Чугун, фарфор, камень или нержавейка?

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Там где, по сути, экраном является каменная закладка, которая в редком случае применяется для парообразования.

 

Рассуждения Вячаслава Васюхина о камне, чугуне и нержавейке

 

Мнение Владимира Николаевича Ляхова о нержавейке



6.40 "это гениальная вещь...через 10 лет это будет во всех печах..."

 

) воздух - очень плохой проводник тепла, и чтобы в холодную погоду было теплее, лучше надевать несколько тонких одёжек, нежели одну толстую. Нам это еще в школе рассказывали на уроке физики. Судя по тому, что в катушке намотано много слоев, автор этого "гениального" изобретения явно не хотел, чтобы они хорошо нагревались, забирали и отдавали энергию)

 

Решил выложить и здесь, в этой актуальной теме, свои статьи с Фейсбука о вреде каменной и другой пыли. Материала получилось много, кого этот вопрос не интересует могут его просто пропустить.

Баня и здоровье. Всегда ли баня приносит нам здоровье? Давайте разбираться вместе.

На состояние здоровья и продолжительность жизни современного человечества влияют мелкие, невидимые глазу твёрдые частицы, находящиеся в атмосферном воздухе во взвешенном состоянии.

Такие частицы называют PM (от англ. particulate matter — «твёрдые вещества»). Классифицируют и обозначают их по величине диаметра. PM10 и РМ2,5— это мелкие частицы, диаметр которых не превышает 10 и 2,5мкм соответственно.

Именно частицы таких размеров обладают наиболее пагубным воздействием на здоровье человека.

Видео. Что случается с камнями в каменке после трех месяцев эксплуатации:





Чем же опасны мелкие взвешенные частицы?

По отдельности мелкие взвешенные частицы рассмотреть невозможно, однако при повышенной концентрации во влажном воздухе парной, они способны образовывать смог.



Наша дыхательная система так устроена, что может очистить организм от крупной пыли, но не от мелких твёрдых частиц. Сначала РМ 2.5 оседают в лёгких, затем распространяются с кровью по внутренним органам.

Учёные многих стран мира установили связь роста уровня загрязнения с сокращением длительности жизни, увеличением процента больных респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями, пульмонологической онкологии. В первую очередь, в зоне риска оказывается часть населения, склонная к заболеваниям сердца и лёгких, дети и пожилые люди.

При повышенной концентрации РМ 2.5 происходит обострение хронических кардио- пульмональных заболеваний (астмы, ишемической болезни сердца, цереброваскулярных недугов и других), а содержащиеся в дисперсных частицах аллергены и микроорганизмы вдобавок провоцируют аллергические реакции.

Уязвимыми становятся и дети. Постоянная повышенная концентрация мелких дисперсных частиц РМ 2.5 может привести к таким патологиям, как замедление развития роста лёгких, нарушение и недостаточность лёгочной функции.

Для борьбы с частицами, добравшимися до бронхов, у нашего организма есть защитный механизм – активное движение слизи в сторону ротоглотки. За этот процесс отвечает реснитчатый эпителий, выстилающий слизистую бронхов. С крупными частицами пыли этот механизм может справиться за один-два дня. Тем не менее, некоторые PM10 частицы (преимущественно, с диаметром < 4 мкм) успешно добираются до бронхиол и альвеол, где за их уничтожение отвечают эпителиальные клетки и альвеолярные макрофаги (АМ).

Проникновение мелких дисперсных частиц в организм человека через лёгкие в процессе дыхания.



Продолжение следует.

 

Мне пришлось много экспериментировать с разными камнями в качестве теплоаккумулятора для загрузки их в Жарогенераторы, благо для этого есть обширная и многими летами возделанная "почва" для наработки опыта.

Вот мои выводы:

1. Камни, причем любые, нельзя греть свыше 250-300гр.С. И даже хваленый Жадеит. При более высокой температуре эксплуатации происходит быстрое разрушение структуры камня. Камень растрескивается, разрушается, уменьшается его теплопроводность, падают теплоаккумулирующие свойства.

В процессе перегрева из камня может выделяться большая группа аэрозолей, не обладающих выраженной токсичностью.

Далее хочу процитировать учебник для ВУЗов: С. В. Белов и др. "Основы безопасности жизнедеятельности", М., Высшая школа.

