Nincs abszolút "legjobb" anyag a kemencefedél tűzálló öntvényeihez; csak a hőmérséklethez, a korrozív környezethez és a szerkezeti formához legjobban illeszkedő formula. Míg a kalcium-karbid kemencék és az elektromos ívkemencék kemencefedelei hasonlónak tűnhetnek, működési körülményeik jelentősen eltérnek egymástól, és az anyagválasztásnak többszintűnek és progresszívnek kell lennie.
I. Kalcium-karbid kemence burkolata: alacsony-cement-mikroporrendszer
Bár a kalcium-karbid kemencék olvasztási hőmérséklete magas, az olvadt fém eróziója viszonylag enyhe, és a hősokk hatásának gyakorisága alacsonyabb, mint az elektromos ívkemencéké. Ez a környezet a legalkalmasabb az "alacsony-cement + mikro-por" összetett folyamatokhoz:
1. A cementtartalom 3% alá csökken, a CaO beépülése minimális, a folyadékfázis-tartalom alacsony magas hőmérsékleten, az öntvény közepes ---magas hőmérsékletű szilárdsági görbéje stabil, és a későbbi zsugorodás minimális;
2. Az aktív mikro-por kitölti a kapilláris pórusokat, 15–20%-kal csökkentve a víz hozzáadását, ami sűrű tűzálló testet eredményez, sütés után nincs poros felület;
3. Az integrált öntés zökkenőmentes burkolatot hoz létre a kemence fedelének, megakadályozva a lúgos gázok beszivárgását a réseken keresztül, és körülbelül 15%-kal meghosszabbítja az élettartamot a hagyományos téglaburkolatokhoz képest.
Ezzel a rendszerrel nincs szükség további acélszálakra a szolgáltatási követelmények teljesítéséhez, az anyagköltségek és az építési kockázatok pedig ellenőrizhetők.
II. Elektromos ívkemence burkolata: acélszálas edzett alacsony{1}}cement rendszer
Amellett, hogy ellenáll az 1600 fok feletti hőmérsékletnek, az elektromos ívkemence burkolata gyakori ívképződést is tapasztal az elektródák furataiból, gyors felmelegedést és hűtést, valamint olvadt cseppek fröccsenését, ami rendkívül durvává teszi a működési feltételeket. A nagy-alumínium-oxid téglák koncentrált illesztéseik és elégtelen hősokkállóságuk miatt hajlamosak az elektróda lyukak körüli gyűrű-alakú szétrepedésre, ami a kemence fedelének lokális összeomlásához vezet. Kompozit használatatűzálló önthetőAz „alacsony-cement + hőálló-acélszál” speciálisan a következő problémákat oldja meg:
1. Az acélszálak háromdimenziós eloszlása gátolja a mikrorepedés terjedését, több mint 30%-kal növeli a hajlítási szívósságot, és 30 hősokk ciklus után több mint 60%-os maradványszilárdságot tart fenn;
2. A szálas áthidalás csökkenti a pillanatnyi zsugorodási feszültséget a kemencében történő szárítás és olvasztás során, és nincs látható átmenő repedés az elektródák lyuk szélein;
3. A szálak oxidációja közepes- és magas-hőmérsékletű szakaszokban mikropórusos csatornákat hagy maga után, amelyek felszabadítják a belső gőznyomást, megakadályozva a szétrepedést;
4. Az integrált öntvény kiküszöböli a téglaillesztések gyengeségeit, elzárja a tűzmenekülési útvonalakat, és meghosszabbítja a kemencefedél karbantartási ciklusát 3-4 hónapról 6 hónapra.
A hozzáadott acélszál mennyiségét általában 1,5% és 2,5% között szabályozzák. A túl sok rost könnyen agglomerációt okozhat, míg a túl kevés az elégtelen edzéshez. A 20-25 mm-es szálhossz és a 0,3-0,5 mm-es átmérő optimális illeszkedést biztosít a tűzálló öntvény folyóképességéhez.
III. Anyagkiválasztási logika: első a munkafeltétel, másodsorban az anyag
A kiválasztáskemenceburkolat anyagokhárom{0}}szintű megközelítést kell követnie: hőmérséklet, korrózió és szerkezet.
1. A hőmérsékleti szint határozza meg a mátrix és a kötőrendszer tisztaságát. 1600 foknál nagyobb vagy azzal egyenlő alacsony-cement vagy akár ultra-alacsony-cement anyagokat igényel.
2. A hősokk gyakorisága és a hőmérséklet-különbségek nagysága határozza meg, hogy szükség van-e az acélszál edzésére. A rostok elengedhetetlenek olyan környezetben, ahol gyors felmelegedés és hűtés zajlik.
3. Bonyolult szerkezetek és sűrűn tömörített elektródafuratok esetén előnyös az integrált öntés a szabálytalan alakú téglák feldolgozásának és összeszerelésének egyszerűsítése, valamint a gyenge pontok csökkentése érdekében.
Ezen a kereten belül az acélszálak elhagyhatók a kalcium-karbid kemenceburkolatokból, alacsony-cement-mikroporrendszerrel a gazdaságosság és a megfelelő élettartam elérése érdekében. Az elektromos ívkemencék fedelébe azonban acélszálakat kell bevinni, feláldozva a szívósságot a biztonság és az integritás érdekében a hosszabb élettartam érdekében.
A kemencefedő tűzálló öntvények értéke nem egyetlen indikátor szintjében rejlik, hanem abban, hogy képesek a hőmérséklet-gradienseket, a korrozív közegeket és a mechanikai feszültségeket az anyagon belüli szabályozható mikro{0}}károsodásokká alakítani. Mindaddig, amíg a képlet és a munkakörülmények pontosan illeszkednek, mind az alacsony-cement-, mind az acélszálas rendszerek jelentősen felülmúlhatják a hagyományos téglafalazott szerkezeteket, így optimálisan illeszkednek az „anyag-környezet-élettartamához”.
