет составлять 7 см (65 мм + 5 мм). Соответственно, просто умножаем количество рядов на эти самые 7 см и получаем общую высоту.

Уменьшить высоту печи нельзя. Если только выбрать более компактные дверцы топки и хлебной камеры. Вообще габарит печи определяет по большей части именно литье. Поскольку высоту и ширину топки задают именно габариты дверцы.

Собственно, выбор сейчас в специализированных магазинах довольно большой, но мы все же рекомендуем купить дверцу 50х50 или 50х60 см. И такую, в которой есть не только основная внешняя стеклянная дверца, но и меньшая внутренняя, литая, выполненная в форме решетки. Просто этот вариант предпочтительней с точки зрения пожарной безопасности.

Хлебную камеру можно упразднить. Просто не ставим дверцу. А взамен замуровываем получившее отверстие кирпичом. И в футеровке (тепловом ядре), и во внешнем контуре.

Если позволяют габариты помещения, печь можно увеличить по высоте, введя дополнительные ряды в топку или ту часть конструкции, что расположена над хлебной камерой. Но увлекаться не стоит. В противном случае придется увеличивать сечение дымовой трубы. Внутренности печи (ее каналы) можно оставлять без изменений при увеличении сечения трубы до 2-х кирпичей или 250х250 мм (в порядовке сечение трубы же в 1 кирпич или 250х120 мм). Понять же когда требуется увеличить пропускную способность трубы очень просто.

Сечение трубы зависит от мощности печи. Точнее, от площади поверхности, излучающей тепло. Увеличивая высоту печного массива, мы тем самым увеличиваем и ее активную площадь – габариты поверхности, участвующей в тепловом обмене.

Соответственно, после какого-то предела придется корректировать и возможности дымовой трубы. Эти табличные данные можно посмотреть самостоятельно в интернете, специализированных изданиях или на сайте в статье, посвященной расчету печного габарита.

Высота трубы (минимальная, необходимая для гарантированной работы печного прибора) определяется очень просто. Для печки нужно минимум 3 метра, для камина – 5. Соответственно, для нашей конструкции потребуются те самые максимальные 5 метров. Конечно, как теплоемкая печь, конструкция сможет работать и с трехметровой трубой. Но вот в режиме камина могут наблюдаться и сбои.

Помимо шамотного и красного полнотелого керамического кирпича потребуется печное литье (его объем нетрудно понять по порядовке печи), а также вязальная проволока. И, что сильно отличает этот вариант от печки из одного вида кирпича, обязательно понадобится негорючий теплоизолятор. Часто рекомендуют базальтовый картон или листовой асбест. Но тут есть нюансы.

Асбест не так уж и экологичен, а базальтовый картон попросту не рассчитан на такие температуры, а потому попросту спекается. И перестает выполнять роль теплового демпфера. Поэтому лучше все же использовать что-то на основе каолина. В специализированных магазинах такой негорючий теплоизолятор обычно именуют кремнеземным волокном или ватой.

Дополнительно потребуются нержавеющая листовая сталь и стальной уголок №32 или 45. Нержавейка нужна для монтажа топочной дверки и дверцы хлебной камеры. Хотя часто в магазинах имеются уже готовые монтажные туннели для конкретных дверец. И тогда проще воспользоваться ими, а не мудрить самостоятельно.

Конечно, дверцы можно закрепить и другим способом (проволокой или на спицах), но все же монтаж дверцы при помощи туннеля куда надежнее. Да и внешний контур в районе дверцы он защищает от перегрева куда надежнее, чем более традиционные способы. Так что все же лучше дверцу ставить с туннелем, герметизированным кремнеземной ватой по периметру.

Ну а уголок потребуется для стягивания теплового контура снаружи. По типу промышленных печей. К четырем внешним вертикальным углам теплового ядра ставится по уголку, которые затем стягиваются или стальными пластинами (понадобится сварка), или анкерными резьбовыми шпильками (придется под них вырезать пазы снаружи теплового ядра), или скруткой из вязальной проволоки (наименее надежный вариант). Но все же, оптимальным вариантом принято считать именно резьбовые шпильки, которые несложно найти в магазинах крепежа или изготовить самостоятельно.

