Gallivanting Craftsman

Žáruvzdorné materiály jsou nekovové (keramické) materiály, které odolávají vysokým teplotám. Často se používají v řadě průmyslových aplikací, jako jsou pece, sušárny, slévárny spalovny a reaktory. Jako takové jsou velmi užitečné pro hobby kováře a strojníky, kteří si chtějí postavit vlastní kovárnu nebo slévárnu.

Takže jaké šamotové cihly byste si měli koupit? No, to záleží na vašem účelu. Ne všechny šamotové cihly jsou navrženy s ohledem na kovářství/odlévání. Mnoho oblíbených šamotových cihel, které se prodávají v železářstvích, je určeno k méně průmyslovým účelům, například k pečení pizzy. Pokud si koupíte šamotovou cihlu do pece na pizzu, pravděpodobně se při tepelném namáhání spojeném s kováním nebo litím zhorší její kvalita.

Na jaké faktory byste si tedy měli dát pozor? Podle mého názoru existuje několik klíčových faktorů, které je třeba zvážit při nákupu šamotových cihel pro kovárnu nebo slévárnu. Jsou to:

1. Na jakou teplotu je cihla dimenzována?
2. Potřebujete cihly, které mohou odrážet teplo, nebo ho jen pohlcovat (izolace)?
3. Budete muset cihly brousit?
4. Estetika, jste ochotni obětovat tepelnou odolnost pro správnou barvu cihly?
5. Cena, ta se vysvětluje sama.
6. Ph úroveň kovárny – ta není pro 99 % domácích kutilů relevantní.

Musíte se sami rozhodnout, co hledáte. Existuje spousta drobných kompromisů, které můžete při optimalizaci pro svou kovárnu udělat. Naštěstí pro vás nejsou žáruvzdorné materiály, zejména šamotové cihly, opravdu tak složité. V zásadě existují 2-3 typy šamotových cihel – o tom později.

Rychlý výběr:
Přestože se v tomto článku věnuji různým typům žáruvzdorných cihel poněkud do hloubky, někteří z vás chtějí co nejdříve znát moje nejlepší doporučení, takže tady jsou:

Chci tvrdé cihly,Měkké cihly, nebo IFB (izolační šamotové cihly) pro mou kovárnu / slévárnu?

Titulek v podstatě říká vše. Podle mého názoru existují tři typy šamotových cihel:

1. Tvrdé šamotové cihly
2. Měkké šamotové cihly
3. Izolační šamotové cihly (IFB)

Pro a proti tvrdých šamotových cihel

Jaký je rozdíl mezi tvrdou šamotovou cihlou, měkkou šamotovou cihlou a izolační šamotovou cihlou (IFB)? Pokud je mi známo, tyto pojmy nejsou standardizovány a lidé je používají v hovorovém jazyce, takže je trochu na hovno snažit se zjistit, co je co. I když je to otrava, existuje několik obecných pravidel, která vám umožní rychle koupit cihlu, kterou potřebujete pro svůj projekt.

Tvrdé šamotové cihly, jak by název napovídal, jsou pevnější než ostatní alternativy a často se používají jako konstrukční prvek v mnoha aplikacích při vysokých teplotách. Ačkoli jsou dobrým stavebním materiálem v menších kovárnách/slívárnách, mají některé závažné nevýhody.

Hlavním problémem tvrdých cihel je, že nejsou skvělými izolanty. Dlouho se zahřívají a dlouho chladnou. A na rozdíl od ostatních alternativ mají tendenci teplo spíše pohlcovat, než odrážet zpět do pracovního prostoru. To ztěžuje dosažení vyšších teplot a může také představovat bezpečnostní riziko, protože tyto cihly se mohou značně rozpálit.

Takto řečeno, mnoho kovářských konstrukcí využívá tvrdé cihly ve velké míře. Pro jednoduché kovářské operace by měly tvrdé cihly fungovat bez problémů. Na důkaz mého tvrzení jsem už jako kovárnu použil podělaný táborák… tam vůbec žádné šamotové cihly nejsou 😉

Pokud vím, tak se tvrdé šamotové cihly používají i pro jiné aplikace, jako jsou krby a pece na pizzu. POKUD chcete používat šamotové cihly pro tyto účely, doporučuji najít jiný zdroj než tento.

