Ne postoji apsolutno "najbolji" materijal za vatrostalne livnice za pokrivanje peći; samo formula koja najbolje odgovara temperaturi, korozivnom okruženju i strukturnom obliku. Iako se poklopci peći peći od kalcijum karbida i električnih lučnih peći mogu činiti sličnim, njihovi radni uvjeti se značajno razlikuju, a pristup odabiru materijala trebao bi biti slojevit i progresivan.
I. Poklopac peći od kalcijum karbida: Nisko-Cement-Sistem mikro praha
Iako je temperatura topljenja peći s kalcijum karbidom visoka, erozija rastaljenog metala je relativno blaga, a učestalost udara toplotnog udara niža je od one u elektrolučnim pećima. Ovo okruženje je najprikladnije za kompozitni proces "nisko-cement + mikro-prašak":
1. Sadržaj cementa je smanjen na ispod 3%, ugradnja CaO je minimizirana, sadržaj tečne faze je nizak na visokim temperaturama, kriva čvrstoće srednje{2}}do-visoke temperature lijevanog materijala je stabilna, a kasnije skupljanje je minimalno;
2. Aktivni mikro-prašak ispunjava kapilarne pore, smanjujući dodavanje vode za 15%-20%, što rezultira gustim vatrostalnim tijelom bez površinskog praškanja nakon pečenja;
3. Integralno livenje stvara bešavnu školjku za poklopac peći, sprečavajući da alkalni gasovi prodiru kroz otvore, produžavajući životni vek za približno 15% u poređenju sa tradicionalnim poklopcima od opeke.
Sa ovim sistemom nisu potrebna dodatna čelična vlakna da bi se ispunili zahtjevi za servisiranjem, a troškovi materijala i građevinski rizici su kontrolisani.
II. Poklopac elektrolučne peći: Nisko-cementni sistem kaljen čeličnim vlaknima
Pored toga što izdržava temperature iznad 1600 stepeni, poklopac elektrolučne peći takođe doživljava česte lukove iz rupa elektroda, brzo zagrevanje i hlađenje i prskanje rastopljenih kapljica, što uslove rada čini izuzetno teškim. Visoke-aluminijske opeke, zbog svojih koncentriranih spojeva i nedovoljne otpornosti na termički udar, sklone su prstenastom-ispljevanju oko rupa za elektrode, što dovodi do lokalnog urušavanja poklopca peći. Korištenje kompozitavatrostalni liveniod "niskog-cementa +-čeličnog vlakna otpornog na toplinu" može posebno riješiti sljedeće probleme:
1. Trodimenzionalna distribucija čeličnih vlakana inhibira širenje mikropukotina, povećavajući otpornost na savijanje za preko 30% i održavajući preko 60% preostale čvrstoće nakon 30 ciklusa termičkog udara;
2. Premošćivanje vlakana smanjuje trenutni napon skupljanja tokom sušenja i topljenja u peći, bez vidljivih kroz-pukotina na rubovima rupa elektrode;
3. Oksidacija vlakana tokom srednjih- i visokih-faza temperature ostavlja mikroporozne kanale koji oslobađaju unutrašnji pritisak pare, sprečavajući pucanje;
4. Integralno livenje eliminiše nedostatke u spojevima cigle, blokirajući puteve za evakuaciju od požara i produžavajući ciklus održavanja poklopca peći sa 3-4 meseca na preko 6 meseci.
Količina dodanih čeličnih vlakana se obično kontroliše između 1,5% i 2,5%. Previše vlakana može lako uzrokovati aglomeraciju, dok će premalo rezultirati nedovoljnim otvrdnjavanjem. Dužina vlakana od 20–25 mm i prečnika 0,3–0,5 mm omogućavaju optimalno usklađivanje sa tečljivošću vatrostalnog liva.
III. Logika odabira materijala: prvo radno stanje, drugo materijal
Izbor odmaterijali za pokrivanje pećitreba slijediti tri-pristup: temperatura, korozija i struktura.
1. Nivo temperature određuje čistoću matrice i sistema vezivanja. Veći ili jednaki 1600 stepeni zahtijevaju nisko-cementne ili čak ultra{4}}niske-cementne materijale.
2. Učestalost termičkog udara i veličina temperaturnih razlika određuju da li je kaljenje čeličnim vlaknima potrebno. Vlakna su neophodna u okruženjima sa brzim zagrevanjem i hlađenjem.
3. Za složene strukture i gusto zbijene rupe za elektrode, poželjno je integralno livenje kako bi se pojednostavila obrada i montaža cigli nepravilnog oblika i smanjile slabe tačke.
U okviru ovog okvira, čelična vlakna mogu biti izostavljena iz poklopca peći od kalcijum karbida, koristeći sistem sa niskim-cementom-mikro prahom kako bi se postigla ekonomičnost i dovoljan vijek trajanja. Međutim, čelična vlakna moraju biti uvedena u poklopce električnih lučnih peći, žrtvujući žilavost radi sigurnosti i integriteta za duži vijek trajanja.
Vrijednost vatrostalnih odljevaka za pokrivanje peći ne leži u nivou jednog indikatora, već u njihovoj sposobnosti da transformišu temperaturne gradijente, korozivne medije i mehanička naprezanja u kontrolisana mikro-oštećenja unutar materijala. Dokle god se formula i radni uvjeti precizno poklapaju, i sistemi s niskim-cementom i čeličnim vlaknima mogu značajno nadmašiti tradicionalne zidane strukture od cigle, postižući optimalno spajanje "materijalnog-okoliša-životnog vijeka".
