Właz ogniotrwały

[Snusmumriken]

Witam

Miałbym takie pytanie, otóż na zajęciach pkm dostałem za zadanie zaprojektować "poziomy właz szamotowy"(najprawdopodobniej do jakiegoś pieca przemysłowego), o ile z zaprojektowaniem mechanizmu jego ruchu nie było większego problemu o tyle z samym włazem nie mogę sobie poradzić.

Z tego co wyczytałem szamot ma za zadanie chronić przed bezpośrednim działaniem płomieni i żaru materiał nie ogniotrwały. Przeglądając tą i inne strony, znalazłem wiele różnych form produkowanego szamotu, od zaprawy po duże gotowe płyty. Chciałbym Was zapytać w jaki sposób i w jakiej formie można by było zamocować szamot do dna włazu(wykonanego z blachy żeliwnej) o wymiarach 900x700, który musiał by się oprzeć temperaturze do 1400C*? Czy można użyć jakichś wkrętów, spinek czy kleju?. Istotne jest że właz będzie się poruszał.

 

Rozważyłem już wiele różnych opcji, najlepsza pod względem parametrów była by zwykła cegła szamotowa, jednak dużym problem jest zamocowanie jej pod blachą, nawet jeśli właz byłby lekko owalny. Wygodne pod tym względem są duże płyty szamotowe, niestety jedyne jakie znalazłem, to te do zastosowań np: w domowym kominku, o kiepskich parametrach termoizolacyjnych.

Jeśli ktoś miałby pomysł jak można to wykonać byłbym wdzięczny za pomoc. Z góry za nią dziękuję.

Pozdrawiam

[Wojtek_796]

Witam!

 

Strasznie ciężka sprawa - w przenośni i dosłownie.

Bardzo wysoka temperatura i, jak rozumiem, izolacja ma być podwieszona do płyty żeliwnej, a nie spoczywać na niej.

Jeżeli nie ma tam oddziaływań mechanicznych, nic się nie kurzy i nie chlapie, można zastosować płytę z włókniny ogniotrwałej (temperatura klasyfikacyjna 1430st.) lub pakiety z włókniny przymocowane (przykotwione do płyty). Powierzchnię trzeba by dodatkowo zabezpieczyć specjalną pastą (do uzupełniania co jakiś czas).

Można pójść też w betony. Tutaj co najmniej dwie warstwy. Ze 100 mm od środka zwarty beton ogniotrwały klasy 145 (1450 st.), pod to ogniotrwały beton izolacyjny typu np. BI11/1,3. To wszystko oczywiście na kotwach (rozstaw co 200mm) z lakierowanego pręta żaroodpornego, najlepiej połączonego gwintowo z płytą żeliwną (ze spawaniem będzie kłopot i ryzyko).

Rozumiem, że to "sztuka" i pozostanie na papierze. Do prawdziwego zastosowania wymagałoby to porządnego projektu.

Jak napisałem temperatura jest bardzo wysoka - szamot by tu wymiękł - i trzeba by obliczyć to cieplnie, co by płyta nie świeciła i zrobiło się z niej śmigło.

Obie propozycje są zupełnie realne do wykonania, a materiały ogólnie dostępne.

W praktyce unika się raczej takich elementów. Jeżeli już są, to raczej się to zamurowuje (i rozkuwa), a przykręcana płyta raczej po to by uniknąć wypalania za każdym razem otworu w pancerzu. Duże pokrywy są łukowe lub w kształcie czaszy - wypełnienie jest wtedy samonośne.

 

Pozdrawiam

[Snusmumriken]

Dzięki wielkie za odpowiedź

Nigdy wcześniej nie miałem doczynienia z tego typu materiałem, Twój post mi wiele wyjaśnił. W treści projektu narzucone zostały jedynie wymiary włazu oraz wymagania dotyczące jego ruchu. Jego funkcja nie została określona. Gabaryty włazu oraz sama nazwa(swoją drogą,nie znalazłem żądnych norm które by określały "właz szamotowy", nawet nieoficjalnie, takie pojęcie nie istniej ;P), zasugerowały mi, że może on pracować właśnie w takich warunkach.

