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 grādu, piemēram, niobijs, hroms, cirkonijs, volframs, tantals utt., Arī tiek uzskatīti par ugunsizturīgiem materiāliem.
Ugunsizturīgos materiālus izmanto krāsnīs, krāsnīs, sadedzināšanas krāsnīs un reaktoros. Ugunsizturīgos materiālus izmanto arī stikla un metāla liešanas tīģeļu un veidņu ražošanā, kā arī raķešu palaišanas konstrukciju drošinātāju sistēmu apšuvumā. Mūsdienās tērauda rūpniecībā un metāllējumu rūpniecībā tiek izmantoti aptuveni 60% no visiem ugunsizturīgajiem materiāliem.
Ugunsizturīgo materiālu raksturojums
Ugunsizturīgiem materiāliem jābūt ķīmiski un fizikāli stabiliem augstā temperatūrā. Atkarībā no darbības vides tiem jābūt izturīgiem pret termisko triecienu, ķīmiski inertiem un/vai tiem jābūt ar specifiskiem siltumvadītspējas un termiskās izplešanās koeficienta diapazoniem.
Alumīnija (alumīnija oksīda), silīcija (silīcija dioksīda) un magnija (magnija oksīda) oksīdi ir vissvarīgākie materiāli, ko izmanto ugunsizturīgo materiālu ražošanā. Vēl viens oksīds, kas parasti atrodams ugunsizturīgos materiālos, ir kalcija (kaļķu) oksīds. Ugunsizturīgo mālu plaši izmanto arī ugunsizturīgo materiālu ražošanā.
Ugunsizturīgie materiāli jāizvēlas atkarībā no apstākļiem, ar kādiem tie saskarsies. Dažiem lietojumiem ir nepieciešami īpaši ugunsizturīgi materiāli. Cirkoniju izmanto gadījumos, kad materiālam jāiztur ārkārtīgi augsta temperatūra. Silīcija karbīds un ogleklis (grafīts) ir divi citi ugunsizturīgi materiāli, ko izmanto dažos ļoti skarbos temperatūras apstākļos, taču tie nevar nonākt saskarē ar skābekli, jo tie oksidēsies un sadegs.
Binārie savienojumi, piemēram, volframa karbīds vai bora nitrīds, var būt ļoti ugunsizturīgi. Karbonīts ir ugunsizturīgākais zināmais binārais savienojums, kura kušanas temperatūra ir 3890 grādi. Trīskāršajam tantala-hafnija karbīda savienojumam ir viens no augstākajiem kušanas punktiem no visiem zināmajiem savienojumiem (4215 grādi).
Ugunsizturīgus materiālus var izmantot šādām funkcijām:
Darbojas kā siltuma barjera starp termisko vidi un tvertnes sienu
Izturēt fizisko spiedienu un novērst termiskā vide no erozijas tvertnes sienas
Pretkorozijas
Nodrošiniet siltumizolāciju
Ugunsizturīgajiem materiāliem ir dažādas noderīgas lietojumprogrammas. Metalurģijas rūpniecībā ugunsizturīgus materiālus izmanto, lai oderētu krāsnis, krāsnis, reaktorus un citus traukus, kas satur un transportē karstu vidi, piemēram, metālus un izdedžus. Ugunsizturīgiem materiāliem ir arī citi augstas temperatūras pielietojumi, piemēram, sadedzināšanas sildītāji, ūdeņraža riformingi, amonjaka primārie un sekundārie riformingi, krekinga krāsnis, komunālie katli, katalītiskā krekinga iekārtas, gaisa sildītāji un sēra krāsnis.
