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Material refractario

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Son refractarios aquellos materiales capaces de soportar elevadas temperaturas, manteniendo sus propiedades mecánicas, y químicas sin sufrir alteración.

Son en general una mezcla de arcillas refractarias y chamota. Los refractarios típicos están compuestos por diversas partículas gruesas de óxidos aglutinado con un material refractario más fino. Las características de fusibilidad vienen dadas por su composición y por su estructura física[1].

Es usado en la construcción de hornos, estufas, incineradores, crisoles, reactores, vidrio, en general, en todos los procesos industriales donde se soportan grandes temperaturas, en especial por encima de los 1000ºC [2].


Normativa Editar

UNE (150 R836-68):

Materiales refractarios como a aquellos productos naturales o artificiales cuya refractariedad (Resistencia piroscópica) es igual o superior a 1500 ºC.

Resistencia piroscópica: resistir esas temperaturas sin fundir o reblandecer.

La definición anterior solo hace referencia a las temperaturas mínimas que debe de ser capaz de resistir un refractario, sin tener en cuenta otro tipo de solicitaciones o condiciones. Es importante precisar que la resistencia piroscópica es una condición necesaria, pero no es suficiente para que una material sea considerado como refractario, ya que además debe conservar a dichas temperaturas elevadas una resistencia mecánica y/o una resistencia a la corrosión suficientes para el empleo a que se destine.[3]


Historia Editar

Lion Darius Palace Louvre Sb3298.jpg

Lion on a decorative panel made of molded bricks, Darius's palace at Susa. Terracotta, ca. 510 BC.

Los materiales refractarios más antiguos, fueron piedras naturales, como granitos areniscas, cuarcitas, piedra pómez, cortados en bloques de dimensiones adecuadas para construir los hornos. A mediados del siglo XVIII es cuando se sustituyen estos materiales por ladrillos de arcilla cocida "sílico-aluminosos".


Posteriormente a los ladrillos de arcilla cocida aparecieron los ladrillos de sílice. Sin embargo, los primeros ladrillos de sílice, unidos entre sí con mortero de cal, se emplearon en Persia hacia el año 500 a. de C. en la construcción del palacio de Darío. Dichos ladrillos parece ser que estaban cocidos a unos 1200 ºC y se utilizaron solamente en la construcción. Como refractarios los primeros fueron fabricados hacia el año 1842 en Inglaterra por W. W. Young fabricante de porcelana, utilizando una roca que se encontraba en el Valle de Neath, al Sur de Gales, y que recibía el nombre de Dinas, de ahí el nombre de ladrillos de Dinas (dinas bricks) dado durante muchos años a los ladrillos de sílice, y que todavía se encuentra en alguna literatura.

La roca Dinas, está compuesta principalmente por sílice, como impurezas comunes entra alúmina, óxido de hierro y cal, una vez molida se mezclaba con una pequeña cantidad de cal o arcilla, y se prensaban. la composición de este ladrillo era [4]:

  • 93 % de SiO2
  • 3,5% de Al2O3
  • 3,5% de CaO

Tipos de material refractarioEditar

Condorhuasi de relleno1.jpg

Este horno, [5]está realizado a partir del diseño del horno condorhuasi, con relleno refractario poroso.

Los refractarios se dividen en cuatro grupos: ácidos, básicos, neutros y especiales en función de su modo de reacción a la química.

  • Refractarios ácidos: Incluyen las arcilla de sílice, de alúmina y refractarios de arcilla. El sílice puro a veces se utiliza para contener metal derretido. Los refractarios de arcilla por lo general son relativamente débiles, pero poco costosos. Contenidos de alúmina por arriba de aprox. 50% a un 80 % de Al203 y un 10% a un 45% de SiO2 constituyen los refractarios de alta alúmina [6] [7]. Se utilizan en áreas donde la escoria y la atmósfera son ácidas, es decir que son estables a los ácidos, pero atacados por los álcalis.
  • Refractarios Básicos: Varios refractarios se basan en el MgO(magnesia o periclasa) El MgO puro tiene un punto de fusión alto, buena refractariedad, buena resistencia al ataque por los entornos que a menudo se encuentran en los procesos de fabricación de acero. Típicamente, los refractarios básicos son más costosos que los refractarios ácidos.
  • Refractarios Neutros: Normalmente incluyen la cromatina y la magnesita, pueden ser utilizados para separar refractarios ácidos de los básicos, impidiendo que uno ataque al otro.
  • Refractarios Especiales: El carbono, el grafito, es utilizado en muchas aplicaciones refractarias, particularmente cuando no hay oxígeno fácilmente disponible. Estos materiales refractarios incluyen la circonia (ZrO2), el circón (ZrO2.SiO2) y una diversidad de nitruros, carburos y boruros

Presentación del material refractarioEditar

  • Ladrillo refractario: Dentro de los ladrillos refractarios existen dos tipos básicos, los densos y los porosos que es un refractario aislante. Los densos se comportan mejor mecánicamente, pero transmiten muy bien el calor, con lo que este se pierde, mientras que el aislante no transmite nada de este calor al exterior con lo que ahorramos combustible [8]. Los refractarios ligeros aislantes, están formados por numerosos huecos en la estructura producidos por materiales que se queman como el serrín, o huecos producidos por el agua que contienen los materiales al calentarse como la vermiculita, perlita.

Fórmulas de refractarios Editar

Condorhuasi de relleno5.jpg.jpg

Material refractario en horno.

Estas recetas son las usadas normalmente por los ceramistas en la construcción del horno.

Tito Tortori


Chiti



Marc Lancet[9]


Aislante
Refractario duro
Refractario
Aislante
Aislante externo
Caolín


35
35
30
25
-
Arcilla refractaria
40
40
30
25
-
Serrín
25
-
-
50 a 60% en volumen
-
Arena
-
25
-
-
-
Chamota
-
-
40
50
-
Cemento
-
-
-
-
1 en V.
Arcilla refractaria
-
-
-
-
2
Perlita o vermiculita
-
-
-
-
6
Total
100
100
100
-
-
Porosidad
55%


18


  1. En este hilo del foro de Manises puedes encontrar otra fórmula bien probada de Alfaaguila. [10]
  2. Fire-bricks usually contain 30-40% aluminium oxide or alumina and 50% silicon dioxide or silica. They can also be made of chamotte and other materials. For bricks of extreme refractory character, the aluminium oxide content can be as high as 50-80% (with correspondingly less silica), and silicon carbide may also be present. The standard size of fire-brick is 9 x 4.5 x 2.5 in. (228 mm x 115 mm x 64 mm)

Enlaces externosEditar




Books-aj.svg aj ashton 01f.svg Referencias Editar

  1. "Notes On Building Construction", by P.G.L. Smith.
  2. The Refractories Institute.
  3. El contenido de este artículo incorpora material de una entrada de Wikiversidad, publicada en castellano bajo la licencia GFDL.
  4. Spectral reflecting characteristics of dinas refractory. V. N. Zapechnikov1, V. T. Pushkin1 and A. G. Zen'kovskii1
    (1) Moscow Evening Metallurgical Institute, USSR
  5. Horno realizado por Nazca.
  6. Ciencia e ingeniería de los materiales.. Escrito por Donald R. Askeland.
  7. Refractarios
  8. Manual ladrillos Refractarios.. Wakana Higuchi, México.
  9. Japanese Wood-Fired Ceramics. Autor Marc Lancet, Masakazu Kusakabe. pág 90.
  10. Duda


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