Если вас не пугают все перечисленные трудности, можно приступать уже непосредственно к кладке печи.

1 ряд

Первый ряд играет роль декоративного. Он немного шире основного массива и потому образует своеобразный плинтус, базис печи. Если такой изыск не требуется, можно просто выполнить его таким, чтобы не выходил за общий абрис.

Читать еще:  Искусственный кирпич что это такое

2 ряд

Многие печники в качестве основания используют один ряд кладки, а не два. Чего делать не стоит из соображений безопасности. Правило очень простое. Два ряда кладки минимум – это в основании печи и при перекрытии ее внутренних полостей. Три ряда – это верхнее, завершающее перекрытие печного массива. Еще раз. Это обязательный минимум. Так что не стоит стараться выгадать и построить печь чуть ниже за счет перекрытия и основания.

3 ряд

На третьем ряду устанавливаются прочистные лючки и дверца зольника (она же поддувальная). Всю фурнитуру проще и дешевле крепить при помощи петель из вязальной проволоки.

4 ряд

5 ряд

На пятом ряду перекрывают проем зольника и начинают формировать боковые каналы. С каждой стороны печи есть два малых опускных и один большой подъемный канал. Если печь будет более мощной, то хорошо бы не только увеличить сечение дымовой трубы, но и на ряд-два поднять перемычки между каналами.

6 ряд

На шестом ряду начинают вести кладку ядра из шамотного кирпича. Никаких особых приготовлений не требуется. Просто начинают класть шамотный кирпич на шамотную смесь, а не на кладочный раствор из красной глины.

При этом обязательно следят, чтобы между красным и шамотным кирпичом оставалась незаполненная раствором щель примерно в 5 мм – так называемый «сухой шов». Он необходим, чтобы компенсировать разницу расширения керамического и огнеупорного кирпича.

Еще важный момент. Лучше сначала выполнить кладу шамотного ядра, а потом уж стянуть это ядро металлическим внешним каркасом. И только потом выполнить кладку внешнего контура из красного полнотелого кирпича. В местах примыкания внешней кладки и теплового ядра надо проложить полоску кремнеземного волокна. Не особо зажимая его. Это делается для герметичности. Чтобы исключить обмен газов между каналами.

7 ряд

На седьмом ряду ставится дверца топки при помощи монтажного туннеля и кремнеземного волокна. Тогда же начинает использоваться косая перевязка. Заднюю часть топочного пода неплохо выполнить наклонной к дверце. Но это факультативно. Просто наклонный под немного улучшает условия горения топлива. Необязательно скашивать такой кирпич совсем на нет. Можно смело оставить сантиметр – это только повысит прочность такого скошенного кирпича.

8 ряд

Как уже говорилось, лучше сначала сделать шамотное ядро, а потом уж закрыть его внешней кладкой. Но порядовка дана общая. Не забываем о щели между внешним и тепловым контуром. Если не получается при стандартной кратности кирпича, придется попилить кирпич для теплового ядра. Соблюдение пустого шва между керамическим и огнеупорным кирпичом обязательно.

Крошится кирпич в топке печи

Чем заделать щели в печи

Достаточно часто в кирпичных печах возникают трещины в швах. Чаще всего они появляются в местах стыка с литьем: сказывается разное температурное расширение. Могут возникать трещины и из-за локального перегрева, а также из-за ошибок при кладке. Если раствор при этом не высыпается, особых причин для беспокойства нет, но заделать щели в печи надо.

Ремонт небольших трещин — до 5 мм — можно сделать с помощью любого из растворов, которые применяются при кладке кирпичных печей (глина песок; глина песок немного цемента). Используют и готовые составы, разведенные по рекомендациям производителя. Если знаете, на какой именно раствор клали печь, лучше использовать тот же, если нет — любой подойдет. Будет только видна разница в цвете.

Трещины в швах появляются из-за воздействия высоких температур

Замазывать более глубокие щели в кладке печи лучше раствором с добавлением измельченного шамота и глиноземистого цемента. Если такого цемента нет, можно использовать портландцемент, но нужна будет тонкомолотая добавка для кладки печей. Наличие размолотого шамота армирует раствор, предотвращая появление трещин снова.