"Особо следует выделить фиброгенный эффект действия аэрозолей на организм. К ним относятся аэрозоли дезинтеграции угля, угольнопородные аэрозоли, аэрозоли кокса (каменноугольного, пекового, нефтяного, сланцевого), саж, углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли) животного и растительного происхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, кремнийсодержащие пыли.

Воздействия вредных веществ – мутагенное, канцерогенное, влияние на репродуктивную функцию, а также ускорение процесса старения сердечно-сосудистой системы относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений на организм. Это специфическое действие, которое проявляется в отдаленные периоды, спустя годы и даже десятилетия.

Попадая в органы дыхания, вещества этой группы вызывают атрофию или гипертрофию слизистой верхних дыхательных путей, а задерживаясь в легких, приводят к развитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу) легких. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей, пневмокониозы и пневмосклерозы, хронический пылевой бронхит занимают второе место по частоте среди профессиональных заболеваний в России. Мое прим. (Это прежде всего касается профессиональных банщиков, вынужденных работать в такой среде).

В зависимости от природы пыли, пневмокониозы могут быть различных видов: например, силикоз – наиболее частая и характерная форма пневмокониоза, развивающаяся при действии свободного диоксида кремния; силикатоз может развиваться при попадании в легкие аэрозолей солей кремниевой кислоты; асбестоз – одна из агрессивных форм силикатоза, сопровождающаяся фиброзом легких и нарушениями функций нервной и сердечно-сосудистой систем.

Большинство случаев профессиональных заболеваний связано с поступлением токсических газов, паров и аэрозолей в организм человека главным образом через органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступают через разветвленную систему легочных альвеол (100–120м2) непосредственно в кровь и разносятся по всему организму. Развитие общетоксического действия аэрозолей в значительной степени связано с размером частиц пыли, так как пыль с частицами до 5 мкм (так называемая респирабельная фракция) проникает в глубокие дыхательные пути, в альвеолы, частично или полностью растворяется в лимфе и, поступая в кровь, вызывает картину интоксикации. Мелкодисперсную пыль трудно улавливать; она медленно оседает, витая в воздухе рабочей зоны.»

2. Альтернативой камням в качестве теплоаккумулятора (ТА) в банных печах служит чугун. Чугун позволяет увеличить теплоаккумулирующие свойства (энергоемкость загрузки) и увеличить срок службы теплоаккумулирующего материала. Его можно закладывать в самое жаркое место каменки, как наиболее дешевый и доступный теплоаккумулирующий материал. А камни можно располагать только там, где температура ниже, например, сверху.

Понятие «ядреный пар» произошло именно тогда, когда вместо камня впервые заложили в печь чугунные ядра. И действительно, благодаря более высокой теплопроводности чугуна пар с чугуна более яркий и жаркий, чем с камней, при одинаковой температуре.

В качестве чугунной закладки я несколько лет использовал чугунные шары (мелющие тела для шаровых мельниц), размером от 3 до 5 см. Также использовал выпускаемые промышленностью стандартные чугунные печные плиты размером 41х70см и толщиной около 1см. Они легко режутся болгаркой на нужные фрагменты и компактно укладываются в каменку печи или в жарогенератор-термос.

Объемная теплоемкость чугуна Счуг = 3,65 кДж/л*К, а объемная теплоемкость Жадеита Сжад = 2,95 кДж/л*К. При этом плотность укладки чугунных плит может быть выше плотности укладки камня, поэтому объем каменки с чугуном можно уменьшить почти на 30-50% при одинаковой общей энергоемкости ТА.

Но так ли хорош чугун в каменке? При температурах выше 400*С в среде водяного пара чугун активно коррозирует. Так, например, в больших общественных парных Сандуновских бань в качестве ТА в печах используются массивные чугунные болванки, общим весом около 15-ти тонн. Каждое лето печи останавливают на профилактику и ТО, при этом чугунные болванки перекладывают и часть заменяют на новые. Со слов обслуживающего персонала этих бань за год «выгорает» до 30% веса чугуна, превращаясь в ржавчину и окалину.

А вот на этой фотографии и мой результат применения чугунных шаров и плит в жарогенераторе после двух лет эксплуатации жарогенератора с частотой один-два раза в неделю при температуре 400-450гр.С.

