Refractarios de sílice
Todos los refractarios se basan en arcilla refractaria, lo que contiene, alúmina y sílice. De hecho, todos los ladrillos refractarios de alta resistencia al calor están hechos de arcilla refractaria. Al igual que los morteros resistentes al calor, el aislamiento, la alfarería, la cerámica, las mantas cerámicas o las baldosas cerámicas del transbordador espacial, los orígenes de estos materiales parten de la arcilla refractaria, cuya fusión comienza en el punto 1600 Celsius °C o 2912 Fahrenheit °F. Sólo las tecnologías especiales de fabricación de estos materiales caros cambian sus propiedades y aplicaciones de uso. Pero no vamos a ir al espacio, al menos por ahora.
Foto detallada de la arcilla refractaria. La arcilla refractaria es un barro normal, así de simple, pero un barro con mayor contenido de alúmina (AL). Suele tener un color más blanquecino. De blanquecino a amarillento, rosáceo, marrón claro. También es barato como barro. Los proveedores de refractarios o cerámica lo venden. Aunque venga en polvo seco en sacos, la arcilla refractaria sigue siendo muy pesada (calculadoras de propiedades físicas de diversos materiales refractarios.) Sólo se necesita un saco por cúpula si se compra la arcilla en polvo seco. Normalmente, el contenido de alúmina de la arcilla refractaria oscila entre el 24% y el 34% de Al y el de sílice entre el 50% y el 60% (calculadora de porcentajes).
Ladrillos de sílice
“En los últimos veinticinco años se ha producido un cambio notable en el carácter y los tipos de refractarios para la construcción de hornos. No hace muchos años, la producción de refractarios consistía casi exclusivamente en formas de arcilla refractaria y sílice. Unos pocos ladrillos con alto contenido en alúmina se fabricaban con arcillas de diáspora de Missouri o con bauxita y arcillas refractarias. En una fecha posterior, aunque poco utilizados, se dispuso de refractarios de alto contenido en alúmina que se fabricaban con alúmina de mayor grado de pureza, mediante el proceso de fusión. Hoy en día, los refractarios que cubren toda la gama de composición desde aproximadamente 98% de SiO2 a 99 1/2% de Al2 03 , excepto un breve intervalo de aproximadamente 4 a 12% de Al2 03 , encuentran amplias aplicaciones comerciales.
Los refractarios de alta alúmina son aquellos que tienen un contenido de alúmina del 50% o superior, siendo el resto esencialmente sílice, y se dividen arbitrariamente en tres grupos en función del contenido de alúmina. Se trata de ladrillos refractarios de 50%, 60% y 70% de Al2 03. Los refractarios de alúmina fundida se agrupan por separado. Para fabricar estos materiales refractarios con alto contenido en alúmina, se utilizan principalmente materias primas con alto contenido en alúmina, como la arcilla diaspórica y la bauxita. Para la fabricación de refractarios de alto contenido en alúmina o refractarios de mullita también se utilizan minerales silicoaluminosos naturales como la sillimanita, la cianita y la andalucita.
Fórmula de arcilla china
La arcilla refractaria de la presente invención es especialmente adecuada para construir diversos revestimientos de altos hornos de diferentes tipos de ladrillos refractarios. La arcilla refractaria se compone de árido 72-76%, adhesivo 24-28% y promotor, el árido contiene Al2O3, SiO2, SiC, C, Si y otros componentes y el adhesivo se compone de asfalto, resina fenólica, resina de furano y alquitrán. En comparación con la tecnología disponible, la arcilla refractaria tiene un rendimiento de alta temperatura, alta resistencia al fuego, alto punto de reblandecimiento de la carga, alta fuerza de adhesión y pequeño coeficiente de expansión térmica, y otras características. Además, tiene buenas propiedades de construcción y es adecuada para el funcionamiento in situ.
Como es sabido, el revestimiento refractario de un alto horno de fabricación de hierro está construido por paredes frías y ladrillos refractarios, y el entorno de trabajo y el mecanismo de pérdida por combustión de las distintas partes de la garganta, el eje y el fondo del alto horno son diferentes. Con el fin de equilibrar la velocidad de daño del revestimiento del horno de cada parte y hacer que el revestimiento del horno se dañe de manera uniforme, logrando así el propósito de prolongar la vida útil del revestimiento del horno, la solución es construir ladrillos refractarios de diferentes materiales (es decir, la construcción integral del alto horno) en diferentes partes del alto horno, tales como ladrillos de arcilla, ladrillos de alta alúmina, ladrillos de aluminio-carbono, ladrillos de carburo de silicio, ladrillos de carburo de silicio semi-grafitizado, ladrillos de carbono y similares. Con la mejora continua de la tecnología de preparación del alto horno y el fortalecimiento continuo del proceso de producción, las condiciones de trabajo del revestimiento refractario del alto horno se vuelven más severas. Por lo tanto, las condiciones de combinación de los ladrillos refractarios de diferentes materiales requeridos por las diferentes tecnologías de construcción de hornos son más estrictas.
Propiedades refractarias de la arcilla refractaria
La norma ASTM C71 define los materiales refractarios como “…materiales no metálicos con propiedades químicas y físicas que los hacen aplicables a estructuras, o como componentes de sistemas, expuestos a ambientes por encima de los 1.000 °F (811 K; 538 °C)”[3].
Los materiales refractarios se utilizan en hornos, incineradores y reactores. Los refractarios también se utilizan para fabricar crisoles y moldes para la fundición de vidrio y metales y para revestir los sistemas deflectores de llama de las estructuras de lanzamiento de cohetes[4] En la actualidad, los sectores de la siderurgia y la fundición de metales utilizan aproximadamente el 70% de todos los refractarios producidos[5].
Los materiales refractarios deben ser química y físicamente estables a altas temperaturas. En función del entorno de trabajo, deben ser resistentes a los choques térmicos, químicamente inertes y/o tener unos rangos específicos de conductividad térmica y de coeficiente de dilatación térmica.
Los óxidos de aluminio (alúmina), silicio (sílice) y magnesio (magnesia) son los materiales más importantes utilizados en la fabricación de refractarios. Otro óxido que suele encontrarse en los refractarios es el óxido de calcio (cal)[6] Las arcillas refractarias también se utilizan mucho en la fabricación de refractarios.