Neexistuje žádný absolutně "nejlepší" materiál pro žáruvzdorné žáruvzdorné materiály krytu pece; pouze složení, které nejlépe odpovídá teplotě, korozivnímu prostředí a strukturální formě. Zatímco kryty pecí pecí na bázi karbidu vápníku a elektrických obloukových pecí mohou vypadat podobně, jejich provozní podmínky se výrazně liší a přístup k výběru materiálu by měl být stupňovitý a progresivní.
I. Kryt pece z karbidu vápenatého: systém mikroprášků s nízkým-cementem-
I když je teplota tavení pecí na výrobu karbidu vápníku vysoká, eroze roztaveného kovu je relativně mírná a frekvence nárazů tepelného šoku je nižší než u elektrických obloukových pecí. Toto prostředí je nejvhodnější pro proces kompozitu „nízký-cement + mikro-prášek“:
1. Obsah cementu je snížen pod 3 %, začleňování CaO je minimalizováno, obsah kapalné fáze je nízký při vysokých teplotách, křivka pevnosti odlitku při střední-až{3}}vysoké teplotě je stabilní a pozdější smrštění je minimální;
2. Aktivní mikro-prášek vyplňuje kapilární póry, snižuje přidávání vody o 15 %–20 %, což vede k hustému žáruvzdornému tělesu bez povrchového prášku po vypálení;
3. Integrální odlitek vytváří bezešvou skořepinu krytu pece, zabraňuje pronikání alkalických plynů mezerami a prodlužuje životnost přibližně o 15 % ve srovnání s tradičními cihlovými kryty.
S tímto systémem nejsou potřeba žádná další ocelová vlákna ke splnění servisních požadavků a náklady na materiál a konstrukční rizika jsou kontrolovatelné.
II. Kryt elektrické obloukové pece: Nízký-cementový systém zpevněný ocelovými vlákny
Kromě toho, že kryt pece s elektrickým obloukem odolává teplotám nad 1600 stupňů, dochází také k častému jiskření od otvorů elektrod, rychlému zahřívání a ochlazování a rozstřikování roztavených kapek, což činí provozní podmínky extrémně drsnými. Vysoce-hlinité cihly jsou kvůli svým koncentrovaným spojům a nedostatečné odolnosti vůči tepelným šokům náchylné k prstencovému-odlupování kolem otvorů elektrod, což vede k místnímu zborcení krytu pece. Použití kompozitužáruvzdorné lité„ocelové vlákno s nízkým-cementem a teplu{2}}odolné oceli“ může konkrétně řešit následující problémy:
1. Trojrozměrné rozložení ocelových vláken brání šíření mikrotrhlin, zvyšuje ohybovou houževnatost o více než 30 % a udržuje více než 60 % zbytkové pevnosti po 30 cyklech tepelného šoku;
2. Přemostění vláken snižuje okamžité namáhání ze smrštění během sušení a tavení v peci bez viditelných průchozích-trhlin na okrajích otvorů elektrody;
3. Oxidace vláken během středních- a vysokých-teplotních fází zanechává mikroporézní kanály, které uvolňují vnitřní tlak par a zabraňují prasknutí;
4. Integrální odlitek odstraňuje slabiny ve spojích cihel, blokuje požární únikové cesty a prodlužuje cyklus údržby krytu pece ze 3–4 měsíců na více než 6 měsíců.
Množství přidávaných ocelových vláken je typicky řízeno mezi 1,5 % a 2,5 %. Příliš mnoho vlákniny může snadno způsobit aglomeraci, zatímco příliš málo povede k nedostatečnému zpevnění. Délka vlákna 20–25 mm a průměr 0,3–0,5 mm poskytuje optimální přizpůsobení tekutosti žáruvzdorného žárobetonu.
III. Logika výběru materiálu: Za prvé pracovní podmínky, za druhé materiál
Výběr zmateriály krytu peceby se měl řídit tří{0}}úrovňovým přístupem: teplota, koroze a struktura.
1. Úroveň teploty určuje čistotu matrice a vazebného systému. Větší nebo rovný 1600 stupňům vyžaduje materiály s nízkým-cementem nebo dokonce ultra{4}}nízkým-cementem.
2. Frekvence tepelného šoku a velikost teplotních rozdílů určují, zda je zpevnění ocelových vláken nutné. Vláknina je nezbytná v prostředích s rychlým ohřevem a chlazením.
3. U složitých konstrukcí a hustě uložených elektrodových otvorů je vhodnější integrální lití, aby se zjednodušilo zpracování a montáž cihel nepravidelného tvaru a snížila se slabá místa.
V tomto rámci lze ocelová vlákna z krytů pecí na bázi karbidu vápníku vynechat pomocí systému mikroprášků s nízkým -cementem{1}}, aby bylo dosaženo hospodárnosti a dostatečné životnosti. Ocelová vlákna však musí být zavedena do krytů elektrických obloukových pecí, čímž se obětuje tuhost pro bezpečnost a integritu pro delší životnost.
Hodnota žáruvzdorných žárobetonů v krytu pece nespočívá v úrovni jednoho ukazatele, ale v jejich schopnosti přeměnit teplotní gradienty, korozivní prostředí a mechanické namáhání na ovladatelná mikro-poškození v materiálu. Pokud jsou receptura a pracovní podmínky přesně sladěny, mohou systémy s nízkým-cementem a ocelovými vlákny výrazně překonat tradiční zděné konstrukce z cihel a dosáhnout optimálního propojení „životnosti materiálu-prostředí-“.