Nemůžu ručit za to, jaká cihla je pro tyto účely nejlepší, a vždycky jsem trochu skoupá, když jde o jídlo…nechcete přece zapékat toxické chemikálie do domácnosti/jídla.

Pro a proti měkkých ohnivých cihel pro kování/odlévání

Ale pokud hledáte „optimální“ kovárnu, myslím, že měkké ohnivé cihly jsou v mnoha ohledech krokem vpřed. Měkká odrůda šamotových cihel je obvykle (opět malá standardizace) lepším izolantem než tvrdé šamotové cihly. Mají také tendenci odrážet teplo zpět do pracovního prostoru, což znamená, že se vaše kovárna / pec / slévárna rychleji zahřeje a rychleji vychladne.

Měkké šamotové cihly bývají také dimenzovány na vyšší teploty. To znamená, že je méně pravděpodobné, že se rozbijí v důsledku tepelného namáhání.

NĚKDY… nic není zadarmo. Měkké šamotové cihly, jak už název napovídá, jsou VELMI měkké. Mnoho modelů měkkých šamotových cihel lze tvarovat pouhým poškrábáním klacíkem. Z měkkých ohnivých cihel nechcete mít dno kovárny nebo slévárny.

Pokud budete na měkké ohnivé cihly neustále pokládat abrazivní tyčový materiál nebo kelímky či cokoli jiného, poškrábou se a budou neustále potřebovat výměnu/opravu.

Pro a proti izolačních šamotových cihel (IFB) pro kování/odlévání

Ačkoli se měkké šamotové cihly a IFB značně překrývají, při hledání IFB mám mnohem větší štěstí při hledání cihel kovářské kvality. Když hledám IFB na internetu, často bez problémů najdu cihly o nominální hodnotě až 2500-2800. Při hledání měkkých pálených cihel bývá větší honba za těmito vysokoteplotními cihlami.

Ale jak už jsem řekl, obě označení se hodně překrývají. IFB jsou měkké pálené cihly v tom smyslu, že mají mnoho stejných vlastností. Jsou měkké, odrážejí teplo a mají vyšší teplotní tolerance ve srovnání s tvrdými cihlami.

Shrneme-li to ve zhuštěné podobě, každý typ cihel má řadu různých vlastností:

Tvrdé požární cihly jsou:

• Je pevnější
• Lepší jako konstrukční prvek
• Horší izolant
• Neodráží tolik tepla jako měkká požární cihla
• Absorbuje více tepla – na vnější straně se může rozpálit natolik, že vás popálí
• Nahřívá se a chladne pomaleji

Měkká požární cihla je:

• Snadno se s ní pracuje, můžete ji tvarovat lžící
• Lehká
• Lepší izolant
• Odráží teplo – to znamená, že se vnitřek vaší kovárny rychleji rozpálí
• Neabsorbuje tolik tepla jako tvrdá cihla (zvenku se tolik nerozpálí, i když bude stále velmi horká)
• Rychleji se zahřívá a rychleji chladne

Izolační šamotové cihly (IFB) jsou:

• Cihly s vyšší tepelnou odolností bývají označovány jako IFB
• Snadno se s nimi pracuje, můžete ji tvarovat lžičkou
• Lehká
• Lepší izolant
• Odráží teplo
• Neabsorbuje tolik tepla jako tvrdá cihla (nerozpálí se tolik)
• Díky tomu, že je tvrdá, se může stát, že se s ní bude topit.
• Rychleji se zahřívá a rychleji chladne

Kombinuje stavby s tvrdými i měkkými cihlami

Protože různé modely cihel mají různé silné a slabé stránky, v mnoha kovárnách se v jedné kovárně používají různé typy cihel. Nejčastějším příkladem, se kterým se setkávám, je, že lidé použijí IFB nebo měkké cihly na strop a stěny kovárny a jako „podlahu“ své kovárny použijí tvrdé cihly. To umožňuje umístit do kovárny zásoby bez obav z poškození měkkých cihel.

Mnoho lidí používá kromě cihel také jiné žáruvzdorné materiály, například žáruvzdornou vlnu nebo žáruvzdornou pastu. Tyto materiály mají některé závažné nevýhody, o kterých se podle mého názoru dostatečně nediskutuje, ale to je nad rámec tohoto článku.

