Применение теплоизоляционных материалов в конструкциях печей позволяет уменьшить тепловые потери через стены и тем самым уве­личить тепловой к. п. д. и производительность печей. В печестроении находят применение два типа теплоизоляционных материалов — лег­ковесные огнеупоры и природные теплоизоляционные материалы.

Легковесные огнеупоры по химико-минералогическому составу не отличаются от обычных огнеупоров, но имеют большую пористость и, следовательно, малые объемную массу, теплопроводность, меха­ническую прочность, термостойкость и шлакоустойчивость. Высокая огнеупорность легковесов допускает их применение для внутренней
кладки печей, но при условии покрытия их огнеупорной обмазкой. Не следует допускать прямого их соприкосновения с расплавленны­ми металлом и шлаком. Печи, выложенные изнутри легковесными огнеупорами, быстро разогреваются и имеют сравнительно меньшие потери тепла на нагрев кладки, что важно для периодически дей­ствующих печей.

Существуют три способа производства легковесных огнеупо­ров — способ выгорающих добавок, пенообразующий и химический. При изготовлении способом выгорающих добавок в огнеупорную массу вводят древесные опилки, древесный уголь и другие углероди­стые вещества в количестве 25—35% (по массе). При обжиге отформованных изделий эти добавки выгорают, создавая поры. Режимы сушки и обжига легковесов не отличаются от режимов для обычных огнеупоров данного типа.

При пенообразующем способе во влажную массу огнеупора (шликера) вводят эмульсию канифольного мыла или мыльного кор­ня, способных образовывать пену. В качестве стабилизатора пены применяют столярный клей. Вспененную массу разливают в формы, сушат и обжигают.

При химическом способе к огнеупорным массам добавляют газообразующие вещества, такие как известняк или доломит, и рас­твор серной кислоты. Образование пористой структуры происходит как следствие выделения пузырьков CO2 в результате протекающей химической реакции. Для стабилизации объема сырца в процессе его вспучивания выделяющимся газом в шихту вводят высокоглино­земистый цемент или гипс. Полученную вспученную массу разлива­ют в формы, сушат и обжигают. После обжига легковесные огне­упорные изделия подвергают механической обработке, так как в процессе обжига происходит их значительное коробление.

Легковесные огнеупоры, полученные способом выгорающих до­бавок, имеют объемную массу 1000—1300 кг/м3 и теплопроводность 0,3—0,5 Вт/(м•К). Пенолегковесные огнеупоры отличаются от них в основном меньшей объемной массой (400—800 кг/м3) и меньшей теплопроводностью (0,1—0,2 Вт/(м • К )), т. е. более высокими тепло­ изоляционными свойствами.

Природные теплоизоляционные материалы применяются главным образом для наружной изоляции печей. Используются они в виде формованных изделий, ваты, засыпки, обмазки, наносимых на нагре­ваемую поверхность. Из природных теплоизоляционных материалов наибольшее распространение получили асбест, диатомит и трепел,
зонолит и обожженный вермикулит.

Асбест — минерал волокнистого строения, способный расщепляться на тонкие, гибкие и прочные волокна. Температура плавления асбеста 1500° С, но при 700° С асбест теряет конституционную влагу и рассыпается в порошок, его теплоизоляционные свойства снижа­ются, поэтому используется он при температуре до 500° С. Промыш­ленностью выпускаются изделия из асбеста различной формы и раз­меров, но в основном он применяется в виде картона, шнура, ваты и как наполнитель многих теплоизоляционных обмазок.

Диатомит и трепел — осадочные породы, состоящие преимуще­ственно из аморфного кремнезема. Они отличаются большой пористостью, пластичностью, нерастворимостью в воде и кислотоупор­ностью. Температура размягчения их около 1000° С. Применяются в сыром и обожженном состоянии в виде засыпки и готовых изделий
при температуре до 900° С. Диатомитовые изделия выпускаются трех классов по объемной массе: 500, 600 и 700 кг/м3.

Зонолит и обожженный вермикулит применяют для теплоизоля­ции высокотемпературных печей в виде засыпки. Предельная рабо­чая температура их 900° С.