No hi ha cap material absolutament "millor" per a colades refractaris de coberta de forn; només la fórmula que s'adapta millor a la temperatura, l'entorn corrosiu i la forma estructural. Tot i que les cobertes del forn dels forns de carbur de calci i els forns d'arc elèctric poden semblar similars, les seves condicions de funcionament difereixen significativament i l'enfocament de selecció del material hauria de ser progressiu i progressiu.
I. Coberta del forn de carbur de calci: sistema de micropols de -ciment- baix
Tot i que la temperatura de fosa dels forns de carbur de calci és alta, l'erosió del metall fos és relativament lleu i la freqüència de l'impacte del xoc tèrmic és inferior a la dels forns d'arc elèctric. Aquest entorn és el més adequat per a un procés compost de "baix-ciment + micro-pols":
1. El contingut de ciment es redueix per sota del 3%, la incorporació de CaO es redueix al mínim, el contingut en fase líquida és baix a altes temperatures, la corba de resistència a la temperatura mitjana-a-del colable és estable i la contracció posterior és mínima;
2. La micro-pols activa omple els porus capil·lars, reduint l'addició d'aigua entre un 15% i un 20%, donant lloc a un cos refractari dens sense pols superficial després de la cocció;
3. La fosa integral crea una carcassa sense costures per a la coberta del forn, evitant que els gasos alcalins s'infiltrin a través dels buits, allargant la vida útil aproximadament un 15% en comparació amb les cobertes de maó tradicionals.
Amb aquest sistema, no calen fibres d'acer addicionals per satisfer els requisits del servei, i els costos del material i els riscos de construcció són controlables.
II. Coberta del forn d'arc elèctric: sistema de baix-ciment endurit amb fibra d'acer
A més de suportar temperatures superiors als 1600 graus, la coberta del forn d'arc elèctric també experimenta arcs freqüents pels forats dels elèctrodes, escalfament i refredament ràpid i esquitxades de gotes foses, cosa que fa que les condicions de funcionament siguin extremadament dures. Els maons d'alt-alúmina, a causa de les seves juntes concentrades i la resistència insuficient al xoc tèrmic, són propensos a esquinçar-se en forma d'anell-al voltant dels forats dels elèctrodes, provocant un col·lapse localitzat de la coberta del forn. Utilitzant un compostcolable refractaride "fibra d'acer de baixa-ciment + -resistent a la calor" pot resoldre específicament els problemes següents:
1. La distribució -tridimensional de les fibres d'acer inhibeix la propagació de microfissures, augmentant la tenacitat a la flexió en més d'un 30% i mantenint més d'un 60% de resistència residual després de 30 cicles de xoc tèrmic;
2. El pont de fibra redueix l'estrès de contracció instantània durant l'assecat i la fosa del forn, sense esquerdes visibles a través-a les vores dels forats de l'elèctrode;
3. L'oxidació de la fibra durant les etapes de temperatura mitjana- i alta-deixa canals microporosos que alliberen pressió de vapor interna, evitant l'esclat;
4. La fosa integral elimina les debilitats de les juntes dels maons, bloquejant les vies d'escapament i ampliant el cicle de manteniment de la coberta del forn de 3-4 mesos a més de 6 mesos.
La quantitat de fibra d'acer afegida normalment es controla entre un 1,5% i un 2,5%. Massa fibra pot provocar fàcilment aglomeració, mentre que massa poca fibra provocarà un enduriment insuficient. La longitud de la fibra de 20 a 25 mm i el diàmetre de 0,3 a 0,5 mm ofereixen una combinació òptima amb la fluïdesa del colable refractari.
III. Lògica de selecció de material: primera condició de treball, segon material
La selecció dematerials de coberta del fornhauria de seguir un enfocament de tres-nivells: temperatura, corrosió i estructura.
1. El nivell de temperatura determina la puresa de la matriu i el sistema d'enllaç. Una temperatura superior o igual a 1600 graus requereix materials de baix-ciment o fins i tot d'ultra-baix-ciment.
2. La freqüència del xoc tèrmic i la magnitud de les diferències de temperatura determinen si és necessari l'enduriment de la fibra d'acer. La fibra és essencial en ambients amb calefacció i refrigeració ràpides.
3. Per a estructures complexes i forats d'elèctrodes densament empaquetats, és preferible la fosa integral per simplificar el processament i el muntatge de maons de forma irregular i reduir els punts febles.
En aquest marc, les fibres d'acer es poden ometre de les cobertes del forn de carbur de calci, utilitzant un sistema de micropols de baix-ciment- per aconseguir una economia i una vida útil suficient. Tanmateix, les fibres d'acer s'han d'introduir a les cobertes del forn d'arc elèctric, sacrificant la duresa per la seguretat i la integritat per a una vida útil més llarga.
El valor dels coixables refractaris de coberta del forn no rau en el nivell d'un sol indicador, sinó en la seva capacitat de transformar els gradients de temperatura, els mitjans corrosius i les tensions mecàniques en micro-danys controlables dins del material. Sempre que la fórmula i les condicions de treball coincideixin amb precisió, tant els sistemes de baix-ciment com els de fibra d'acer poden superar significativament les estructures de maçoneria tradicionals, aconseguint un acoblament òptim de la "vida útil del material-ambient-".