Chci znovu zdůraznit, že „měkké“ a „tvrdé“ nejsou standardizované pojmy. To znamená, že pokud půjdete do místního železářství, prodavači tam možná ani nebudou vědět, o čem to sakra mluvíte. Obecně platí, že cihly s vyšší tepelnou tolerancí budou měkké cihly.

Jakou teplotní toleranci šamotových cihel potřebuji?

Toto je pravděpodobně nejdůležitější otázka, na kterou si musíte odpovědět, když zvažujete nákup šamotových cihel. Než začnu, chci výslovně zdůraznit, že nejsem odborník. Nejsem inženýr, nejsem fyzik a nikdy jsem nestavěl velkou kovárnu nebo slévárnu. Jsem jen hobbyista, takže při konstrukci vlastní kovárny si určitě udělejte co největší průzkum. Ujistěte se, že jste přijali všechna nezbytná bezpečnostní opatření.

Teď, když máme tuto diskvalifikaci za sebou, podívejme se na některá běžná použití ohnivých cihel a na to, jaká míra tolerance je pro toto použití nutná. Musím na tuto problematiku zaútočit z tohoto úhlu, protože není možné, abych se zabýval všemi konstrukcemi kováren/pekáren/palíren, které kdy byly vyrobeny. V ideálním případě budete vědět, jak horká bude vaše kovárna/pekárna/slípka, ale pokud ne, můžeme si projít některé teploty potřebné pro různé činnosti.

Teplotní tolerance pro kovářskou kovárnu

Nejvyšší teplotní využití kovářské kovárny, které mě napadá, by bylo kovářské svařování masivního kovaného železa. To se podle wikipedie provádí při teplotě v rozmezí 2500-2700 stupňů fahrenheita.

To je pro kovářskou kovárnu PŘÍŠERNĚ vysoká teplota. Kováři obvykle nepracují s čistým kovaným železem a většinu ocelových slitin lze kovářsky svařovat při mnohem nižší teplotě. To znamená, že není příliš důvodů, proč provozovat kovárnu takto horkou.

Ačkoli je možné kovářskou kovárnu vyhnat výše, cihla dimenzovaná na 2500-2700 by měla být více než dostatečná. Pokud budeš pečlivě kontrolovat teplo, pravděpodobně seženeš i nižší teplotu, ale je dobré mít u těchto věcí určitou bezpečnostní rezervu. Jinak bude vaše kovárna vyžadovat neustálou údržbu.

A i když budete pečlivě kontrolovat teplo, tyto cihly se časem stejně rozpadnou. Dávejte pozor, aby se vám na cihly nedostalo roztavené tavidlo, které se rozpustí jako voda na kostce cukru.

Teplotní tolerance žáruvzdorných cihel pro odlévání hliníku

Podle webových stránek engineering toolbox se hliník taví při teplotě 1220 stupňů Fahrenheita. Ve světě kovů je to extrémně nízká teplota tání. Není neobvyklé, že se táborový oheň rozžhaví natolik, aby roztavil hliník.

Což vyvolává otázku: Potřebujete k odlévání hliníku žáruvzdorné cihly? Pro příležitostné víkendové projekty ani ne. Ale pokud plánujete odlévat hodně, měkké žáruvzdorné cihly umožní, aby se vaše slévárna zahřála mnohem rychleji. Pokud plánujete dělat hodně odlitků, měkké žáruvzdorné cihly vám výrazně usnadní život.

Stejně jako u kovářské kovárny závisí potřebná teplotní tolerance na tom, jak horkou slévárnu provozujete. Pokud budete udržovat nízkou teplotu ve slévárně, nepotřebujete pro odlévání hliníku cihly se super vysokým jmenovitým výkonem. Pro efektivitu výroby mohou být lepší reflexní cihly.

Teplotní tolerance cihly pro odlévání mědi

Podle výše odkazované stránky Engineering Toolbox se měď taví při teplotě přibližně 1983 stupňů Fahrenheita. To je jakási maximální teplota tání, protože mnoho slitin mědi, například mosaz, má nižší teplotu tání.

Situace s mědí je stejná jako u všech ostatních materiálů. Jak horká je vaše kovárna? Jak rychle ji potřebujete zahřát? Intuitivně dává smysl, že byste si měli koupit cihlu, která je dimenzována na o něco vyšší teplotu, než jaké si myslíte, že vaše kovárna dosáhne – ale nemohu zaručit, že to platí stoprocentně ve všech případech. Cihla dimenzovaná na 2300 stupňů by měla stačit.