Как все-таки замазать щели в печной кладке? Порядок работы такой:

  • печь немного разогревают,
  • расширяют трещины,
  • очищают их от пыли,
  • смачивают водой,
  • замазывают выбранным раствором.

Собственно, все. Дожидаемся высыхания раствора, потом можно еще раз протопить печь, но не на полную закладку, а примерно на половину. Затем уже можно топить в обычном режиме.

Кроме замазывания щелей в кирпичной печи раствором, можно заложить их размоченным асбестовым шнуром, а сверху все замазать раствором. Только при работах будьте осторожны: асбест в пылеобразном состоянии вреден. Лучше работайте в маске.

Если топка сделана из красного, а не шамотного кирпича, рано или поздно кирпич начинает крошиться. Он отваливается порой довольно большими пластинами. Чем-то его замазывать или армировать — без толку. От температур все развалится.

Остановить разрушение кирпича в топке кирпичной печи можно только уменьшив воздействие температур. Для этого надо делать дополнительную футеровку — ставить заградительные стенки, которые основную тепловую нагрузку будут принимать на себя. То есть топку (целиком или только разваливающиеся стенки) изнутри обшивают/обкладывают каким-то материалом. Это может быть:

  • Сталь или чугун. Стали надолго не хватит, особенно при ремонте банных печей — она быстро прогорит, да и теплопроводность ее очень высокая, так что стенки ставить надо с некоторым воздушным зазором. Чугуна хватит на более продолжительный период времени, но тоже ненадолго. И при использовании чугуна тоже требуется хоть небольшая воздушная прослойка. Чтобы выдержать этот зазор, можно между стенкой и металлом проложить гофрокартон, который при первой же топке сгорит, но зазор он обеспечит.
  • Тонкий шамотный кирпич ША-6 или ШБ-6. Его еще называют «лещадка». Марка шамота ШБ — чуть хуже по качественным показателям, но тоже может применяться. Эти кирпичи ставятся не вплотную к стенкам топки, а с зазором в 7-10 мм. Для зазора можно проложить базальтовый картон. Кладется лещадка на раствор для кладки шамота, только ищите его с повышенной «липучестью». Кладку делают как кирпичом — склеивая четырьмя гранями. При такой футеровке снижается скорость прогрева помещения, но разжигается печь намного быстрее — шамот быстро прогревается. К тому же в самой топке поднимается температура (за счет повышения теплоизоляции), что создает идеальные условия для более полного догорания горючих газов.

Размеры шамотного кирпича ША-6 или ШБ-6 (лещадки)

  • Если такого кирпича не нашли, можно использовать стандартный шамотный кирпич, поставив его на ребро. Только толщина такой стенки более значительная. С учетом зазора она «съедает» значительную часть объема топки.
  • Вермикулитовые плиты (подойдут и панели для оформления помещений из вермикулита типа «скамол»).
  • Материал типа «СуперИзол», который может переносить нагрев до 1000°C.
  • С последними двумя материалами работают нечасто, но их можно использовать, если объем топки небольшой и уменьшать его шамотом не хочется. Единственное, вам надо будет придумать систему крепления, так как в каждом случае она своя. И учтите, что плиты надо ставить тоже не вплотную к стенкам топки а с небольшим зазором.

    Подобный ремонт футеровки кирпичной печи позволяет избежать, или хотя бы отодвинуть на некоторое время, более серьезные работы, которые иногда включают в себя полную переборку печи с заменой разрушившихся элементов, а иногда и с изменением конструкции.

    Перегрев

    Кирпичные блоки, даже те, которые изготовлены из шамотной глины, — материал весьма хрупкий, поэтому при нарушении режима эксплуатации кладка будет постепенно разрушаться.

    Если печь нагревается постепенно, кладка не трескается

    Представим такую картину. Однажды зимой после долгого отсутствия владельцы дачи, приехав отдохнуть на выходные, начинают топить печь. Желая как можно быстрее согреть дом, они закладывают максимально возможное количество топлива. А затем на протяжении шести-восьми часов интенсивно эксплуатируют устройство, подбрасывая дрова.

