بدون مواد دیرگداز، بسیاری از نوآوریهای علمی و تکنولوژیکی که امروزه به آنها پرداخته میشود، وجود نداشتند. تمامی محصولاتی که در اطراف ما مشاهده میشوند یا از آنها استفاده میکنیم، به یک نحوی به وجود مواد دیرگداز وابستهاند. دیرگدازها موادی هستند که به تسهیل و توانمندسازی کمک میکنند و برای موفقیت همه صنایعی که با درجه حرارتهای بالا سر و کار دارند، امری حیاتی محسوب میشود.
کلمه"Refractory" از کلمه"Refractarius" مشتق شده است و به معنای "سخت" است. این مواد در برابر حرارتهای بسیار بالا مقاومت داشته و ویژگیهای مکانیکی و حرارتی با کیفیتی دارند. علاوه بر این، این مواد دارای مقاومت بالا در برابر سایش نیز هستند. مواد دیرگداز در کورهها وظیفه میانگیری بین ظرف و مواد مذاب را بر عهده دارند و از حرارت عملیاتی محافظت میکنند. قابلیت اطمینان و عمر طولانی از جمله فاکتورهایی است که در زمان عملیات از این مواد انتظار میرود. بنابراین، هزینه مصرفی دیرگداز براساس عمر مفید و هزینه جایگزینی آن محاسبه میشود.
ماده نسوز نوعی از سرامیکهای مهندسی است که به عنوان سرامیک صنعتی شناخته میشود. این مواد اندازه دانهبزرگتر و تخلخل بیشتری نسبت به سرامیکهای مهندسی دارند و از مواد دانهای تشکیل شدهاند که توسط یک فاز چسبندگی در کنار یکدیگر قرار میگیرند. هر دو اگریگیت و عامل چسبندگی ممکن است چند فازی باشند. برای کنترل دقیق ریزساختار مواد، توزیع اندازه ذرات نظارت میشود که بر تخلخل و تراکم، استحکام، ظرفیت تحمل بار، مقاومت در برابر فرسایش و مقاومت در برابر شوک تأثیرگذار است. در بازارهای مرتبط، میتوان انواع گستردهای از ریزساختارهای پیچیده مواد دیرگداز را تهیه کرد.
بسیاری از مواد دیرگداز اکسیدی به عنوان پایه خود، اما به طور روزافزون در حال تبدیل به مواد مرکب (کامپوزیت) هستند که شامل مواد غیراکسیدی نیز میشوند، از جمله گرافیت، کاربید سیلیسیم، رزین و ذرات فلزی.
مواد نسوز بر اساس مواد تشکیل دهنده پایهشان دستهبندی میشوند. این دستهبندی بر اساس استانداردهای سازمان بینالمللی استاندارد به سه بخش مواد بازی، غیربازی (اسیدی)، اکسید کربن و مواد تخصصی تقسیم میشود.
مواد دیرگداز به دو صورت شکلدار و بدون شکل (مونولیتیک) ساخته میشوند. مواد نسوز شکلدار شامل مواد پختهشده و پختهنشده با اشکال مشخص، پیشساخته و فیوژن کست هستند. مواد دیرگداز مونولیتیک شامل مواد ریختنی، کوبیدنی، پوششی، مواد خشک ویبرهشونده، پلاستیکی، لکهگیری و ملات میباشند. مواد دیرگداز مونولیتیک با آجرهای دیرگداز از آنجا که قبل از استفاده به شکلدهی و حرارتدهی نیاز ندارند متفاوت هستند. بنابراین، نیاز به انرژی بالا ندارند، بیشتر در دسترس هستند، زمان نصب کمتری را میطلبند، قابل تعمیر در محل هستند و به نیروی کار کمتری نیاز دارند.
بزرگترین مصرفکنندههای مواد دیرگداز، صنایع فولاد و چدن هستند که به طور تقریبی ۷۹ درصد از کل مصرف این مواد را تشکیل میدهند. باقی مصرفکنندگان عمده مواد دیرگداز شامل صنایع سیمان و آهک، سرامیک، شیشه، مواد شیمیایی، مواد غیرآهنی و صنایع ریختهگری هستند. در نتیجه، هرگونه پیشرفت در تولیدات چدن و فولاد تأثیرات متقابلی بر روی صنعت دیرگداز دارد.
