تأثير نظام فرن الأسمنت على المواد المقاومة للحرارة

تشمل الضغوط التي تتحملها المواد المقاومة للحرارة في نظام قمائن الأسمنت بشكل رئيسي ما يلي:
(1) الإجهاد الحراري؛
(2) الإجهاد الكيميائي.
(3) الإجهاد الميكانيكي.
إن تلف البطانة المقاومة للحرارة هو نتيجة لتفاعل ثلاث ضغوط.
أثناء عملية تكليس الكلنكر، يتم تسخين درجة حرارة المواد الخام ومواد الفرن والكلنكر من درجة حرارة الغرفة إلى حوالي 1430 درجة، وتنخفض درجة حرارة احتراق الوقود في الفرن تدريجياً من 1800-2000 درجة إلى أقل من 350 درجة. أثناء عملية تبريد الكلنكر، يتم تبريد الكلنكر إلى حوالي 100 درجة عن طريق الهواء، في حين يتم تسخين الهواء من درجة حرارة الغرفة إلى ما يزيد عن 1000 درجة. أثناء العملية المذكورة أعلاه، يُطلق على الإشعاع والحمل الحراري ونقل الحرارة لغاز المداخن والهواء والمواد الخام ومواد الفرن والكلنكر إلى البطانة والمكونات المعدنية الإجهاد الحراري.
أثناء عملية تكليس كلنكر الأسمنت، تخضع المركبات المختلفة في المواد الخام والوقود لتفاعلات كيميائية تحت ظروف عمل مختلفة، مما يؤدي إلى تسرب مركبات الطور الصلب والمنصهر (الطور السائل) ومركبات الطور الغازي إلى البطانة المقاومة للحرارة والمكونات المعدنية. وتتفاعل هذه المركبات مع المركبات الموجودة داخل البطانة والمكونات المعدنية لتولد مركبات ذات درجة حرارة انصهار منخفضة يتغير حجمها، مما يسبب تلف البطانة والمكونات المعدنية، وهو ما يعرف بالإجهاد الكيميائي.
أثناء عملية تكليس كلنكر الأسمنت، تتحرك المواد والغبار المحتوي على الغازات وتنقل الحرارة إلى البطانة والمكونات المعدنية، مما يؤدي إلى تآكلها و/أو تمدد حجمها عند التسخين، مما يؤدي إلى تلف الإجهاد في البطانة والمكونات المعدنية، وهو ما يسمى الإجهاد الميكانيكي. يمكن تقليل الإجهاد الميكانيكي أو إزالته بشكل مناسب من خلال التحسين التكنولوجي.