При строительстве или реконструкции печи используются значительные количества огнеупорных материалов. Эти материалы делятся на две основные категории: предварительно отформованныеогнеупорный кирпичи не-предварительно сформированныеогнеупорные растворы. Оба типа требуют воды во время установки.-Огнеупорный раствор, используемый для укладки кирпичей, содержит природную влагу, в то время как литые и торкретированные огнеупоры требуют преднамеренного добавления воды во время смешивания и нанесения. Следовательно, вновь построенные или отремонтированные печи изначально находятся в состоянии «мокрой-укладки».
Влага внутри огнеупорной кладки существует в двух различных формах: (1) свободная вода (также называемая поверхностной водой), которая физически адсорбируется или улавливается и визуально присутствует на поверхностях кладки; и (2) химически связанная вода (или кристаллическая вода), включенная в кристаллическую решетку гидратных фаз, образующихся во время схватывания. Обе формы представляют значительный риск для структурной целостности и долгосрочной-работы; поэтому процесс контролируемой термической сушки (т. е. сушки в печи-) является обязательным перед вводом печи в эксплуатацию.
Удержание влаги в огнеупорной футеровке влечет за собой три основные опасности:
Во-первых, преждевременный нагрев без адекватной сушки может привести к образованию внутреннего давления пара, превышающего прочность неспеченных огнеупорных изделий, что приведет к растрескиванию, растрескиванию или расслоению футеровки стен и крыши.
Во-вторых, термически вызванное испарение влаги приводит к образованию реактивного водяного пара, вызывающего резкие температурные градиенты и способствующего чрезмерному образованию угарного газа (CO).-И то и другое ускоряет разрушение огнеупорной футеровки и снижает срок службы.
В-третьих, свободная вода способствует миграции и выцветанию щелочей («настоящая щелочь»), особенно в условиях влажности окружающей среды и низких-температур.
Явление реалкалия проявляется в виде беловатых порошкообразных отложений (часто описываемых как «налет» или «глазурь»), шлифования поверхности или образования пыли на затвердевших огнеупорных поверхностях. Это происходит преимущественно при монтаже в холодную- погоду, когда огнеупорные растворы, содержащие растворимые оксиды щелочных металлов (например, Na₂O, K₂O), реагируют с водой затворения с образованием щелочных гидроксидов и коллоидных силикатов. Эти виды мигрируют по капиллярам к поверхности, где испарение концентрирует их в рыхло прилипших, гигроскопичных белых осадках,-тем самым ухудшая сцепление поверхности, стойкость к истиранию и химическую стабильность.
Более того, остаточная свободная вода усугубляет механизмы высоко-разложения при высоких температурах. В условиях эксплуатации огнеупорная футеровка подвергается эрозионному воздействию твердых частиц, воздействия пламени и агрессивных газов. Хотя эрозия сама по себе протекает постепенно, присутствие свободной воды усиливает этот процесс, стимулируя гидротермальные реакции, ускоряя фазовый распад и способствуя распространению микротрещин-, что в конечном итоге снижает механическую прочность, стойкость к термическому удару и общий срок службы.
Соответственно, печная-сушка является обязательным этапом как при вводе в эксплуатацию новой печи, так и при ремонте огнеупоров. Эта контролируемая термическая обработка служит двум основным целям: (1) постепенное удаление всей влаги, -свободной и связанной-посредством градиентной-диффузии и испарения с поверхности; и (2) постепенный предварительный нагрев огнеупорной матрицы, чтобы вызвать полезные фазовые превращения и спекание. Во время сушки водяной пар мигрирует наружу изнутри к горячей поверхности, где испаряется; одновременно внутренняя влага постоянно пополняет фронт испарения, обеспечивая равномерное обезвоживание без термического шока или структурных повреждений.
