Содержание
Поскольку огнеупорные материалы, в которых сочетаются все требуемые для защиты промышленных печей свойства, на данный момент не разработаны, то футеровку установок разных типов проводят наиболее подходящими для этих целей изделиями. Ещё один способ обеспечить требуемую защиту — изготовить футеровку из нескольких слоев, каждый из которых выполняет те или иные функции. Всё это привело к тому, что в качестве огнеупорных материалов для футеровки печей используются различные огнестойкие изделия, обладающие разными свойствами и характеристиками.
Всю продукцию, используемую для футеровки, можно разделить на три категории — высокотемпературные теплоизоляционные плиты, маты, модули и волокно. Второй тип огнеупорных и теплоизоляционных материалов включает легковесный огнеупорный кирпич. Наиболее популярными, хотя и несколько устаревшими теплостойкими материалами для футеровки являются огнеупорный бетон, кирпич, мертель и монолитные изделия из них, а также всевозможные вспомогательные материалы, применяемые вместе с ними, – мастики, клеи и т. д.
Среди наиболее эффективных огнеупорных материалов для печей можно выделить керамическое волокно. Данный тип теплоизоляционных изделий может выпускаться с разными химическими составами, длиной волокон, содержанием Al2O3 и диаметром волокон. Максимально протестированный диапазон рабочих температур находится в пределах 1270°С-1652°C. Довольно часто, для облегчения монтажных работ, керамическое волокно помещают в модульные системы.
Рулонные огнеупорные материалы для футеровки представляют собой наиболее универсальную продукцию. Эти изготовленные на основе керамического волокна материалы отличаются небольшим весом, крайне малой теплопроводностью, отличной термостойкостью. Разные типы изделий имеют различные показатели плотности и толщины, что обуславливает температурные показатели – для рулонных изделий предел рабочих температур составляет 1110°C-1350°C. Любой огнеупорный материал необходимо проверять на соответствие температурным режимам.
Огнеупорная футеровка и теплоизоляционные материалы
Тонколистовые изделия, несмотря на кажущуюся непригодность, также могут использоваться в качестве огнеупорных и теплоизоляционных материалов. В эту категорию входят бумага, толстый картон и войлок. Все они могут использоваться не только для изоляции, но и для фильтрации горячих газов. Многие специально разработанные тонколистовые изделия отличаются низким содержанием вредных примесей и чрезвычайно высокой прочностью. Все огнеупорные материалы из этой группы пригодны для применения при температурах 815-1645°C.
Наиболее эффективными и широко распространёнными огнестойкими материалами для печей являются кирпич и специализированные бетоны. Как всю футеровку, так и отдельные слои довольно часто выполняют при помощи одного кирпича или бетона. Хотя, как правило, они служат лишь наружным и внутренним слоем, тогда как основная теплоизоляционная нагрузка ложится на более современные материалы. Дело в том, что огнеупорные и теплоизоляционные материалы этого типа обладают достаточно высокой теплопроводностью, что и вызывает необходимость прибегать к более высокотехнологичным изделиям. Зато бетон и кирпич способны выдерживать химическое, механическое и другое воздействие в условиях высоких температур. Разработано несколько разновидностей огнеупорных бетонов способных выдерживать температуры до 1790°C. Эти огнеупорные материалы для печи представлены на рынке в виде пластичных или сухих растворов. В том числе разработаны бетоны пригодные для использования с огнеупорным кирпичом.
Как видно из этого перечня материалы для огнеупорной футеровки печей весьма многообразны, как по составу, так и по характеристикам. Выбор конкретного изделия зависят от типа печи и требуемого уровня защиты. Наше предприятие предлагает все необходимые изделия для футеровки любых типов промышленных печей.
Топка – «сердце» кирпичной печи, самый главный ее отдел. В топочном отделе материал контактирует с открытым пламенем, подвергается воздействию температур порядка 1000⁰С и термоударам. Из обычного кирпича топочные отделы печей не выкладывают, поскольку обычный кирпич будет в данных экстремальных условиях терять естественную влагу, обгорать, и в результате очень вероятно крошение и быстрое разрушение керамического кирпича. Чтобы кирпичная печь служила долго и работала без аварий, безопасность эксплуатации обеспечивают футеровкой, или отделением обыкновенного красного керамического кирпича от прямого контакта с пламенем.
