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 >ニオブ、クロム、ジルコニウム、タングステン、タンタルなどの 1850 度も耐火材料とみなされます。
耐火物は炉、窯、焼却炉、反応炉で使用されます。 耐火物は、ガラスや金属を鋳造するためのるつぼや鋳型の製造、ロケット発射構造の信管システムの被覆にも使用されます。 現在、鉄鋼産業と金属鋳造産業では、全耐火物のうち約 60% が使用されています。
耐火物の特徴
耐火物は高温において化学的および物理的に安定していなければなりません。 動作環境に応じて、熱衝撃に対する耐性、化学的に不活性、および/または特定の範囲の熱伝導率および熱膨張係数を備えている必要があります。
アルミニウムの酸化物（酸化アルミニウム）、シリコン（シリカ）、マグネシウムの酸化物（酸化マグネシウム）は、耐火物の製造に使用される最も重要な材料です。 耐火物に一般的に見られるもう 1 つの酸化物は、酸化カルシウム (石灰) です。 耐火粘土も耐火材料の製造に広く使用されています。
耐火物は、直面する条件に基づいて選択する必要があります。 一部の用途には特殊な耐火材料が必要です。 ジルコニアは、材料が極度の高温に耐える必要がある場合に使用されます。 炭化ケイ素と炭素 (グラファイト) は、非常に厳しい温度条件で使用される他の 2 つの耐火材料ですが、酸化して燃焼するため、酸素と接触することはできません。
炭化タングステンや窒化ホウ素などの二元化合物は非常に耐火性が高い場合があります。 カーボナイトは知られている中で最も耐火性の高い二元化合物で、融点は 3890 度です。 三元化合物タンタルハフニウムカーバイドは、既知のすべての化合物の中で最も高い融点 (4215 度) を持っています。
耐火物は次の機能に使用できます。
熱媒体と容器壁の間の熱障壁として機能します。
物理的圧力に耐え、熱媒体が容器の壁を侵食するのを防ぎます。
防食
断熱材を提供する
耐火物にはさまざまな有用な用途があります。 冶金産業では、耐火材料は、金属やスラグなどの高温媒体を収容および輸送する炉、キルン、反応器、およびその他の容器のライニングに使用されます。 耐火物には、燃焼ヒーター、水素改質装置、アンモニア一次および二次改質装置、分解炉、ユーティリティボイラー、接触分解装置、エアヒーター、硫黄炉などの他の高温用途もあります。
