1.5.3 Кирпичная кладка

Кирпичная кладка печи состоит из нескольких элементов: боковой кладки, пода печи и свода печи. Во избежание перегрева фундамента нижнюю часть пода выкладывают из теплоизоляционного кирпича, среднюю часть из огнеупорного кирпича с малой огнеупорностью. Только верхний слой подины толщиной в полкирпича в зависимости от температуры печи выкладывают из материала необходимой огнеупорности. В нагревательных и термических печах толщина пода редко бывает более 460 мм.

Толщину печных стенок принимают исходя из требований к строительной прочности и в зависимости от температуры в рабочем пространстве печи. Механическая прочность стенок зависит от их высоты и ширины пролета, перекрываемого излучающим сводом, от кривизны свода, характеризуемой центральным углом раскрытия свода и радиусом кривизны (рис.5). Рекомендуемая толщина кладки нагревательных печей приведена в табл.1.3. Целесообразно применять двухслойную и трехслойную кладку боковых стенок. Наружные слои выкладывают из теплоизоляционных кирпичей, внутренние из огнеупорных.. При выкладке каждого слоя высотой более 1,5 м возможно его выпучивание и расслоение кладки, что ускоряет ее износ. Поэтому кладку всегда выполняют способом кладки кирпичей «вперевязку» (рис. 4а).

В зависимости от температуры внутренней поверхности кладки стенки нагревательных печей могут быть выложены из различных по химическому составу материалов. При температуре до 1000° С внутреннюю поверхность свода выкладывают из шамотного кирпича классов В и Б, при более высоких температурах — из шамотного кирпича класса А или из динасового кирпича[ ].

Теплоизоляционные слои стенок выкладывают из диатомового кирпича, сводов — из диатомовой засыпки или гранулированного котельного шлака теплопроводностью 0,2—0,3 Вт/(м-°С).

Таблица 1.3 Рекомендуемая толщина кладки нагревательных печей

Элемент кладки	Температура внутренней	Толщина кладки. мм
	поверхности кладки, °С
	°С	Огнеупор-ной	Изоляцион-ной
Стена высотой м:
до 1	До 1000	116	116—232
	1000—1200	232	232
	Свыше 1200	232	348
1—2	До 1200	232	232
	Свыше 1200	232—348	348
До 3	1000—1200	348	232
Своды лучковые с центральным уг-
лом 60° и пролетом, м:
до 1	До 1200	116	65—230
	Свыше 1200	232	65—230
до 3,5	До 1200	232	65—230
	Свыше 1200	300	65—230
более 5	До 1200	300	65—230
	Свыше 1200

При нагревании из-за теплового расширения кладки её размеры увеличиваются. Для предотвращения разрушения от термического расширения в кладке через каждые 2—3 м проектируют температурные швы. В кладке из шамота толщина температурных швов 15—20 мм, а в кладке из хромомагнезита и динаса 30—60 мм.

Рисунок 6. Кладка свода; а - вперевязку б - кольцами

Для уменьшения газообмена рабочего пространства с окружающей средой температурные швы заполняют увлажнённой огнеупорной массой, в которую добавляют 25—30% асбеста. Температурные швы свода перекрывают кирпичом. Зазор между кладкой и кожухом шахтных печей заполняют теплоизоляционной засыпкой.

Своды печей - наиболее ответственные части кладки, имеющие дугообразную форму. Их выкладывают из клиновых и прямых кирпичей. При этом возможны два способа выкладки свода, «вперевязку» и «кольцами» (рис. 6). Газо­плотность и механическая прочность кладки «вперевязку» больше, чем у кладки «кольцами». Однако ремонт свода «вперевязку» труднее, чем свода, выложенного «кольцами».

Своды выкладывают по опалубке, начиная от пят, в направлении к продольной оси печи. Последний «замковый» кирпич забивают в верхней части кольца. В некоторых случаях своды выполняют из нескольких рядов кирпича (окатов).

Таблица 1.4. Категории кладки нагревательных печей.

Категория	Вид кладки	Раствор	Толщина шва, мм	Область применения
I	Особо тщательная	Жидкий	1,0	Для печей безокислительного нагрева
II	Тщательная	»	1…2	Для печей скоростного нагрева
III	Обыкновен-ная огнеу-порная	Полугус-той	3	Для обычных нагревательных печей
IV	Простая огнеупорная	»	4	Для кладки неответственных частей печей
V, VI	Простая огнеупорная	Густой	5…10	Для кладки наруж-ных изоляцион- ных слоев

В зависимости от толщины швов между кирпичами кладку нагревательных и термических печей подразделяют на шесть категорий: I—VI (табл.1.4). Огнеупорную кладку горелочных амбразур, а также стен и сводов печей безокислительного нагрева относят к категории I, толщина швов в ней должна быть не более 1 мм. Толщина швов кладки категории II не более 2 мм. Ее используют при выкладке стен, в которых устанавливают горелки, и арочных сводов при температуре печи свыше 1400° С. Толщина швов кладки категории III должна быть не более 3 мм. С такими швами выполняют кладку стен и пода из шамотного, каолинового, динасового и полу­кислого кирпича при температуре печи до 1200° С. Толщина швов категории IV 4 мм. Толщина швов кладки категорий V – VI 5 – 10 мм, применяется для кладки наружных изоляционных слоев.