 

В предыдущем сообщении я акцентировал внимание на коррозии серого чугуна и пыли в парной от образующейся ржавчины. Хочу еще упомянуть некоторые физико-технические свойства серого /нелегированного/ чугуна в каменке печи, которые следует учитывать. Обратимся через поисковик к научной литературе:

С Металлического портала: «Характерной особенностью поведения чугуна при высоких температурах является его рост, связанный с необратимым увеличением объема. Этот рост особенно увеличивается при термоциклировании — периодическом нагреве и охлаждении. Причинами роста чугуна являются графитизация при нагреве и выделение растворенного углерода на новых центрах графитизации при охлаждении, а также проникновение кислорода вовнутрь изделия, приводящее к окислению металлической матрицы чугуна особенно по границам включений графита или по границам зерен. Рост весьма велик, когда имеет место неодновременное превращение в различных слоях металла при частых колебаниях температуры. Это приводит к объемным изменениям, создающим сжимающие и растягивающие напряжения, обусловливающие возникновение микротрещин. Микротрещины сами увеличивают объем чугуна и служат добавочными каналами для окисления металлической основы агрессивными газами.

Увеличение температуры испытания выше 400— 450° С вызывает интенсивное падение прочности. В атмосфере водяного пара, являющегося интенсивным окислителем, допустимая температура работы отливок из ковкого чугуна должна быть понижена до 300° С».

Описанная выше особенность серого чугуна может приводить к разрушению кирпичных печей в случае плотной горизонтальной (без зазоров) укладки чугунных отливок в печь.

Из Википедии: Чугун — это сплав железа и углерода, в котором процентное содержание углерода составляет не менее 2,14%, но не более 4,5%. Углерод входит в состав чугуна в форме цементита либо графита. Если процент содержания углерода составляет меньше 2,14%, такой сплав именуется сталью.

Из книги Коррозия и защита от коррозии. Семенова И. В.

«3.1 Обезуглероживание стали

При высоких температурах многие технологические процессы в газовой фазе осложняются декарбюризацией или обезуглероживанием стали. Суть этого явления заключается в том, что при температурах выше 650 °С помимо образования поверхностной оксидной пленки происходит обеднение слоя металла, прилегающего к пленке, углеродом. Содержание углерода в поверхностных слоях стали уменьшается.

Процесс наблюдается часто в окислительной атмосфере, содержащей О2, H2O или СО. Он может иметь место и в среде водорода. Декарбюризация понижает твердость и прочность стали, снижает срок службы изделий.

В основе явления обезуглероживания лежит процесс восстановления цементита – Fe3C:

Fe3C + ½ O2 = 3Fe + CO

Fe3C + СО2 = 3Fe + 2СО

Fe3C + H2О = 3Fe + CO + H2»

Как мы можем видеть, все три возможные реакции восстановления цементита сопровождаются выделением угарного газа. Лет так примерно 15 назад на банном форуме была дискуссия об угарном газе в парной. В то время у себя в жарогенераторе я использовал закладку из нарезанных чугунных плит и мелющих шаров из серого чугуна, и решил провести измерения специально для этого закупленным прибором для измерения концентрации угарного газа. Меня тогда удивило то, что во время подбрасывания воды в жарогенератор резко возрастала концентрация угарного газа. Тогда я закупил еще один такой же прибор и отправил в Омск активному форумчанину и врачу Анатолию Гыдову. Его измерения также подтвердили, что во время поддач воды в каменку с чугуном резко возрастала концентрация СО. Я, правда, до сих пор сомневаюсь – вызвано это было то ли действительно угарным газом, то ли одновременным увеличением влажности в парной, так влияющей на чувствительный датчик и показания прибора.

В предыдущих сообщениях я рассказал свой отрицательный опыт применения изделий из серого чугуна вместо рассыпающихся от термо-циклов и высокой температуры камней.

Читал на банных форумах, что многие любители бани также, как и я в свое время, ввиду отсутствия знаний и опыта, закладывают в свои печи то, что под руку попадется, а именно: - чугунные ж/д тормозные колодки, башмаки, или другие подобные изделия. Однако, не всякий чугун можно закладывать в каменку. Для ж/д транспорта башмаки тормозных колодок для двухосных вагонов отливают из серого чугуна марок СЧ 12-28. Такой чугун не выдерживает жестких условий применения в банных печах, а самое главное, наносит отложенное негативное воздействие на здоровье и продолжительность жизни человека.

