Característiques principals dels materials refractaris
Alt punt de fusió: els materials refractaris solen tenir punts de fusió extremadament alts, cosa que els permet mantenir-se estables en ambients d'alta temperatura. Per exemple, el punt de fusió dels maons refractaris ordinaris és d'uns 1700 graus, mentre que el punt de fusió d'alguns materials refractaris especials pot arribar als 2000 graus.
Alta estabilitat tèrmica: els materials refractaris no són propensos a l'expansió tèrmica, la contracció o altres deformacions a altes temperatures i poden suportar ambients d'alta temperatura durant molt de temps sense danyar la seva estructura.
Alta resistència: encara manté una alta resistència mecànica en condicions d'alta temperatura i no es fa malbé fàcilment per impacte i càrrega mecànica.
Resistència a la corrosió química: té una bona resistència a la corrosió a escòries àcides, alcalines i neutres, gas i metall líquid, i no es corroeix fàcilment per substàncies químiques en ambients d'alta temperatura.
Bona conductivitat tèrmica i aïllament tèrmic: depenent de les diferents necessitats de l'aplicació, els materials refractaris poden tenir una excel·lent conductivitat tèrmica o aïllament tèrmic per satisfer els requisits de gestió tèrmica en diferents processos industrials.
Classificació principal dels materials refractaris
Classificat per composició química
Material refractari àcid Maons de sílice: el component principal és el diòxid de silici (SiO2), que és resistent a l'escòria àcida i la corrosió de gas àcid. Maons d'argila: contenen alt aluminosilicat (Al2O3·2SiO2), adequat per a forns generals d'alta temperatura.
Material refractari alcalí Maó de magnesi: el component principal és l'òxid de magnesi (MgO), que és resistent a l'escòria alcalina i a la corrosió a alta temperatura. Maó de crom magnesia: conté òxid de crom (Cr2O3) i òxid de magnesi (MgO) i té una excel·lent resistència a les altes temperatures i resistència a la corrosió.
Material refractari neutre Maó alt d'alúmina: el component principal és l'alúmina (Al2O3), que és resistent a altes temperatures i atacs químics. Maó de carbur de silici: conté carbur de silici (SiC), que té una alta duresa i una excel·lent conductivitat tèrmica.
Classificació per forma
Materials refractaris modelats Maons refractaris: com ara maons d'alúmina alta, maons de sílice, maons de magnesi, etc., fets en formes fixes. Bloc refractari: productes refractaris grans o de forma especial.
Materials refractaris sense conformar Codills refractaris: abocats i formats durant la construcció, que contenen àrids i aglomerants. Material de batuda refractari: material refractari en pols utilitzat per a batre i donar forma.
Recobriment de polvorització refractari: materials refractaris construïts per procés de polvorització. Recobriment refractari: material de recobriment refractari aplicat a la superfície de l'equip.
Classificat per ús
Els materials refractaris ordinaris s'utilitzen en forns industrials generals, com ara maons d'alúmina alta, maons d'argila, etc. Materials refractaris especials Productes de carbur de silici: com ara maons de carbur de silici, utilitzats en forns d'alta temperatura, intercanviadors de calor, etc. Productes de zirconi: com ara com a maons de zirconi, adequats per a entorns de temperatura ultra alta i corrosius. Productes de fibra d'alúmina: com ara taulers de fibra d'alúmina, utilitzats per a l'aïllament d'alta temperatura. Els materials refractaris estructurals d'alta temperatura s'utilitzen per a peces estructurals que suporten càrregues d'alta temperatura i impactes mecànics, com ara revestiments de forn elèctric, mobles de forn d'alta temperatura, etc. Materials d'aïllament refractari Maons refractaris lleugers: com ara maons lleugers d'alumini alt, utilitzat per a la capa d'aïllament de forns industrials. Fibra refractària: com la fibra de silicat d'alumini, utilitzada per a l'aïllament d'alta temperatura i conservació de la calor.
Materials refractaris comuns
1. Maó d'alúmina alta Component principal: alúmina (Al2O3) Característiques: alt punt de fusió: normalment més de 1750 graus. Bona resistència a la compressió i resistència al xoc tèrmic. Forta resistència a àcids i àlcalis i resistència a la corrosió de l'escòria. Aplicació: àmpliament utilitzat en el revestiment d'equips industrials d'alta temperatura, com ara alts forns, alts forns calents, forns elèctrics, forns de foc obert, convertidors i forns de vidre.
