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 niob, krom, zirkonium, volfram, tantal, etc., anses också vara eldfasta material.
Eldfasta material används i ugnar, ugnar, förbränningsugnar och reaktorer. Eldfasta material används också vid tillverkning av deglar och formar för gjutning av glas och metall, och vid beklädnad av säkringssystem för raketuppskjutningsstrukturer. Idag använder stålindustrin och metallgjutningsindustrin cirka 60 % av alla eldfasta material.
Egenskaper hos eldfasta material
Eldfasta material måste vara kemiskt och fysikaliskt stabila vid höga temperaturer. Beroende på driftsmiljön måste de vara resistenta mot termisk stöt, kemiskt inerta och/eller ha specifika intervall för värmeledningsförmåga och värmeutvidgningskoefficient.
Oxider av aluminium (aluminiumoxid), kisel (kiseldioxid) och magnesium (magnesiumoxid) är de viktigaste materialen som används vid tillverkning av eldfasta material. En annan oxid som vanligtvis finns i eldfasta material är kalciumoxid (kalk). Eldfast lera används också i stor utsträckning vid tillverkning av eldfasta material.
Eldfasta material måste väljas utifrån de förhållanden som de kommer att möta. Vissa applikationer kräver speciella eldfasta material. Zirkoniumoxid används när materialet ska tåla extremt höga temperaturer. Kiselkarbid och kol (grafit) är två andra eldfasta material som används i vissa mycket hårda temperaturförhållanden, men de kan inte komma i kontakt med syre eftersom de kommer att oxidera och brinna.
Binära föreningar som volframkarbid eller bornitrid kan vara mycket eldfasta. Karbonit är den mest eldfasta binära föreningen som är känd, med en smältpunkt på 3890 grader. Den ternära föreningen tantal-hafniumkarbid har en av de högsta smältpunkterna av alla kända föreningar (4215 grader).
Eldfasta material kan användas för följande funktioner:
Fungerar som en termisk barriär mellan det termiska mediet och behållarens vägg
Tål fysiskt tryck och förhindra att termiskt medium eroderar behållarens vägg
Rostskydds
Ge värmeisolering
Eldfasta material har en mängd användbara tillämpningar. Inom den metallurgiska industrin används eldfasta material för att fodra ugnar, ugnar, reaktorer och andra kärl som innehåller och transporterar heta medier som metaller och slagg. Eldfasta material har andra högtemperaturtillämpningar såsom förbränningsvärmare, vätereformatorer, primära och sekundära ammoniakreformerare, krackningsugnar, brukspannor, katalytiska krackningsenheter, luftvärmare och svavelugnar.
