MATERIALES REFRACTORIOS: Se conoce como material refractario a aquellos materiales cuyas propiedades permiten que pueda soportar temperaturas muy elevadas, sin embargo estos deben de soportar una temperatura en específica sin sufrir ningún tipo de deterioro en sus condiciones internas, como por ejemplo la corrosión. Esta condición permite que los materiales refractarios sean utilizados en todos los hornos de fabricación, ya sea en las refinerías, industria química, metalurgia, industrias de vidrio y cerámica. El material refractario conocido por excelencia es la cerámica: Estos materiales están formados por partículas diminutas de óxido, las cuales están unidas a otro material de características refractarias pero más finas. En el área de construcción podemos encontrar varios ejemplos de materiales refractarios, tenemos el cemento refractario el cual es utilizado para soportar además de revestir paredes, así mismo se encuentra el ladrillo refractario es muy resistente a las altas temperaturas y a los casos de abrasión, sus caras están caracterizadas por ser lisas además de que es un buen aislante térmico. Los materiales refractarios se pueden clasificar en cuatro categorías, están los ácidos, los básicos, los neutros y los especiales.
El primer grupo correspondiente a los ácidos incluyen materiales como la arcilla de alúmina y de sílice, son materiales poco costosos pero tienen la desventaja de ser materiales muy débiles, los refractarios básicos están basados en la periclasa o la magnesia, estos tienen la propiedad de tener un punto de fusión bastante elevado, por lo general son más costosos que los ácidos. Los materiales refractarios neutros funcionan como barreras entre los ácidos y los básicos, ejemplos de estos son la magnesita y la cromatina. Por último, los refractarios especiales son utilizados cuando no hay una disponibilidad de oxigeno con facilidad, ejemplos de estos son el carbono y el grafito. Las propiedades más importantes de los refractarios cerámicos es su resistencia a bajas y altas temperaturas, además de su densidad. Los refractarios densos con baja porosidad tienen mayor resistencia a la corrosión y a la erosión.
Los materiales refractarios cerámicos son aquellos cuyo punto de fusión es mayor a 1700 grados Celsius.
Las principales aplicaciones de estos materiales son : los ladrillos de circonio , los cuales son utilizados en la realización de pavimentos y toberas de vertido continuo , están los ladrillos de sílice los cuales son utilizados en los hornos cerámicos y los hornos coque , los
ladrillos de alta alúmina son aquellos utilizados en la regeneración de hornos de dañados por ácidos , también tenemos los ladrillos refractarios de alta resistencia , estos son utilizados en los revestimientos para hornos de cal y de cemento , por ultimo tenemos los ladrillos de magnesita , estos se aplican en los óxidos de fabricación del acero FABRICACIÓN DE REFRACTORIOS: El proceso de fabricación de ladrillos refractarios consta de seis tipos:
Preparación de materias primas Basculación y mezclado Prensado Secado Cocción Selección y Almacenamiento
Los Ladrillos Refractarios es utilizado por dos tipos:
Ladrillos refractario con alto contenido en alúmina: Tienen un coeficiente de dilatación muy bajo, por lo cual están preparados para soportar altas temperaturas y luego se enfrían sin llegar a presentar dilataciones o deformaciones significativas que lo afecten. “Son ladrillos de alto costo porque son escasas las arcillas con que se fabrican”
ladrillos refractarios con alto contenido de sílice: Estos ladrillos pueden soportar altas temperaturas, y a diferencia de los anteriores, se dilatan de manera considerable cuando son sometidos a fases alternativas y continuas de calor y frío, es así que dichos cambios bruscos de temperatura los afectan de tal modo que se desintegran
CARACTERISTICAS DE LADRILLOS REFRACTORIOS:
El color que adoptan estos ladrillos se debe al proceso de fabricación Piezas de alta densidad Poseen textura lisa y homogénea Baja conductividad térmica Alto punto de fusión
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES REFRACTARIOS: A. Composición Química: Tiene la capacidad para resistir a los ambientes a los que van a estar expuestos dependen en gran medida de su composición química. Esta clasificación no siempre es altamente precisa pero es muy útil. Esta basada en el contenido del compuesto principal (Sílice, alúmina, magnesia, etc.)
Refractario de Silice Refractario de semi-silice Refractario silico-aluminos Refractario aluminoso Refractario de alto contenido en alúmina Refractario de muy alto contenido en alúmina Refractario de magnesia Refractario de Forsterita Refractario de dolomía Refractario de magnesia-cromo Refractario de cromo Refractario especiales
B. Propiedades ácido-base
Refractarios ácidos: Refractarios de sílice, de semi-sílice, silicoaluminosos, de carburo de silicio, de circonia y de silicato de circonio. Refractarios básicos: Refractarios de magnesia, de dolomía sinterizada, magnesia cromo y de forsterita . Refractarios neutros: Refractarios de carbono, de cromita y de cromo – magnesia Refractarios anfóteros: Refractarios de alta y muy alta alúmina.
C. Atendiendo a las características físicas del producto acabado
Materiales conformados: Son piezas refractarias obtenidas por cualquiera de los métodos de conformado, principalmente por prensado, y luego sometidas a un proceso de cocción a alta temperatura, generalmente en un horno túnel, para lograr su aglomeración. También puede llegarse a la fusión total de las materias primas, en un horno eléctrico, y obtener piezas refractarias electrofundidas por colado y posterior solidificación, como en el caso de los materiales metálicos
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Ladrillos normales y en cuña Bloques
Materiales no conformados: Son mezclas refractarias que pueden ser usadas directamente en el estado que son suministradas, como es el caso de las masas plásticas o bien después de la adición de un líquido apropiado, como es el caso de los hormigones o cementos refractarios. Se forman así revestimientos monolíticos, sin juntas y con un espesor no discreto.
Morteros Hormigones Masas plásticas
Productos funcionales: Son materiales conformados y se corresponden con las partes que se cambian más a menudo en los hornos y que realizan una función especifica durante el proceso. Están sujetos a solicitaciones mucho más agresivas (Tensiones más elevadas, etc), que los situados en otras partes de los hornos. Por ejemplo, cierres de corredera, buzas, tapones porosos, etc.
D. Según la porosidad del producto conformado: Refractarios densos: Se consideran refractarios densos aquellos materiales cuya
refractariedad sea igual o superior a los 1500 ºC y el valor de la porosidad total sea inferior al 39 % en volumen. Refractarios aislantes: Se consideran refractarios densos aquellos materiales cuya refractariedad sea igual o superior a los 1500 ºC y su porosidad total es igual o superior al 45 % en volumen.
E. Atendiendo al proceso de fabricación: Refractarios convencionales: Obtenidos por conformado por prensado, extrusión
o moldeo y luego cocidos a una temperatura en que no se alcanza la temperatura de fusión. Refractarios especiales: Se llega a la fusión total y luego se cuela y se solidifica. Son los materiales refractarios electro fundidos, como por ejemplo de mullita, de alúmina, etc.
F. A su Uso: Refractarios para la industria siderurgica. Refractarios para la industria cementera Refractarios para la industria de la cal Refractarios para la industria del vidrio Refractarios para la industria petroquímica