Не только кирпичную печь нужно защищать футеровкой. Металлические печи и твердотопливные котлы имеют стальные стенки и элементы топок. Соединения таких элементов сварные. И сталь, и еще в большей степени сварные стыки подвержены довольно быстрому прогоранию. Только литые чугунные топки не нуждаются в футеровке, а металлические конструкции печей без защиты долго не служат. Если конструкция печи или твердотопливного котла предполагает стальные сварные детали, то, как правило, производитель разрабатывает и футерованную защиту посредством шамотных изделий или каолиновой ваты. Существуют и другие материалы для футеровки, но их не так много. Но не всегда стальная печь заводского изготовления выполнена с футеровкой камеры топки, и в этом случае данную работу приходится выполнять владельцу.
Футеровкой называют облицовку внутренней поверхности отделов печи, находящихся в зоне прямого контакта с пламенем с целью защиты от термоударов и длительного воздействия высоких температур, а также и от механического и химического влияния. Термин футеровка применяется не только в контексте бытовых печей, каминов и котлов, а и для печей металлургической отрасли.
У футеровки есть еще одна функция, кроме защиты – значительное снижение теплопотерь от внутренних поверхностей топки. Важен точный расчет толщины футеровки, чтобы печь при этом нагревалась достаточно, если слишком защитить топочный отдел печи, то можно добиться обратного эффекта – слишком увеличиться время прогрева утолщенных стен топки, потребуется больше топлива, причем теплопотери через дымоход будут постоянны, а в помещение тепло будет поступать недостаточно. То есть и кпд и общая эффективность отопительного агрегата будет снижена. Толщину жаростойкого футерованного слоя превышать нельзя.
Основные способы футеровки
Способ выбирается исходя из материалов печи и времени работы – одновременно с кладкой печи или как модернизация.
- Способ, пригодный как для футеровки уже полностью готового отопительного сооружения, так и для строящегося – облицевать внутренние поверхности топки изделиями жаропрочным материалом с низкой теплопроводностью.
- Жаростойкий материал в виде раствора наносится на внутреннюю поверхность топочной камеры готового отопительного агрегата. Кирпичную печь возможно защитить жаростойким раствором только в период постройки.
- Для банной металлической печи-каменки эффективным методом футеровки служит устройство теплоотражающего экрана. Для других моделей печей экранирование не имеет смысла, так как тепловая энергия будет отражаться внутрь топочного отдела и уходить в дымоход вместо того, чтоб идти на прогрев стен печи.
Виды и классификация материалов для футеровки
Сырье для защитных материалов – глина и горные породы с особыми свойствами. Классифицируют материалы по базовой основе.
- А — кремнезем в качестве основы
- В – тугоплавкая шамотная глина как основа для футеровочного состава, кирпича или панелей
- С – комбинированный базовый состав
Самые востребованные и популярные материалы для футеровок – группа В: изделия из шамота (сhamotte), которые могут быть в виде кирпичей, панелей и сухих смесей для приготовления раствора. Для производства этих изделий применяют шамотный порошок, который получают измельчением обожженной при высокой температуре – до 1550⁰С специальной тугоплавкой шамотной глины (белой каолиновой, синей кембрийской). С добавлением шамотного порошка – главной составляющей футеровочных материалов, с добавками минеральных порошков твердых горных пород, таких как песчаник и кварц – производятся шамотные изделия. Также порошок продается и в сухом виде, для растворов. Шамотный кирпич – самый популярный материал для футеровки, главным образом из-за вполне демократичной цены. Главное при выборе шамотного кирпича – акцент на качество. При покупке нужно быть внимательным, поскольку некачественный шамот не даст эффекта защиты печи.
Другой, немного менее популярный материал для футеровки – каолиновые ваты (группа А). Сырье – кварцевый песок, глиноземистые цементы, тугоплавкие глины и жидкое (силикатное стекло). Техническое название калиновой ваты – муллитокремнеземистая вата (МКРР -130). Производят ваты в электропечах и методом раздува преобразовывают в волокнистые структуры, в итоге получают материал с превосходным показателем теплоустойчивости. Визуально – изоляционный материал белого цвета для набивки и поверхностной изоляции. термоизоляция для условий до 1250⁰С. Более дорогая огнеупорная вата – высокоглиноземистая и циркониевая – пригодна для изоляции при экстремальном термо режиме до 1600⁰С.
