CERAMICOS CERAMICOS REFRACTARIOS
DOCENTE DRA. ANA MARIA ARATO TOVAR ALUMNO ING. MAURICIO BERNARDO OLVERA SÁNCHEZ
TABLA DE CONTENIDO
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Refractario Clasificación Propiedades de refractarios Proceso de Manufactura general Selección de refractarios Aplicaciones Refractarios en la industria del cemento Algunos refractarios comunes
REFRACTARIO Un material refractario es un material no metálico que conserva su resistencia y no funde a altas temperaturas. La ASTM define a los refractarios como "materiales no metálicos que poseen tales propiedades químicas y físicas que los hacen aplicable para estructuras, o como componentes de sistemas que están expuestos a entornos por encima encima de 1,000 1,0 00 ° C. Ejemplos:
Fire clay. Silica. Cromo-Magnesita.
CLASIFICACION Los refractarios se pueden clasificar de diferentes formas
Debido a su composición química Método de manufactura
Debido a su Refractariedad.
DEBIDO A SU COMPOSICION QUIMICA
Refractarios ácidos
Estos son utilizados en zonas donde la atmósfera y escoria son ácidas. Son estables a los ácidos pero atacado por álcalis. Ejemplo: fire clay, silica, Cuarzo, Zirconio.
Refractarios básicos
Estos se utilizan en zonas donde las escorias y atmósfera son básicas, son estables a materiales alcalinos pero reaccionan con ácidos. Ejemplo: Magnesia , Alúmina, Dolomita. Continua…
DEBIDO A SU COMPOSICION QUIMICA
Refractarios neutros
Estos son usados en áreas en las cuales la atmosfera es acida o básica y son químicamente estables a ácidos y bases. Se pueden utilizar para separar refractarios ácidos y básicos, con el fin de evitar que se ataquen entre si. Ejemplo. Cromita, Carburo, Mullita.
DEBIDO A REFRACTARIEDAD
Refractarios empleados a temperaturas bajas
Para ambientes a temperaturas entre 1520 —1630 ºC
Refractarios empleados a temperaturas medias
Para ambientes a temperaturas entre 1630 —1670 ºC
Refractarios empleados a temperaturas altas
Para ambientes a temperaturas entre 1670 —1730 ºC
Refractarios empleados a temperaturas extremas
Para ambientes a temperaturas temperaturas superiores a 1730 ºC
DEBIDO A SU METODO DE MANUFACTURA
Prensado en seco Moldeado fundido Moldeado a mano Formado Deformado
PROPIEDADES
Porosidad Entre mayor sea la porosidad del material refractario mayor será el ataque químico en el.
Refractariedad La temperatura a la cual los refractarios comienzan a «suavizarse» o ceder bajo una carga estática aplicada, por lo que ya no son útiles para aplicaciones estructurales.
Resistencia Es la resistencia del refractario a cargas de axiales y cortantes.
Continua..
PROPIEDADES
Conductividad térmica Para una composición dada, un producto mayor presionado (compactado) y menos permeable tiene una conductividad térmica mas alta. -Para el uso en hornos, la conductividad térmica debe ser baja. -Para el uso en hornos de coque y regeneradores, la conductividad térmica debe ser alta.
Astillamiento Es la fractura del refractario debido a su expansión desigual debido a una cantidad de calor cuando este es sometido a velocidades rápidas de calentamiento c alentamiento y enfriamiento.
PROPIEDADES
Resistencia Resistencia a la escoria Es la capacidad del refractario de resistir la acción destructiva de escorias fundidas. Esta determinada por la perdida de volumen o de peso en el refractario debido a la acción de la escoria.
Resistencia a la abrasión Es la resistencia a la abrasión la cual puede ser incrementada utilizando refractarios con alta densidad (baja porosidad) y granos finos.
PROCESO DE MANUFACTURA
Transporte de material “crudo”
Molinado Pre-tratamiento Calcinación Adición de estabilizadores Mezclado Unión de materiales Mezcla húmeda (14-20% agua) Semi plástico Mezcla seca (<5% agua) Moldeado Moldeado a mano (Mezcla húmeda) Moldeado en maquina (Mezcla seca y semi húmeda) Continua...
PROCESO DE MANUFACTURA
Secado Evita una alta contracción y proporciona mayor resistencia, hace al refractario mas seguro para ser manejado.
Cocción Remueve el agua de la hidratación, el refractario se contrae aprox. 30% de su volumen.
SELECCION DE REFRACTARIOS Algunas variables importantes a considerar: Área de aplicación Temperatura de trabajo Grado de abrasión e impacto Esfuerzos debido al gradiente de temperatura Transferencia Transferencia de calor. Costo.
APLICACIONES
Los refractarios están hechos para soportar altas temperaturas, así que algunas de sus aplicaciones comunes son: Calderas. En la industria cementera Precalentadores Horno rotacional Quemador de tubería Enfriadores de Clinker
Algunos refractarios comunes
REFRACTARIOS FIRE CLAY (arcilla para fuego)
Comunes en la industria: relativamente baratos Usados comúnmente en hornos y en general en lugares donde se utilice fuego, asadores, etc… mientras no rebasen los 1750ºC
Consisten en silicatos de alúmina Su punto de fusión decrece con el aumento de impureza y decrecimiento de AL2O3
REFRACTARIOS CON ALTO % ALUMINA
45 - 100% alúmina Alto % de Alúmina = Alta Refractariedad R efractariedad Aplicaciones: Chimeneas y ejes de altos hornos, hornos cerámicos, tanques de cristal
LADRILLOS DE SILICA
>93% SiO2 Hierro y acero, industria vidriera Ventajas: no se suaviza hasta su punto de fusión, alta Refractariedad, alta resistencia contra el Astillamiento, flujo y escoria, estabilidad volumétrica
REFRACTARIOS DE ZIRCONIA
Dióxido de zirconio ZrO 2 Estabilizada con calcio, magnesio, etc. Alta resistencia, baja conductividad térmica, no reactivo, baja perdida térmica Usado en hornos de vidrio, refractario aislante
FIN