Teplotní tolerance žáruvzdorných cihel pro litinu

Lití železa je výrazně tvrdší než odlévání mnoha kovů. Jakmile dosáhnete této úrovně, stává se odlévání o dost nebezpečnější a obtížnější. Proto se o odlévání železa nebo oceli pokouší jen málo lidí. Kvůli nebezpečí a nedostatečné poptávce jen málo firem prodává cihly dostatečně vysoké třídy pro odlévání železa široké veřejnosti.

Bude těžké najít cihly určené pro odlévání železa nebo oceli. Na amazonu jsem žádné nenašel. Pokud chcete najít šamotové cihly pro odlévání železných materiálů, doporučuji 2 věci:

1. Znát svůj materiál. Internet s největší pravděpodobností nebude stačit jako zdroj informací pro tuto úroveň odlévání, budete se muset podívat do učebnic, které vysvětlují odlévání na průmyslové úrovni. Doporučuji starší verze brožovaného výtisku (abyste ušetřili $$$) knihy Manufacturing Engineering and Technology. V této knize je mnoho informací, které vám umožní přejít z drobného řemeslníka na průmyslníka.
2. Obraťte se na společnosti, které vyrábějí cihly pro průmysl. Mnohé z nich nebudou prodávat malé zakázky spotřebitelům. Jak již bylo řečeno, je to hra čísel. Oslovujte je dál a nakonec najdete takovou, která vám je prodá.

Bezpečnost požárních cihel

Požární cihly jsou vyrobeny z rakovinotvorného materiálu. S těmito cihlami nepracujte, pokud se nenacházíte v dobře větraném prostoru. Je také nutné nosit kvalitní respirátor, který dokáže odfiltrovat jemné prachové částice, protože tyto žáruvzdorné materiály mohou způsobit silikózu a další vážné zdravotní potíže. Jde o to, přijmout všechna nezbytná bezpečnostní opatření… nebuďte drsňáci, vaše zdraví je důležité.

Nejlepší žáruvzdorné cihly na prodej

Nakupování speciálních položek, jako jsou šamotové cihly, je složité, a proto jsem se pokusil sestavit žáruvzdorné cihly (měkké, tvrdé, IFB), které se prodávají na amazonu a jsou vhodné pro většinu projektů. Nejedná se o vyčerpávající seznam, ani nepokrývá všechny kovářské / slévárenské projekty. Přesto si myslím, že se jedná o užitečné výrobky.

Nejlepší vysokoteplotní izolační žáruvzdorné cihly

Jednou z nejprodávanějších vysokoteplotních IFB, které se prodávají online, je izolační žáruvzdorná cihla Amaco.

Podle výrobce je tato cihla dimenzována až na 2600 stupňů Fahrenheita. Je velmi měkká a snadno se tvaruje do jakéhokoli tvaru, který je pro vaši stavbu potřeba. Tento výrobek má mnoho dobrých recenzí a měl by být vhodný pro většinu projektů.

Nejlepší vysokoteplotní tvrdé ohnivé cihly na prodej

Může být těžké najít tvrdé ohnivé cihly, které mají vysokou tepelnou odolnost. Většina tvrdých cihel má nižší tepelnou toleranci než měkké požární cihly. Přesto se mi na internetu podařilo najít jednu tvrdou cihlu s vysokou tepelnou odolností.

Podle výrobce je tato cihla dimenzována až na 3000 stupňů Fahrenheita, což z ní činí jednu z nejodolnějších cihel (ve vztahu k teplu) v tomto průvodci.

Naneštěstí na této stránce chybí poměrně dost informací o produktu. Pokud se chová jako jiné tvrdé šamotové cihly, buďte opatrní, protože tyto cihly časem nasáknou teplem. To kromě bezpečnostního rizika prodlužuje dobu úklidu, protože čekáte, až cihla vychladne.

Přesto, pokud hledáte cihlu, která vydrží vysoký žár, nevidím v současné době příliš mnoho alternativ.

Další dobrá tvrdá ohnivá cihla je Rutland Products Fire Brick. Tato cihla má nižší tepelnou odolnost, která dosahuje 2700 stupňů Fahrenheita, ale má spoustu dobrých recenzí.

