Materiali Refrattari – Forni Industriali

MATERIALE REFRATTARIO: PANORAMICA SU CARATTERISTICHE ED UTILIZZO

 

Quando si parla di materiale refrattario si intende proprio quello che ci suggerisce l’aggettivo: resistente. Un materiale refrattario è dunque un materiale che è in grado di resistere alle alte temperature; non solo, perché un’altra capacità propria di un materiale refrattario è anche il non reagire chimicamente con gli altri materiali con cui si trova in contatto.

Tendenzialmente si tratta di materiali composti da argilla, calcio ed altri additivi ma è evidente che esistono differenti tipologie di refrattario. I principali, comunque, si suddividono in ossidi di alluminio, silice, composti silico-alluminosi e composti magnesiaci.

Come già affermato in precedenza, si tratta di un prodotto che conserva le sue caratteristiche meccaniche nonostante gli shock esterni.

E’ quindi evidente che materiali del genere trovano un vastissimo impiego nella costruzione di impianti e apparecchiature, considerate le frequenti alte temperature. Per ciò che concerne il settore chimico, i refrattari ben si prestano ad essere impiegati nella produzione di spargifiamme e stufe ma, più banalmente, consideriamo che la loro capacità di resistere al calore, agli sbalzi di temperatura ed alla compressione li rende i candidati ideali per la produzione di vari tipi di forni.

La scelta di un forno refrattario è infatti un punto cruciale per un’attività ristorativa, ad esempio; questo perché chiaramente l’utilizzo di materiali refrattari influenza la prestazione termica e, dunque, la cottura dei cibi (consideriamo, ad esempio, che il forno refrattario tende a cuocere la parte inferiore dei cibi senza spinte di calore iniziali ed improvvise che tendono a dare fastidiose bruciature nella parte inferiore del cibo).

In questo articolo vogliamo però concentrarci sul settore industriale; questo perché anche per ciò che concerne il campo siderurgico, i materiali refrattari sono la scelta migliore per la produzione di vari tipi di forni.

Chiaramente i forni ed il materiale impiegato si differenziano in base all’utilizzo. Consideriamo, ad esempio, l’impiego industriale dei mattoni refrattari. Le tipologie che vanno per la maggiore sono cinque: argilla, cromite, magnesite, bauxite e dinas. Per ciò che concerne l’argilla, evidenziamo che sono i più diffusi nonostante la difficoltà a fronteggiare le scorie di combustibile bruciato. I mattoni di cromite (altamente isolanti) sono invece destinati ai forni per la produzione di leghe ferrose cemento. I mattoni di magnesite vantano un’ottima proprietà meccanica ma tendono a perdere un po’ di volume mentre quelli realizzati in bauxite vengono impiegati per rivestire i forni industriali atti alla produzione del vetro (pensate infatti che per vederli fondere sarebbe necessario superare i 2000 gradi!). I mattoni dinas hanno il loro punto di fusione oltre ai 1750 gradi ma tendono a disgregarsi alle alte temperature, dunque trovano il loro posto nella costruzione di forni atti alla produzione di leghe ferrose.

Chiaramente si tratta di una panoramica piuttosto generica ma quello che è importante capire riguardo ai forni industriali è che essenzialmente ne troviamo di tre tipi: quelli a vuoto, i forni per il trattamento dei metalli (che sono appunto quelli che necessitano di alte temperature) ed infine gli essicatoi. I materiali refrattari possono essere impiegati per la produzione di ghisa (negli altoforni), dell’acciaio e della ceramica. Sono inoltre adatti alle operazioni di fusione, dunque per la produzione di vetro ed anche negli inceneritori, nei reattori chimici e nucleari.

 

In conclusione, risulta evidente come la scelta dello specifico materiale refrattario deve tenere in considerazione una serie di variabili, la più importante delle quali è  proprio la temperatura di esercizio dell’impiego necessario.