Но не все так плохо с чугуном. В последнее десятилетие наша отечественная промышленность, почуяв нарождающийся спрос на чугунные болванки для банных печей, освоила серийное производство оных из хромистого чугуна марки ЧХ-20.

Чугуны с содержанием свыше 4−7% Cr — белые чугуны. Существенное повышение жаростойкости хромистых чугунов достигается при содержании в них хрома свыше 15%. При высоком содержании хрома при нагреве чугуна на поверхности образуется оксидная пленка (FeO Cr2О3), имеющая высокую плотность и прочное сцепление с металлической основой. В результате существенно повышается окалиностойкость чугуна. Высокохромистые чугуны ЧХ16, ЧХ28, ЧХ32 имеют существенно более высокую жаростойкость чем низкохромистые благодаря стабильной структуре легированного белого чугуна и высокой окалиностойкости матрицы.

Хромистые чугуны, содержащие 28—32% (масс.) Сг, устойчивы к газовой коррозии, хорошо сопротивляются механическому износу, (прочность при изгибе 570—650 МПа), обладают удовлетворительными литейными свойствами. Поэтому из них готовят печную аппаратуру, части барабанных сушилок, реторты, плавильные горшки, и другие изделия, работающие при температурах до 1100°С.

На прикрепленной фотографии я привожу из интернета только некоторые из таких изделий, предназначенные для закладки в банные печи

Есть еще один возможный вариант закладывать в печь фарфоровые шары (ФШ), предназначенные для шаровых мельниц. В Подмосковье такие шары можно купить прямо на заводе в Гжели. Там я нашел самые дешевые, производства Китай.

По опыту эксплуатации пылеобразование с фарфоровых шаров существенно меньше, чем от камней, если оценивать наличие взвеси в парной в видимой глазу размерности пылевых частиц в луче красного лазера/указки.

Стойкость к температуре у ФШ, пожалуй, наивысшая – 1200гр.С.

Стойкость к термо-циклам не плохая, но иногда трескаются с шумом. После закладки в печь нужно потихоньку и постепенно их прокалить. Теплопроводность и теплоемкость у них совсем немного хуже, чем у Жадеита. Но это и хорошо при условии, что если они уложены только в верхних слоях закладки поверх чугуна, то не будет выраженного эффекта Лейденфроста с выбросом мелких капель воды вместе с расширяющимся паром.

 

Приведу перепечатку еще одной научно-популярной статьи из журнала «Наука и жизнь», декабрь, 2009 год, 78 стр.

О чем пишут научно-популярные журналы мира.

"Дым из воздуха проникает в мозг."

"Исследование, проведенное недавно в Мехико, показало, что местные дети, вынужденные дышать сильно загрязненным воздухом, отличаются от сверстников, живущих вдали от столицы, на природе, ослабленной памятью, замедленным усвоением информации, ухудшением процессов принятия решений и планирования. Обследование 200 учеников начальных классов в Бостоне (США) выявило, что у тех, кто живет в районах с воздухом, сильно загрязненным продуктами сгорания, коэффициент интеллекта ниже и учатся они хуже, чем дети, живущие в сравнительно чистых районах. Раннее было показано, что у собак, дышащих загрязненным городским воздухом, сверх микроскопические частицы дыма и сажи поперечником менее ста нанометров (десятой доли микрона) способны проникать из легких через кровеносную систему в мозг. То же происходит у подопытных мышей и крыс. Частицы таких размеров массово возникают при сгорании любых видов углеродного топлива, в том числе бензина.

Немецкие врачи из университета Дюссельдорфа на материале исследования 149 пожилых женщин из районов с высоким загрязнением воздуха утверждают, что длительное воздействие дымов и автомобильных выхлопов способствует развитию болезни Альцгеймера. Немецкий токсиколог Гюнтер Обердёрстер, изучив медицинские истории сварщиков, которые вынуждены дышать дымом горящего металла, показал, что у многих из них уже в 46 лет появляются первые симптомы болезни Паркинсона (это на 17 лет раньше среднего). Обердёрстер считает, что наночастицы дымов, попадают в мозг не с кровью, а через обонятельный нерв.

Известно, что сильное измельчение изменяет свойства материалов. Например, сверхтонкая пыль таких безобидных веществ, как сахар, древесина, мука, способна взрываться, поскольку реакционная способность этих веществ сильно возрастает. Неудивительно, что наночастицы из дыма агрессивно реагируют с нервными клетками.

