Не постоји апсолутно „најбољи“ материјал за ватросталне ливнице за покривање пећи; само формула која најбоље одговара температури, корозивној средини и структурном облику. Док поклопци пећи пећи са калцијум карбидом и електричних лучних пећи могу изгледати сличне, њихови радни услови се значајно разликују, а приступ одабиру материјала треба да буде вишестепен и прогресиван.
И. Поклопац пећи од калцијум карбида: систем са ниским-цементом-микро прахом
Иако је температура топљења пећи са калцијум карбидом висока, ерозија растопљеног метала је релативно блага, а учесталост удара топлотног удара је нижа од оне у електричним лучним пећима. Ово окружење је најпогодније за композитни процес „ниско-цемент + микро-прашак:
1. Садржај цемента је смањен на испод 3%, уграђивање ЦаО је минимизирано, садржај течне фазе је низак на високим температурама, крива чврстоће средње{2}}до-високе температуре ливеног материјала је стабилна, а касније скупљање је минимално;
2. Активни микро-прашак испуњава капиларне поре, смањујући додавање воде за 15%–20%, што резултира густим ватросталним телом без површинског прашкања након печења;
3. Интегрално ливење ствара бешавну шкољку за поклопац пећи, спречавајући да алкални гасови продиру кроз отворе, продужавајући век трајања за приближно 15% у поређењу са традиционалним поклопцима од цигле.
Са овим системом нису потребна додатна челична влакна да би се испунили захтеви за сервисирање, а трошкови материјала и ризици изградње су контролисани.
ИИ. Поклопац електролучне пећи: Ниско-цементни систем од челичних влакана
Поред тога што може да издржи температуре изнад 1600 степени, поклопац електролучне пећи такође доживљава честе лукове из рупа електрода, брзо загревање и хлађење и прскање растопљених капљица, што услове рада чини изузетно тешким. Високе-цигле од алуминијума, због својих концентрисаних спојева и недовољне отпорности на топлотни удар, склоне су прстенастом-прљању око рупа за електроде, што доводи до локалног урушавања поклопца пећи. Коришћење композитаватростални ливениод „ниског-цемента +-челичног влакна отпорног на топлоту“ може конкретно да реши следеће проблеме:
1. Тродимензионална дистрибуција челичних влакана-инхибира ширење микропукотина, повећавајући жилавост на савијање за преко 30% и одржавајући преко 60% преостале чврстоће након 30 циклуса термичког удара;
2. Премошћавање влакана смањује тренутни напон скупљања током сушења и топљења у пећи, без видљивих кроз-пукотине на ивицама рупа електроде;
3. Оксидација влакана током средњих- и високих-фаза температуре оставља микропорозне канале који ослобађају унутрашњи притисак паре, спречавајући пуцање;
4. Интегрално ливење елиминише недостатке у спојевима цигле, блокирајући путеве за евакуацију од пожара и продужавајући циклус одржавања поклопца пећи са 3-4 месеца на преко 6 месеци.
Количина доданих челичних влакана се обично контролише између 1,5% и 2,5%. Превише влакана може лако изазвати агломерацију, док ће премало резултирати недовољним отврдњавањем. Дужина влакана од 20–25 мм и пречника 0,3–0,5 мм омогућавају оптимално усклађивање са течљивошћу ватросталног лива.
ИИИ. Логика избора материјала: прво радно стање, друго материјал
Избор одматеријали за покривање пећитребало би да се придржавају три{0}}приступа: температура, корозија и структура.
1. Ниво температуре одређује чистоћу матрице и система везивања. Већи или једнаки 1600 степени захтевају ниско-цементне или чак ултра{4}}ниске-цементне материјале.
2. Учесталост топлотног удара и величина температурних разлика одређују да ли је каљење челичним влакнима неопходно. Влакна су неопходна у окружењима са брзим загревањем и хлађењем.
3. За сложене структуре и густо збијене рупе за електроде, пожељно је интегрално ливење да би се поједноставила обрада и монтажа цигли неправилног облика и смањиле слабе тачке.
У оквиру овог оквира, челична влакна могу бити изостављена из поклопца пећи од калцијум карбида, коришћењем система са ниским-цементом-микро прахом да би се постигла економичност и довољан век трајања. Међутим, челична влакна морају бити уведена у поклопце електричних лучних пећи, жртвујући жилавост ради сигурности и интегритета за дужи век трајања.
Вредност ватросталних ливених материјала за покривање пећи не лежи у нивоу једног индикатора, већ у њиховој способности да трансформишу температурне градијенте, корозивне медије и механичка напрезања у контролисана микро-оштећења унутар материјала. Све док су формула и услови рада прецизно усклађени, и системи са ниским-цементом и челичним влакнима могу значајно надмашити традиционалне зидане структуре од цигле, постижући оптималну спрегу „животног века-окружења-материјала.
