Det finnes ikke noe absolutt "beste" materiale for ildfaste støpegods til ovnsdeksel; bare formelen som passer best til temperatur, korrosivt miljø og strukturell form. Selv om ovnsdekslene til kalsiumkarbidovner og elektriske lysbueovner kan virke like, varierer driftsforholdene deres betydelig, og materialvalgtilnærmingen bør være trinnvis og progressiv.
I. Kalsiumkarbidovnsdeksel: lavt-sement-mikropulversystem
Selv om smeltetemperaturen til kalsiumkarbidovner er høy, er erosjonen av smeltet metall relativt mild, og frekvensen av termisk sjokk er lavere enn for lysbueovner. Dette miljøet er best egnet for en "lav-sement + mikro-pulver"-komposittprosess:
1. Sementinnholdet reduseres til under 3 %, CaO-inkorporering minimeres, væskefaseinnholdet er lavt ved høye temperaturer, middels-til-styrkekurven til støpemassen er stabil, og senere krymping er minimal;
2. Aktivt mikro-pulver fyller kapillære porer, reduserer vanntilsetningen med 15 %–20 %, noe som resulterer i en tett ildfast kropp uten overflatepulver etter steking;
3. Integrert støping skaper et sømløst skall for ovnsdekselet, og hindrer alkaliske gasser i å trenge inn gjennom åpninger, og forlenger levetiden med ca. 15 % sammenlignet med tradisjonelle mursteinsdeksler.
Med dette systemet er det ikke nødvendig med ytterligere stålfibre for å møte servicekravene, og materialkostnader og konstruksjonsrisiko er kontrollerbare.
II. Elektrisk lysbueovnsdeksel: stålfiberherdet lavt-sementsystem
I tillegg til å tåle temperaturer over 1600 grader, opplever det elektriske lysbueovnsdekselet også hyppige lysbuer fra elektrodehull, rask oppvarming og avkjøling og sprut av smeltede dråper, noe som gjør driftsforholdene ekstremt tøffe. Høye-aluminiumoksydsteiner, på grunn av deres konsentrerte skjøter og utilstrekkelig motstand mot termisk støt, er tilbøyelige til å ringe-formet avskalling rundt elektrodehull, noe som fører til lokal kollaps av ovnsdekselet. Ved hjelp av en komposittildfast støpbarav "lav-sement + varme-bestandig stålfiber" kan spesifikt løse følgende problemer:
1. Tre-dimensjonal fordeling av stålfibre hemmer mikrosprekkeforplantning, øker bøyningsseigheten med over 30 % og opprettholder over 60 % gjenværende styrke etter 30 termiske sjokksykluser;
2. Fiberbro reduserer øyeblikkelig krympingsspenning under ovnstørking og smelting, uten synlige gjennom-sprekker ved elektrodehullkantene;
3. Fiberoksidasjon under middels- og høy-temperaturstadier etterlater mikroporøse kanaler som frigjør internt damptrykk, og forhindrer sprengning;
4. Integrert støping eliminerer svakheter i mursteinskjøtene, blokkerer rømningsveier og utvider vedlikeholdssyklusen for ovnsdekselet fra 3-4 måneder til over 6 måneder.
Mengden stålfiber som tilsettes er typisk kontrollert mellom 1,5 % og 2,5 %. For mye fiber kan lett forårsake agglomerering, mens for lite vil resultere i utilstrekkelig herding. Fiberlengde på 20–25 mm og diameter på 0,3–0,5 mm gir optimal matching med flytbarheten til det ildfaste støpematerialet.
III. Materialvalglogikk: Arbeidstilstand først, materiale andre
Utvalget avmaterialer til ovnsdekselbør følge en tre-tilnærming: temperatur, korrosjon og struktur.
1. Temperaturnivået bestemmer renheten til matrisen og bindingssystemet. Større enn eller lik 1600 grader krever lavt-sementmateriale eller til og med ultra-lavt-sementmateriale.
2. Hyppigheten av termisk sjokk og størrelsen på temperaturforskjeller avgjør om stålfiberherding er nødvendig. Fiber er essensielt i miljøer med rask oppvarming og avkjøling.
3. For komplekse strukturer og tettpakkede elektrodehull er integrert støping å foretrekke for å forenkle bearbeiding og montering av uregelmessig formede murstein og redusere svake punkter.
Innenfor denne rammen kan stålfibre utelates fra ovnsdeksler av kalsiumkarbid ved å bruke et lite-sement-mikropulversystem for å oppnå økonomi og tilstrekkelig levetid. Imidlertid må stålfibre introduseres i elektriske lysbueovnsdeksler, noe som ofrer seighet for sikkerhet og integritet for lengre levetid.
Verdien av ildfaste støpematerialer til ovnsdeksler ligger ikke i nivået til en enkelt indikator, men i deres evne til å transformere temperaturgradienter, korrosive medier og mekaniske påkjenninger til kontrollerbar mikro-skade i materialet. Så lenge formelen og arbeidsforholdene er nøyaktig tilpasset, kan både lav-sement- og stålfibersystemer betraktelig overgå tradisjonelle murkonstruksjoner, og oppnå optimal kobling av "materiale-miljø-levetid".
