Lo scopo di un materiale refrattario è quello di resistere alle alte temperature richieste in forni, fornaci, inceneritori, centrali elettriche ecc. senza contaminare altri materiali e di conservare il calore nella zona dove è necessario. I refrattari densi sono pesanti con bassa porosità ma alta resistenza meccanica. I refrattari isolanti hanno una porosità maggiore che li rende meno densi e con una bassa conducibilità termica. Questo aumenta l’efficienza e riduce la quantità di energia richiesta per il processo in questione.
La forma più comune di refrattari densi sono i mattoni refrattari. Fatti di silicati di alluminio idratati con piccole quantità di altri elementi, sono versatili e relativamente economici. I mattoni refrattari con un più alto contenuto di allumina sono in grado di funzionare a temperature più alte. I refrattari con un contenuto di allumina del 99% sono conosciuti come corindone e sono usati in processi a più di 1500°C come la colata dell’acciaio, la fabbricazione del vetro, la fusione delle ceneri, l’incenerimento e gli stampi per la fusione di superleghe.
Il silicato di zirconio è l’ingrediente principale dei refrattari di zircone che sono estremamente resistenti fino a temperature superiori a 1750°C. Sono usati per costruire forni e fornaci, per fare crogioli nelle industrie metallurgiche perché non reagiscono con i metalli liquidi e nei forni per vetro perché non sono bagnati dal vetro fuso.
I refrattari monolitici sono forniti in forma grezza per essere gettati, speronati o sparati sul posto. I refrattari da colata sono anche conosciuti come calcestruzzi refrattari e contengono cemento ad alta allumina. Sono usati nell’industria del ferro e dell’acciaio nei vagoni dei forni, nelle caldaie e per coprire il pavimento, le porte, le pareti e altre aree di superficie dove avvengono processi ad alta temperatura. I calcestruzzi isolanti contengono aggregati leggeri come la vermiculite. Sono più deboli dei calcestruzzi standard. I refrattari plastici sono forniti in blocchi simili all’argilla che possono essere tagliati a misura e piantati in posizione. Sono progettati per riparazioni di rivestimenti in mattoni o monolitici e sono anche usati in mestoli e lavandini.
I mattoni refrattari isolanti sono fatti da argille da fuoco con aggiunta di allumina, per le sue proprietà refrattarie, e di riempitivo organico che brucia durante la cottura per lasciare un mattone leggero e poroso. I mattoni sono classificati in base al livello di temperatura che possono sopportare e sono utilizzati per il rivestimento di forni e fornaci o come isolamento secondario, rivestimenti di fumi, in fosse di ammollo e camere di reattori, tra gli altri.
La fibra ceramica refrattaria, nota anche come lana di silicato di allumina, è una forma di lana isolante ad alta temperatura. Filate da una miscela di biossido di alluminio fuso e biossido di silicio, le fibre sono fatte in coperte, carta, corda, pannelli e moduli di blocchi. Leggeri, con una bassa conduttività termica e un’eccellente resistenza agli shock termici, i prodotti in fibra ceramica vengono utilizzati per l’isolamento in caldaie e forni, sui vagoni dei forni, nelle corone dei forni per vetro e intorno ai giunti di espansione, per creare guarnizioni intorno alle porte dei forni e come rivestimento per il reforming e la pirolisi nell’industria petrolchimica.