Materiale refrattario

Un materiale refrattario è un materiale capace di resistere per lunghi periodi ad elevate temperature senza reagire chimicamente con gli altri materiali con i quali si trova in contatto.

In particolare la normativa ASTM (organismo di normalizzazione statunitense) C71 definisce refrattari "i materiali non-metallici che abbiano proprietà chimico-fisiche tali da potere essere impiegati in strutture o componenti di sistemi che sono esposti ad ambienti con temperature superiori a 538 °C (1000 °F)".

Descrizione

I materiali refrattari possono essere preformati in forma di mattoni oppure possono essere formati in loco, per sinterizzazione, presa idraulica o chimica (calcestruzzi refrattari).Talvolta si attribuisce erroneamente a tutti i materiali refrattari la caratteristica di isolante termico, che è una caratteristica solo di alcuni materiali refrattari.

Tipologie

Tra materiali refrattari più diffusi vi è la malta refrattaria, che è un tipo di materiale resistentissimo alle alte temperature ed è composto da argilla, calcio ed altri additivi. Si presenta in polvere in confezioni che vanno da 1 a 25 kg e si deve miscelare con acqua. Una volta ottenuto un impasto omogeneo, è di facile lavorazione ed elevata adesione alle superfici di lavoro. Può essere applicato a cemento e mattoni refrattari oppure essere applicato su superfici che possono raggiungere anche i 500 gradi di temperatura.

Altri refrattari sono:

• ossidi di alluminio (allumina)
• silice (i più economici)
• composti silico-alluminosi
• composti magnesiaci.

Oltre a quelli citati, esistono materiali refrattari a base di calcio, tungsteno, molibdeno, uranio, cromo, manganese e titanio. Per temperature estremamente alte si possono utilizzare ossido di zirconio, carburo di silicio, carburo di vanadio o grafite. D'altra parte, il carburo di silicio e la grafite non possono essere utilizzati in ambienti in cui sia presente ossigeno, in presenza del quale si ossidano e bruciano.

Utilizzi

La scelta del materiale refrattario da utilizzare per una data applicazione dipende dalle temperature di esercizio e dall'ambiente chimico circostante (acido, basico). Inoltre, a seconda dell'ambiente in cui il materiale refrattario deve operare, bisogna che esso sia inerte chimicamente, resistente agli shock termici, ed avere specifici valori di conduttività termica o coefficiente di espansione termica. I materiali refrattari trovano impiego:

• nei forni per la produzione della ghisa (altoforno), dell'acciaio (forno L.D. o Linz Donawitz / forno Martin-Siemens / forno Thomas) e dei materiali ceramici
• nella produzione del vetro, in particolare per le operazioni di fusione
• negli inceneritori
• nei reattori chimici
• nei reattori nucleari
• nella fabbricazione dei crogioli.
• nella produzione della ceramica forni a tunnel
• in edilizia, nella realizzazione di caminetti a legna.

• 
  Rivestimento interno in materiale refrattario di un forno rotativo
• 
  Giunto di espansione in materiale refrattario

Voci correlate

• Terra refrattaria

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• (EN) Thomas O. Mason, refractory, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.