Po przeczytaniu Twojego postu widzę jednak, jak nieprzemyślanym założeniem była temperatura którą podałem w pierwszym poście.

Czy orientujesz się może, jakich rzędów temperatury wchodzą w grę, aby taka konstrukcja miała w ogóle sens. Istotna jest też grubość warstwy szamotowej, gdyż wpływa to bardzo na masę włazu. Przeglądając oferty sklepów, grubości gotowych cegieł szamotowych najczęściej wynoszą od 25 do 64mm. Myślałem aby zastosować któreś z tego przedziału

 

 

Duże pokrywy są łukowe lub w kształcie czaszy - wypełnienie jest wtedy samonośne.

I to jest świetny pomysł Zdecydowanie najbardziej praktyczny, pod względem montażu jak i późniejszej eksploatacji.

 

Jeszcze raz dzięki za odpowiedź, dużo mi pomogła;)

 

Pozdrawiam

Edytowane 24 Sierpnia 2011 przez Snusmumriken

[Wojtek_796]

Witam!

 

Są oczywiście materiały przeznaczone do takich temperatur, takich i wyższych. Cegły (prostek) nie ma za bardzo jak tu umocować, zresztą w takich warunkach i tak musiałbyś ją ułożyć na 230mm. Najbardziej praktyczny wydaje mi się tu beton ogniotrwały zakotwiony w płycie włazu - dwuwarstwowo, tak jak opisałem wyżej. Żeby obliczyć ciężar, musisz przyjąć gęstość betonu ogniotrwałego na poziomie 2,0, izolacyjnego odpowiednio 1,3. Tak się to w praktyce robi. I tak obok temperatury najważniejszy przy doborze jest rodzaj oddziaływania chemicznego.

Do wyłożenia łukowego trzeba by dobrać kliny. Trudno to jednak zaprojektować bez projektu całości wyłożenia ogniotrwałego pieca. Beton wydaje się tu optymalny.

 

Pozdrawiam

[Snusmumriken]

Zastanawiam się jednak czy nawet jeśli właz będzie odporny na taka temperaturę, to czy mechanizm to wytrzyma. Mimo że zarówno przy projektowaniu ruchu między komorami jak i samym domknięciem włazu unikałem wykorzystania materiałów słabo znoszących wysokie temp. jak np: stali sprężynowych, to i tak tak skrajna temperatura może uniemożliwić poprawne działanie mechanizmu. Drugą sprawą jest sam temat projektu, który w samej swojej nazwie narzuca użycie szamotu, a co za tym idzie dobranie odpowiednich warunków pracy dla takowego. Jak sam napisałeś w tego typu projektach nie używa się włazów tylko np: zamurowywuje otwór. Boję się że jeśli będę próbował przystosować właz do takowych, będzie on kompletnie nie funkcjonalny a takiego prowadzący mi nie zaliczy.

Wydaje mi się że konieczne będzie założenie niższej temperatury pracy włazu, w której szamot mógł by się sprawdzić.

Pomysł z betonem jest bardzo dobry, gdyby tematem pracy był "właz ogniotrwały" było by to świetne rozwiązanie, jednak zastanawiam się czy taki właz dalej będzie można określić, jak to jest wymagane zgodnie z tematem projektu jako "właz szamotowy". Płaski kształt pokrywy znacznie ułatwił by zadanie, niż w momencie kiedy musiał bym wygiąć powierzchnie pokrywy pod kształt klinów. Obawiam się jednak że nie będę miał wyjścia.

