आग रोक सामग्री को कुछ उच्च तापमान परिचालन स्थितियों के तहत बिना किसी नुकसान के लंबे समय तक उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए। आम तौर पर, इसके प्रदर्शन को निम्नलिखित तकनीकी संकेतकों द्वारा मापा जाता है।

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आग रोक

जब आग रोक सामग्री पर्याप्त रूप से उच्च तापमान के संपर्क में आती है, तो यह धीरे-धीरे नरम हो जाएगी और एक चिपचिपे तरल में पिघल जाएगी। इसलिए, आग रोक से तात्पर्य उस तापमान से है जिस पर एक आग रोक सामग्री पिघले बिना उच्च तापमान का सामना कर सकती है। यह आग रोक सामग्री के प्रदर्शन के मुख्य पहलुओं में से एक है।

अपवर्तकता को एक निश्चित ताप दर पर निर्दिष्ट आकार और आकृति के नमूने का उपयोग करके मापा जाता है। यह मानक नमूना 30 मिमी की ऊंचाई, 8 मिमी का निचला आधार और 2 मिमी का ऊपरी किनारा वाला एक त्रिकोणीय पिरामिड है। उच्च तापमान के प्रभाव में, नमूना धीरे-धीरे नरम हो जाता है और घोल बनने के बाद चिपचिपाहट में कमी के अनुसार अपने स्वयं के वजन की कार्रवाई के तहत नीचे की ओर झुक जाता है। जिस तापमान पर नमूने का शीर्ष उसके निचले तल पर उतारा जाता है, उसे अपवर्तक सामग्री के अनुमानित "पिघलने" के तापमान के रूप में उपयोग किया जाता है। नमूने की ताप दर इस "पिघलने" के तापमान को प्रभावित कर सकती है, इसलिए एक निश्चित ताप दर का पालन किया जाना चाहिए।

नमूने के तापमान के माप की तुलना समान ताप स्थितियों के तहत एक मानक तापमान मापने वाले शंकु से की जाती है। यह "तापमान मापने वाला शंकु" काओलिन, एल्यूमिना और क्वार्ट्ज की मिश्रित सामग्री से बना है, और कम तापमान वाले शंकु में फ़्यूज़िबल पदार्थ भी मिलाए जाते हैं। इस तरह, अलग-अलग झुकने वाले तापमान वाले तापमान मापने वाले शंकु बनते हैं।

वर्तमान में, यह आम तौर पर माना जाता है कि आग रोक ईंटें 1580°C से ऊपर एक दुर्दम्य डिग्री है।

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उच्च तापमान पर संरचनात्मक शक्ति

आग रोक उत्पादों की उच्च तापमान संरचनात्मक ताकत आम तौर पर 2 किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर के स्थिर भार के तहत आग रोक सामग्री के कारण विरूपण की एक निश्चित मात्रा के तापमान द्वारा व्यक्त की जाती है। विरूपण की मात्रा के अनुसार, इसे 4% से 10% के प्रारंभिक विरूपण तापमान विरूपण और 20% से 40% के अंतिम विरूपण तापमान विरूपण में विभाजित किया जाता है।

दुर्दम्य सामग्रियों का लोड नरमी तापमान मुख्य रूप से प्राकृतिक दुर्दम्य के रासायनिक-खनिज गुणों (यानी, कुछ क्रिस्टलीय चरणों का अस्तित्व), तैयार ईंटों की क्रिस्टलीय संरचना की विशेषताओं, क्रिस्टल और कांच के चरणों (अनाकार) के बीच के अनुपात और कांच पर निर्भर करता है। एक निश्चित तापमान पर एक चरण की चिपचिपाहट। उत्पाद की आम तौर पर दिखाई देने वाली कण संरचना का भी इस पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है। घने और ठोस उत्पादों में एक उच्च प्रारंभिक नरमी बिंदु होता है। इसके अलावा, गलने योग्य सामग्रियों की मात्रा बढ़ाने से दुर्दम्य सामग्री का विरूपण तापमान भी कम हो जाएगा। विरूपण तापमान में कमी की मात्रा मुख्य रूप से गलने योग्य सामग्री की रासायनिक संरचना और उसके अनुपात पर निर्भर करती है। सबसे प्रभावशाली चीज ऑक्साइड है जो तरल चरण की मात्रा को बढ़ा सकता है और इसकी चिपचिपाहट को कम कर सकता है

