Доменная печь своими руками — лучшее решение

Доменная печь: что это такое, устройство, принцип работы, изготовление своими руками

Для чего нужна доменная печь? Цель у нее одна – получение чугуна, который будет использоваться в металлургии для изготовления машин, оборудования и прочих металлсодержащих изделий.

Принцип работы

Принцип работы доменной печи состоит в следующем: в приемную камеру загружается рудная шихта с коксом, известняковым флюсом. В нижней части осуществляется периодический выпуск чугуна/ферросплавов и отдельно расплава шлака. Так как при выпуске уровень материала в домне понижается, требуется одновременная загрузка новых партий шихты.

Процесс работы постоянный, горение поддерживается при контролируемой подаче кислорода, что обеспечивает большую эффективность.

Конструкция доменной печи обеспечивает непрерывный процесс переработки руды, срок эксплуатации домны составляет 100 лет, капитальный ремонт проводится каждый 3-12 лет.

к содержанию ↑

Фото доменной печи

Фото1

Фото 2

Фото 3

Фото4

Фото 5

к содержанию ↑

Кто изобрел?

Современную доменную печь изобрел Дж. Б. Нилсон, который первым начала подогревать воздух, подаваемый в домну, произошло то в 1829 г., а в 1857 г. Э. А. Каупер ввел в использование специальные регенеративные воздухонагреватели.

Это позволило сильно снизить расход кокса более, чем на треть и повысить эффективность работы печи. До этого первые доменные печи фактически были сыродутными, то есть в них вдувался не обогащенный и не подогретый воздух.

Использование кауперов, то есть регенеративных воздухонагревателей, позволило не только повысить эффективность домны, но и снизить или вовсе исключить закозление, что наблюдалось при нарушениях технологии.

Современные домны работают именно по этому принципу, хотя их управление сегодня автоматизировано и обеспечивает большую безопасность.

к содержанию ↑

Доменный процесс

Современные печи для плавки чугуна обеспечивают примерно 80 % от общего количества чугуна, с разливочных площадок он сразу подается в электроплавильные либо мартеновские цеха, где и происходит переделка черного металла в сталь с требуемыми качествами.

Из чугуна получают чушки, отправляемые затем производителям для отливки их в вагранках. Для слива шлака и чугуна используются специальные отверстия, называемые летки. Однако в современных печах применяются не отдельные, а один общий леток, разделяемый специальной жароупорной плитой на каналы для подачи чугуна и шлака.

к содержанию ↑

Как работает домна?

Доменный процесс полностью зависит от избытка углерода в полости печи, он заключается в термохимических реакциях, протекающих внутри при загрузке всех компонентов и их нагреве.

Температура в доменной печи может составлять 200-250°С непосредственно под колошником и до 1850-2000°С в активной зоне – распаре.

При подаче в печь горячего воздуха и розжиге кокса в домне повышается температура, начинается процесс разложения флюса, в результате чего повышается содержание углекислого газа.

При понижении столба материала в шихте происходит восстановление монокисла железа, в нижней части столба из FeO восстанавливается чистое железо, стекающее в горн.

По мере стекания железо активно контактирует с углекислым газом, происходит насыщение металла и придание ему требуемых свойств. Общее содержание углерода в железе может составлять от 1,7%.

к содержанию ↑

Схемы доменной печи

Схемы доменной печи в разрезе (разные варианты):

Схема 1

Схема 2

Схема 3

Схема 4

Схема 5

к содержанию ↑

Устройство домны

Конструкция домны очень сложная, это большой комплекс, который включает в себя следующие элементы:

• зона горячего дутья;
• зона плавления (сюда входят горн и заплечики);
• распар, то есть зона, где происходит восстановление FeO;
• шахта, где происходит восстановление Fe2O3;
• колошник с предварительным нагревом материала;
• загрузка шихты и кокса;
• доменный газ;
• зона, где находится столб материала;
• выпуски для шлака и жидкого чугуна;
• сбор для отходящих газов.

Высота доменной печи может достигать 40 м, вес – до 35 000 тон, вместимость рабочей зоны зависит от параметров комплекса.

Точные значения зависят от загрузки предприятия и его назначения, требований к объемам получаемого металла и прочих параметров.

Более подробный вариант устройства:

к содержанию ↑

Разряды ремонта домны

Для поддержания рабочего состояния домны регулярно проводится капитальный ремонт (каждый 3-15 лет). Он разделяется на три вида:

1. Первый разряд включает в себя работы по выпуску продуктов плавления, осмотру оборудования, занятого в технологическом процессе.
2. Второй разряд – это полная замена элементов оборудования, подлежащего средним ремонтным работам.
3. Третий разряд требует полной замены устройства, после чего выполняется новая засыпка сырья с правкой колошников.

к содержанию ↑

Системы и оборудование

Доменная печь – это не только установка для получения чугуна, но и многочисленные вспомогательные узлы. Это система подачи шихты и кокса, отвод шлака, расплавленного чугуна и газов, система автоматического управления, кауперы и многое другое.

Принципы работы печи остались такими же, как и столетия назад, но современные компьютерные системы и автоматизация производства сделали домну более эффективной и безопасной.

к содержанию ↑

Кауперы

Современное устройство доменной печи предполагает использование каупера для нагрева подаваемого воздуха. Это установка циклического действия из жаростойкого материала, которое обеспечивает нагрев насадки до 1200°С.

Каупер включает при остывании насадки до 800-900°С, что позволяет обеспечить беспрерывность процесса, снизить расход кокса и повысить общую эффективность конструкции.

Ранее такое устройство не применялось, но начиная с 19 в. оно является обязательно частью домны.

Количество батарей кауперов зависит от размеров комплекса, но обычно их не менее трех, что делается с расчетом на возможную аварию и сохранение работоспособности.

к содержанию ↑

Колошниковый аппарат

Колошниковый аппарат — эта часть является наиболее ответственной и важной, включающей в себя три газовых затвора, действующих по согласованной схеме.

Цикл работы этого узла выглядит следующим образом:

• в исходном положении конус поднят, он преграждает выход, нижний конус опущен;
• скип загружает в колошник шихту;
• вращающаяся воронка поворачивается и пропускает сырье через окна на малый конус;
• воронка возвращается в исходное положение, закрывая окна;
• малый конус опускается, загрузка проходит в межконусное пространство, после чего конус поднимается;
• большой конус принимает исходное положение, выпуская шихту в полость домны для переработки.

к содержанию ↑

Скип

Скипы — это специальные подъемники шихты. При помощи таких подъемников калошей из скиповой ямы захватывается сырье, подаваемое наверх по наклонной эстакаде.

Затем калоши опрокидываются, подавая шихту в загрузочную область, и возвращаются вниз за новой порцией. Процесс этот сегодня осуществляется автоматически, для управления используются специальные компьютеризированные узлы.

к содержанию ↑

Фурмы и летки

Сопло фурмы печи направлено в ее полость, через него можно наблюдать течение процесса плавки. Для этого через специальные воздуховоды монтируются гляделки с жаростойкими стеклами. На срезе давление может достигать значения в 2,1-2,625 МПа.

Летки используются для слива чугуна и шлака, сразу после выпуска они плотно запечатываются специальной глиной. Раньше использовались пушки, которые выстраивали пластичным глиняным ядром, сегодня применяются дистанционно управляемые пушки, которые могут подходить к конструкции вплотную. Такое решение дало возможность снизить травматичность и аварийность процесса, сделать его более надежным.

к содержанию ↑

Как сделать доменную печь своими руками?

к содержанию ↑

Нюансы

Производство чугуна является высокорентабельным бизнесом, но наладить изготовление черного металла без серьезных финансовых инвестиций невозможно. Доменная печь своими руками в «кустарных условиях» – это просто нереализуемо, что связано со многими особенностями:

• крайне высокая стоимость домны (такие расходы могут себе позволить исключительно крупные комбинаты);
• сложность конструкции, несмотря на то, что чертеж доменной печи можно найти в свободном доступе (выше схемы), собрать полноценный агрегат для производства чугуна не получится;
• физлица и ИП не могут заниматься деятельностью по изготовлению чугуна, на это просто никто не выдаст лицензию;
• залежи сырья для черной металлургии практически исчерпаны, окатышей или агломерата в свободной продаже нет.

Но в домашних условиях можно собрать имитацию печи (мини-доменную печь), при помощи которой можно плавить металл.

Но работы эти требуют максимального внимания и крайне не рекомендуются при отсутствии опыта. Зачем может потребоваться изготовление подобной конструкции? Чаще всего – это обогрев для теплицы или дачи с максимально эффективно используемым топливом.

к содержанию ↑

Инструменты и материалы

Для изготовления конструкции в домашних условиях, надо приготовить:

• металлическая бочка (можно заменить на трубу с большим диаметром);
• два отрезка трубы круглого сечения с меньшим диаметром;
• отрезок швеллера;
• листовая сталь;
• уровень, ножовка по металлу, рулетка, молоток;
• инвертор, набор электродов;
• кирпичи, глиняный раствор (необходимы для фундамента конструкции).

Все работы надо проводить только на улице, так как процесс достаточно грязный и требующий наличия свободного пространства.

к содержанию ↑

Пошаговая инструкция

1. На приготовленной заготовке в виде бочки срезается верх (его следует оставить, так как он понадобиться дальше).
2. Из стали вырезается круг с диаметром, меньшим чем диаметр бочки, в нем делается отверстие для трубы.
3. Труба аккуратно приваривается к кругу, внизу сваркой крепятся отрезки швеллера, которые будут придавливать топливо во время работы печи.

4. Крышка печи изготавливается из отрезанного ранее дна бочки, в котором делается отверстие для закладного люка с дверкой. Также необходимо сделать дверку, через которую будут удаляться остатки золы.
5. Печь обязательно устанавливается на фундамент, так как в процессе работы она очень сильно нагревается.

   Для этого сначала устанавливается бетонная плита, затем выкладывается несколько рядов из кирпича, образующих углубление в центре.

6. Для отвода продуктов сгорания монтируется дымоходная труба, диаметр прямой части будет больше, чем диаметр корпуса печи (требуется для лучшего отвода газов).

7. Отражатель не является обязательным элементом конструкции, но его использование позволяет повысить КПД печи.

к содержанию ↑

Особенности конструкции

Особенностями такой самостоятельно изготовленной печи являются:

• уровень КПД хороший;
• есть возможность работы в автономном режиме до 20 часов;
• в печи происходит не активное горение, а тление с постоянным выделением тепла.

Главным отличием «бытовой» доменной печи будет ограничение доступа воздуха к камере сгорания, то есть тление дров или угля будет происходит при низком уровне кислорода. По схожему принципу работает и промышленная домна, но бытовая применяется только для отопления, плавить металл в ней нельзя, хотя температура внутри камеры будет достаточной.

к содержанию ↑

Стоимость на примере КПД №7

Изготовление доменных печей – это ресурсозатратный и дорогой процесс, который нельзя поставить на поток.

Так как домны применяются исключительно в промышленности, их проектирование и сборка осуществляются под конкретный металлургический комплекс, включающий в себя многие объекты и узлы внутренней инфраструктуры.

Такая ситуация наблюдается не только в РФ, но и в других странах мира, имеющих собственные объекты металлургии.

Стоимость изготовления и монтажа доменной печи достаточно высокая, что связано со сложностью выполнения работ. Примером может случить большой доменный комплекс №7 под названием «Россиянка», установленный в 2011 году. Его стоимость составила 43 млрд. рублей, к производству были привлечены лучшие инженеры РВ и стран зарубежья.

Комплекс включает в себя следующие узлы:

• приемное устройство для руды;
• приточные станции бункерной эстакады и центрального узла;
• бункерная эстакада;
• компрессорная станция (установлена на литейном дворе);
• установка для вдувания пылеугольного топлива;
• утилизационная ТЭЦ;
• центр управления и административный корпус;
• литейный двор;
• домна;
• воздухонагревательные блоки;
• насосная станция.

Производительность комплекса:

Новый комплекс обеспечивает производство более 9450 тонн чугуна в сутки, полезный объем печи равен 490 куб.м, а рабочей – 3650 куб.м. Конструкция домны обеспечивает безотходное и экологически чистое производство чугуна, в качестве побочных продуктов получают доменный газ для ТЭЦ и шлак, используемый в дорожном строительстве.

к содержанию ↑

Вывод

Домна – металлургическое оборудование, позволяющее получить чугун посредством переработки железной руды в промышленных масштабах.

Особенность технологии обеспечивает не только высокое качество получаемой продукции, но и экономный расход кокса. В процессе производства можно контролировать условия плавки, применяя для этого компьютеризированные системы и получая продукт со строго заданными свойствами.

Источник: https://pechnoy.guru/pechi/promyshlennye/domennaya-pech.html

Устройство доменной печи: схема, принцип работы и назначение — как построить своими руками

Несмотря на большое количество синтетических и полимерных материалов, получивших большое распространение в современной промышленности и в быту, использование сплавов железа не уступает пальму первенства.

Самые ответственные детали, механизмы, инструменты и прочие узлы изготовлены из различных марок и видов металла, обладающих необходимыми свойствами для решения поставленных задач. Активные поиски полноценной замены металлическим сплавам пока не имеют успеха, поскольку разница в свойствах материалов слишком велика.

Развитие металлургии не останавливается, появляются новые технологии и методики изготовления высокопрочных и твёрдых материалов. При этом не забыты и старые, традиционные методы выплавки металлов, отработанные веками и детально изученные многими поколениями металлургов.

Необходимость совершенствования технологии выплавки железа возникла давно. Легкоплавкие руды, расположенные практически на поверхности земли, не отличались большими объёмами и быстро были израсходованы.

Существующая методика выплавки была несостоятельна и не позволяла работать с тугоплавкими рудами. Появилась необходимость в усовершенствовании существующего оборудования и технологии.

В первую очередь требовалось увеличить размеры печей и значительно усилить режим наддува.

В Европе появление доменных печей относят к XV веку, до этого использовались так называемые сыродутные печи.

Непосредственным предшественником домны являлся каталонский горн, который использовал технологические приёмы, близкие к методике доменного производства. Его отличительными чертами были:

• Непрерывный процесс подачи шихты;
• Использование мощных установок подачи воздуха с гидравлическим приводом.

Доменная печь XIV века

Объём каталонского горна составлял всего 1 м³, что не позволяло получать больших объёмов продукции.

В XIII веке в европейском княжестве Штирия был создан штукофен, увеличенный и усовершенствованный вариант каталонского горна.

Он имел около 3,5 м в высоту и два технологических отверстия — нижнее для подачи воздуха, верхнее для извлечения крицы (сыродутного железа). Штукофен выдавал три вида железных полуфабрикатов:

• Сталь;
• Ковкое железо;
• Чугун.

Разница между ними заключалась в содержании углерода — больше всего его было в чугуне (больше 1,7%), в стали его было меньше 1,7%, а в ковком железе содержание составляло 0,04%. Высокий уровень содержания углерода оценивался негативно, так как чугун нельзя ковать, сваривать, из него сложно изготавливать оружие.

Дальнейшее наращивание мощностей и совершенствование технологии послужили толчком к возникновению блауфена, имевшего высоту уже около 5–6 м, способного к выплавке чугуна и железа одновременно.

Он уже практически являлся доменной печью, хоть и несколько уменьшенной, упрощённой конструкции.

Утвердился двухступенчатый процесс, когда первой стадией было получение чугуна, а второй — выплавка из него железа при усиленном наддуве.

1. Загрузка древесного угля и наддув.
2. Укладка чугунных чушек перед устьем, расплавление, сток чугуна вниз.
3. Потеря части углерода во время прохождения возле фурм.
4. Подача полученного железа к соплу, мощный наддув, при котором лишний углерод выгорал, а мягкое железо оседало на дне.

Железо извлекали со дна горна и проковывали, удаляя жидкий шлак, уплотняя чушки. При таком способе выход готового железа составлял около 92 % от изначального веса чугуна, а его качество значительно превышало показатели кричного продукта.

Серьёзной проблемой стал топливный кризис. Для плавления руды использовался древесный уголь, что привело к истреблению лесов. Проблема выросла до таких размеров, что в Англию ввозили металл из Европы, а позже — и из России в течение 2 веков.

Оказалось, что лес растёт медленнее, чем горит. Попытки использования каменного угля показали, что в нём содержится большое количество серы, существенно снижающей качество металла. Было произведено множество опытов, не увенчавшихся успехом.

Следующим революционным открытием стал нагрев воздуха, используемого для наддува. Он позволил заметно снизить расход каменного угля до 36 %. Появились специальные требования к сортности, качеству металла по содержанию марганца, кремния, фосфора. Технология и конструкция печей совершенствовались, дополнялись, понемногу приходя к современному виду.

Доменная печь представляет собой вертикальную конструкцию шахтного типа, напоминающую конус, расширяющийся книзу. Высота печи может достигать 70 м, рабочий объём — 2700 м³. Суточная производительность домны таких размеров достигает 5000 т чугуна.

Основной особенностью работы доменных печей является непрерывность процесса. Работа ведётся круглосуточно и не прекращается до момента капитального ремонта или демонтажа печи, что может занимать период от 3 до 15 лет.

Если работу остановить и оставить печь без топлива, произойдёт так называемое «закозление», застывание материалов, находящихся внутри. Запустить вновь печь, остановленную нештатным способом, невозможно.

Материалы, необходимые для реализации доменного процесса:

• Каменноугольный кокс (топливо);
• Железная руда (агломерат, окатыши);
• Флюс (песок, известняк и другие необходимые материалы, организующие подъём шлаков вверх).

Месторождений железной руды, качество которой позволяет без предварительной обработки использовать её в процессе плавки, в мире осталось очень мало.

Поэтому в большинстве случаев используется специально подготовленное сырьё — агломерат или окатыши, представляющие собой комки обогащённого рудного материала.

Они имеют форму округлых гранул (окатыши) или частиц неправильной формы (агломерат) размером 2–5 см.

Схема устройства доменной печи

Конструкция печи представляет собой массивную вертикальную башню, изнутри выложенную шамотным (огнеупорным) кирпичом. Она установлена на прочном фундаменте, поднятом над нулевым уровнем на определённую высоту.

Верхняя, жароустойчивая часть основания называется пнём. Верхушка фундамента имеет горизонтальную площадку — лещадь, которая принимает на себя все динамические и температурные нагрузки, в связи с чем имеет водяное охлаждение.

Печь снаружи защищена прочным металлическим кожухом, толщина которого составляет 4–6 см.

Внутренняя часть печи представляет собой конусообразную башню, состоящую из нескольких участков:

• Колошник. Верхний отдел башни, где производится загрузка шихты и выводятся колошниковые газы.
• Шахта (или тахта). Конусообразная часть башни, понемногу расширяющаяся книзу.
• Распар. Самая широкая (средняя) часть башни, в которой происходит начало процессов шлакообразования и плавления сырья. Температура в этом участке составляет от 1400°.
• Заплечики. Относительно короткий участок в виде конуса, сужающегося в нижней части. В нём происходит окончательное плавление металла. Температура в этом участке составляет 1600–1900°.
• Горн. Нижняя часть башни, где расположены отверстия для подачи воздуха (фурмы). Там же располагаются чугунная и шлаковая летки (отверстия для выпуска чугуна и шлака). Днище горна — это верхняя часть фундамента (лещадь).

С помощью засыпного аппарата в колошник подаются шихта и флюс. По мере расплава и вывода чугуна и шлака материалы опускаются вниз, а их место занимают новые порции.

Газы, образующиеся во время протекания химических процессов, выводятся посредством трубопроводов, размещённых в колошниковой части башни. Они имеют высокую температуру и используются для нагрева свежего потока, поступающего в домну для наддува.

Нагрев производится в кауперах — установках, осуществляющих забор свежего воздуха, нагрев в теплообменных устройствах и подачу горячего воздуха в печь.

Схемы доменной печи

Устройство доменных печей и производственный процесс выплавки практически одинаковы во всех странах и принципиальных различий не имеют. Но имеются разные схемы несущих конструкций, обладающие собственными особенностями и спецификой.

Особенности схем разных конструкций печей

1. Шотландская схема (а). Колошник установлен на специальные несущие конструкции, называемые основными колоннами. Как правило, их количество соответствует числу фурм. Это делается для удобства работы и обслуживания воздухоподающих отверстий. Если использовать другие варианты размещения, то фурмы придётся располагать неравномерно, что скажется на режиме наддува и общем качестве металла. Недостатком этой схемы является возможность передачи вибрации с погрузочных устройств на конструкцию печи. Кроме того, существуют трудности в проведении срочных ремонтных работ или реконструкций. При этом такая печь обходится дешевле и обладает меньшей массой, что сокращает время постройки.
2. Немецкая (б). Колошник установлен на собственные опоры (колонны). Это улучшает качество обслуживания горна, но создаёт возможность образования чрезмерных напряжений в зоне заплечиков из-за нагрузок от веса башни. Усиление конструкции образует проблемы с доступом к заплечикам, что сказывается на режиме и качестве работ.
3. Комбинированная (в). В этом варианте схемы напряжения на заплечиках снижены, но это сделано за счёт более сложного обслуживания участка горна. При этом данная схема обеспечивает высокую прочность кожуха, который продолжает эффективно функционировать даже при наличии заметных трещин. Такая особенность схемы по достоинству оценена специалистами, работающими на сырьё с большим процентным содержанием цинка. Он образует излишнее давление на стенки башни, увеличивая частоту капитальных ремонтов.
4. Японская (г). Несущими конструкциями являются 6 колонн, снабжённых кронштейнами. Несмотря на повышенную несущую способность, отмечаются заметные недостатки — дисбаланс нагрузок увеличивает вес опор, диаметр воздуховода увеличен по сравнению с другими вариантами схем, что способствует возрастанию нагрузок на фурменное оборудование. Дополнительным недостатком считается сложность организации напольного транспорта в зоне горна.
5. Американская (д). Схема отличается наличием 4 несущих колонн. Преимуществами являются пониженная вибрация, возникающая при работе загрузочных механизмов, а также значительно улучшен доступ к участку леток и фурм.

Указанные схемы разрабатывались и совершенствовались в разных условиях, что и стало причиной появления некоторых различий в конструкции. Тем не менее, все они вполне успешно эксплуатируются и дают продукцию высокого качества.

Доменная печь своими руками

Самостоятельное изготовление доменной печи на первый взгляд кажется нелепой затеей. Вряд ли кому-то придёт в голову организовать на своём участке миниатюрный металлургический цех. Причин этому несколько:

1. Отсутствие сырья. В мире осталось всего 2 месторождения с богатой рудой — в Бразилии и в Австралии. Купить окатыши или агломерат практически невозможно — их нет в свободной продаже, все поставки идут через сырьевые биржи и исчисляются тысячами тонн.
2. Получить разрешение на строительство миниатюрного металлургического производства невозможно. Чёрная металлургия — источник значительных экологических проблем, поэтому ни один чиновник не рискнёт дать разрешение на подобную затею.
3. Соседи завалят жалобами все инстанции, поскольку постоянный дым и чад сделают их жизнь невыносимой.

Указаны только самые основные причины, в действительности их гораздо больше. Использование доменной печи для производства металла в условиях частного дома исключено.

Однако если учесть специфику работы домны, в частности — непрерывный режим горения, то можно использовать её для обогрева помещений. Это эффективное решение для подачи тепла как в жилые, так и в служебные помещения — гараж, теплицы, вспомогательные постройки и т. д.

В отличие от обычной твёрдотопливной печи, где надо часто загружать топливо, а КПД довольно низок, домна обеспечивает ровное тление материала в течение 15–20 часов.

Доменную печь можно сделать самостоятельно

Печь обычно делают из металлической бочки. Аккуратно вырезают днище (оно ещё понадобится), устанавливают бочку на заранее изготовленный фундамент. Вырезанный круг усиливают отрезками швеллера для придания большего веса — он будет придавливать топливо, способствуя компактному размещению и эффективному тлению. Вырезают отверстие под дымоход, обычно хватает трубы диаметром 10 см.

Затем надо из листа металла вырезать крышку для бочки, так как днище уже использовано как гнёт для топлива. Вырезается круг соответствующего размера, тщательно приваривается к бочке. В нём также делается отверстие для трубы. В нижней части бочки вырезается отверстие для дверцы, через которое будет производиться закладка топлива.

Под ней можно сделать дополнительную дверцу для удаления золы.

Дымоход приваривается сверху, длина его прямой части (до первого колена) должна превышать диаметр бочки (в идеале — гораздо больше).

Необходимо соблюдать меры пожарной безопасности, в идеале для такой печи надо выделить отдельное помещение без горючих предметов.

Видео: рождение стали

Доменная печь — одна из самых старых и проверенных конструкций. Её эффективность проверена временем, технологические приёмы и методики тщательно изучены и отработаны. Возможности домны таковы, что эксплуатация подобных устройств будет длиться ещё очень долго, конструкции и технологии будут совершенствоваться.

Источник: https://kotel.guru/pechi/ustroystvo-domennyih-pechey.html

Печи дровяные устройство своими руками

February 28,

С приближением зимы и похолоданием на улице нахождение в гаражах и подсобных помещениях становится все менее комфортным. Да и перед владельцами дач и загородных домов тоже стоит проблема обогрева.

Поэтому возникает задача обогрева при помощи такого достаточно распространенного вида топлива, как дрова. Если печка будет сделана из кирпича, ее потребуется постоянно топить, чтобы в помещении поддерживалась температура на определенном уровне.

Буржуйка требует много топлива, но при этом ее сложно назвать эффективной.

Современный подход

Отопление дачи или загородного дома можно производить различными способами, однако одним из высокоэффективных методов можно считать воздушное отопление.

Его суть состоит в том, что в нижней части здания имеется специальный воздухонагреватель, который посредством воздуховодной сети распространяет по всему строению тепло, возвращая холодный воздух к источнику тепла. Такая система может укомплектовываться разными приспособлениями, позволяющими увеличить ее функциональность в разы.

Однако установка столь сложной отопительной системы в доме может обойтись достаточно дорого, поэтому можно использовать такой вариант, как дровяная печь длительного горения.

Проверено временем

Это приспособление можно назвать потомком классического варианта для отопления помещения, который оказался эффективным и надежным на протяжении многих веков. Дровяная печь длительного горения позволяет осуществлять эффективный обогрев помещения без лишних усилий и затрат.

Это лучшее решение, если вам требуется длительное время сохранить комнату в тепле, не осуществляя дополнительной подтопки. Такие дровяные печи длительного горения необходимо подтапливать только раз в несколько часов.

Интенсивность выделения тепла при этом остается на должном уровне, и при этом налицо экономия дров.

Преимущества и недостатки

Дровяные отопительные печи длительного горения характеризуются целым рядом положительные качеств, среди которых можно отметить самые значимые из них:

• Благодаря простоте и надежности конструкции гарантирован продолжительный срок эксплуатации до 40-50 лет. В особенности если говорить об образцах из чугуна, которые почти не подвержены коррозии, а также способны выдерживать колебания температуры и длительные термические нагрузки.
• Подобная печка может быть с легкостью установлена в любом помещении независимо от его стилевой направленности, так как она обладает эстетичным внешним видом.
• Доступность топлива. На данный момент для множества регионов дерево служит в качестве недорогого сырья, особенно если использовать отопительный прибор не постоянно, а только несколько недель в году.
• Дерево – это экологически чистый материал, поэтому дровяная печь длительного горения не становится источником загрязнения окружающей среды, а при использовании дров хвойных пород древесины атмосфера в доме будет наполнена полезным хвойным благоуханием.
• Благодаря технологии длительного горения удается значительно повысить КПД — до 85-90%, а потребление топлива при этом будет сокращено.

Недостатки подобных обогревательных приборов состоят в отсутствии автоматики, поэтому они неспособны работать без регулярного присмотра.

Дровяная печь длительного горения нуждается в качественном дымоходе, который в процессе работы будет постоянно подвергаться существенному нагреву.

Обязательное наличие трубы исключает использование таких приспособлений в качестве автономных отопительных систем в многоэтажных домах.

Принцип работы и конструктивные особенности

В зависимости от модели дровяная печь длительного горения может быть оснащена конвекционной системой обогрева либо водяным теплообменником. Наиболее простые модели делают теплым помещение исключительно за счет нагрева воздуха, контактирующего с разогретым корпусом.

Устройства длительного горения используют соответствующую технологию, которая основана на выделении дровами пиролизного газа. Топка печи для этого разделена на пару отдельных камер, которые соединены горелкой. В первой камере происходит сжигание самой древесины, а во второй – древесного газа.

Открытие зольника в большинстве печей позволяет регулировать подачу воздуха в камеру сгорания, что влияет на интенсивность горения топлива. По такому же принципу можно и самостоятельно сделать дровяные печи для бань.

Основные правила монтажа

Если учесть, что металлический корпус устройства подвергается сильному нагреву в процессе работы, то следует понимать, что печь не должна устанавливаться вблизи предметов, которые могут воспламениться от термического воздействия.

Необходимо оставлять свободное пространство в 20-30 сантиметров до любой из поверхностей. Пол и стены в районе установленных обогревателей правильнее всего будет оборудовать экранами, отталкивающими тепло. Дымоходу важно уделить особое внимание.

От качества используемой трубы зависит последующая работа печей, а также сроки их эксплуатации в целом.

Порядок сборки самодельной печи длительного горения

Для работы вам потребуется швеллер, трубы и стальная бочка на 200 литров. Печь дровяная своими руками может быть сделана по аналогии с литовскими печами Струпова: в стальной бочке требуется вырубить верхнюю часть, а потом тщательно выровнять острые кромки.

Далее в верхней крышке емкости следует сделать отверстие для дымохода, диаметр которого не должен быть меньше 150 мм. Только так можно обеспечить полное удаление продуктов сгорания.

Здесь же делается еще одно отверстие, предназначенное для дополнительной трубы, служащей источником поступления воздуха, что делает процесс горения максимально эффективным. Теперь устанавливается крышка, в которой изготавливается отверстие для трубы поддува.

Такая система позволяет загрузить сразу много топлива. В качестве котла можно использовать не только бочку, но и любую другую металлическую емкость.

Печи камины для дачи дровяные длительного горения

Печь-камин для дачи длительного горения. Фото

Еще со времен наших предков дровяная печь являлась одним из традиционных способов обогрева. К сожалению, эксплуатация тех печей была весьма неудобной, так как требовался постоянный контроль, и возникали сложности с правильной растопкой.

На сегодняшний день дровяные печи длительного горения с успехом смогли заменить традиционные печки.

Неоспоримым достоинством современных моделей печей является способность долгое время поддерживать нужную температуру обогрева, а также они имеют очень высокий уровень теплоотдачи.

Устройство печей длительного горения

Вне зависимости от завода – производителя, печи включают в себя:

#8212; кожух из огнеупорного металла;

#8212; герметичные камеры горения;

#8212; заслонку, регулирующую подачу воздуха.

В чем заключается принцип функционирования печи?

Основной принцип работы основан на контроле доступа кислорода в камеру топки. Особенность подачи воздушных масс позволяет создать такие условия, при которых дрова тлеют и отдают максимальный жар теплообменнику.

Схема печи-камина длительнго горения

Правила эксплуатации печи-камина включают в себя:

1. Дрова закладывают в топку, разжигают огонь. Печь функционирует определенное время при открытых заслонках, пока температура не достигнет 200С.
2. После максимального нагрева, заслонки немного прикрывают, ограничивая приток кислорода к огню. В это время пламя уменьшается, и дрова начинают тлеть.
3. Устройство печи таково, что теплообменник располагается отдельно от металлического кожуха. Между ними постоянно происходит движение воздуха. В результате того, что теплообменник максимально разогревается, воздух набирает температуру и обогревает комнату.

Как увеличить длительность горения и повысить теплоотдачу печи

Показатель интенсивности горения закладывается изготовителем еще в процессе производства печи. Не всегда такие настройки соответствуют параметрам эксплуатации печки и тем видам топлива, которые используются в работе. Поэтому воспользовавшись услугами специалиста, можно подкорректировать заводские установки так, чтобы они соответствовали условиям эксплуатации печки.

Стоит провести регулировку, если:

#8212; Очень сильное пламя, которое за очень короткое время поглощает весь объем заложенных дров.

#8212; Большое количество не догоревшего топлива.

Все, что может возникнуть в процессе эксплуатации, связано с интенсивностью подачи воздуха к открытому огню. Если количество кислорода будет недостаточным, то это приводит к повышенному образованию сажи. Излишек воздуха является причиной образования конденсата. Желательно чтобы данные нюансы работы печи регулировал специалист профильной компании.

Критерии выбора дровяной печи длительного горения

1. Фирма – производитель. На рынке представлен большой выбор печей, как зарубежных, так и отечественных производителей. Нужно понимать, что цена печей иностранного производства, на порядок выше, чем у местных производителей. В любом случае не нужно гнаться за ценой.

   Прежде всего, обращайте внимание на репутацию производителя, отзывы клиентов об уже протестированной продукции.

2. Функциональность печи. Перед тем как отправиться за покупкой, нужно определить, в какой мере будет эксплуатироваться печь.

   Станет ли она основным источником отопления дома или будет служить как временный обогрев. От этого будет зависть функциональная оснащенность печи, наличие в ней дополнительных функций. Для маленьких домиков дачного типа очень удобными станут дровяные печи с варочной поверхностью.

3. Как часто планируется использование дровяной печи. Интенсивность пользования существенно влияет на выбор материала изготовления печи. Так, в случае периодического использования, лучше всего подойдет печь со стальным кожухом.
4. Габариты помещения.

   Дровяные печи длительного горения, наиболее всего подходят для небольших домов, внутреннее пространство которое не ограничено перегородками.

Для домов больших площадей, с наличием отдельных комнат больше подойдут печи с наличием водяного контура.

При всех достоинствах, дровяные печи обладают некоторыми недостатками:

#8212; Высокие требования к качеству дров. Высокая влажность топлива существенно снижает коэффициент полезного действия печи;

#8212; Принцип работы дровяной печи основан на конвекции нагретого воздуха. Установка водяного контура в этом случае невозможна;

#8212; Высокие требования к условиям эксплуатации. Любые несоответствия заводским настройкам печи к качеству топлива, способу использования, требуют качественной коррекции специалиста.

Но, несмотря на определенные неудобства, дровяная печь-камин длительного горения остается весьма эффективным и экономичным способом обогрева жилья. Теперь своими руками вам нужно будет только подкидывать дрова, а не строить печь из кирпича и учится навыкам ее распаливания.

Источник: http://vip-ochag.ru/pech-svoimi-rukami/pechi-drovjanye-ustrojstvo-svoimi-rukami.html

Как самому сложить печь из кирпича — секреты печников. Жми!

Печное отопление частного дома в последние 5−10 лет — на пике популярности. Это объяснимо, ведь печка — это колоритный элемент интерьера, прекрасный отопительный прибор, показатель вкуса и мастерства хозяев, их достатка.

Для возведения печи лучше найти профессионального печника. Но сегодня эта почти утерянная профессия только возрождается, и настоящего профи найти не просто.

Чтобы сложить печь по всем правилам, придется приложить немало усилий, овладеть специальными знаниями и умениями, приготовиться выложить немалую сумму на строительные материалы.

Самая многофункциональна печная конструкция. Имеет отделение для отдыха — лежанку. Под лежанкой находится варочная камера, называемая горнилом или топкой. Под топкой расположено поддувало, обеспечивающее непрерывность процесса горения дров, либо угля. Также есть ниша для хранения кухонной утвари и сохранения пищи в горячем виде.

Стандартные размеры русской печи достигают двух метров в высоту, два с половиною метра в длину и полтора метра в ширину. Благодаря столь внушительным размерам печь обогревает помещение площадью более 40 кв. м. Недостаток в том, что для работы русской печи требуется много топлива.

Она более компактна, чем русская печь: высота «шведки» около двух метров, ширина и длина не превышают метра. У такой печи два назначения — обогрев помещения и приготовление пищи.

Над топкой шведской печи располагается двухконфорочная чугунная плита, сбоку — духовой шкаф.

Серьезный минус шведской печи — высокая опасность возгорания. Чтобы не допустить пожаров, шведские печки оборудуют заслонками.

Голландская печь

Удивительно, но, несмотря на название, печка придумана русскими печниками. Назначение «голландки» — отопление помещения. Характерная особенность — компактность и высокая теплоотдача.

Для голландской печи достаточно 10 часов, чтобы полностью прогреть помещение. В межсезонье печь держит тепло сутки. Конструктивная особенность такой печи в трубе с извилистым дымоходом, обеспечивающим высокую теплоотдачу.

Также печь снабжается вместительным топливником.

Голландская печь строится исключительно из печного кирпича, быстро накапливающего тепло, а затем постепенно его отдающего. Печной кирпич — удовольствие дорогое. Поэтому при строительстве печи-голландки придется хорошо потратиться.

Также существуют садовые печи, банные дровяные печи, варочные, отопительно-варочные комбинированные, камины.

Теперь, имея представление о разновидностях кирпичных печей, зная характеристики собственного помещения и необходимый функционал, можно определиться с выбором печи. Надо сказать, что для кладки всех печей существуют общие требования, принципы, которые и рассмотрим ниже.

План строительства печи

Прежде всех дизайнерских изысков предполагаемая конструкция должна отвечать требованиям пожарной и конструктивной безопасности. Так что стоит уделить особое внимание подготовительному этапу.

• Разрабатываем подробный проект-схему печи;
• Определяемся с местом установки печи;
• Выбираем материалы для строительства;
• Подбираем инструмент;
• Определяемся с необходимостью помощников;
• Просчитываем бюджет строительства;

Особое внимание уделяется проект-схеме. Именно от грамотной инженерной разработки зависит конечный успех всего предприятия. В настоящее время можно приобрести готовый проект кладки печи. Разработаны даже целые видеокурсы для начинающих печных дел мастеров.

Выбирая проект, стоит уточнить точность и конкретность приведенных данных, особенно цифр, расписаны ли пошагово все моменты строительства. В проекте должны присутствовать подробные комментарии. Серьезный проект обязательно снабжается качественным фотоматериалом основных этапов кладки.

