Absolutno "najboljšega" materiala za ognjevzdržne ulitke za pokrov peči ni; samo formula, ki se najbolje ujema s temperaturo, jedkim okoljem in strukturno obliko. Medtem ko so pokrovi peči za peči s kalcijevim karbidom in elektroobločne peči morda videti podobni, se njihovi pogoji delovanja bistveno razlikujejo, pristop k izbiri materiala pa mora biti večstopenjski in postopen.
I. Pokrov peči iz kalcijevega karbida: nizko{1}}cementni-mikro sistem prahu
Čeprav je temperatura taljenja v pečeh s kalcijevim karbidom visoka, je erozija staljene kovine razmeroma blaga, pogostost vpliva toplotnega udara pa nižja kot pri elektroobločnih pečeh. To okolje je najprimernejše za kompozitni postopek z nizko vsebnostjo-cementa + mikro-prahu«:
1. Vsebnost cementa je zmanjšana pod 3 %, vključitev CaO je čim manjša, vsebnost tekoče faze je nizka pri visokih temperaturah, krivulja trdnosti za srednje- do -visoke temperature ulitka je stabilna in kasnejše krčenje je minimalno;
2. Aktivni mikro-prašek zapolni kapilarne pore in zmanjša dodajanje vode za 15 %–20 %, kar ima za posledico gosto ognjevzdržno telo brez praškanja površine po pečenju;
3. Celostno litje ustvari brezšivno lupino za pokrov peči, ki preprečuje, da bi alkalni plini pronicali skozi reže, kar podaljša življenjsko dobo za približno 15 % v primerjavi s tradicionalnimi opečnimi pokrovi.
S tem sistemom za izpolnjevanje zahtev storitev niso potrebna dodatna jeklena vlakna, stroški materiala in gradbena tveganja pa so nadzorovani.
II. Pokrov elektroobločne peči: nizko{1}}cementni sistem z jeklenimi vlakni
Poleg tega, da vzdrži temperature nad 1600 stopinj, se pokrov elektroobločne peči sooča tudi s pogostim oblokom zaradi lukenj elektrod, hitrim segrevanjem in ohlajanjem ter brizganjem staljenih kapljic, zaradi česar so pogoji delovanja izjemno težki. Opeke z visoko-aluminijevim oksidom so zaradi svojih zgoščenih spojev in nezadostne odpornosti na toplotne šoke nagnjene k razpokanju v obliki obroča- okoli lukenj za elektrode, kar vodi do lokalnega zrušitve pokrova peči. Uporaba kompozitaognjevarna ulivka"nizko-cementa + toplotno-odporna jeklena vlakna" lahko konkretno obravnava naslednje težave:
1. Tri-dimenzionalna porazdelitev jeklenih vlaken zavira širjenje mikrorazpok, povečuje upogibno žilavost za več kot 30 % in ohranja več kot 60 % preostale trdnosti po 30 ciklih toplotnega udara;
2. Premostitev vlaken zmanjša trenutni stres pri krčenju med sušenjem in taljenjem v peči, brez vidnih skoz-razpok na robovih lukenj za elektrode;
3. Oksidacija vlaken v stopnjah srednje- in visoke-temperature pušča mikroporozne kanale, ki sproščajo notranji parni tlak in preprečujejo pokanje;
4. Celostno litje odpravlja slabosti v spojih opeke, blokira požarne poti in podaljša cikel vzdrževanja pokrova peči s 3-4 mesecev na več kot 6 mesecev.
Količina dodanih jeklenih vlaken je običajno nadzorovana med 1,5 % in 2,5 %. Preveč vlaken lahko zlahka povzroči aglomeracijo, medtem ko bo premalo povzročilo nezadostno žilavost. Dolžina vlaken 20–25 mm in premer 0,3–0,5 mm zagotavlja optimalno ujemanje s pretočnostjo ognjevzdržne litine.
III. Logika izbire materiala: najprej delovni pogoji, nato material
Izbor odmateriali za pokrov pečimora slediti tri{0}}nivojskemu pristopu: temperatura, korozija in struktura.
1. Stopnja temperature določa čistost matrice in veznega sistema. Večja ali enaka 1600 stopinj zahteva nizko-cementne ali celo ultra-malo-cementne materiale.
2. Pogostost toplotnega šoka in velikost temperaturnih razlik določata, ali je potrebno utrjevanje jeklenih vlaken. Vlakna so bistvena v okoljih s hitrim segrevanjem in ohlajanjem.
3. Za kompleksne strukture in gosto zapakirane luknje za elektrode je bolje uporabiti integralno litje za poenostavitev obdelave in sestavljanja opek nepravilnih oblik in zmanjšanje šibkih točk.
Znotraj tega okvira lahko jeklena vlakna izpustimo iz pokrovov peči iz kalcijevega karbida, pri čemer uporabimo sistem mikro prahu z nizko-cementom-za doseganje varčnosti in zadostne življenjske dobe. Vendar pa je treba jeklena vlakna vnesti v pokrove elektroobločnih peči, pri čemer se žrtvuje žilavost za varnost in celovitost za daljšo življenjsko dobo.
Vrednost ognjevzdržnih materialov za pokrov peči ni v ravni enega indikatorja, ampak v njihovi zmožnosti preoblikovanja temperaturnih gradientov, jedkih medijev in mehanskih napetosti v nadzorovane mikro-poškodbe v materialu. Dokler se formula in delovni pogoji natančno ujemajo, lahko sistemi z malo-cementom in sistemi z jeklenimi vlakni znatno prekašajo tradicionalne opečne zidane konstrukcije, pri čemer dosežejo optimalno združevanje "material-okolja-življenjske dobe".