औद्योगिक भट्टी की ऊर्ध्वाधर दीवार पर वास्तविक भार निरीक्षण के दौरान अपनाए गए 2 किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर के भार से बहुत कम है। केवल विशेष परिस्थितियों में, यह 0.5 ~ 1.0 किलोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर तक पहुंच सकता है। और जब ईंट की परत का पक्ष गर्म होता है, तो भार का भार चिनाई के ठंडे पक्ष द्वारा वहन किया जाता है। खंभे और वाल्टों का अधिक प्रभाव पड़ता है। ज्यादातर मामलों में, लावा, ईंधन राख, खनिज पाउडर, गैस, आदि मुख्य कारक हैं जो दुर्दम्य ईंटों को नुकसान पहुंचाते हैं। इन चीजों के प्रभाव के कारण, दुर्दम्य ईंटों की रासायनिक-खनिज संरचना को बदला जा सकता है, जिससे इसकी संरचनात्मक ताकत काफी कम हो जाती है।

कोक ओवन पर चिनाई की हीटिंग स्थितियां अन्य औद्योगिक भट्टियों से अलग हैं। संपूर्ण भट्ठी का शरीर लगभग 10 मीटर ऊंची आग रोक चिनाई से बना है और इसका वजन बहुत भारी है। चिनाई दोनों तरफ से गर्म होती है और अक्सर यांत्रिक घर्षण के अधीन होती है। इसलिए, भट्ठी की ईंटों के जीवन को बनाए रखने के लिए ऑपरेटिंग तापमान को कम रखने की आवश्यकता होती है और हीटिंग व्यवस्था का सख्ती से पालन किया जाना चाहिए।

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उच्च तापमान पर आयतन स्थिरता

जब आग रोक ईंटें लंबे समय तक उच्च तापमान पर रहती हैं, तो कुछ शेष चरण घटक और संरचनाएं बदलती रहेंगी, जिसके परिणामस्वरूप पुनः क्रिस्टलीकरण और सिंटरिंग होता है। इन रासायनिक परिवर्तनों की घटना आग रोक उत्पादों की मात्रा में परिवर्तन का कारण बनती है। इन अपरिवर्तनीय आयामी परिवर्तनों को आग रोक सामग्री का अवशिष्ट विस्तार या संकुचन कहा जाता है।

ये अवशिष्ट विस्तार या संकुचन दुर्दम्य उत्पाद की अपर्याप्त फायरिंग के कारण होते हैं। इसलिए, पर्याप्त फायरिंग तापमान और फायरिंग समय के तहत, दुर्दम्य सामग्री उच्चतम मात्रा निर्धारण प्राप्त कर सकती है। हालाँकि, जब ईंटों को बहुत अधिक तापमान पर जलाया जाता है, तो इससे ईंटों का विरूपण और संरचना का विट्रीफिकेशन हो सकता है। ईंटों के विरूपण के कारण बड़ी मात्रा में अपशिष्ट उत्पन्न होता है, और ऊतक का विट्रीफिकेशन अचानक तापमान परिवर्तन के प्रति इसके प्रतिरोध को कम कर देगा।

जब शेष संकोचन बहुत अधिक होता है, तो यह चिनाई ईंटों के जोड़ों में दरारें पैदा करेगा, चिनाई की जकड़न को नष्ट करेगा, जिसके परिणामस्वरूप चिनाई संरचना ढीली और नष्ट हो जाएगी।

अवशिष्ट विस्तार कम हानिकारक है। हालाँकि, अगर यह बहुत बड़ा है, तो यह चिनाई में सूजन पैदा करेगा, इसकी ज्यामिति और समान रूप से वितरित तनाव को नष्ट कर देगा।

