Tulenkestävät materiaalit (refractories) ovat ei-metallisia materiaaleja, joiden palonkestävyys on vähintään 1580 °C ja joita käytetään yksiköissä ja laitteissa suojaamaan lämpöenergian ja kaasun, nestemäisten, kiinteiden aggressiivisten reagenssien vaikutuksilta. [1] Ne on valmistettu mineraaliraaka-aineista, ja niille on tunnusomaista kyky säilyttää toiminnalliset ominaisuutensa ilman merkittäviä rikkomuksia erilaisissa käyttöolosuhteissa korkeissa lämpötiloissa. Niitä käytetään metallurgisten prosessien suorittamiseen ( sulatus , hehkutus , pasuttaminen , haihdutus ja tislaus ), uunien, korkean lämpötilan yksiköiden (reaktorit,moottorit , rakenneosat jne.). Käytettyjä tulenkestäviä aineita kutsutaan tulenkestäväksi romuksi ja niitä käytetään kierrätykseen.
Useimmat tulenkestävät tuotteet valmistetaan yksinkertaisina tuotteina, kuten suorakaiteen muotoisena suuntaissärmiönä , joka painaa useita kiloja. Tämä on universaali muoto erilaisten kokoonpanojen vuoraukseen . Nykyään tulenkestävässä teollisuudessa on havaittavissa yksinkertaisten tuotteiden muodossa olevien tulenkestävien aineiden tuotannon vähenemistä ja vastaavasti tulenkestävien betonien ja massojen tuotannon kasvua.
Tulenkestävälle materiaalille on ominaista lisääntynyt lujuus korkeissa lämpötiloissa, kemiallinen inertisyys. Koostumukseltaan tulenkestävät materiaalit ovat tulenkestävien oksidien , silikaattien, karbidien , nitridien , boridien keraamisia seoksia . Hiiltä ( koksia , grafiittia ) käytetään tulenkestävänä materiaalina . Pohjimmiltaan nämä ovat ei-metallisia materiaaleja, joiden palonkestävyys on vähintään 1580 ° C , niitä käytetään melkein kaikkialla, missä vaaditaan prosessia korkeissa lämpötiloissa.
Jopa ihmiskulttuurin kynnyksellä, tulen tuottamisessa , tarvittiin tulenkestäviä materiaaleja. Ihmisyhteiskunnan ja sen kulttuurin vuosituhansien kehityksen seurauksena tulenkestävistä materiaaleista on tullut nykyaikaisten masuunien , terässulatuksen , kuparin sulatuksen , sementin kalsinoinnin , lasin sulatuksen ja muiden uunien perusta.
Tulenkestäviä aineita tiilien muodossa, jotka oli valmistettu tulenkestävästä savesta ja kaoliinista , alettiin valmistaa masuunien tulon jälkeen. Venäjällä - noin 1600-luvun puolivälissä. Pietari I : n aikana merkittävä määrä tällaisia tiiliä valmistettiin savesta Moskovan lähellä. XIX vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla. tulenkestävien materiaalien tuotanto kehittyi pääosin metallurgisilla tehtailla lisäten yleistä kehitystä. TSB :n mukaan ensimmäinen tulenkestävien materiaalien erikoistuotanto järjestettiin Saksassa vuonna 1810.
Teollisuuden nopean kehityksen myötä Venäjän imperiumi ei ole enää kiinnostunut tulenkestävien materiaalien käsityöstä, vaan erikoistuneesta toimialasta, jonka tulisi olla tulenkestävän teollisuuden perusta. Ensimmäiset askeleet tässä asiassa olivat ensimmäisten tehtaiden perustaminen: Belokamenskyn tulenkestävä tehdas Bryantsevkaan (nykyinen Soledarin kaupunki ) (1893) ja tulenkestävä tehdas Latnayassa (1897), jolla on kapea erikoistuminen tulenkestävään materiaaliin.
Tulenkestävien materiaalien tuotanto entisessä Neuvostoliitossa on keskittynyt kolmelle tärkeimmälle teollisuusalueelle: Etelä (Belokamenka, Chasov Yar), Keski (Podolsk) ja Ural (Pervouralsk, Bogdanovich).
Tällä hetkellä tulenkestävän teollisuuden läsnäolo ja tulenkestävien materiaalien laatu tietyssä maassa kuvaavat sen teollistumisen astetta . Maailman yli 212 maasta vain 35 maassa on tulenkestävä teollisuus. Yli puolet maailman tuotannosta on IVY -maiden ja Yhdysvaltojen osuus .
Tulenkestävät materiaalit ovat kappaletuotteita (lohkoja) ja muotoilemattomia. Viimeksi mainitut sisältävät kovapinnoitemateriaalit, laastit, täytteet ja muut erityiset täyte- ja muovausmassat, mukaan lukien tulenkestävän betonin ja ruiskubetonin valmistukseen käytettävät.
Tulenkestävät materiaalit jaetaan seuraavien kriteerien mukaan:
On erotettava happamat, neutraalit ja emäksiset tulenkestävät aineet. Tarkempi luokitus tehdään niiden kemiallisen koostumuksen mukaan:
Tulenkestävällä materiaalilla on monia sovelluksia, mutta ne kaikki voidaan jakaa kahteen pääryhmään, nämä ovat yleisiin tarkoituksiin käytettävät tulenkestävät tuotteet (tulenkestävät tuotteet, esimerkiksi tiili ) ja tulenkestävät aineet, jotka on suunniteltu erityisesti mihin tahansa lämpöyksikköön. Tulenkestäviä materiaaleja käytetään metallurgiassa, lasissa, sokeriteollisuudessa, konepajateollisuudessa, kemianteollisuudessa sekä kaikilla muilla teollisuudenaloilla, joissa työskennellään masuunilla, akselilla ja pyörivällä uunilla.