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 grader, såsom niobium, krom, zirconium, wolfram, tantal osv., betragtes også som ildfaste materialer.
Ildfaste materialer anvendes i ovne, ovne, forbrændingsanlæg og reaktorer. Ildfaste materialer bruges også til fremstilling af digler og forme til støbning af glas og metal og til beklædning af sikringssystemer til raketaffyringsstrukturer. I dag bruger stålindustrien og metalstøbeindustrien cirka 60 % af alle ildfaste materialer.
Karakteristika af ildfaste materialer
Ildfaste materialer skal være kemisk og fysisk stabile ved høje temperaturer. Afhængigt af driftsmiljøet skal de være modstandsdygtige over for termisk stød, kemisk inerte og/eller have specifikke områder af termisk ledningsevne og termisk udvidelseskoefficient.
Oxider af aluminium (aluminiumoxid), silicium (silica) og magnesium (magnesiumoxid) er de vigtigste materialer, der anvendes til fremstilling af ildfaste materialer. Et andet oxid, der almindeligvis findes i ildfaste materialer, er calcium (kalk) oxid. Ildfast ler er også meget brugt til fremstilling af ildfaste materialer.
Ildfaste materialer skal vælges ud fra de forhold, de vil møde. Nogle applikationer kræver specielle ildfaste materialer. Zirconia bruges, når materialet skal tåle ekstremt høje temperaturer. Siliciumcarbid og kulstof (grafit) er to andre ildfaste materialer, der bruges under nogle meget barske temperaturforhold, men de kan ikke komme i kontakt med ilt, fordi de vil oxidere og brænde.
Binære forbindelser såsom wolframcarbid eller bornitrid kan være meget ildfaste. Carbonit er den mest ildfaste binære forbindelse, der er kendt, med et smeltepunkt på 3890 grader. Den ternære forbindelse tantal-hafniumcarbid har et af de højeste smeltepunkter af alle kendte forbindelser (4215 grader).
Ildfaste materialer kan bruges til følgende funktioner:
Fungerer som en termisk barriere mellem det termiske medium og beholdervæggen
Modstå fysisk tryk og forhindre termisk medium i at erodere beholdervæggen
Anti-korrosion
Sørg for termisk isolering
Ildfaste materialer har en række nyttige anvendelser. I den metallurgiske industri bruges ildfaste materialer til at beklæde ovne, ovne, reaktorer og andre beholdere, der indeholder og transporterer varme medier såsom metaller og slagger. Ildfaste materialer har andre højtemperaturanvendelser såsom forbrændingsvarmere, hydrogenreformere, ammoniak primære og sekundære reformere, krakningsovne, forsyningskedler, katalytiske krakningsenheder, luftvarmere og svovlovne.
