Cărămizi refractare termoizolante

Alegerea cărămizilor refractare termoizolante în funcție de temperatură și aplicație

Cărămizile refractare termoizolante, cunoscute în mod obișnuit sub abrevierea IFB, combină o compoziție refractară cu o structură poroasă controlată. Porii încorporați reduc densitatea, conductivitatea termică și căldura acumulată în comparație cu cărămizile refractare dense. Astfel, cărămizile IFB sunt utile când un cuptor de ardere, un cuptor industrial sau o forjă trebuie să atingă eficient temperatura de lucru, când carcasa necesită protecție împotriva pierderilor de căldură ori când reducerea greutății căptușelii este avantajoasă.

Alegerea clasei nu se bazează exclusiv pe temperatură. Proiectantul căptușelii trebuie să evalueze și sarcina mecanică, abraziunea, viteza gazelor, impactul direct al flăcării, atmosfera chimică, ciclurile termice și posibilul contact cu zgură, cenușă, metal topit sau sticlă topită. O cărămidă IFB poate fi utilizată ca strat de lucru expus în instalații adecvate, cu solicitări reduse și atmosferă curată, sau ca izolație secundară în spatele unei căptușeli de lucru mai dense. Rolul corect depinde de clasă și de condițiile de exploatare.

Compararea claselor

Valoarea maximă indicată reprezintă limita declarată pentru cărămidă, nu temperatura de proiectare recomandată pentru funcționarea continuă în orice instalație. Trebuie prevăzută o marjă tehnică adecvată pentru variațiile de temperatură, condițiile de funcționare ale arzătorului, punctele fierbinți și abaterile procesului. Mortarul, rosturile, ancorele, izolația secundară, carcasa și orice strat de protecție trebuie, de asemenea, să fie adecvate. Un mortar cu o clasificare termică superioară nu mărește limita temperaturii de utilizare a cărămizii.

Cărămidă refractară termoizolantă sau cărămidă refractară densă?

Niciunul dintre cele două tipuri nu este în mod universal superior. Un cuptor artizanal cu funcționare intermitentă poate beneficia de răspunsul rapid al unei căptușeli termoizolante, în timp ce o vatră de șemineu, o pardoseală de cuptor, o vatră de cuptor industrial sau o suprafață supusă uzurii poate necesita rezistența și capacitatea de acumulare termică ale cărămizilor dense. Căptușelile industriale compozite utilizează frecvent un material refractar dens pe fața de lucru și cărămizi IFB în spatele acestuia, pentru reducerea temperaturii carcasei și a pierderilor de căldură.

Căptușeli principale pentru fața caldă

Gama include clase adecvate utilizării ca strat principal pe fața caldă în cuptoare ceramice și industriale, forje și cuptoare de tratament termic. În această poziție, cărămida IFB este expusă direct atmosferei cuptorului, astfel încât temperatura reprezintă doar unul dintre criteriile de specificare. Verificați dacă gazele de ardere, configurația flăcării, manipularea încărcăturii, mobilierul de cuptor și operațiunile de curățare nu produc abraziune sau impact inacceptabil.

Cărămizile IFB sunt cele mai potrivite ca materiale pentru fața caldă în medii curate, cu uzură mecanică limitată. Acestea nu trebuie alese automat pentru vetre care susțin piese grele, pardoseli de cuptor supuse sarcinilor pe roți, zone traversate de particule abrazive sau suprafețe expuse zgurii agresive. În astfel de zone poate fi necesar un material refractar dens, un beton refractar turnabil, un strat de protecție sau o căptușeală alternativă cu clase adaptate.

Izolație secundară

Montate în spatele unor cărămizi dense, al unui beton refractar turnabil sau al unei alte căptușeli de lucru aprobate, cărămizile refractare termoizolante reduc transferul de căldură către carcasa din oțel sau construcția înconjurătoare. Această configurație poate fi utilizată în cuptoare de ardere, cuptoare industriale, recipiente de proces, regeneratoare, gazogene, cuptoare adânci de încălzire, cuptoare pentru detensionare, camere de reacție și sisteme adecvate de evacuare a gazelor arse.

Stratul secundar trebuie să rămână în limitele propriei clasificări termice. Calculați temperatura la interfață pe întreaga grosime a căptușelii, fără a presupune că stratul exterior va rămâne întotdeauna rece. Rosturile dintre stratul de lucru și straturile termoizolante trebuie proiectate astfel încât dilatarea termică să nu transmită sarcini distructive și să nu creeze trasee continue de pierdere a căldurii.