Каолиновые ваты применяют как изоляторы температурных швов в печах всех типов, для набивки термокомпенсационных швов, поверхностной изоляции по стенам и сводам. Это высокоэффективный материал, применяется и для бытовых печей и котельных агрегатов, и в металлургии, поскольку инертен даже к расплавам металлов. МККР не только противостоит термовоздействию, но и является совершенным электроизолятором с постоянными свойствами в режиме работы до 800⁰С. кроме того, обладает свойствами:
- Отличная звукоизоляция и вибростойкость
- Термохимическая стойкость
- Пластичность и легкий монтаж благодаря эластичному плотному прилеганию фактуры ваты к практически любым конструкциям и поверхностям
- Не смачивается жидкими металлами
- Противостоит агрессивным средам от кислых до щелочных, маслам минеральных типов
- Инертна к воде, влаге, водяному пару
В печах применяются рулонная, плитная и листовая каолиновая вата в качестве прокладок между жаростойким слоем и наружной кирпичной кладкой, как дополнение к шамотным изделиям.
Картон и маты для футеровок производятся на основе каолиновых и базальтовых ват, вермикулита (материал на основе вулканической горной породы) на связующих на основе белых глин. Каолиновый картон предназначен для работы при температурах до 1400⁰С.
Футеровку производят также обмазкой раствором. Специальные жаростойкие растворы из готовых сухих смесей применяют и для нанесения обмазок на поверхности стен топочных камер готовой печи, и для кладки дымоходных каналов печи из огнеупорного кирпича. Сухие порошки мертеля (огнеупорная смесь из кембрийской, или синей глины) применяют и для засыпок технологических полостей, просветов и зазоров кладки, а также свободных швов, предназначенных для компенсационных тепловых расширений в металлических деталях конструкций отопительных агрегатов.
Кроме мертеля (мертель МП-18, термический режим работы до 1600⁰С), сухая смесь может быть произведена из шамотных порошков и обогащенных цементов. огнеупорные саморасширяющиеся цементы, например РПЦ марки М500, также применяются в бытовых печах. Но мертель значительно более экологичен, и предпочтителен для печей, предназначенных для приготовления пищи. В русских печах или глиняных национальных печах типа тандыров следует применять конечно же, только экологичные материалы, например, на основе синей глины.
Удобен в работе и быстро просыхает клей для футеровки. Практически печью можно пользоваться уже через 24 часа после обмазки огнеупорным алюмосиликатным клеем (например, клей Анкер 1600). Высокотемпературные огнеупорные клеевые составы на основе алюмосиликатов предназначены и для кладки огнеупорного кирпича, и для обмазки стенок печей, сложенных из обыкновенного красного кирпича. Также клеевые составы применяют для приклеивания листового, рулонного или панельного огнеупорного материала. У разных производителей параметры жаропрочных клеевых составов слегка варьируются, но всегда рассчитаны на режим работы не менее, чем при 1400⁰С, что приемлемо для защиты кирпичных стенок топки при контакте с открытым огнем. Основной плюс клеев – быстрота монтажа и готовность печи к работе уже через сутки.
Клеевые составы предлагаются рынком в значительном ассортименте, как однокомпонентные, так и двухкомпонентные, в виде паст, мастик и обмазок. Наносятся эти составы и в готовые отопительные агрегаты, и при строительстве печи и обустройстве топки. В составе этих материалов шамотные порошки, микроармирующее волокно, минеральные добавки и присадки для укрепления защитного жаростойкого слоя.
Чаще всего применяют футеровки из следующих материалов:
Изготовление огнеупорных материалов для металлургии
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи
Инжиниринговая компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH, являясь официальным дистрибьютором различных производителей промышленного оборудования, на протяжении более 15 лет предлагает следующие огнеупорные материалы и футеровку для печей и литейных ковшей:
Огнеупорный кирпич для применения в ковшах
Вариант: MgO-C огнеупорный кирпич с синтетической смолой в качестве связующего для шлаковой зоны литейных ковшей.
100% плавленый оксид магния с природным графитом.
| Пункт | Химические свойства | |
|---|---|---|
| MgO (сырье) | % | более 98.5 |
| MgO | % | более 78.5 |
| C | % | более 11 |
| Кажущаяся пористость | % | менее 3,8 |
| Объёмная плотность | г/см3 | 3,04±0,04 |
| Предел прочности при сжатии в низких температурах | Н/мм2 | более 39.5 |
| Предел прочности на изгиб в горячем состоянии | Н/мм2 | более 12.5 |
Огнеупорный кирпич для применения в ковшах
Вариант: MgO-C огнеупорный кирпич с синтетической смолой в качестве связующего для тяжелых эксплуатационных условий шлаковой зоны литейных ковшей.