یکی از موضوعات مهم در تکنولوژی دیرگداز، افزایش مصرف مواد دیرگداز مونولیتیکی است که بیش از نیمی از کل تولیدات در بسیاری از کشورها را شامل میشود. دلیل این افزایش، سرعت بیشتر و هزینه کمتر نصب و همچنین خواص این مواد که به مواد دیرگداز شکلدار نزدیکتر شدهاند، است. مواد دیرگداز مونولیتیکی با کارایی بالا و صرفهاقتصادی که به مصرفکنندگان عرضه میشوند، در طی سالهای گذشته تبدیل به محصولات پراستفادهای در صنایع شدهاند. اگرچه تولیدات مواد دیرگداز در صنایع در دورهای از زمان (۱۹۸۵- ۲۰۰۴) کاهش داشته است، تولیدات فولاد خام و مواد دیرگداز مونولیتیکی در آن دوره ثابت بوده است. این ثبات به دلیل کاهش واحدهای مصرفی دیرگداز از ۱۲ به ۱۰ کیلوگرم برای هر تن فولاد در این دوره بوده است. به دلیل تولید مواد دیرگداز توسط کشورهای در حال توسعه و استفاده از نیروهای کار با هزینه پایین و در نتیجه تولید محصولات دیرگداز با قیمتهای مقرون به صرفه، واردات مواد دیرگداز نیز به طور مداوم در حال افزایش است. اگرچه میزانی افزایش تولید در مواد ریختهگری و پاششی و همچنین میزانی کاهش در تولید محصولات دیرگداز پلاستیکی و کوبیدنی وجود داشته است. این شرایط در کشورهای امریکا و برزیل نیز برقرار بوده است.
پیشرفت تکنولوژیکی بشر از زمانی آغاز شد که توانست آتش را در اختیار خودش داشته باشد. در همان زمان، تاریخ استفاده از مواد دیرگداز آغاز شد. انسانها دریافتند که بعضی از نواحی پس از تماس با آتش در برابر نفوذ آب مقاوم شده بودند. سپس آتشکدههای بزرگتری ساخته شدند و تکنولوژی دیرگداز تکامل یافت. قدیمیترین اجاق پخت و پز ۳۰۰۰۰ سال قبل از میلاد در سرزمین چین یافت شده است. همچنین، این اجاقها در خاورمیانه نیز ۱۰۰۰۰ سال قبل از میلاد متداول بودهاند. در ۶۵۰۰ سال قبل از میلاد، اولین تمدنها توسط هنر سفالگری، توسط حرارت به سفال شکل میدادند. مدارک باستانشناسی نشان میدهد که ساکنان آسیای غربی در ۶۰۰۰ سال قبل از میلاد اجاقهایی از جنس خشت را درون گودالهایی در زمین ایجاد کرده بودند که از آن برای پخت و پز غذا استفاده میشده است. بعداً، مردم برای افزایش مقاومت حرارتی و ترمیم ترکها این اجاقها را با گِل میپوشاندند. این از اولین مواد استفاده از گلهای نسوز در تاریخ است که در آن توسط حرارت عملیات یک پیوند سرامیکی در مواد دیرگداز استفاده شده به وجود آمد. همچنین، مدارکی موجود است که نشان میدهد که مصریان و رومیان باستان از ملات و بتن برای عملیات حرارتدهی استفاده میکردند. هزاران سال است که انسانها از کورهها استفاده میکنند. کورهای در ۴۰۰۰ الی ۴۵۰۰ سال قبل از میلاد در تِپِه گاورا (شهرک باستانی بینالنهرین در شمال غربی عراق) پیدا شد که باستانشناسان معتقدند نوعی درب دائمی داشته است.
سنگهای طبیعی که به مانند آجر شکل داده شدهاند، خشتها و شنها برای هزاران سال به عنوان مواد دیرگداز مصرف میشدند، در حالی که کورهها همچنان با آتش چوب گرم میشدند. در حدود سال ۶۰۰ قبل از میلاد در اروپا کورههای بلندی مورد استفاده بودند که با ذغال سنگ کار میکردند. در آن زمان، هنگامی که چدن ذوب، پرداخت و ریخته میشد، هنوز از سنگ و خشت به عنوان مواد دیرگداز استفاده میشد.
جدیدترین نوع مواد دیرگداز که در آمریکا استفاده میشود، میکاشیست یا سنگ سیلیسی نام دارد که در کورههای چدن و آهنگری استفاده میشود. اولین تلاش موفق در ساخت کوره ذوب آهن در سال ۱۶۴۵ میلادی در شهر ساگو، ایالت ماساچوست بود. تا قرن ۱۹ام به دلیل هزینه بالای آجرهای نسوز، برای ساختن کورهها و کورههای آهنگری از سنگهای محلی استفاده میکردند. حتی تا سال ۱۹۶۸ برای مبدلهای بسمر نیز از سنگ استفاده میشد.