2. Maó de sílice Component principal: diòxid de silici (SiO2) Característiques: Alt punt de fusió: uns 1700 graus. Excel·lent estabilitat de volum i resistència al xoc tèrmic a altes temperatures. Té una bona resistència a la corrosió contra l'escòria àcida i el gas. Aplicació: s'utilitza principalment per al revestiment de forns de coc, forns de vidre, forns de ceràmica i equips àcids d'alta temperatura.
3. Maons de magnesi Component principal: Òxid de magnesi (MgO) Característiques: Alt punt de fusió: més de 2800 graus. Bona resistència als àlcalis i resistència a la corrosió de l'escòria. Alta resistència i bona estabilitat al xoc tèrmic. Aplicació: s'utilitza habitualment en el revestiment d'equips com ara forns elèctrics, convertidors, cullerots i forns de refinació a la indústria siderúrgica.
4. Maó de magnesia-alúmina Ingredients principals: Òxid de magnesi (MgO) i alúmina (Al2O3) Característiques: Alt punt de fusió: més de 2000 graus. Té una excel·lent resistència al xoc tèrmic i resistència a la corrosió de l'escòria alcalina. Bona resistència mecànica i resistència al desgast. Aplicació: àmpliament utilitzat en el revestiment de forns de fabricació d'acer, forns d'arc elèctric, forns de ciment i altres equips.
5. Maó de zirconi Component principal: diòxid de zirconi (ZrO2) Característiques: alt punt de fusió: uns 2700 graus. Bona resistència al xoc tèrmic i resistència mecànica. Excel·lent estabilitat química a altes temperatures. Aplicació: S'utilitza principalment en forns de vidre, forns d'alta temperatura i productes especials refractaris.
6. Maó de carbur de silici Component principal: carbur de silici (SiC) Característiques: alt punt de fusió: uns 2700 graus. Excel·lent conductivitat tèrmica i resistència al desgast. Alta resistència i propietats antioxidants. Aplicació: s'utilitza habitualment en el revestiment d'equips com ara electrolitzadors de fosa d'alumini, forns d'alta temperatura, incineradors de residus i intercanviadors de calor d'alta temperatura.
7. Maó de crom magnesia Ingredients principals: òxid de crom (Cr2O3) i òxid de magnesi (MgO) Característiques: alt punt de fusió: més de 2000 graus. Excel·lent resistència a l'erosió de l'escòria i resistència al xoc tèrmic. Bona resistència mecànica a alta temperatura. Aplicació: s'utilitza principalment per al revestiment d'alts forns, convertidors, forns elèctrics i altres equips de la indústria siderúrgica.
8. Fibra de silicat d'alumini Components principals: alúmina (Al2O3) i diòxid de silici (SiO2) Característiques: Alt punt de fusió: uns 1800 graus. Excel·lents propietats d'aïllament tèrmic i estabilitat tèrmica. Lleuger, baixa conductivitat tèrmica i bona resistència al xoc tèrmic. Aplicació: àmpliament utilitzat com a material aïllant per a revestiments de forns industrials, aïllament de forns, canonades i equips d'alta temperatura.
9. Alt alumini colable Component principal: Alúmina (Al2O3) Característiques: Alt punt de fusió i bona resistència a la compressió. Excel·lent resistència al xoc tèrmic i resistència al desgast. És fàcil de construir i es pot utilitzar per reparar revestiments de formes complexes. Aplicació: s'utilitza per a la reparació i construcció de revestiments de diversos equips industrials d'alta temperatura, com ara alts forns, forns elèctrics i calderes, etc.
10. Maons refractaris lleugers Ingredients principals: diferents tipus de materials refractaris (com ara alúmina, silici, magnesi) Característiques: Baixa densitat i bones propietats d'aïllament tèrmic. Alta resistència a la compressió i resistència al xoc tèrmic. Fàcil de processar i construir. Aplicació: àmpliament utilitzat en capes d'aïllament tèrmic, materials de suport i equips d'aïllament per a forns industrials.
A les indústries d'alta temperatura, la selecció de materials refractaris és crucial perquè cap material refractari pot adaptar-se a totes les condicions de treball. Normalment, es desitja un material refractari amb una conductivitat tèrmica més baixa perquè pugui controlar de manera més eficaç la calor dins del forn. Tanmateix, en alguns casos també es requereixen materials refractaris amb alta conductivitat tèrmica. Per exemple, en el disseny de forns de mufla protectors en alguns forns de ceràmica, per evitar que els gasos de combustió entrin a la ceràmica, cal transferir la màxima calor possible a la ceràmica. En aquest moment, sovint s'utilitzen materials ceràmics conductors com el carbur de silici. Fer un forn de mufla. La selecció de materials refractaris ha de tenir en compte de manera exhaustiva diversos factors per aconseguir la millor economia tècnica i efectes operatius.