 

Pozdrawiam

[Wojtek_796]

Można stwierdzić, że wyłożenie betonowe będzie też wypełniać znamiona wyłożenia szamotowego. Słowo "szamot" używane jest często jako nazwa całej grupy ceramiki ogniotrwałej. Każdy z wyrobów, cegła też, w pewnym etapie produkcji jest prefabrykatem betonowym. Zasadnicza różnica polega na tym, że cegła jest betonem zaformowanym i wypalonym w fabryce. Beton właściwy formuje sam użytkownik i wypala w swoim urządzeniu. Żeby coś nazwać betonem, wcale nie musi ono zawierać cementu hydraulicznego.

Oba proponowane przeze mnie materiały można nazwać szamotowymi.

Co do temperatur - szamot, jako taki, bezpiecznie jest stosować do ok. 1000 - 1200 st. W temperaturze 1400 też, ale, posługując się już właściwą nomenklaturą, powinien być to już wyrób wieloszamotowy o podwyższonej zawartości tlenku glinu - taki gatunek Al44 np., lub wyrób wysokoglinowy, który szamotem już nie jest, ale też bywa tak nazywany (na oko osobie nieobeznanej trudno je odróżnić - chyba, że przy kasie ).

Wypełnienie betonowe wszelkiego rodzaju drzwi i rewizji to codzienna praktyka.

Trzeba też pamiętać, że wymurówki pracujące w temperaturach rzędu 1400 st, mają tak z pół metra grubości. Włazy jako elementy łatwe do wymiany i stosowane jako zło konieczne mogą być chronione słabiej. Ważne żeby nie przyszło komuś do głowy doizolowywać ich jeszcze z zewnątrz

 

Pozdrawiam

[Snusmumriken]

Problemem z betonem może być sposób jego zamocowania, tak jak napisałeś można tutaj zastosować kotwy, dodatkowo wzmocnić wylewkę jakąś siatką zbrojeniową. Obliczenie i dobranie jednak odpowiednich kotwi ich gabarytów, potrzebna ilość oraz rozstawu, może stanowić dość spory problem. Pamiętam ile problemów miałem z zwykłymi kotwiami rozporowymi, można powiedzieć że to już trochę nie moja dziedzina;P Rozumiem że te kotwy były by zalane warstwą betonu, można wtedy wykonać je Tak jak napisałeś z prętów żaroodpornych, odpowiednio sprofilowane, dodatkowo całość usztywnione jakąś zalaną również siatką zbrojeniową. Przy dużym uproszczeniu można by było policzyć całość jedynie z warunku na zerwanie się kotwi. Jednak to by było zdecydowanie za duże uproszczenie.

Z klinami szamotowymi jest o tyle prościej, że za ich nośność odpowiedzialne są jedynie żeliwne krawędzie po bokach na których się wspierają, a obliczenia w metalu to żaden problem. Co o tym sądzisz, bo ja to już sam nie wiem;P W życiu bym nie przypuszczał że to właśnie ten właz mi sprawi najwięcej problemu;)

 

Pozdrawiam

 

Edit:

Jednak beton żaroodporny jest jedynym rozwiązaniem, przy wymaganym zaokrągleniu włazu pod kliny, musiał bym tez zmienić jego mechanizm ruchowy.

Miałbym tylko jeszcze pytanie, jakie można zastosować tutaj zbrojenie wylewki betonu, oraz czy 15cm warstwa betonu wystarczy?

 

 

Pozdrawiam

Edytowane 24 Sierpnia 2011 przez Snusmumriken

[Wojtek_796]

Witam!

 

Oczywiście wszelkiego rodzaju siatki stalowe jako zbrojenie nie wchodzą w grę. Jeżeli już, to zbrojenie rozproszone w postaci włókien ze stali żaroodpornej (betony z włóknami mają w nazwie końcówkę "st").

15 cm betonu mogłoby wystarczyć. Ja dodałbym jeszcze między metal i beton 20 mm sztywnej płyty włóknistej.

