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 grados, como niobio, cromo, circonio, tungsteno, tantalio, etc., también se consideran materiales refractarios.
Los materiales refractarios se utilizan en hornos, hornos, incineradores y reactores. Los refractarios también se utilizan en la fabricación de crisoles y moldes para fundir vidrio y metal, y en el revestimiento de sistemas de espoleta para estructuras de lanzamiento de cohetes. Hoy en día, la industria del acero y la industria de la fundición de metales utilizan aproximadamente el 60% de todos los materiales refractarios.
Características de los materiales refractarios.
Los materiales refractarios deben ser química y físicamente estables a altas temperaturas. Dependiendo del entorno operativo, deben ser resistentes al choque térmico, químicamente inertes y/o tener rangos específicos de conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica.
Los óxidos de aluminio (óxido de aluminio), silicio (sílice) y magnesio (óxido de magnesio) son los materiales más importantes utilizados en la fabricación de refractarios. Otro óxido que se encuentra comúnmente en materiales refractarios es el óxido de calcio (cal). La arcilla refractaria también se utiliza mucho en la fabricación de materiales refractarios.
Los materiales refractarios deben seleccionarse en función de las condiciones a las que se enfrentarán. Algunas aplicaciones requieren materiales refractarios especiales. La circona se utiliza cuando el material debe soportar temperaturas extremadamente altas. El carburo de silicio y el carbono (grafito) son otros dos materiales refractarios que se utilizan en condiciones de temperatura muy duras, pero no pueden entrar en contacto con el oxígeno porque se oxidarán y quemarán.
Los compuestos binarios como el carburo de tungsteno o el nitruro de boro pueden ser muy refractarios. La carbonita es el compuesto binario más refractario conocido, con un punto de fusión de 3890 grados. El compuesto ternario de carburo de tantalio y hafnio tiene uno de los puntos de fusión más altos de todos los compuestos conocidos (4215 grados).
Los materiales refractarios se pueden utilizar para las siguientes funciones:
Actúa como una barrera térmica entre el medio térmico y la pared del contenedor.
Resiste la presión física y evita que el medio térmico erosione la pared del contenedor.
Anticorrosión
Proporcionar aislamiento térmico
Los refractarios tienen una variedad de aplicaciones útiles. En la industria metalúrgica, los materiales refractarios se utilizan para revestir hornos, hornos, reactores y otros recipientes que contienen y transportan medios calientes como metales y escoria. Los refractarios tienen otras aplicaciones de alta temperatura, como calentadores de combustión, reformadores de hidrógeno, reformadores primarios y secundarios de amoníaco, hornos de craqueo, calderas de servicios públicos, unidades de craqueo catalítico, calentadores de aire y hornos de azufre.