100% плавленый оксид магния с природным графитом.
| Пункт | Химические свойства | |
|---|---|---|
| MgO (сырье) | % | более 98.5 |
| MgO | % | более 78.5 |
| C | % | более11 |
| Кажущаяся пористость | % | менее 3,8 |
| Объёмная плотность | г/см 3 | 3,07±0,03 |
| Предел прочности при сжатии в низких температурах | Н/мм 2 | более 39.5 |
| Предел прочности на изгиб в горячем состоянии | Н/мм 2 | более 12.5 |
Огнеупорный кирпич для применения в ковшах
Вариант: Al2O3 -MgO-C огнеупорный кирпич с синтетической смолой в качестве связующего для дна металлической зоны литейных ковшей.
Материалы основы: коричневый корунд, плавленый оксид магния с природным графитом.
| Пункт | Химические свойства | |
|---|---|---|
| Al2O3 | % | более 72,0 |
| MgO | % | более 12,0 |
| C | % | более 9,5 |
| Кажущаяся пористость | % | ≤ 8,0 |
| Предел прочности при сжатии в низких температурах | МПа | ≥ 35 |
| Объёмная плотность | г/см 3 | 3,27±0,03 |
Монолитные огнеупорные материалы для защиты корпуса печи спекания
Материал поставляется в виде двухкомпонентной смеси с жидким связующим, которое является неотъемлемой частью смеси. Сухое вещество и связующее будут поставляться в мешки для сыпучего материала, обернутых в пленку, на деревянных паллетах.
Требования к хранению: Сухой компонент должен храниться в сухих условиях, жидкое связующее — при температуре не менее +5 °С
Огнеупорные материалы для установки и ремонта вакуумных камер и сводов электродуговых печей
Описание: Паста для набивки, сделанная из электрически плавленой окиси магния.
| Свойства | Параметры |
|---|---|
| Химический состав (%) | |
| MgO | 79,0 |
| Cr2O3 | 10,5 |
| Fe2O3 | 4,7 |
| CaO | 1,5 |
| SiO2 | 1,1 |
| Al2O3 | 2,9 |
| P2O5 | 1,8 |
| Материально-вещественный состав Гранулометрический класс (мм) Необходимое количество влаги (л/100кг) |
— 4,0 — 4,5 |
| Тип связующего | керамическое |
| Макс. температура применения (°C) | 1 780 |
Применение: Первые установки и ремонты вакуумных камер и сводов электродуговых
Футеровка для ремонта подов печей в промышленности производства стали
Описание: Материал для ремонта, сделанный из железной окиси магния.
Материал может быть дополнительно пропитан маслом – содержание масла (0,5 – 1,5) %
| Свойства | Параметры |
|---|---|
| Химический состав (%) | |
| MgO | 81,1 |
| Fe2O3 | 8,2 |
| CaO | 8,4 |
| SiO2 | 2,0 |
| Al2O3 | 0,3 |
| Тип связующего | керамическое |
| Макс. температура применения (°C) | 1 780 |
Применение: Ремонт подов печей в промышленности производства стали.
Футеровка подов мартеновских печей
Описание: Неформованный продукт для набивки, сделанный из железной окалины окиси магния. Продукт может быть дополнительно пропитан маслом
| Свойства | Параметры |
|---|---|
| Химический состав (%) | |
| MgO | 78,5 |
| SiO2 | 2,2 |
| CaO | 12,3 |
| Fe2O3 | 6,0 |
| Al2O3 | 0,4 |
| Тип связующего | керамическое |
| Макс. температура применения (°C) | 1 700 |
Применение: Поды мартеновских печей
Футеровка подов сталеплавильных печей
Материал для ремонта, сделанный из железной окиси магния.
Материал может быть дополнительно пропитан маслом – содержание масла до 2 %.
| Свойства | Параметры |
|---|---|
| Химический состав (%) | |
| MgO | 80,2 |
| Fe2O3 | 7,8 |
| CaO | 8,8 |
| SiO2 | 2,2 |
| Al2O3 | 0,3 |
| Физические свойства | |
| Гранулометрический класс (мм) | — |
| Тип связующего | керамическое |
| Макс. температура применения (°C) | 1 780 |
Применение: Ремонты подов сталеплавильных печей
Огнеупорные материалы для холодного и горячего ремонта мартеновских и электродуговых печей
Описание: Масса для торкретирования, сделанная их окиси магния естественного спекания.
| Свойства | Параметры |
|---|---|
| Химический состав (%) | |
| MgO | 82,5 |
| Fe2O3 | 5,0 |
| CaO | 2,0 |
| SiO2 | 6,5 |
| Al2O3 | 0,6 |
| Тип связующего | силикатное |
| Макс. температура применения (°C) | 1 690 |
Применение: Холодный и горячий (без останова) ремонт мартеновских и электродуговых печей.
