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 graden, zoals niobium, chroom, zirkonium, wolfraam, tantaal, enz., worden ook als vuurvaste materialen beschouwd.
Vuurvaste materialen worden gebruikt in ovens, ovens, verbrandingsovens en reactoren. Vuurvaste materialen worden ook gebruikt bij de vervaardiging van smeltkroezen en mallen voor het gieten van glas en metaal, en bij de bekleding van zekeringssystemen voor raketlanceerstructuren. Tegenwoordig gebruiken de staalindustrie en de metaalgietindustrie ongeveer 60% van alle vuurvaste materialen.
Kenmerken van vuurvaste materialen
Vuurvaste materialen moeten chemisch en fysisch stabiel zijn bij hoge temperaturen. Afhankelijk van de gebruiksomgeving moeten ze bestand zijn tegen thermische schokken, chemisch inert zijn en/of een specifiek bereik van thermische geleidbaarheid en thermische uitzettingscoëfficiënt hebben.
Oxiden van aluminium (aluminiumoxide), silicium (silica) en magnesium (magnesiumoxide) zijn de belangrijkste materialen die worden gebruikt bij de vervaardiging van vuurvaste materialen. Een ander oxide dat vaak in vuurvaste materialen wordt aangetroffen, is calcium(kalk)oxide. Vuurvaste klei wordt ook veel gebruikt bij de vervaardiging van vuurvaste materialen.
Vuurvaste materialen moeten worden geselecteerd op basis van de omstandigheden waarmee ze te maken krijgen. Sommige toepassingen vereisen speciale vuurvaste materialen. Zirkonia wordt gebruikt wanneer het materiaal bestand moet zijn tegen extreem hoge temperaturen. Siliciumcarbide en koolstof (grafiet) zijn twee andere vuurvaste materialen die onder zeer zware temperatuuromstandigheden worden gebruikt, maar ze kunnen niet in contact komen met zuurstof omdat ze zullen oxideren en verbranden.
Binaire verbindingen zoals wolfraamcarbide of boornitride kunnen zeer vuurvast zijn. Carboniet is de meest vuurvaste binaire verbinding die we kennen, met een smeltpunt van 3890 graden. De ternaire verbinding tantaal-hafniumcarbide heeft een van de hoogste smeltpunten van alle bekende verbindingen (4215 graden).
Vuurvaste materialen kunnen voor de volgende functies worden gebruikt:
Fungeert als een thermische barrière tussen het thermische medium en de containerwand
Bestand tegen fysieke druk en voorkomen dat thermisch medium de containerwand erodeert
Anti-corrosie
Zorg voor thermische isolatie
Vuurvaste materialen hebben een verscheidenheid aan nuttige toepassingen. In de metallurgische industrie worden vuurvaste materialen gebruikt voor het bekleden van ovens, ovens, reactoren en andere vaten die hete media zoals metalen en slakken bevatten en transporteren. Vuurvaste materialen hebben andere toepassingen bij hoge temperaturen, zoals verbrandingsverwarmers, waterstofreformers, primaire en secundaire ammoniakreformers, kraakovens, nutsketels, katalytische kraakeenheden, luchtverwarmers en zwavelovens.
