Refractario con alto contenido en aluminio
El refractario de alúmina es un tipo de cerámica de ingeniería cuyo componente principal es la alúmina, junto con una pequeña cantidad de otros materiales. La alúmina es uno de los óxidos más estables, con gran dureza, alta resistencia mecánica y resistencia al desprendimiento. Es insoluble en agua y en vapor sobrecalentado, así como en la mayoría de los ácidos y bases inorgánicos. El refractario de alúmina no solo presenta las características de los ladrillos refractarios de arcilla, sino que además se mantiene estable en rangos de temperatura más elevados y es adecuado para revestimientos de hornos con temperaturas de hasta 3350 °F. Presenta una elevada resistencia a la erosión en atmósferas oxidantes y reductoras, y se utiliza ampliamente en la industria del procesamiento térmico.
La resistencia de los refractarios con alto contenido en alúmina aumenta a medida que aumenta dicho contenido. Los grados de alúmina 50%, 60%, 70% y 80% contienen una proporción correspondiente de alúmina, respectivamente, con un margen de error de más o menos 2,5%.
Según las normas de la Sociedad Americana para los Materiales y los Ensayos (ASTM), los ladrillos con alto contenido en aluminio se clasifican en las siguientes categorías en función de su contenido en alúmina:
1. Refractario de mullita: Los ladrillos refractarios de mullita contienen aproximadamente un 72% de alúmina y un 28% de sílice. Presentan una excelente estabilidad volumétrica y resistencia a altas temperaturas. Son muy adecuados para la parte superior de hornos eléctricos, altos hornos y hornos de fundición, así como para la estructura superior de los hornos de crisol para vidrio.
2. Refractario de corindón: El término «refractario de corindón» hace referencia a los refractarios que contienen más del 99% de alúmina. Entre estos refractarios se incluyen los monocristalinos, los policristalinos y la alúmina α. Los ladrillos de alta alúmina se utilizan habitualmente en hornos de cemento, cal y cerámica, depósitos de almacenamiento de vidrio, crisoles para la fundición de diversos metales, hornos y hornos de cuba de altos hornos, así como en hornos de escoria de plomo.
3. Estos materiales resultan muy económicos para su uso en la parte inferior del tanque de inmersión en la industria siderúrgica, principalmente debido a su resistencia a la erosión causada por la escoria de hierro. El coste de producción y el precio de los refractarios con alto contenido en aluminio aumentan a medida que aumenta el contenido de alúmina, por lo que es necesario determinar, mediante experimentos o ensayos, el contenido de alúmina más adecuado para cada aplicación.
Ladrillo de magnesia
Los refractarios de magnesio son un tipo de refractario básico cuyo componente principal es el óxido de magnesio y que contienen más del 85% de óxido de magnesio. Se fabrican a partir de magnesita natural (MgCO₃) y sílice (SiO₂). Los ladrillos de magnesia de alta calidad suelen estar compuestos por ferrita con una baja relación CaO/SiO₂ y una cantidad mínima de ferrita, especialmente cuando el revestimiento del horno funciona en condiciones de oxidación y reducción.
Las propiedades físicas de estos ladrillos suelen ser deficientes, pero presentan una gran resistencia a la erosión causada por las escorias alcalinas, especialmente las escorias de ceniza de piedra y las ricas en hierro. Este tipo de ladrillo refractario es el material refractario más importante en el proceso de fabricación del acero. Además de en los hornos metalúrgicos, los ladrillos de magnesia se utilizan actualmente con éxito en los inspectores de depósitos de vidrio, los hornos de cal y los hornos de cemento. La magnesita en bruto (MgCO₃) se utiliza habitualmente en forma de magnesita de cocción ligera o de cocción intensa. La magnesita de cocción ligera se emplea en el tratamiento de aguas residuales, en fertilizantes compuestos y como materia prima química.
La magnesita recocida es una materia prima muy utilizada en la industria de los refractarios. Recientemente, con el fin de mejorar aún más la resistencia a la corrosión, se ha comenzado a utilizar magnesia fundida, sinterizado de magnesita de alta cristalinidad y sinterizado de magnesita de alta pureza. La magnesita fundida se produce a partir de magnesita de grado refractario fundida u otros precursores de magnesita en hornos de arco eléctrico. La masa fundida se retira del horno de arco, se enfría y se tritura. Este material se utiliza en la producción de materiales refractarios.