Футеровка в дуговых электропечах
Плавленый кальциево-алюминатный цемент плавится в дуговых электропечах, усваивая превосходную окись алюминия и известняк в качестве сырья. Его особенности — стабильное качество, небольшая водопотребность, быстрая и соответствующая гидратация, ранняя высокая прочность и т.д. Это – связующее вещество для производства всех видов высококачественных монолитных огнеупоров.
| Свойство | Тип 1 | Тип 2 | Тип 3 | |
|---|---|---|---|---|
| Хим состав (%) | AL2O3 | 68-72 | 78-83 | 88-92 |
| CaO | 30 | 20 | 10 | |
| SiO2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| Fe2O3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | |
| Удельная поверхность (cm 2 /g) | 6100 | 8100 | 8100 | |
| Упаковка | 25 кг / маленький мешок 1000 кг / большой мешок |
|||
Огнеупорная футеровка для печи из феррохрома
Очень чистый, хорошо обожженный магнезит с очень незначительной долей Fe2O3 и SiO2. Этот сорт применяется во многих областях производства ферросплавов.
Рабочий слой футеровки, контакт со шлаком
Для шлаков материал, обладающий качеством камня только с импрегнированием смолой.
Материалы сертифицированы: ISO 9001 и подлежат тщательному контролю качества во время и в конце производственного процесса
Изоляционные кирпичи
Предлагаемые изоляционные кирпичи производятся методом отливки из смеси, содержащей гипс для влажной тепловой стабилизации.
| Теоретическая (насыпная) плотность | Температура рабочей поверхности | Температура нерабочей поверхности |
|---|---|---|
| кг/м3 | °C | °C |
| 485 | 1200 | 105 |
Использование кирпича позволит экономить не только энергию, но и понизить выбросы парниковых газов.
Торкретбетон
Торкретбетон, который предлагает наша компания в качестве связующего, включает в себя лучшее сцепление с поверхностью, меньшую отдачу, быстрое высыхание, никакого растрескивания из-за воздействия высоких температур, показывает длительную долговечность, которая обычно в два раза больше, чем у материалов с цементом в качестве связующего.
Обычные материалы из торкретбетона транспортируются в сухом виде под давлением сжатого воздуха и смешиваются с водой в насадке при разгрузке. Количество воды (связующего) и как следствие вязкость торкретбетона полностью зависят от мастерства и умений техника, применяющего торкретбетон. Огнеупоры с низким содержанием цемента, используемые как торкретбетон, также содержат добавляемую воду и поэтому должны быть высушены и нагреты перед использованием, и таким образом, подвержены растрескиванию.
Материалы на основе торкретбетона готовятся в виде гидросмеси /суспензии с использованием точно отмеренного количества связующего на основе коллоидного кремнезёма (без добавления воды). Гидросмесь затем с помощью насоса помещается в специальную насадку, куда техник может добавить ускоритель при использовании, если это необходимо, чтобы оптимизировать сцепление с поверхностью целевого материала в зависимости от окружающей температуры и условий. Уникальная система связующего основе коллоидного кремнезёма не требует специального высыхания или нагревания в отличие от продуктов с цементом в качестве связующего.
Во время высыхания материалы на основе торкретбетона в качестве связующего крепко пристают к существующим огнеупорным материалам, обеспечивая длительность их использования. Их внутренняя устойчивость к термическим трещинам обеспечивает то, что профилирующая футеровка полностью сохраняется при запуске, что обеспечивает дополнительный потенциал долгого использования. Материалы на основе торкретбетона в качестве связующего минимизируют время вынужденного бездействия и увеличивают полезное время путем устранения длительных периодов высыхания.
Футеровочные материалы для короба чистых газов
В качестве футеровочных материалов мы предлагаем использовать керамическую плитку толщиной 40 или 60 мм. Плитка крепится с помощью специального клея который наносится на короб и саму плитку. Клей устойчив при температуре до 150°С.