आग रोक सामग्री के अवशिष्ट संकोचन और विस्तार को एक निश्चित तापमान पर बार-बार शांत करके मापा जाता है। प्रत्येक समूह और प्रत्येक उत्पाद का सत्यापन तापमान उत्पाद की आवश्यकताओं और उपयोग की शर्तों के आधार पर निर्धारित किया जाता है। विभिन्न राज्यों में मिट्टी और अर्ध-सिलिसियस आग रोक सामग्री के लिए, यह 1250 ~ 1450 ℃ है, और सिलिका ईंटों के लिए यह 1250 ~ 1450 ℃ है। 1450 ℃। कैल्सीनेशन से पहले और बाद में मात्रा में परिवर्तन मापा जाता है, रैखिक संकोचन में परिवर्तित किया जाता है, और प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। विभिन्न आग रोक सामग्री के अवशिष्ट संकोचन या विस्तार की स्वीकार्य संख्या उनके उपयोग की प्रकृति पर निर्भर करती है, और आम तौर पर 0.5 ~ 1.0 से अधिक नहीं होनी चाहिए।

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अचानक तापमान परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध

औद्योगिक भट्टों में जो रुक-रुक कर चलते हैं, ताप तापमान में परिवर्तन के कारण, या लगातार चलने वाले उपकरणों में, तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण, दुर्दम्य उत्पादों में दरारें पड़ जाएँगी और यहाँ तक कि ईंटें भी ताप सतह के समानांतर छिल सकती हैं। दुर्दम्य उत्पादों की बिना किसी नुकसान के बार-बार तापमान में उतार-चढ़ाव का प्रतिरोध करने की क्षमता को अचानक तापमान परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध कहा जाता है।

इस तरह की दरार का कारण हीटिंग तापमान में परिवर्तन के बाद उत्पाद के अंदर तापमान अंतर से उत्पन्न तनाव के कारण होता है। यह सीधे तौर पर दुर्दम्य उत्पादों के थर्मल विस्तार प्रदर्शन और थर्मल चालकता से संबंधित है।

अचानक तापमान परिवर्तन के प्रतिरोध को निर्धारित करने के लिए कम्प्यूटेशनल विधियों का उपयोग जटिल और अपूर्ण है। इसलिए, प्रत्यक्ष माप पद्धति का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। यह विधि एक मानक आकार के दुर्दम्य उत्पाद के एक छोर को एक इलेक्ट्रिक भट्टी में रखना और इसे तेजी से 850 डिग्री तक गर्म करना और फिर बहते पानी में ठंडा करना है। OCT-3267 की मानक विधि के अनुसार, दुर्दम्य सामग्री के तीव्र तापमान परिवर्तन प्रतिरोध को तेजी से ठंडा करने और गर्म करने की संख्या से दर्शाया जाता है जो छीले हुए हिस्से के शुरुआती कुल वजन के 20% तक पहुंचने से पहले छिले हुए हिस्से को झेल सकता है।

इस तरह की माप पद्धति स्पष्ट रूप से औद्योगिक भट्टों की परिचालन स्थितियों के साथ असंगत है। हालाँकि, परीक्षण समय की सीमा के कारण, इस पद्धति का उपयोग आम तौर पर निरीक्षण के लिए किया जाता है।

कुछ अन्य परीक्षण विधियाँ भी हैं। इन परीक्षणों के परिणाम इस संबंध में एक निश्चित दुर्दम्य सामग्री के प्रदर्शन को प्रदान कर सकते हैं। कोक ओवन के विभिन्न भागों में उपयोग की जाने वाली दुर्दम्य सामग्री का चयन करते समय इसे महत्वपूर्ण शर्तों में से एक माना जाना चाहिए।

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मुख्य भौतिक गुण

1. तापीय विस्तार:

आग रोक उत्पाद सभी भौतिक वस्तुओं के समान ही होते हैं - गर्म होने पर वे फैलते हैं और ठंडा होने पर सिकुड़ते हैं। इस तरह का विस्तार एक प्रतिवर्ती भौतिक परिवर्तन है, जो कि ऊपर बताए गए "अवशिष्ट विस्तार" से अलग है। पूर्व का विस्तार चरण संरचना और संरचना में परिवर्तन के कारण होने वाला एक अपरिवर्तनीय परिवर्तन है, जबकि थर्मल विस्तार सामग्री की रासायनिक-खनिज संरचना पर निर्भर करता है, और ईंटों के संरचनात्मक गुणों, घनत्व और ताकत का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