Productos refractarios – Ladrillos de dolomita
El refractario de dolomita es un tipo de refractario alcalino cuyos componentes principales son el óxido de calcio y el óxido de magnesio. Se obtiene a partir de la dolomita natural (CaCO₃-MgCO₃) mediante calcinación a alta temperatura. El contenido de CaO+MgO de la dolomita de alta pureza es superior al 97%. El refractario de dolomita se considera el material más compatible con el clinker de los hornos de cemento debido a su excelente estabilidad de recubrimiento y a su muy buena resistencia al choque térmico y al ataque alcalino en diferentes condiciones de funcionamiento del horno. Estos refractarios ricos en circonio pueden utilizarse para evitar la formación de grietas.
Refractario de cromita
Los refractarios de cromo-magnesio y los de magnesia-cromo son dos materiales refractarios distintos.
Los materiales de cromo-magnesio suelen contener entre un 15 y un 35% de Cr₂O₃ y entre un 42 y un 50% de MgO; los refractarios de cromo-magnesia se utilizan en partes clave de los hornos de alta temperatura. Estos materiales son resistentes a las escorias y los gases corrosivos y presentan una elevada refractariedad.
Los refractarios de magnesio y cromo contienen al menos 60% de MgO y entre 8 y 18% de Cr₂O₃; estos refractarios son aptos para las temperaturas más elevadas y pueden entrar en contacto con la escoria más básica utilizada en la fundición del acero.
La resistencia al desprendimiento de los materiales de magnesio-cromo suele ser superior a la de los materiales de cromo-magnesio.
Productos refractarios – refractario de circonio
El refractario de circonio es un tipo de material policristalino. Su uso y fabricación como material refractario plantean algunas dificultades. Debe estabilizarse antes de poder utilizarse como refractario. Esto se consigue añadiendo pequeñas cantidades de estabilizadores, como óxido de calcio, magnesio y cerio. Su rendimiento depende principalmente del grado de estabilidad, la cantidad de estabilizador y la calidad de la materia prima original. Los refractarios de circonio presentan una resistencia al fuego muy elevada. Su resistencia a temperatura ambiente puede mantenerse hasta los 2700 °F. Por lo tanto, pueden utilizarse como materiales de construcción de alta temperatura para hornos y hornos de cocción. La conductividad térmica de los refractarios de circonio es mucho menor que la de la mayoría de los demás refractarios, por lo que se utilizan como refractarios aislantes de alta temperatura. Dado que la circonia presenta una pérdida de calor muy baja y no reacciona fácilmente con el metal líquido, resulta especialmente adecuada para la fabricación de crisoles refractarios y otros recipientes para la metalurgia. La circonia es un refractario útil para hornos de vidrio, principalmente porque no se impregna fácilmente con el vidrio fundido y presenta una baja reacción con este.
El término «refractario amorfo» es un término general que designa a los productos refractarios amorfos que se fabrican en forma de suspensión y que, posteriormente, se solidifican para formar bloques sólidos. La mayoría de las formulaciones de refractarios amorfos se componen de refractarios de partículas gruesas (áridos), refractarios de partículas finas (que rellenan los espacios entre las partículas) y aglutinantes (que mantienen unidas las partículas en su estado no sinterizado). Los refractarios amorfos están sustituyendo a los refractarios sinterizados tradicionales a un ritmo cada vez mayor en numerosas aplicaciones, incluidos los hornos industriales.
Existen diversos métodos de construcción para los materiales refractarios amorfos, como el método de apisonado, el método de pulverización, etc. El método de apisonado se utiliza principalmente en aplicaciones en frío, en las que es muy importante una consolidación adecuada del material. Este mismo método puede utilizarse tanto para materiales de fraguado al aire como para los de fraguado térmico. Es necesario seleccionar la herramienta de apisonado adecuada.
El refractario de alúmina es un tipo de cerámica de ingeniería con alúmina como componente principal y una pequeña cantidad de otros materiales. La alúmina es uno de los óxidos más estables, con gran dureza, alta resistencia y resistencia al desprendimiento.