Další skvělou věcí na této cihle ve srovnání s ostatními zmíněnými je, že ji lze koupit v balení po 6 cihlách. Díky tomu je tato cihla pravděpodobně nejlepší cihlou za vaše peníze v tomto průvodci.

Opět, jako všechny tvrdé cihly, se pomalu zahřívá a chladne. Po použití si také poměrně dlouho udrží teplo, takže to mějte na paměti.

Nejlepší žáruvzdorný cement, malta a žáruvzdorný nátěr pro šamotové cihly

Kromě samotných šamotových cihel existuje řada různých produktů, které lze použít k vylepšení vaší kovárny nebo tavírny.

Obecně platí, že malty slouží ke spojování cihel, zatímco cement je… cement.

Což se zdá být jednoduché, ale výrobci těchto výrobků jsou ve svých online popisech produktů poněkud chaotičtí. Zdá se, že většina výrobků označených jako malty má mnohem nižší tepelné tolerance než výrobky označené jako žáruvzdorný cement.

Připadá mi, že žáruvzdorný cement se používá spíše na opravy stávajících konstrukcí, než na stavbu nových od nuly.

Proberu několik těchto výrobků, navíc se chci zmínit o výrobku s názvem ITC-100HT. Tento materiál nanese na vaši kovárnu nebo slévárnu reflexní vrstvu, která pomáhá odrážet ještě více tepla. Zdá se, že je lidé často používají se žáruvzdornou vatou nebo tvrdými cihlami. Sám jsem ho nikdy nepoužil, ale vídám ho dost často, takže přejdu k jedné z populárnějších značek na amazonu:

Nejlepší žáruvzdorný cement

Jedná se o žáruvzdorný cement, který podle výrobce vydrží teploty až 3000 stupňů Fahrenheita. Je zdůrazněno, že tento výrobek není určen pro venkovní použití, což mě zajímá, na co přesně je citlivý, když je ponechán venku. Je citlivý na vlhkost? Na sluneční svit? Na veselé ptáčky, kteří vám kydají do kovárny? To nikdo neví, nepíše se to tam.

Přes jejich vágní popis výrobku se zdá, že je to jeden z lepších žáruvzdorných cementů na prodej na amazonu. Je dobře hodnocen a má mnohem více recenzí než některé jiné značky.

Jedinou věcí, kterou je třeba mít na paměti, je, že stejně jako normální beton, i tento výrobek bude třeba vytvrdit. Vytvrzování se provádí působením tepla, ale dbejte na to, aby se vytvrzoval co nejpomaleji. Pokud si dobře vzpomínám, tak jednu dobu inzerovali, že se tento cement nemusí vytvrzovat. Nejsem si jistý, jestli to ještě inzerují, ale jen vám říkám… vytvrzování teplem mi připadá jako moudrý postup.

Protože pokud ho správně nevytvrdíte, je velká šance, že při přímém zásahu z kovářských hořáků – za předpokladu, že máte kovárnu na propan – bude tato hmota bublat a praskat.

Nejlepší žáruvzdorný nátěr ITC-100HT

Tato věc je drahá, ale funguje. ITC-100HT je jedním z velkých tajemství kovářské komunity. Umožňuje, aby se vaše kovárna zahřála mnohem rychleji tím, že odráží teplo. Navíc při správném používání může prodloužit životnost vaší kovárny nebo slévárny.

Mnoho lidí se potýká s kováním na propan. Často je nemohou dostat na teplotu pro svařování v kovárně nebo je jejich kovárna neefektivní a žere příliš mnoho paliva. Potažení vnitřku typické propanbutanové kovárny materiálem ITC-100HT je často snadným řešením těchto problémů.

Závěr

Na závěr: Kování nebo odlévání kovů je neobvyklý koníček, protože vyžaduje obrovské množství tepla. Dosáhnout tohoto tepla způsobem, který je bezpečný, úsporný a rychlý, není snadné bez pomoci žáruvzdorných materiálů. Tyto materiály jsou záchranou pro každého, kdo chce formovat a tvarovat kov.

*V tomto článku dost mluvím o normách, byl jsem upozorněn, že ASTM má normy, pokud jde o žáruvzdorné materiály. Pokud děláte něco vysoce technického nebo neobvyklého, vřele doporučuji, abyste si je nejprve ověřili.