لا توجد مادة "أفضل" على الإطلاق لتغطية الفرن المصبوب المقاوم للحرارة؛ فقط الصيغة الأكثر ملاءمة لدرجة الحرارة والبيئة المسببة للتآكل والشكل الهيكلي. في حين أن أغطية الفرن لأفران كربيد الكالسيوم وأفران القوس الكهربائي قد تبدو متشابهة، إلا أن ظروف تشغيلها تختلف بشكل كبير، وينبغي أن يكون نهج اختيار المواد متدرجًا وتقدميًا.
I. غطاء فرن كربيد الكالسيوم: نظام مسحوق صغير منخفض -أسمنت-
على الرغم من أن درجة حرارة صهر أفران كربيد الكالسيوم مرتفعة، إلا أن تآكل المعدن المنصهر يكون خفيفًا نسبيًا، كما أن تكرار تأثير الصدمة الحرارية أقل من أفران القوس الكهربائي. تعتبر هذه البيئة مناسبة بشكل أفضل لعملية مركبة "منخفضة-أسمنت + مسحوق دقيق-":
1. يتم تقليل محتوى الأسمنت إلى أقل من 3%، ويتم تقليل دمج CaO إلى الحد الأدنى، ويكون محتوى الطور السائل منخفضًا عند درجات الحرارة العالية، ويكون منحنى القوة المتوسطة - إلى - درجة الحرارة العالية للصب مستقرًا، ويكون الانكماش اللاحق في حده الأدنى؛
2. يملأ المسحوق الدقيق النشط- المسام الشعرية، مما يقلل من إضافة الماء بنسبة 15%-20%، مما يؤدي إلى تكوين جسم كثيف مقاوم للحرارة بدون أي مسحوق على السطح بعد الخبز؛
3. الصب المتكامل يخلق غلافًا سلسًا لغطاء الفرن، مما يمنع الغازات القلوية من التسرب من خلال الفجوات، مما يزيد من عمر الخدمة بنسبة 15% تقريبًا مقارنة بأغطية الطوب التقليدية.
مع هذا النظام، ليست هناك حاجة إلى ألياف فولاذية إضافية لتلبية متطلبات الخدمة، ويمكن التحكم في تكاليف المواد ومخاطر البناء.
ثانيا. غطاء فرن القوس الكهربائي: نظام أسمنتي مقوى بألياف فولاذية منخفضة-.
بالإضافة إلى تحمل درجات الحرارة التي تزيد عن 1600 درجة، فإن غطاء فرن القوس الكهربائي يتعرض أيضًا للقوس المتكرر من فتحات القطب الكهربائي، والتسخين والتبريد السريع، وتناثر القطرات المنصهرة، مما يجعل ظروف التشغيل قاسية للغاية. طوب الألومينا العالي-، بسبب وصلاته المركزة ومقاومته غير الكافية للصدمات الحرارية، يكون عرضة للتشظي على شكل حلقة- حول فتحات القطب الكهربائي، مما يؤدي إلى انهيار موضعي لغطاء الفرن. باستخدام مركبقابلة للصهريمكن أن تعالج "ألياف الفولاذ-الأسمنتية المنخفضة + الحرارة-المقاومة للحرارة" المشكلات التالية على وجه التحديد:
1. يمنع التوزيع ثلاثي الأبعاد للألياف الفولاذية انتشار الشقوق الدقيقة، مما يزيد من صلابة الانحناء بنسبة تزيد عن 30%، ويحافظ على ما يزيد عن 60% من القوة المتبقية بعد 30 دورة صدمة حرارية؛
2. تعمل جسور الألياف على تقليل إجهاد الانكماش اللحظي أثناء تجفيف الفرن وصهره، مع عدم وجود شقوق مرئية من خلال -حواف فتحة القطب الكهربائي؛
3. أكسدة الألياف خلال مراحل درجات الحرارة المتوسطة والعالية- تترك قنوات مسامية صغيرة تطلق ضغط البخار الداخلي، مما يمنع الانفجار؛
4. الصب المتكامل يزيل نقاط الضعف في وصلات الطوب، مما يسد طرق الهروب من الحريق ويطيل دورة صيانة غطاء الفرن من 3-4 أشهر إلى أكثر من 6 أشهر.
عادةً ما يتم التحكم في كمية الألياف الفولاذية المضافة بنسبة تتراوح بين 1.5% و2.5%. الكثير من الألياف يمكن أن يسبب التكتل بسهولة، في حين أن القليل جدًا سيؤدي إلى عدم كفاية التصلب. يوفر طول الألياف الذي يتراوح من 20 إلى 25 مم وقطرها من 0.3 إلى 0.5 مم توافقًا مثاليًا مع قابلية التدفق للصهر الحراري.
ثالثا. منطق اختيار المواد: حالة العمل أولاً، المادة ثانياً
اختيارمواد تغطية الفرنيجب أن يتبع منهجًا ثلاثي-ثلاثي المستويات: درجة الحرارة، والتآكل، والبنية.
1. يحدد مستوى درجة الحرارة نقاء المصفوفة ونظام الترابط. تتطلب درجة حرارة أكبر من أو تساوي 1600 درجة أسمنتًا منخفضًا-أو حتى مواد أسمنتية منخفضة-منخفضة جدًا-.
2. يحدد تكرار الصدمة الحرارية وحجم الاختلافات في درجات الحرارة ما إذا كانت تقوية الألياف الفولاذية ضرورية أم لا. الألياف ضرورية في البيئات ذات التسخين والتبريد السريع.
3. بالنسبة للهياكل المعقدة وفتحات الأقطاب الكهربائية المكتظة بكثافة، يفضل الصب المتكامل لتبسيط معالجة وتجميع الطوب غير المنتظم وتقليل نقاط الضعف.
ضمن هذا الإطار، يمكن حذف الألياف الفولاذية من أغطية أفران كربيد الكالسيوم، وذلك باستخدام نظام مسحوق دقيق منخفض-أسمنت- لتحقيق الاقتصاد وعمر الخدمة الكافي. ومع ذلك، يجب إدخال الألياف الفولاذية في أغطية أفران القوس الكهربائي، مع التضحية بالمتانة من أجل السلامة والنزاهة من أجل عمر خدمة أطول.
لا تكمن قيمة القوالب المقاومة للحرارة التي تغطي الفرن في مستوى مؤشر واحد، ولكن في قدرتها على تحويل التدرجات الحرارية والوسائط المسببة للتآكل والضغوط الميكانيكية إلى أضرار -صغيرة يمكن التحكم فيها داخل المادة. طالما أن الصيغة وظروف العمل متطابقة بدقة، يمكن لكل من أنظمة الأسمنت والألياف الفولاذية المنخفضة- أن تتفوق بشكل كبير على هياكل البناء التقليدية المصنوعة من الطوب، مما يحقق اقترانًا مثاليًا لـ "عمر المواد-البيئة-".