Wtedy tylko beton zwarty (bez izolacyjnego), wylany w osobnej formie z zatopionymi 6-cioma kotwami z pręta fi 10 - zagłębionymi tak na około 2/3 grubości płyty. Potem nagwintowane końcówki kotew powinny trafić w odpowiednio nawiercone otwory w płycie, no i ta płyta izolacyjna miedzy to wszystko. Z zewnątrz pod nakrętki podkładki w formie radiatorów - wygięte w "U" pasy blachy miedzianej. Zwykłe podkładki oczywiście też. Kotew na zerwanie nie ma co liczyć, bo przecież obciążenie nie tego rzędu. Pręt powinien być jednak ze stali żarowytrzymałej i polakierowany (dla dylatacji) ze 2-3 razy przed umieszczeniem w betonie.

 

Pozdrawiam

[Snusmumriken]

Tak jak poradziłeś kotwy wykonałem z drutu 10mm ze stali H25T. Postanowiłem nagwintować je z dwóch stron, na końcu kotwy jeszcze

dodam nakrętkę ze stali żaroodpornej, która dodatkowo wzmocni zakotwienie pręta. Kotwy rozstawie w dwóch rzędach(10cm od krawędzi) po trzy plus dwie na dłuższej osi w 1/4 i 3/4 odległości od krawędzi, w sumie 8 kotew.

Jako płytę włóknistą dobrałem płytę "Holterm 1260 M - max. temperatura: 1260 st. C - gęstość: 220 kg/m3".

Zaprawa najodpowiedniejsza wydaje mi się BOS125. Wytrzymuje temperaturę do 1250*, przy czym jest stosunkowo lekka(1.85 g/cm3). Dodatkowo, wzmocniony włóknami stalowymi. Najdokładniej opisane jakie udało mi się znaleźć to "włókna DRAMIX", jednak i tu jest mało informacji na ich temat, przez co może być problem z uzupełnieniem tabeli(wykazu elementów). Dlatego zastanawiam się czy można potraktować taki beton jako kompozyt i tak jak napisałeś do oznaczenia dodać końcówkę st.

Na pokrywę dobrałem blachę ze stali, podobnie jak kotwy H25T o grubości 10mm, choć tu jeszcze nie jestem pewien. Stale żaroodporne są dość trudne w obróbce, a chcę w jednym arkuszu dodatkowo wygiąć ze wszystkich stron zakładkę, tak aby przynajmniej płyta włóknista się schowała, można też trochę wyprowadzić wylewkę. Planowałem zakładki w granicach 5cm, o tyle właz by wystawał ponad płaszczyznę reszty obudowy, dalej krawędzie betonu będą pochylone pod lekkim kontem aby ułatwić osadzenie w otworze. Nie mogę też dać zbyt cienkiej blachy, bo całość będzie dość sporo ważyć, a do powierzchni blachy trzeba jeszcze przykręcić elementy nośne które mogły by ją wyoblić.

 

Prosiłbym jeszcze o Twoją opinię co o tym sądzisz Oraz miałbym pytanie odnośnie wylania betonu, mianowicie czy mogę go wlać bezpośrednio na włazie przy osadzonych kotwach, czy lepiej go uformować w szalunku, po czym przykręcić do włazu? Z góry dzięki za odpowiedź.

Pozdrawiam

Edytowane 26 Sierpnia 2011 przez Snusmumriken

[Wojtek_796]

Materiały dobrze dobrałeś. Betony (zaprawa to niewłaściwe tu określenie) trzeba dobierać z 10%-owym zapasem, jeżeli chodzi o temperaturę stosowania. Nie musisz włókien wyróżniać w specyfikacji - może być w symbolu to "st" - tym ma się martwić producent. Zamiast BOS-a lepszy byłby np. BN135st

Jak pisałem beton lepiej wylać osobno, bo inaczej nie można by zastosować płyty włóknistej. Przy tym wywijaniu krawędzi musisz mieć na uwadze to, żeby stal wszędzie była odpowiednio zaizolowana i "gołe" krawędzie nie były narażone na bezpośrednie działanie temperatury.

 

Pozdrawiam