Tulenkestävä materiaali on komposiittimateriaali, joka kestää korkeita lämpötiloja ja korroosiota ja jota käytetään laajasti eri valmistusalueilla. Yksi tärkeimmistä sovelluksista on terästuotannossa valusankojen suojavuorauksena, raffinointiuuneissa ja sulan metallin virtauksen säätelyssä.
Korkeaa lämpötilaa kestävien oksidien on läpäistävä erittäin äärimmäiset työympäristöt, mukaan lukien syövyttävät ympäristöt ja korkeat lämpötilat (nestemetallin lämpötila ylittää 1650 astetta). Käytön aikana se joutuu kosketuksiin sulan metallin, homekuonan ja karkeiden pintojen kanssa. Sillä on korroosion ja kulumisen lisäksi merkittävä vaikutus tulenkestävien materiaalien vakauteen ja se voi johtaa käyttöiän lyhenemiseen.
Tästä syystä käytettävien materiaalien fysikaalisilla ja kemiallisilla ominaisuuksilla on erittäin tärkeä vaikutus tulenkestävien materiaalien vakauteen ja kulutuskestävyyteen käytön aikana, joten oikean materiaalin valinta on ratkaisevan tärkeää. Useimmat tulenkestävät materiaalit valmistetaan useiden erityyppisten materiaalien, kuten keraamisten jauheiden (oksidien), reaktiivisten metallien tai karbidien seoksesta, ja joskus lopputuotteeksi valitaan hiili/grafiittihiutaleita.
01.Zirkonium-mulliitti Zirkonium-mulliittiyhdisteellä (ZM) on erinomaiset ominaisuudet ja se on yleisesti käytetty raaka-aine tulenkestävissä materiaaleissa. Zirkoniumoksidilla on korkea sulamiskestävyys (sulamisaste=2,715 astetta) ja erityinen korroosionkestävyys kuonaa vastaan. Lisäksi sekä zirkoniumoksidilla että mulliitilla (Al2O3.SiO2) on alhaisemmat lämpölaajenemiskertoimet kuin tavallisella alumiinioksidilla tai magnesiumoksidilla, joten ZM:tä käytetään sovelluksissa, jotka ovat herkkiä lämpöshokeille, kuten jatkuvavalusuuttimissa. Se on valmistettu sulasta zirkonihiekasta (ZrO2.SiO2) ja alumiinioksidista (Al2O3) valokaariuunissa. Sulamisen jälkeen nestemäinen oksidi jäähtyy ja puhdas ZrO2 erottuu alemman sulamispisteen mulliittimatriisista.
02. Ruskea korundi Ruskeaa korundia (BFA) käytetään monissa tulenkestävissä sovelluksissa, kuten tulenkestävissä tiileissä, tulenkestävissä lohkoissa ja hiilisidottuissa suuttimissa jatkuvassa valussa. Bauksiitti, alumiinioksidin ja alumiinin valmistukseen käytetty malmi, koostuu alumiinihydroksidista ja useista epäpuhtauksista (natrium, titaani, rauta ja pii). Koska vanadiinimalmi sisältää hematiittia (Fe2O3), kaoliinia, anataasia (TiO2) ja ilmeniittiä (FeTiO3).
