REFRACTARIOS ÁCIDOS, BÁSICOS Y NEUTROS Cerámicos y refractarios
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refractarios ácidos, básicos y neutros
Desarrollo Los materiales refractarios se usan en la industria metalúrgica, petrolera, química, metal-mecánica y de manufactura. Los refractarios son un material indispensable en la producción, fabricación y desarrollo de tecnología. Juegan también un papel muy importante en los procesos industriales de alta temperatura; los materiales más comunes son los siguientes:
Refractarios Ácidos su principal componente es el SiO y los más comunes son los ladrillos de sílice y arcilla; son resistentes a la erosión causada por los ácidos, poseen alta refractoriedad bajo carga, baja resistencia al choque térmico y son atacados fácilmente por sustancias alcalinas.
Refractarios Neutros su principal componente es el Al2O3, óxido de cromo o carbón. El ladrillo es un ejemplo de esta familia, es de alta calidad, posee excelente resistencia al choque térmico y a la corrosión. Se emplean principalmente como respaldo en hornos de alta temperatura, procesos químicos y petroquímicos.
Refractarios Básicos sus principales componentes son el óxido de magnesio y óxido de calcio; el ladrillo más común es el de magnesita, el cual tiene buena resistencia a la compresión y alta refractariedad. Se usa principalmente en hornos abiertos, convertidores alimentados por oxígeno, hornos eléctricos y otros equipos operados a altas temperaturas.
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Uso de los materiales refractarios en alto horno
Figura. 1 uso de refractarios en alto horno
En la zona del tragante, la principal solicitación es la abrasión mecánica. La silimanita es lo mas conveniente para ello. En el tragante y la parte superior de la cuba, se produce la siguiente reacción (a temperaturas de 500º C): 2CO CO 2 + C El carbono se deposita en los poros del ladrillo, se va acumulando y provoca tensiones que agrietan el mismo. Para esta zona se utilizan ladrillos sílico aluminosos de 45% Al2O3, con una porosidad de 18 a 20%. En la parte inferior de la cuba, vientre y etalaje las soli citaciones principales son: - Abrasión y corrosión por parte de la escoria y arrabio liquido. - Corrosión por álcalis (Na 2O y K2O) - Erosión por los gases. 2
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El ataque del álcalis es uno de los efectos mas perjudiciales, pues ataca al refractario formando compuestos diversos, en general de baja refractariedad. Entran en el Alto Horno como silicatos complejos, en la ganga del mineral y en las cenizas del coque. Penetran en los poros de los ladrillos como vapores, que se condensan dentro de los mismos provocando la corrosión del ladrillo. En esta zona se utilizan ladrillos de alta alúmina (90% Al 2O3), con muy baja porosidad (11 a 15%). La tendencia actual es utilizar ladrillos de carburo de silicio, muy resistentes a los vapores alcalinos, sumado al hecho de tener mu y buena conductividad térmica. El problema es que se degrada frente a los vapores de H2O, teniendo en cuenta que se utilizan en la zona de refrigeración. La zona de toberas esta sometida a choque térmico. Para ello lo mas conveniente son ladrillos de silimanita. En el crisol las solicitaciones son: - Corrosión por escoria. - Erosión por escoria y arrabio liquido. - Variación dimensional generada por tensiones térmicas y mecánicas. Los bloques de carbono son los mas adecuados para esta zona, ya que poseen baja humectabilidad frente a los líquidos, baja permeabilidad, gran estabilidad volumétrica y alta conductividad térmica.
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Tarea Calcular el índice de basicidad de la escoria del alto horno, en sus mínimos y máximos Ib = %CaO+%MgO/%SiO2+%Al2O3
Ib porcentaje mas bajo.
38+7/32+10= 1.017
Ib porcentaje mas alto
42+9/37+14=1
Conclusión Los refractarios soportan grandes cantidades de calor y son usados en toda el área de metalúrgica como por ejemplo el alto horno donde la mayoría de sus piezas es a base de ellas algunos de los refractarios como los ácidos no deben estar expuestos a escoria
Referencias 1,
I.
(22
de
enero
de
2002).
arquys.com. Obtenido
de
arquys.com:
http://www.arqhys.com/arquitectura/materiales-refractarios.html
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