Cuptoare pentru ceramică și olărit

Masa termică redusă este deosebit de utilă în cuptoarele încălzite și răcite în mod repetat. Este necesară mai puțină energie pentru încălzirea căptușelii refractare, iar camera poate răspunde mai rapid la curba de ardere programată. Clasa 23 poate fi adecvată aplicațiilor la temperaturi mai reduse, în timp ce clasele 26, 28 și 30 oferă limite declarate progresiv mai ridicate. Alegerea efectivă trebuie să țină cont de temperatura elementelor de încălzire, punctele fierbinți generate de arzător și cea mai ridicată temperatură prevăzută în programul de ardere, nu numai de temperatura nominală a produselor ceramice.

Clasa 28 este declarată drept cărămidă termoizolantă cu conținut redus de fier pentru aplicații ceramice. Dacă contaminarea, răspunsul culorilor sau atmosfera cuptorului sunt factori critici, solicitați analiza chimică actuală și verificați-o în raport cu specificația procesului. Expresia „conținut redus de fier” nu reprezintă o garanție universală de puritate pentru orice masă ceramică, glazură sau proces cu atmosferă controlată.

Cuptoare și echipamente pentru tratament termic

Cărămizile refractare termoizolante pot fi utilizate în cuptoare adecvate pentru recoacere, revenire, detensionare și tratamente termice generale. Capacitatea lor redusă de acumulare a căldurii poate scurta etapele de încălzire și răcire, însă durata finală a ciclului depinde de încărcătură, sistemul de încălzire, metoda de control, căptușeala completă și profilul metalurgic de răcire necesar. Procesele care necesită o răcire lentă, controlată, trebuie proiectate în funcție de grosimea necesară a izolației și de comenzile programate.

Cuptoarele industriale necesită adesea materiale diferite în zone diferite. Glafurile ușilor, blocurile refractare ale arzătoarelor, vetrele, buiandrugii și secțiunile portante pot fi expuse unor condiții mecanice sau termice mai severe decât pereții și bolțile. Alegeți materialul separat pentru fiecare zonă, în loc să utilizați aceeași clasă IFB în întregul cuptor fără o evaluare termică și structurală.

Forje și vetre pentru brazare

Un strat de lucru termoizolant și ușor poate ajuta camera forjei să atingă rapid temperatura de lucru și poate reduce căldura transferată către carcasa exterioară. Protejați cărămizile IFB împotriva contactului repetat cu semifabricate metalice, scule, fondanți și combustibil. Fondanții pe bază de borax și reziduurile topite pot ataca materialele refractare poroase, iar impactul direct al jetului arzătorului la viteză mare poate eroda suprafața moale. Poate fi necesară o pardoseală densă adecvată, o placă de uzură înlocuibilă sau un strat de protecție compatibil.

Cărămizile refractare termoizolante nu constituie suporturi structurale pentru nicovală, piesa de lucru sau ansamblul arzătorului. Carcasa și căptușeala refractară trebuie susținute independent și trebuie să păstreze distanțe de siguranță față de materialele combustibile.

Aplicații pentru sticlă, email și materiale topite

Clasa 28 este indicată pentru zonele fără contact direct din cuptoarele pentru sticlă și email. Condiția „fără contact direct” este esențială: cărămizile termoizolante poroase nu sunt destinate, în general, reținerii sticlei, metalului, sărurilor sau zgurii în stare topită. Pătrunderea lichidului poate provoca atac chimic, contaminare, supraîncălzire locală sau deteriorare structurală.

Pentru orice proces care implică materiale topite, definiți nivelul topiturii, zona de stropire și posibilele condiții de revărsare. Utilizați pe suprafața expusă un material refractar dens sau specializat adecvat și amplasați cărămizile IFB numai în zonele în care proiectul le menține izolate de topitură.

Canale de fum și trasee pentru gaze la temperaturi înalte

Anumite clase pot fi utilizate ca izolație în canale industriale de gaze arse adecvate. Acestea nu trebuie prezentate drept înlocuitor universal pentru un tub de coș de fum certificat pentru uz rezidențial. Trebuie luate în considerare temperatura și presiunea gazelor arse, compoziția chimică a condensului, etanșeitatea la gaze, expunerea la funingine, metoda de curățare și cerințele legale.

