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 степени, као што су ниобијум, хром, цирконијум, волфрам, тантал, итд., Такође се сматрају ватросталним материјалима.
Ватростални материјали се користе у пећима, пећима, спалионицама и реакторима. Ватростални материјали се такође користе у производњи лонаца и калупа за ливење стакла и метала, као и у облагању система осигурача за ракетне лансирне структуре. Данас, индустрија челика и индустрија ливења метала користи око 60% свих ватросталних материјала.
Карактеристике ватросталних материјала
Ватростални материјали морају бити хемијски и физички стабилни на високим температурама. У зависности од радног окружења, морају бити отпорни на топлотни удар, хемијски инертни и/или имати специфичне опсеге топлотне проводљивости и коефицијента топлотног ширења.
Оксиди алуминијума (алуминијум оксид), силицијум (силицијум) и магнезијум (магнезијум оксид) су најважнији материјали који се користе у производњи ватросталних материјала. Други оксид који се обично налази у ватросталним материјалима је калцијум (креч) оксид. Ватростална глина се такође широко користи у производњи ватросталних материјала.
Ватростални материјали морају бити одабрани на основу услова са којима ће се суочити. Неке примене захтевају посебне ватросталне материјале. Цирконијум се користи када материјал мора да издржи изузетно високе температуре. Силицијум карбид и угљеник (графит) су још два ватростална материјала који се користе у неким веома оштрим температурним условима, али не могу доћи у контакт са кисеоником јер ће оксидирати и сагорети.
Бинарна једињења као што су волфрам карбид или бор нитрид могу бити веома ватростална. Карбонит је најватросталније бинарно једињење познато, са тачком топљења од 3890 степени. Тернарно једињење тантал-хафнијум карбид има једну од највиших тачака топљења од свих познатих једињења (4215 степени).
Ватростални материјали се могу користити за следеће функције:
Делује као термичка баријера између топлотног медијума и зида посуде
Издржати физички притисак и спречити да термални медиј еродира зид контејнера
Антикорозивни
Обезбедите топлотну изолацију
Ватростални материјали имају низ корисних примена. У металуршкој индустрији, ватростални материјали се користе за облагање пећи, пећи, реактора и других судова који садрже и транспортују вруће медије као што су метали и шљака. Ватростални материјали имају и друге примене на високим температурама као што су грејачи са сагоревањем, реформатори водоника, примарни и секундарни реформатори амонијака, пећи за крекирање, помоћни котлови, јединице за каталитичко крекирање, грејачи ваздуха и сумпорне пећи.