आग रोक सामग्री के गुणों का मूल्यांकन करते समय, हमें न केवल इसके विस्तार गुणांक के आकार पर विचार करना चाहिए, बल्कि संपूर्ण विस्तार प्रक्रिया के दौरान संतुलन पर भी विचार करना चाहिए। विशेष रूप से कोक ओवन में जिन्हें घने चिनाई संरचनाओं, लंबी सेवा जीवन की आवश्यकता होती है, और जो सिलिका ईंटों से बने होते हैं, थर्मल विस्तार और भी महत्वपूर्ण हो जाता है।

2. तापीय चालकता:

दुर्दम्य उत्पादों के तापीय चालकता गुणांक को "तापीय चालकता गुणांक" के रूप में व्यक्त किया जाता है। इसकी इकाई की गणना तकनीकी इकाई - kcal/m·hour·degree, या भौतिक इकाई - millicalorie/cm·second·degree में की जा सकती है।

तापीय चालकता λ का मान ताप तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ता है। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर सिलिका ईंटों का λ मान लगभग 1 किलोकैलोरी/मी·घंटा·डिग्री है, और 1000~1200°C पर 1.5 किलोकैलोरी/मी·घंटा·डिग्री तक बढ़ जाता है। मिट्टी की ईंटों के मानों में भी ऐसा ही परिवर्तन होता है। हालांकि, क्रिस्टलीय संरचना वाले कुछ दुर्दम्य उत्पादों के लिए, जब तापमान बढ़ता है, तो λ मान कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर मैग्नेशिया ईंटों का λ मान 4~5, किलोकैलोरी/मी·घंटा·डिग्री है, लेकिन यह 1000°C पर 2~3 किलोकैलोरी/मी·घंटा·डिग्री तक गिर जाता है। सिलिकॉन कार्बाइड ईंटें विशेष रूप से ध्यान देने योग्य हैं।

दुर्दम्य उत्पादों की सरंध्रता बढ़ने पर तापीय चालकता कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, 1.95 के आयतन विशिष्ट गुरुत्व वाली सघन मिट्टी की ईंट का λ मान 0.9 kcal/m·hour·degree है, लेकिन जब आयतन विशिष्ट गुरुत्व 2.2 तक बढ़ जाता है, तो λ मान बढ़कर 1.10 kcal/m·hour·degree हो जाता है।

कोक ओवन कार्बोनाइजेशन कक्ष की हीटिंग दीवार के निर्माण के लिए तापीय चालकता एक बहुत ही महत्वपूर्ण तकनीकी संकेतक है।

3. ताप क्षमता:

ताप क्षमता को किलोकैलोरी/किग्रा, डिग्री में व्यक्त किया जाता है। कोक ओवन रीजेनरेटर चेकर ईंटों और भट्ठी की दीवार ईंटों की ऊष्मा सामग्री की गणना करते समय यह उपयोगी है। यह चिनाई की निकास गैस से गर्मी को अवशोषित करने की क्षमता का प्रतिनिधित्व करता है।

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ईंट ऊतक का घनत्व सूचकांक

दुर्दम्य उत्पादों की कण संरचना घनत्व और यांत्रिक शक्ति एक और महत्वपूर्ण पहलू है जो दुर्दम्य सामग्रियों के प्रदर्शन को इंगित करता है। ऊतक घनत्व और शक्ति में वृद्धि का मतलब है कि यह दुर्दम्य उत्पाद बिना क्षतिग्रस्त हुए कठोर उत्पादन और परिचालन स्थितियों का सामना कर सकता है।

1. घनत्व:

दुर्दम्य उत्पादों का घनत्व निम्नलिखित मानों द्वारा व्यक्त किया जाता है: जल अवशोषण, थोक घनत्व, स्पष्ट छिद्रता और वास्तविक छिद्रता। आयतन घनत्व और स्पष्ट छिद्रता विभिन्न दुर्दम्य सामग्रियों के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण संकेतक हैं।