Viteza mare a gazelor sau particulele antrenate pot eroda suprafața expusă a unei cărămizi IFB. Dacă aceasta este utilizată ca izolație secundară, căptușeala interioară trebuie să rămână continuă și compatibilă cu fluxul de gaze. Instalațiile rezidențiale cu sobe de încălzire și șeminee trebuie să respecte instrucțiunile producătorului aparatului și sistemului de coș de fum, precum și cerințele de construcție aplicabile.

Alegerea mortarului

Utilizați un mortar refractar compatibil cu clasa cărămizii și temperatura de funcționare. Mortarul obișnuit pentru zidărie nu este adecvat unei căptușeli refractare de înaltă temperatură. Mortarul refractar alb Silcas M este recomandat pentru clasa 23. Vitset 45 este recomandat pentru clasele 26, 28 și 30. Informațiile pentru clasa 30 indică, de asemenea, Vitset 80 sau Vitset 90 când materialul de rostuire necesită o clasificare de până la 1860 °C.

Un mortar clasificat la o temperatură superioară celei a cărămizii nu mărește limita de 1650 °C a acesteia și nu certifică întreaga căptușeală pentru temperatura mortarului. Pregătiți suprafețele cărămizilor, amestecați sau condiționați mortarul și executați rosturile conform fișei tehnice a mortarului. Grosimea rosturilor influențează direct precizia dimensională, pierderile de căldură și stabilitatea căptușelii; utilizați, prin urmare, rostul specificat, nu un pat gros, convențional, de mortar pentru zidărie.

Tăiere și fasonare

Structura poroasă face cărămizile IFB mult mai ușor de tăiat și fasonat decât cărămizile dense din șamotă. Măsurați cu atenție fiecare piesă și sprijiniți cărămida aproape de linia de tăiere pentru a evita ruperea secțiunilor subțiri. Utilizați un ferăstrău adecvat pentru zidărie sau materiale refractare și nu forțați discul ori lama.

Tăierea produce pulberi respirabile. Lucrați cu un sistem adecvat de extracție sau de reducere a prafului, acolo unde este permis, și purtați echipamentul de protecție respiratorie, oculară, a mâinilor și a pielii specificat în informațiile actuale de securitate. Nu utilizați aer comprimat pentru îndepărtarea prafului de pe îmbrăcăminte sau din zona de lucru. Piesele deteriorate sau puternic ciobite nu trebuie montate dacă afectează continuitatea rosturilor ori grosimea căptușelii.

Estimarea cantității de cărămizi

Toate cele patru clase au aceeași dimensiune nominală, astfel încât estimările inițiale ale cantității sunt identice. Valorile următoare nu includ rosturile de mortar, tăieturile, golurile, arcele și pierderile:

Adăugați o rezervă adecvată geometriei și modului de execuție. Pereții dreptunghiulari drepți pot genera pierderi relativ reduse, în timp ce arcele, deschiderile pentru arzătoare, îmbinările complexe și reparațiile pot necesita o rezervă considerabil mai mare. Lista finală de materiale trebuie să includă mortarul, rosturile de dilatare, produsele pentru izolația secundară, ancorele și orice material de protecție pentru fața de lucru.

Montaj și dilatare

Configurați căptușeala astfel încât să evitați tăieturile mici inutile și rosturile continue care traversează mai multe straturi. Mențineți curate suprafețele de așezare și utilizați numai cantitatea de mortar necesară pentru configurația de rost specificată. Nu înmuiați cărămizile IFB poroase decât dacă producătorul mortarului solicită în mod expres un anumit tratament al suprafeței, deoarece excesul de apă poate prelungi uscarea și poate afecta formarea aderenței.

Căptușelile refractare se dilată și se contractă în timpul exploatării. Rosturile de dilatare, arcele, bolțile, deschiderile ușilor și racordurile la structurile din oțel necesită detalii specifice proiectului. Nu fixați rigid o căptușeală IFB între elemente structurale fără jocul prevăzut. Căptușelile industriale mari trebuie proiectate sau verificate de un specialist competent în materiale refractare.

Uscare și punere în funcțiune

Zidăria nouă conține apă provenită din mortar și din condițiile de șantier. Lăsați căptușeala să se usuce natural pe durata necesară materialului de priză ales, apoi respectați programul de încălzire specificat. Aplicarea temperaturii maxime de proces unei căptușeli umede poate genera presiune de vapori, poate deteriora rosturile și poate fisura cărămizile sau materialele refractare adiacente.

Procedura primei încălziri trebuie să țină cont de grosimea căptușelii, tipul mortarului, volumul cuptorului, ventilație și orice straturi dense sau turnabile utilizate împreună cu cărămizile IFB. Nu deduceți programul de încălzire din temperatura maximă de utilizare a cărămizii. Această clasificare nu oferă informații despre viteza permisă de creștere a temperaturii într-o căptușeală nou construită.