Во многих странах с целью экономии невозобновляемых видов топлива отопление переводят на биомассу, проще говоря, на брикеты, прессуемые из измельченных веток и тонких стволиков быстрорастущих видов деревьев и кустарников (ива, тополь). Дым от такого топлива содержит не меньше наночастиц сажи, чем неочищенный выхлоп дизеля. Возможно, придется оборудовать дымоходы домашних печек (а их, например, в Германии около 15 миллионов) фильтрами наподобие автомобильных. Тем более что дым горящей древесины содержит кроме сажи более 4000 ядовитых соединений."

Когда я прочитал эту статью в 2010 году, только тогда я задумался об экологии воздуха в своей парной. Жарогенератор в моей керамической бане висит на стене, а под ним рабочая полочка для банных аксессуаров. Я обратил внимание на то, что после каждой бани на этой полочке образовывалось очень много черной пыли. Проверил чистоту воздуха в парной лучом от лазерной указки – луч отчетливо виден. В чистом воздухе луча не должно быть видно совсем. И тогда я решил заменить чугунные плиты, закладываемые в самое горячее место между ТЭНами, на пластины из нержавеющей стали, а фарфоровые шары, которые сверху ТЭНов и пластин, на шары из нержавейки. Это был мой первый опыт применения в качестве ТА (теплоаккумулятора) пищевой нержавеющей стали. После такой замены пыль на рабочей полке совсем пропала, и воздух в парной также стал практически чистым.

Но это понятно, что для себя и своей семьи ради здоровья, я не стал жалеть денег на дорогущие шары из нержавейки. Уж очень мне тогда хотелось избавиться от взвешенной сверхмелкой пыли в воздухе парной. Нержавеющие шары, как оказалось впоследствии, это не лучший вариант для загрузки. Дорого и форма не оптимальная для этих целей.

Слишком высокая цена на нержавеющие шары обусловлена исключительно их идеальной формой и полировкой, а не составом материала. Сама по себе нержавеющая сталь не такая уж и дорогая как многие думают, ненамного дороже по цене таких наиболее популярных каменных материалов как Жадеит и хромистый чугун. А если сравнивать с Нефритом, то и существенно дешевле. Так, например, цена Нефрита пиленого – от 300 руб/кг, полированного – выше 1000 руб/кг, а цена на пищевую нержавейку марок AISI-304 или 12Х18Н10Т составляет от 275 до 350 руб. кг.

 

Подскажите. Есть печь Этна Магма. Фото прилагаю (из интернетов). По сути это тот же Везувий.


Как видно, сетка просто одевается на печь сверху. Вопрос по закладке камней.
Между сеткой и печью есть зазор. Видно на первом фото. Т. е. мелкий камень может свободно падать до пола.
Пространство от пола до середины печи тоже надо заполнять камнями или как?
Или большие камни укладывать по периметру печи вверх от середины печи и уже сверху класть мелкие? Таким образом оставляя нижнюю половину печи без камней.
Не могу понять. Объясните плиз.

 

Разберитесь, какие задачи должна выполнять печь и какие конечные цели она должна достигать, и уже понимая это, сами сможете отвечать на свои вопросы. Пока цели нет, вам будут навязывать другие другие цели, но самое страшное, что эти цели не будут озвучены, поэтому будут навязываться не пойми что) надо вам это?

 

Баня не отапливаемая. Полы без подогрева. За смежной стеной в полкирпича - моечное. Перед входом в парилку - предбанник для отдыха.
Топится будет раз в неделю, по выходным. Для 2-3 человек. Следовательно, в сильные морозы зимой будет прилично промерзать.
Я так понимаю надо хороший нагрев парилки. И из рисунков выше следует накладывать камни от середины печи вверх, оставляя нижнюю часть пустой.
Я так всё понял?

 

Обзор по видам закладок из нержавейки

 

Лучше и дешевле жадеида с Хакасии просто Нет! Сравнивать надо не плотность материала, а теплоемкость и...вкус пара. Металлический вкус пара отбивается только камнем.

 

Для печей сеточного типа, для печей с открытыми каменками - лучше жадеита нет!

Использовать жадеит в закрытых каменках, где камни могут нагреваться до 500-600 градусов - деньги на ветер.