Neexistuje absolútne "najlepší" materiál pre žiaruvzdorné žiaruvzdorné materiály pre kryt pece; len vzorec najlepšie prispôsobený teplote, korozívnemu prostrediu a štruktúre. Aj keď sa kryty pecí na výrobu karbidu vápnika a elektrických oblúkových pecí môžu zdať podobné, ich prevádzkové podmienky sa výrazne líšia a prístup k výberu materiálu by mal byť stupňovitý a progresívny.
I. Kryt pece z karbidu vápenatého: systém mikropráškov s nízkym-cementom-
Aj keď je teplota tavenia pecí na výrobu karbidu vápnika vysoká, erózia roztaveného kovu je relatívne mierna a frekvencia tepelných šokov je nižšia ako v prípade elektrických oblúkových pecí. Toto prostredie je najvhodnejšie pre proces zloženia „nízkym-cementom + mikro-práškom“:
1. Obsah cementu je znížený pod 3 %, inkorporácia CaO je minimalizovaná, obsah kvapalnej fázy je nízky pri vysokých teplotách, krivka pevnosti liateho materiálu pri strednej-až{3}}vysokej teplote je stabilná a neskoršie zmršťovanie je minimálne;
2. Aktívny mikro-prášok vypĺňa kapilárne póry, čím sa znižuje pridávanie vody o 15 % – 20 %, výsledkom čoho je hutné žiaruvzdorné teleso bez práškovania na povrchu po vypálení;
3. Integrálny odliatok vytvára bezšvový plášť krytu pece, ktorý zabraňuje prenikaniu alkalických plynov cez medzery a predlžuje životnosť približne o 15 % v porovnaní s tradičnými tehlovými krytmi.
S týmto systémom nie sú potrebné žiadne ďalšie oceľové vlákna na splnenie servisných požiadaviek a náklady na materiál a stavebné riziká sú kontrolovateľné.
II. Kryt elektrickej oblúkovej pece: Nízkocementový systém tvrdený oceľovými vláknami-
Okrem toho, že kryt elektrickej oblúkovej pece odoláva teplotám nad 1600 stupňov, je vystavený častému iskreniu z otvorov elektród, rýchlemu zahrievaniu a ochladzovaniu a striekaniu roztavených kvapiek, čo robí prevádzkové podmienky mimoriadne drsnými. Vysoko-hlinité tehly sú kvôli svojim koncentrovaným spojom a nedostatočnej odolnosti voči tepelným šokom náchylné na prstencovité odlupovanie okolo otvorov elektród, čo vedie k miestnemu zrúteniu krytu pece. Použitie kompozitužiaruvzdorné liate„oceľové vlákno s nízkym{0}}cementom a žiaru{2}}odolné proti teplu“ môže konkrétne vyriešiť tieto problémy:
1. Trojrozmerná distribúcia oceľových vlákien bráni šíreniu mikrotrhlín, zvyšuje ohybovú húževnatosť o viac ako 30 % a udržiava viac ako 60 % zvyškovú pevnosť po 30 cykloch tepelného šoku;
2. Premostenie vlákien znižuje okamžité namáhanie pri zmrašťovaní počas sušenia a tavenia v peci, pričom na okrajoch otvorov elektródy nie sú viditeľné žiadne-trhliny;
3. Oxidácia vlákna počas stredne- a vysokej-teploty zanecháva mikroporézne kanály, ktoré uvoľňujú vnútorný tlak pár, čím zabraňujú prasknutiu;
4. Integrálny odliatok odstraňuje slabé miesta v škárach tehál, blokuje požiarne únikové cesty a predlžuje cyklus údržby krytu pece z 3-4 mesiacov na viac ako 6 mesiacov.
Množstvo pridaného oceľového vlákna sa typicky riadi medzi 1,5 % a 2,5 %. Príliš veľa vlákniny môže ľahko spôsobiť aglomeráciu, zatiaľ čo príliš málo vlákniny bude mať za následok nedostatočné vytvrdnutie. Dĺžka vlákna 20–25 mm a priemer 0,3–0,5 mm poskytuje optimálne prispôsobenie tekutosti žiaruvzdorného žiaruvzdorného materiálu.
III. Logika výberu materiálu: Pracovný stav po prvé, materiál druhý
Výber zmateriály krytu peceby mali dodržiavať tri-úrovňové prístupy: teplota, korózia a štruktúra.
1. Úroveň teploty určuje čistotu matrice a spojivového systému. Väčší alebo rovný 1600 stupňom vyžaduje materiály s nízkym-cementom alebo dokonca s ultra{4}}nízkym{5}}cementom.
2. Frekvencia tepelných šokov a veľkosť teplotných rozdielov určujú, či je potrebné spevnenie oceľových vlákien. Vlákno je nevyhnutné v prostrediach s rýchlym ohrevom a chladením.
3. Pri zložitých konštrukciách a husto uložených otvoroch elektród sa uprednostňuje integrálne odlievanie, aby sa zjednodušilo spracovanie a montáž tehál nepravidelného tvaru a znížili sa slabé miesta.
V tomto rámci môžu byť oceľové vlákna vynechané z krytov pecí na báze karbidu vápnika, a to pomocou nízko{0}}cementového{1}}mikropráškového systému, aby sa dosiahla hospodárnosť a dostatočná životnosť. Oceľové vlákna však musia byť zavedené do krytov elektrických oblúkových pecí, čím sa obetuje húževnatosť pre bezpečnosť a integritu pre dlhšiu životnosť.
Hodnota žiaruvzdorných žiaruvzdorných materiálov pre kryt pece nespočíva v úrovni jedného ukazovateľa, ale v ich schopnosti transformovať teplotné gradienty, korozívne médiá a mechanické namáhanie na kontrolovateľné mikro-poškodenie materiálu. Pokiaľ sú receptúra a pracovné podmienky presne zosúladené, systémy s nízkym-cementom a oceľovými vláknami môžu výrazne prekonať tradičné tehlové murované konštrukcie, čím sa dosiahne optimálne spojenie „životnosti materiálu-prostredia-“.