Manipulare, depozitare și întreținere

• Depozitați cărămizile în loc uscat, acoperit, ferite de apa stagnantă și de contaminarea de la sol.
• Manipulați-le cu grijă; muchiile și colțurile se deteriorează mai ușor decât cele ale cărămizilor refractare dense.
• Nu stivuiți sarcini instabile și nu utilizați cărămizi IFB individuale ca suporturi temporare sau platforme de lucru.
• Verificați suprafețele feței calde pentru eroziune, rosturi deschise, fisuri, atac chimic și secțiuni desprinse.
• Investigați temperaturile anormale ale carcasei, deoarece pot indica rosturi deteriorate, izolație lipsă sau degradări în spatele suprafeței vizibile.
• Înlocuiți cărămizile deteriorate cu aceeași clasă confirmată sau cu un echivalent tehnic, utilizând mortar compatibil și proceduri adecvate de punere în funcțiune.

Limitări importante

• Cărămizile IFB sunt produse refractare termoizolante pentru temperaturi înalte, nu materiale termoizolante de uz general pentru pereții cu goluri ai locuințelor sau pentru anvelopa clădirilor la temperatura ambiantă.
• Acestea nu sunt automat adecvate pentru vetre de șemineu, pardoseli de cuptor, stâlpi portanți sau alte suprafețe supuse uzurii intense.
• Clasificarea termică a unei cărămizi nu stabilește durata de rezistență la foc a unui perete, a unei pardoseli sau a unei incinte complete.
• Nu expuneți direct o cărămidă IFB poroasă la metal, sticlă, sare sau zgură în stare topită decât dacă proiectul exact al căptușelii și datele materialului permit acest lucru.
• Economiile de energie depind de grosimea totală a căptușelii, rosturi, ciclul de funcționare și starea echipamentului; nu se poate atribui cărămizii singure o reducere fixă.
• Utilizarea în exterior, în medii umede, acide sau chimic agresive necesită o verificare separată.

Întrebări frecvente

Ce este o cărămidă refractară termoizolantă?

Este o cărămidă refractară ușoară și poroasă, proiectată să reziste la temperaturi înalte, reducând în același timp transferul de căldură și cantitatea de căldură acumulată în căptușeală. Poate fi utilizată ca strat de lucru în medii curate, cu solicitări reduse, sau ca izolație secundară într-un sistem refractar compatibil.

Ce clase de cărămizi refractare termoizolante sunt disponibile?

Limitele disponibile sunt de 1260 °C, 1430 °C, 1530 °C și 1650 °C pentru clasele 23, 26, 28 și, respectiv, 30.

Toate cele patru clase au aceleași dimensiuni?

Da. Fiecare clasă are dimensiunile nominale de 230 × 114 × 76 mm. Clasa termică, densitatea și domeniul lor de utilizare diferă.

Trebuie să aleg întotdeauna clasa cea mai înaltă?

Nu. Alegeți clasa în funcție de temperatura calculată, marja de siguranță, atmosferă, solicitarea mecanică și poziția în căptușeală. O clasă superioară poate fi inutilă dacă una inferioară îndeplinește toate cerințele specificației.

Care este diferența dintre cărămizile refractare termoizolante și cele dense?

Cărămizile termoizolante sunt mai ușoare, transferă mai puțină căldură și acumulează mai puțină energie termică, însă au o rezistență mecanică și la abraziune mai redusă. Cărămizile refractare dense sunt mai grele și mai rezistente și rețin mai multă căldură, fiind mai adecvate pentru numeroase pardoseli, vetre și suprafețe supuse uzurii.

Pot cărămizile refractare termoizolante să formeze stratul de lucru pe fața caldă?

Da, în cuptoare de ardere, forje și cuptoare de tratament termic adecvate, cu atmosferă curată și solicitări reduse, unde temperatura, atmosfera, abraziunea și sarcina rămân în limitele produsului și ale căptușelii. Acestea nu sunt adecvate pentru orice condiție a feței de lucru.

Pot fi utilizate cărămizile ca izolație secundară?

Da. Pot fi montate în spatele unei căptușeli refractare dense compatibile în cuptoare industriale, cuptoare de ardere, recipiente, regeneratoare și alte echipamente, cu condiția ca temperatura calculată la interfață să rămână în limitele clasei IFB alese.