    Читать еще:  Шаблон для имитации кирпич

    Внутренняя сторона топки и дымохода нагревается очень быстро, а внешняя какое-то время еще остается холодной. Под воздействием быстро поднявшейся внутренней температуры кирпичи подвергаются линейному расширению и давят друг на друга с увеличенной силой. А поскольку расширяться им некуда — трескаются и деформируются, смещаясь в сторону.

    Неправильное устройство фундамента

    Если фундамент печи не связан с фундаментом дома, повреждения в кладке могут быть вызваны неравномерными подвижками обоих оснований. Проблема в том, что здание и устройство оказывают на грунт разное давление. В итоге влияние грунта (особенно пучинистого) на оба фундамента — тоже разное. При их неодинаковой осадке отопительный агрегат, привязанный к элементам конструкции дома, испытывает дополнительные нагрузки. Они-то и влекут за собой трещины в кирпичах и швах печной кладки.

    Что делать если трещины вокруг литья

    Из-за большой разницы в величине температурных расширений металла и кирпича в месте их стыка часто образуются трещины. Чтобы их избежать во время монтажа в кирпиче делают выемки, которые дают возможность металлу при нагреве расширятся, не разрушая кладку (выемки по размеру больше полочки литья на 3-5 мм).

    Для смягчения воздействия литье обматывают теплоизоляционным материалом. Раньше использовали асбестовый шнур или картон, теперь чаще кладут нарезанный на полосы картон из минеральной ваты или специальный уплотнительный шнур (асбест вреден). При выборе картона обратите внимание, он должен выдерживать температуры 800°C и выше.

    Если все-таки трещины появились, их заделывают как описано выше — при помощи раствора с добавлением шамота. Но если повреждения такие, что дверка шатается, как и кирпичи над ней, если позволяет конструкция, лучше все разобрать и перезаделать, подтянуть крепежную проволоку и заново обмотать литье теплоизоляционным материалом.

    Чтобы не трескалась чугунная плита

    Еще одна распространенная проблема использования кирпичных печей, но уже не чисто банных, а отопительно-варочных — трещины в чугунной плите. Они не страшны, если печка сделана правильно, но если есть ошибки в кладке или конструкции, через трещину может просачиваться дым, а еще — угарный газ, что во много раз хуже.

    В принципе, хорошо отлитая плита из качественного чугуна не должна трескаться, вот только беда в том, что такие встречаются очень редко. Тем не менее, беде можно помочь. При первой протопке надо медленно нагреть плиту, не допуская локального перегрева, и точно так же медленно ее остудить. Сделать это можно разложив по поверхности чугуна кирпичи или насыпав хороший слой песка.

    Влияние режимов разогрева футеровок тепловых агрегатов и продолжительность хранения огнеупоров на стойкость огнеупорной кладки

    УДК 666.762.32-484.2.620178.16 К. т.н.

    ФГАОУ ВПО УРФУ имени Первого

    Президента Ельцина г. Екатеринбург

    Влияние режимов разогрева футеровок тепловых

    агрегатов и продолжительность хранения огнеупоров

    на стойкость огнеупорной кладки.

    Износ огнеупорных футеровок в высокотемпературных металлургических агрегатах периодического действия ( конвертеры, вельц-печи, вращающиеся печи, сталеразливочные ковши и т. д.) при службе происходит в основном путём скола вследствие возникающих в футеровке термических напряжений. При пуске конвертеров без предварительного разогрева футеровки размеры скола кладки от первичного термоудара достигают до 150мм.

    Традиционная кладка швов футеровок в высокотемпературных агрегатах периодического действия цветной металлургии ведётся с использованием сухих огнеупорных порошков и является неэффективной, так как не обладает соответствующими механическими свойствами. При эксплуатации сухие порошки всплывают ввиду малой плотности и отсутствия адгезии с футеровкой, в оголенные швы проникают реагенты плавки.

