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 stopinj, kot so niobij, krom, cirkonij, volfram, tantal itd., Prav tako veljajo za ognjevzdržne materiale.
Ognjevarni materiali se uporabljajo v pečeh, pečeh, sežigalnicah in reaktorjih. Ognjevarni materiali se uporabljajo tudi pri izdelavi lončkov in kalupov za ulivanje stekla in kovine ter pri oblogah sistemov vžigalnih vžigalnikov za strukture za izstrelitev raket. Danes jeklarska industrija in industrija litja kovin uporabljata približno 60 % vseh ognjevarnih materialov.
Značilnosti ognjevzdržnih materialov
Ognjevarni materiali morajo biti kemično in fizikalno stabilni pri visokih temperaturah. Odvisno od delovnega okolja morajo biti odporni na toplotni šok, kemično inertni in/ali imeti določena območja toplotne prevodnosti in koeficient toplotnega raztezanja.
Oksidi aluminija (aluminijev oksid), silicija (silicijev dioksid) in magnezija (magnezijev oksid) so najpomembnejši materiali, ki se uporabljajo pri izdelavi ognjevzdržnih materialov. Drugi oksid, ki ga pogosto najdemo v ognjevarnih materialih, je kalcijev (apnen) oksid. Ognjevarna glina se pogosto uporablja tudi pri izdelavi ognjevzdržnih materialov.
Ognjevzdržne materiale je treba izbrati glede na pogoje, s katerimi se soočajo. Nekatere aplikacije zahtevajo posebne ognjevarne materiale. Cirkonij se uporablja, kadar mora material prenesti izjemno visoke temperature. Silicijev karbid in ogljik (grafit) sta dva druga ognjevarna materiala, ki se uporabljata v nekaterih zelo težkih temperaturnih pogojih, vendar ne moreta priti v stik s kisikom, ker bosta oksidirala in zagorela.
Binarne spojine, kot sta volframov karbid ali borov nitrid, so lahko zelo ognjevzdržne. Karbonit je najbolj ognjevzdržna znana binarna spojina s tališčem 3890 stopinj. Ternarna spojina tantal-hafnijev karbid ima eno najvišjih tališč od vseh znanih spojin (4215 stopinj).
Ognjevarni materiali se lahko uporabljajo za naslednje funkcije:
Deluje kot toplotna pregrada med toplotnim medijem in steno posode
Prenesti fizični pritisk in preprečiti, da bi toplotni medij razjedel steno posode
Proti koroziji
Poskrbite za toplotno izolacijo
Ognjevzdržni materiali imajo vrsto uporabnih aplikacij. V metalurški industriji se ognjevzdržni materiali uporabljajo za oblaganje peči, peči, reaktorjev in drugih posod, ki vsebujejo in prenašajo vroče medije, kot so kovine in žlindra. Ognjevzdržni materiali imajo tudi druge visokotemperaturne aplikacije, kot so zgorevalni grelniki, vodikovi reformatorji, primarni in sekundarni reformatorji amoniaka, kreking peči, pomožni kotli, katalitsko kreking enote, grelniki zraka in žveplove peči.
