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 độ, chẳng hạn như niobi, crom, zirconi, vonfram, tantalum, v.v., cũng được coi là vật liệu chịu lửa.
Vật liệu chịu lửa được sử dụng trong lò nung, lò nung, lò đốt và lò phản ứng. Vật liệu chịu lửa cũng được sử dụng trong sản xuất nồi nấu kim loại và khuôn để đúc thủy tinh và kim loại, cũng như trong lớp bọc của hệ thống cầu chì cho các cấu trúc phóng tên lửa. Ngày nay, ngành thép và công nghiệp đúc kim loại sử dụng khoảng 60% tổng số vật liệu chịu lửa.
Đặc điểm của vật liệu chịu lửa
Vật liệu chịu lửa phải ổn định về mặt hóa học và vật lý ở nhiệt độ cao. Tùy thuộc vào môi trường hoạt động, chúng phải có khả năng chống sốc nhiệt, trơ về mặt hóa học và/hoặc có phạm vi dẫn nhiệt và hệ số giãn nở nhiệt cụ thể.
Oxit nhôm (nhôm oxit), silicon (silica) và magiê (magie oxit) là những vật liệu quan trọng nhất được sử dụng trong sản xuất vật liệu chịu lửa. Một oxit khác thường thấy trong vật liệu chịu lửa là oxit canxi (vôi). Đất sét chịu lửa cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vật liệu chịu lửa.
Vật liệu chịu lửa phải được lựa chọn dựa trên các điều kiện mà chúng sẽ gặp phải. Một số ứng dụng yêu cầu vật liệu chịu lửa đặc biệt. Zirconia được sử dụng khi vật liệu phải chịu được nhiệt độ cực cao. Cacbua silic và cacbon (than chì) là hai vật liệu chịu lửa khác được sử dụng trong một số điều kiện nhiệt độ rất khắc nghiệt nhưng chúng không thể tiếp xúc với oxy vì chúng sẽ bị oxy hóa và cháy.
Các hợp chất nhị phân như cacbua vonfram hoặc boron nitrit có thể rất khó chịu lửa. Carbonite là hợp chất nhị phân chịu lửa nhất được biết đến, với điểm nóng chảy là 3890 độ. Hợp chất bậc ba tantalum-hafnium cacbua có một trong những điểm nóng chảy cao nhất trong tất cả các hợp chất đã biết (4215 độ).
Vật liệu chịu lửa có thể được sử dụng cho các chức năng sau:
Hoạt động như một rào cản nhiệt giữa môi trường nhiệt và thành thùng chứa
Chịu được áp suất vật lý và ngăn môi trường nhiệt làm xói mòn thành container
Chống ăn mòn
Cung cấp vật liệu cách nhiệt
Vật liệu chịu lửa có nhiều ứng dụng hữu ích. Trong ngành luyện kim, vật liệu chịu lửa được sử dụng để lót lò nung, lò nung, lò phản ứng và các bình khác chứa và vận chuyển các chất nóng như kim loại và xỉ. Vật liệu chịu lửa có các ứng dụng nhiệt độ cao khác như lò sưởi đốt, chất cải cách hydro, chất cải cách sơ cấp và thứ cấp amoniac, lò nứt, nồi hơi tiện ích, bộ phận nứt xúc tác, lò sưởi không khí và lò lưu huỳnh.