    При остывании шлако-штейновый расплав ввиду большого температурного коэффициента линейного расширения расширяется, вызывая внутренние напряжения в кладке. Такие многократные циклические напряжения приводят к быстрому разрушению футеровки при каждом цикле. Одновременно с заполнением кладочных швов шлако-штейновым расплавом рабочая поверхность футеровки пропитывается расплавом на глубину 30-100 мм, в результате чего в огнеупоре образуются зоны. При нагреве и остывании кладки на границе этих зон возникают термические напряжения (рис.1), превышающие прочность огнеупора, что также приводит к сколу пропитанного слоя. Проведённые исследования стойкости футеровки показали огромное влияние термического удара на сопротивление огнеупорных изделий химической агрессии перерабатываемого продукта. Шлакоустойчивость (динамическая) огнеупорных образцов, подверженных предварительному воздействию термического удара, в несколько раз меньше, чем у образцов, медленно разогретых до испытания.(рис.2)

    Структура периклазохромитовых образцов после испытания на шлакоустойчивость термического удара на контакте со шлаком плотная; наблюдается чёткая граница химического взаимодействия огнеупорных составляющих с реагентами плавки.

    У периклазохромитовых образцов, подверженных предварительному воздействию термического удара, структура пористая, огнеупорные составляющие значительно разобщены; образующее пространство заполнено силикатами. При этом эрозивные процессы разрушения преобладают над коррозионными, что соответственно увеличивает скорость износа огнеупоров. Также исследования показали, что нарушение первоначальной сплошности огнеупоров зависит от геометрических размеров, теплофизических и упругомеханических свойств изделий, а также от интенсивности изменения температурного поля.

    В агрегатах периодического действия, в которых наблюдаются быстрый нагрев и охлаждение футеровки, необходимо применять кладочные растворы, защитные обмазки ( торкрет-массы и набивные массы) в зависимости от условий службы элементов кладки, резко снижая тем самым величину термических напряжений.[1]

    Разогрев футеровки при пуске агрегатов необходимо производить в зависимости от теплофизических свойств огнеупорного материала кладки, и её объёма с допустимой скоростью нагрева.[2, 4]

    Увеличение скорости нагрева плавленых огнеупоров периклазохромитового состава влияет на повышение модуля упругости при определённых температурах, приводя к разрушению изделий (рис.3). Поэтому изделия на основе плавленых материалов наиболее чувствительны к термоударам и футеровки из этих материалов следует разогревать до температуры службы с меньшей скоростью, чем из спечённых, или обрабатывать их защитными обмазками, которые резко снижают термические напряжения, возникающие при пуске агрегата (рис.4)

    Анализ службы футеровок показал, что при быстром нагреве футеровки поверхностные слои кладки, обращённые в рабочее пространство конвертера, испытывают напряжения сжатия. В случае же быстрого охлаждения поверхностные слои находятся под воздействием растягивающих напряжений. При прочих равных условиях для огнеупорной футеровки более опасно быстрое охлаждение, чем быстрый нагрев, вследствие плохой сопротивляемости огнеупоров на растяжение и хорошей – на сжатие. В практике часто встречаются случаи разрушения футеровки в результате недостаточного предварительного разогрева кладки или вообще отсутствия такового.

    В связи с этим был проведён расчёт напряжений, возникающих в непропитанных и пропитанных штейнами огнеупорах, при условии полного отсутствия компенсации относительного удлинения кладки. При расчётах за верхнюю граничную температуру была выбрана t = 700°С(таб.1 и таб.2)

    Для уменьшения влияния напряжений, возникающих при затруднённом расширении кладки, авторами были предложены и испытаны в надфурменной зоне горизонтальных конвертеров никелевого производства (Уфалейский никелевый комбинат и комбинат «Южуралникель») компенсационные прокладки в виде картона или толи из расчёта 6мм температурных швов на 1пог. м кладки. Испытания показали увеличение продолжительности кампании конвертеров, определяемой в основном стойкостью фурменного пояса и надфурменной зоны на 12-20%.

    Кроме того, наличие разных по свойствам участков в огнеупоре при службе указывает на необходимость принудительного подогрева футеровки конвертеров во время вынужденных простоев до температур не ниже 800-900°С.

    Необходимым является также разогрев футеровки конвертеров после текущего или капитального ремонтов. Соблюдение указанных условий позволит повысить стойкость футеровки на 25-30%.

    Напряжения в огнеупорах магнезиального состава (при 700°) Таблица 1

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector