Наружный контур тепловых агрегатов и печей представляет собой металлический корпус (кожух). А так как металл обладает повышенной теплопроводностью, то во время высокотемпературного технологического процесса большое количество тепла уходит в окружающее пространство. Это вызывает повышенный расход топлива и создает тяжелые условия работы обслуживающего персонала. Для снижения теплового потока, идущего через стены и свод от рабочего пространства печи в атмосферу, между металлическим кожухом и внутренней футеровкой устраивают теплоизолирующую прослойку из шамотных легковесных изделий марки ШЛ. В маркировке элемента буква «Ш» указывает на то, что изделие изготовлено из шамотного материала, буква «Л» означает весовую принадлежность бруска – легковесный, а цифры обозначают кажущуюся и расчетную плотность материала.

Шамотные теплоизоляционные изделия предназначены для футеровки незащищенных и рабочих зон печей, которые не подвергаются действию расплавов, истирающим усилиям и механическим ударам. Легковесные огнеупоры используются и как теплоизоляционный материал, и как футеровочно-изоляционный материал. Сфера применения шамотных легковесных изделий ― футеровка термических, нагревательных и тепловых агрегатов в которых рабочая температура не превышает 1100º C-1300º C.

Материал и форма легковесных образцов

Шамотный кирпич марки ШЛ изготавливается из природных материалов ― огнеупорной глины, шамота, древесных опилок, торфа и другой органики. Находясь постоянно в высоком температурном или переменном тепловом режиме, шамотные изделия не выделяют в окружающую среду вредных веществ. При высокотемпературном процессе обжига кирпича, органические взвеси выгорают, при этом вместо них в изделии остаются закрытые, заполненные газами пустоты (поры). Благодаря этому фактору вес изделия уменьшается, а степень его теплопроводности увеличивается.

Размеры изделий марки ШЛ (более 50) обозначены в ГОСТ 8691-73. Кирпич марки ШЛ выпускается разной формы — прямой, фасонный, клиновидный, трапециевидный и т.д. Такое большое количество форм и размеров легковесных огнеупоров позволяет осуществить футеровку и теплоизоляцию топок любой конструкции, размеров и формы. К недостаткам легковесных шамотных огнеупоров относится их слабая устойчивость истирающему воздействию пыли. Поэтому их нельзя использовать в конструкциях, через которые пропускают газы, содержащие большое количество пыли, например, в рабочих зонах газопроводов грязного газа.

Особенные показатели шамотных легковесов

Характерные признаки  шамотного огнеупорного кирпича марок ШЛ-04, ШЛ-1,0 и ШЛ-1,3 ― достаточно малый вес, механическая прочность, термостойкость и высокие теплоизоляционные стандарты. Дополняет важнейшие параметры качества легковесного шамотного кирпича показатель кажущейся плотности ― отношение массы кирпича к его объему. Поэтому при выборе марки легковесного шамотного кирпича следует учитывать место и рабочий режим его будущей службы. Ведь с увеличением процентного содержания объема пор, автоматически уменьшается коэффициент упругости и прочность шамотного бруска.

Наиболее востребованные марки шамотного легковесного кирпича:

• ШЛ-0,4 ― ультралегковесный кирпич. Кажущаяся плотность 0,4 кг/см³. Вес изделия ―

лишь 0,7 кг.

• ШЛ-1,0 ― шамотный легковесный кирпич. Показатель кажущей плотности

соответствует 1,0 кг/см³. Предел прочности на сжатие – 3 H/мм².  Вес шамотного элемента зависит от его типа и размера, и колеблется от 1,7 до 2,2 кг.

• ШЛ-1,3 ― кирпич шамотный легковесный. Кажущая плотность равна 1, 3 кг/см³.

Предел прочности на сжатие – 3,5 H/мм².  В зависимости от типоразмера вес элементов находится в пределах 2,0 — 2,6 кг.

В процессе своей службы, изделия марки ШЛ  демонстрируют убедительную механическую прочность, высокий показатель термоустойчивости и надежную выносливость к влиянию агрессивных химических веществ без потери заданных характеристик. Еще одно неоспоримое преимущество шамотных легковесов ― минимальная величина дополнительной линейной усадки. Даже длительное нахождение в зоне действия высоких температур вызывает линейную усадку для изделий ШЛ-0,4 всего лишь ― 1%, а для кирпичных брусков ШЛ-1,0 и ШЛ-1,3 до 3%.

Применение шамотных легковесов марки ШЛ-0,4; ШЛ-1,0; ШЛ-1,3

Шамотные легковесные изделия марки ШЛ- 0,4 применяются для футеровки печей, в которых максимальная рабочая температура не превышает 1100º С. Шамотный кирпич марок ШЛ-1,0 ШЛ-1,3 выдерживает рабочий режим с температурой до 1300º С. Отличное качество легковесных изделий ― малый коэффициент линейного расширения. Это свойство позволяет использовать легковесный шамотный кирпич, как  футеровочный материал при создании облицовки подов тепловых агрегатов. Высокий уговень энергоэффективности шамотных легковесных изделий достигается за счет низкой теплопроводности материала, что позволяет в 3-5 раз уменьшить время разогрева и охлаждения тепловых агрегатов. В свою очередь, сокращение режима пуск/ отключение обеспечивает экономию расхода топлива в печных агрегатах непрерывного действия на 10%, и на 40- 45% в печах периодического режима работы.

Прочность, малый вес и низкая теплопроводность изделий ШЛ дают возможность уменьшить не только габариты и вес теплоизоляционных слоев, но и самого теплового агрегата. Масса печи может быть снижена в 5-10 раз. При этом потери тепла на аккумуляцию снижаются в 10 раз. Теплоизоляция печей шамотными легковесными материалами ШЛ-04, ШЛ-1,0 и ШЛ-1,3  в несколько раз сокращает затраты на устройство теплоизолирующего слоя и его эксплуатацию.

Шамотные огнеупорные изделия успешно используются во многих сферах промышленности  для теплоизоляции электро- и термопечей, выпарных агрегатов, сооружений теплообменного цикла, печей для обжига стройматериалов, котельного оборудования и подогревателей. Востребованы шамотные легковесы для футеровки рабочих зон в печах разного типа в металлургической отрасли и коксохимической промышленности. Изделия ШЛ нашли применение на тех промышленных тепловых объектах, где отсутствует их прямой контакт с расплавленными массами, создающими истирающие усилия и механическое воздействие. Не обойтись без шамотных легковесных элементов и в гражданском строительстве ― они идеально подходят для обустройства каминов, барбекю и бытовых печей.