Футеровка муфельной печи

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

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

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

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

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

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

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

Виды футеровки муфельных печей

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

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

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

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

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

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

Из каких материалов лучше делать футеровку для муфельной печи

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

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

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

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

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

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

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

Полужидкие составы способствуют созданию целостной конструкции и предотвращают утечку тепла

Клеевое соединение

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

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

Правила нанесения клея на кирпич или плиты для футеровки печей:

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

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

Плюсы и минусы различных материалов для футеровки

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

Корунд или керамика

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

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

Керамическая печка будет служить много лет без ущерба целостности камеры

Волокно

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

Цена волоконной конструкции самая низкая

Керамическое волокно

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

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

Муллито-кремнеземистые материалы

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

Плюсы данного материала:

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

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

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

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

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