Refractory materials are materials that break down by heat, pressure, or chemical attack and retain high strength and form at temperatures where they occur. Refractory materials are polycrystalline, multiphase, inorganic, non-metallic, porous and heterogeneous. They are usually composed of oxides or non-oxides (such as carbides, nitrides, etc.) of the following materials: silicon, aluminum, magnesium, calcium, and zirconium. Some metals with melting points >1850 градуса, като ниобий, хром, цирконий, волфрам, тантал и т.н., също се считат за огнеупорни материали.
Огнеупорните материали се използват в пещи, пещи, инсинератори и реактори. Огнеупорите се използват и при производството на тигли и форми за леене на стъкло и метал, както и при облицовката на системи за предпазители за конструкции за изстрелване на ракети. Днес стоманодобивната промишленост и металолеенето използват приблизително 60% от всички огнеупорни материали.
Характеристики на огнеупорните материали
Огнеупорните материали трябва да бъдат химически и физически стабилни при високи температури. В зависимост от работната среда те трябва да са устойчиви на термичен шок, химически инертни и/или да имат специфични диапазони на топлопроводимост и коефициент на топлинно разширение.
Оксидите на алуминия (алуминиев оксид), силиция (силициев диоксид) и магнезия (магнезиев оксид) са най-важните материали, използвани в производството на огнеупорни материали. Друг оксид, често срещан в огнеупорните материали, е калциевият (варов) оксид. Огнеупорната глина също се използва широко в производството на огнеупорни материали.
Огнеупорните материали трябва да бъдат избрани въз основа на условията, пред които ще бъдат изправени. Някои приложения изискват специални огнеупорни материали. Цирконийът се използва, когато материалът трябва да издържа на изключително високи температури. Силициевият карбид и въглеродът (графит) са два други огнеупорни материала, използвани при някои много сурови температурни условия, но те не могат да влязат в контакт с кислород, защото ще се окислят и изгорят.
Бинарни съединения като волфрамов карбид или борен нитрид могат да бъдат много огнеупорни. Карбонитът е най-огнеупорното известно бинарно съединение с точка на топене 3890 градуса. Тройното съединение тантал-хафниев карбид има една от най-високите точки на топене от всички известни съединения (4215 градуса).
Огнеупорните материали могат да се използват за следните функции:
Действа като термична бариера между топлинната среда и стената на контейнера
Издържайте на физическо налягане и предотвратявайте разяждането на стената на контейнера с термична среда
Антикорозионна
Осигурете топлоизолация
Огнеупорите имат различни полезни приложения. В металургичната промишленост огнеупорните материали се използват за облицоване на пещи, пещи, реактори и други съдове, които съдържат и транспортират гореща среда като метали и шлака. Огнеупорите имат и други високотемпературни приложения като нагреватели с горене, водородни реформатори, амонячни първични и вторични реформатори, крекинг пещи, битови котли, каталитични крекинг агрегати, въздушни нагреватели и пещи за сяра.