Словом, в хорошем проекте все объясняется буквально «на пальцах».

Если объем работ значителен, собственного опыта недостаточно, то придется прибегнуть к помощи. На заключительном этапе просчитаем все затраты.

Запасаемся инструментом

При кладке печи понадобится измерительные, строительные и вспомогательные инструменты.

Инструменты строительные:

• Болгарки для обрезки кирпичей;
• Совковая лопата;
• Металлическое сито для просеивания песка, раствора. Ячейка сита — не более 2 миллиметров;
• Расшивка для уплотнения раствора;
• Комбинированная кельма для укладки раствора;
• Перфоратор с насадкой-миксером;
• Молоток-кирка для рубки кирпича;

Инструменты измерительные:

Вспомогательные «орудия труда» — это ведра, бадьи, швабры с тряпками и т. д.

Закупаем строительный материал

Какую бы печь мы не строили, материалы понадобятся одни и те же: кирпич, песок, глина.Особое внимание — выбору кирпича. Существует четыре разновидности печного кирпича:

Облицовка печи производится керамическим кирпичом. Лучше остановиться на более дорогом кирпиче М-250 или М-500, который однороднее более дешевых собратьев. Кроме того такой кирпич способен выдержать многократные циклы нагревания-охлаждения. Еще одно достоинство дорогого кирпича — прекрасные формовочные качества при декоративной отделке.

Песок. Должен быть чист, как слеза: без сора, примесей. Для этого его придется просеять через строительное сито.

Глина. Различают нормальную, тощую и жирную. От разновидности глины зависит технология и пропорции приготовления раствора. Специалисты отдают предпочтение нормальной глине могут колебаться от 0,5:1 до 3:1. Лучше всего использовать глину нормальной жирности;

Приобретая стройматериал, важно помнить, что «скупой платит дважды», поэтому об экономии на время забудем. Иначе печь долго не прослужит.

Основа печи — фундамент

Однако, первое, что нужно сделать— обеспечить минимальное 15-сантиметровое расстояние между перекрытием крыши и трубой дымохода. И только после этого можно приступить к разметке места фундамента, который должен быть больше остальной конструкции.

В идеале печной фундамент формируется при строительстве общедомового фундамента. Чтобы печь и сам дом прослужили как можно дольше, их фундаменты не должны связываться. Обусловлено это требование тем, что естественная усадка фундаментов разная из-за температурных различий и нагрузок.

Самая распространенная техника возведения фундамента под печь — котлован заливается бетоном с последующим возведением из кирпича. Предварительно ставится деревянная опалубка. Фундамент должен быть шире будущих габаритов печки примерно на 15 сантиметров (в каждую сторону).

Но тогда производят расчет нагрузки на пол (на верхних этажах)

В обязательном порядке фундамент гидроизолируется при помощи толя или рубероида. Если размер печки больше ширины материалов, их укладывают «внахлест» с припуском 10 сантиметров. При этом ведется контроль диагоналей. Если качество диагональных направлений нарушено, то будут большие проблемы с дальнейшей кладкой печки.

Приступаем к кладке печи

Приготовив раствор, можно класть первый ряд кирпичей. Здесь в ход идут шпатель и мастерок. Но в старину хорошие печники клали раствор голыми руками. Раствор выкладывался рукой на поверхность и распределялся по ней тонким слоем.

Большое заблуждение начинающих мастеров состоит в том, что раствора на печь они не жалеют. На деле чем тоньше слой раствора, тем лучше «схватятся» кирпичи, тем прочнее, долговечнее и «жарче» будет печь.

Кирпич держим одной рукой на весу. Легкими ударами делаем наметки будущего скола. Каждую грань намечаем поочередно.

Сначала укладывается наружный ряд кирпичей, затем закладывается середина, швы тщательно заполняются раствором без пустот.

Начальные ряды кладутся только из целого кирпича. Обязательно соблюдается правило «перевязки» швов: вертикальные швы не должны совпадать.Но после первых рядов кладки обязательно понадобиться кирпич разрубать.

Правило укладки колотого кирпича— рубленая сторона направляется внутрь массива кладки. В первую очередь на этот момент обращаем внимание при сооружении топливника и дымовых каналов. Иначе сколы станут местом скопления сажи, что вызовет засорение дымохода.

Видеоинструкция по кладке печи Шведка

Кирпич выкладывается методом постепенного напуска толщиной не менее двух рядов. Толщина такого перекрытия всегда должна быть не менее 2-х рядов.

Отверстие топки перекрывается«замковой» выкладкой, либо кладкой «перемычкой». Тогда кирпичи ставятся на металлический уголок вертикально в виде перемычки.

Металлический уголок можно заменить каркасом из дерева, разбираемого после высыхания кладки.

Для трубы используем силикатный кирпич. Его свойства позволяют выдерживать температурные перепады, осадки. Он устойчивее к кислотной среде, которая образуется при взаимодействии водяных паров и дыма. При этом важно, чтобы в дымоходе не было сколов и неровностей. Для выравнивания «нутра» дымохода используют жидкое стекло.

Вот печь и готова. Через две — три недели можно провести контрольную топку. Печи и камины становятся все более популярными. Говорят, что лицезрение горящего в печи огня, звук потрескивающих дров, мерцание углей — не просто способствуют снятию стресса, но и способны ввести человека в состояние легкого транса. Главное, чтобы печь была возведена правильно, на десятки лет.

Источник: https://teplo.guru/pechi/stroim/kladka-pechi-svoimi-rukami.html