Cum se alege clasa IFB pentru un cuptor de olărit?

Alegerea depinde de programul maxim de ardere, temperatura elementelor de încălzire sau a arzătorului, atmosfera cuptorului și proiectarea căptușelii. Clasa 23 poate fi adecvată funcționării la temperaturi mai reduse, iar clasele 26, 28 sau 30 oferă limite de utilizare progresiv mai ridicate.

Ce clasă are un conținut redus de fier?

Clasa 28 este descrisă în mod specific drept produs cu conținut redus de fier pentru cuptoare ceramice. Solicitați analiza chimică actuală atunci când limitele de contaminare sunt critice.

Pot fi utilizate cărămizile termoizolante într-o forjă?

Da, anumite clase sunt indicate pentru căptușeli adecvate de forjă. Protejați suprafața poroasă împotriva loviturilor produse de scule, abraziunii cauzate de semifabricate, fondanților corozivi și impactului concentrat al jetului arzătorului și utilizați un material mai rezistent pentru vatră, acolo unde este necesar.

Sunt cărămizile refractare termoizolante adecvate contactului cu metal sau sticlă topită?

În general, nu. Clasa 28 este indicată în mod expres pentru zonele fără contact direct din cuptoarele pentru sticlă și email. Utilizați un material refractar dens sau specializat adecvat oriunde materialul topit, zgura sau revărsările pot ajunge la căptușeală.

Pot fi utilizate cărămizile IFB ca izolație obișnuită pentru locuințe?

Nu. Acestea sunt produse refractare specializate pentru echipamente de înaltă temperatură, nu înlocuitori pentru termoizolația certificată utilizată la pereții, acoperișurile sau pardoselile locuințelor.

Ce mortar trebuie utilizat pentru clasa 23?

Mortarul refractar alb Silcas M este materialul de zidire recomandat pentru clasa 23 și are o clasificare termică declarată de 1260 °C.

Ce mortar trebuie utilizat pentru clasele 26, 28 și 30?

Vitset 45 este recomandat pentru aceste clase. Documentația clasei 30 indică și Vitset 80 sau Vitset 90 atunci când este necesar un mortar cu o clasificare termică superioară, însă aceste mortare nu măresc limita de 1650 °C a cărămizii.

Pot fi tăiate cărămizile refractare termoizolante?

Da. Structura lor cu densitate redusă permite tăierea și fasonarea ușoară. Sprijiniți piesa, manipulați cu grijă secțiunile tăiate și controlați pulberea refractară folosind un sistem adecvat de extracție și echipament individual de protecție.

Câte cărămizi sunt necesare pe metru pătrat?

Fără a include rosturile și pierderile, aproximativ 38,1 cărămizi acoperă 1 m² când este expusă fața de 230 × 114 mm sau aproximativ 57,2 cărămizi când este expusă fața de 230 × 76 mm. Adăugați o rezervă pentru rosturi, tăieturi și geometria instalației.

Cărămizile termoizolante economisesc energie?

Conductivitatea termică și masa termică reduse pot diminua pierderile de căldură și energia absorbită de căptușeală. Economiile reale depind de întreaga construcție, temperatura de funcționare, ciclul de ardere, rosturi, uși și starea echipamentului.

Cărămizile refractare termoizolante sunt portante?

Acestea nu trebuie considerate zidărie structurală de uz general sau pentru sarcini mari. Evaluați separat sarcinile bolții, arcului și căptușelii și asigurați suportul prevăzut de proiectul refractar.

Pot fi utilizate cărămizile refractare termoizolante pentru o vatră sau o pardoseală de cuptor?

În general, acestea nu sunt adecvate ca pardoseală expusă în zone cu abraziune, sarcini punctuale sau impact repetat. Pot fi însă montate sub o suprafață de lucru refractară densă și mai rezistentă, ca strat termoizolant proiectat corespunzător.

Temperatura maximă de utilizare se aplică întregii căptușeli?

Nu. Aceasta se aplică numai cărămizii alese. Mortarul, căptușeala de lucru, rosturile, ancorele, izolația și carcasa trebuie evaluate separat, iar construcția completă trebuie să rămână în limita cea mai redusă aplicabilă.

Cum trebuie încălzită pentru prima dată o căptușeală IFB nouă?

Lăsați mortarul și căptușeala să se usuce, apoi utilizați programul controlat de punere în funcțiune specificat pentru mortar și pentru echipamentul complet. Nu aduceți o căptușeală umedă direct la temperatura maximă de funcționare.