एक ही प्रकार की ईंटें, विशेष रूप से एक ही कारखाने में निर्धारित प्रक्रियाओं के अनुसार एक ही कच्चे माल के साथ बनाई गई ईंटों में, उत्पादों के आयतन घनत्व में बहुत कम उतार-चढ़ाव होता है। इसलिए, दुर्दम्य उत्पादों की फायरिंग, कच्चे माल की गुणवत्ता या कच्चे माल की गुणवत्ता को अक्सर आयतन भार मूल्य के आधार पर आंका जा सकता है। क्या अन्य उत्पादन प्रक्रियाएँ अच्छी स्थिति में हैं?

आयतन भार, सामग्री का इकाई आयतन भार है, जिसमें रिक्तियां भी शामिल हैं, जिसे ग्राम/सेमी3 में व्यक्त किया जाता है, तथा इसे ईंटों से ली गई छोटी ईंटों से ईंटों को संतृप्त करने के बाद हाइड्रोस्टेटिक भार विधि का उपयोग करके मापा जाता है।

उबलने के बाद ईंट द्वारा अवशोषित पानी की मात्रा को जल अवशोषण कहा जाता है और इसे ईंट के शुष्क भार के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।

उबलते पानी द्वारा घेरे गए ईंट के आयतन और ईंट के पूरे आयतन के अनुपात को स्पष्ट छिद्रता कहते हैं। यदि पानी का विशिष्ट गुरुत्व 1.0 है, तो स्पष्ट छिद्रता अवशोषित पानी के भार को ईंट के आयतन से विभाजित करके प्राप्त की जाती है (प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है)।

वास्तविक छिद्रता सभी छिद्रों का योग है - जिसमें वे छिद्र शामिल हैं जिनमें उबलता पानी प्रवेश कर सकता है और वे छिद्र जो बंद हैं, और इसका विशिष्ट गुरुत्व से अनुपात, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। गणना विधि इस प्रकार है:

किसी पदार्थ के प्रति इकाई आयतन के भार (रिक्त स्थान को छोड़कर) को वास्तविक विशिष्ट गुरुत्व कहा जाता है।

2. सांस लेने की क्षमता:

जब किसी दुर्दम्य उत्पाद के दोनों किनारे अलग-अलग दबाव वाली गैसों के संपर्क में होते हैं, तो गैस दुर्दम्य उत्पाद में मौजूद छिद्रों के माध्यम से उच्च दबाव वाले पक्ष से कम दबाव वाले पक्ष की ओर प्रवाहित होगी। दुर्दम्य उत्पादों के इस गुण को वायु पारगम्यता कहा जाता है, जो दुर्दम्य ईंटों की छिद्रता कम होने पर कम हो जाती है। इसके अलावा, सांस लेने की क्षमता छिद्रों के आकार और उनके अंतर्संबंध पर भी निर्भर करती है। इसलिए, छिद्रों की मात्रा को इंगित करने के अलावा, वायु पारगम्यता छिद्रों की प्रकृति को भी इंगित कर सकती है।

कोक ओवन की अधिकांश चिनाई विभिन्न दबावों के वायु प्रवाह के अंतर्गत होती है, जैसे पुनर्योजी दीवारें, कार्बोनाइजेशन कक्ष दीवारें, आदि। उत्पादन के दौरान इन चिनाई उत्पादों की मजबूती सुनिश्चित करने के लिए, आग रोक ईंटों में न्यूनतम वायु पारगम्यता होनी चाहिए।

3. संपीड़न शक्ति:

अधिकांश औद्योगिक भट्टों और कोक ओवन में, दुर्दम्य उत्पादों द्वारा सहन किया जाने वाला भार बड़ा नहीं होता है, आम तौर पर 1 ~ 2 किलोग्राम / सेमी 2 से अधिक नहीं होता है। वास्तव में, अधिकांश दुर्दम्य उत्पादों की संपीड़न शक्ति 250 और 350 किलोग्राम / सेमी 2 या उससे अधिक होती है। इसलिए, उत्पाद की संपीड़न शक्ति किसी भी तरह से भट्ठी की दीवार पर उत्पन्न स्थैतिक भार का विरोध करने के लिए डिज़ाइन नहीं की गई है। उच्च संपीड़न शक्ति मुख्य रूप से मोल्डिंग सामग्री की प्रसंस्करण गुणवत्ता, ईंट संरचना की एकरूपता और फायरिंग की डिग्री का एक संकेतक है। उच्च शक्ति वाले कुछ उत्पादों में अक्सर पुनर्संरचना, ईंट सिंटरिंग, अवशिष्ट संकोचन प्रक्रियाओं को कम करने आदि को पूरा करने के लिए उच्च फायरिंग तापमान होना चाहिए। घर्षण, प्रभाव और अन्य यांत्रिक प्रभावों का विरोध करने के लिए उच्च संपीड़न शक्ति की भी आवश्यकता होती है।

संपीड़न शक्ति छिद्रता को पूरक बनाती है और उत्पाद संरचना की एकरूपता और संचालन प्रक्रिया की शुद्धता की जाँच के लिए एक विश्वसनीय संकेतक बन जाती है। इसलिए, प्रत्येक दुर्दम्य उत्पाद को संपीड़न शक्ति के लिए परीक्षण किया जाना चाहिए।

विशेष परीक्षणों के अनुसार, यह निर्धारित किया गया है कि तापमान बढ़ने पर अधिकांश दुर्दम्य उत्पादों की ताकत बढ़ जाती है, जो 1000 डिग्री सेल्सियस ~ 1100 डिग्री सेल्सियस पर उच्चतम ताकत तक पहुंच जाती है। यह अधिकतम मूल्य सामान्य तापमान पर प्राप्त मूल्य का 200 ~ 300% हो सकता है। लेकिन तापमान बढ़ने के साथ यह काफी कम हो जाता है।

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रसायन विज्ञान - खनिज गुण

ईंटों की रासायनिक और चरण संरचना तथा क्रिस्टलीकरण की संरचनात्मक विशेषताएँ दुर्दम्य उत्पादों के विभिन्न गुणों को निर्धारित करती हैं। दुर्दम्य उत्पादों के भौतिक गुण भी एक निश्चित सीमा तक रासायनिक-खनिज गुणों द्वारा सीमित होते हैं। उच्च तापमान पर दुर्दम्य उत्पादों की संरचनात्मक शक्ति, फायरिंग के दौरान आयतन निर्धारण और स्लैग प्रतिरोध भी रासायनिक-खनिज गुणों से काफी हद तक प्रभावित होते हैं।

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समग्र आयामों की शुद्धता

कुछ क्षतिग्रस्त औद्योगिक भट्टों के अनुसार, आग रोक चिनाई के ईंट जोड़ आमतौर पर क्षति का प्रारंभिक बिंदु होते हैं। इसलिए, अच्छी गुणवत्ता वाली चिनाई को ईंट के जोड़ों की चौड़ाई और एकरूपता सुनिश्चित करनी चाहिए, जो कोक ओवन आग रोक चिनाई के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। ईंट के जोड़ों की शुद्धता बनाए रखना आग रोक ईंटों के आयामों की सटीकता पर निर्भर करता है।

उत्पादों के सही आकार और माप को बनाए रखना बहुत मुश्किल है, खासकर बड़े यूनिट वजन वाले विशेष आकार के उत्पादों को, क्योंकि पूरी उत्पादन प्रक्रिया में अपवर्तक उत्पादों के बनने से लेकर अंतिम फायरिंग तक सिकुड़न और विस्तार होता है। सिकुड़न और विस्तार मूल्यों को प्रभावित करने वाले कई कारक हैं। उदाहरण के लिए: कच्चे माल की संरचना, कण ग्रेडेशन, गीलापन की डिग्री, समान वितरण की डिग्री, दबाव दबाव और फायरिंग तापमान, आदि, ये सभी उत्पाद की उपस्थिति और आयामों की सटीकता को प्रभावित करेंगे।