REFRACTARIOS - TEMA I -LOS MATERIALES ... - Página Antigua
REFRACTARIOS - TEMA I -LOS MATERIALES ... - Página Antigua
REFRACTARIOS - TEMA I -LOS MATERIALES ... - Página Antigua
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>REFRACTARIOS</strong> - <strong>TEMA</strong> I -<strong>LOS</strong> <strong>MATERIALES</strong> <strong>REFRACTARIOS</strong>.<br />
1 .-INTRODUCCION. USOS E IMPORTANCIA DE <strong>LOS</strong> <strong>MATERIALES</strong> <strong>REFRACTARIOS</strong>.<br />
2.-HISTORIA.<br />
3.-DEFINICION Y CONSTITUCION DE <strong>LOS</strong> <strong>MATERIALES</strong> <strong>REFRACTARIOS</strong>.<br />
4.-CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DE <strong>LOS</strong> <strong>MATERIALES</strong> <strong>REFRACTARIOS</strong>.<br />
5.-FORMAS POLIMORFICAS Y SUS TRANSFORMACIONES.<br />
6.-CLASIFICACION DE <strong>LOS</strong> <strong>MATERIALES</strong> <strong>REFRACTARIOS</strong>.<br />
.
1.- Introducción. Usos e importancia de los materiales refractarios.<br />
Los materiales refractarios constituyen un conjunto de productos intermedios indispensables en un país desarrollado, ya<br />
que sin ellos se detendría toda la actividad industrial en la que se dan condiciones de operación severas (Ataque químico,<br />
tensiones mecánicas, etc. ) y en la que, casi siempre, se requiere la utilización de temperaturas elevadas. Procesos como la<br />
cocción, la fusión, afinado de cualquier tipo de material, la calcinación, la clinkerización, así como otros muchos, no<br />
pueden desarrollarse si los productos o los equipos de producción (HORNOS) no están protegidos por materiales<br />
refractarios.<br />
Así mismo y cada vez más frecuentemente, ciertos procesos de producción específicos no pueden ser puestos en marcha si<br />
no se ha desarrollado previamente el revestimiento refractario adecuado. De todo ello se deduce el carácter estratégico de<br />
este tipo de materiales, más allá del valor en si del material o de su participación en la estructura de costes de un<br />
determinado proceso.<br />
Por otra parte, un revestimiento refractario- aislante (R & A) hace que las pérdidas de calor a través de las paredes de los<br />
hornos sean menores, contribuyendo de ese modo al ahorro energético, debido a un menor consumo de calor.<br />
Los principales sectores de aplicación de los materiales refractarios, así como el tipo de instalación en la que se usan<br />
pueden verse en la tabla 1.1. En ella también se da la temperatura del proceso y el tipo o tipos de refractarios utilizados.<br />
Se observa que se corresponden con sectores industriales básicos de la economía de un país. Se han detallado, no de una<br />
manera exhaustiva, las aplicaciones dentro de la industria siderúrgica, ya que a ella le corresponde el mayor consumo de<br />
materiales refractarios con un 60 %, aproximadamente.<br />
Si al sector siderúrgico añadimos el de tos metales no férreos, el del vidrio, el del cemento y la cal y el cerámico<br />
tradicional el tanto por ciento de consumo anterior se eleva al 80 %.<br />
En la tabla l.2 también se dan los sectores de utilización más importantes de los materiales refractarios y antiácidos.<br />
La industria de los materiales refractarios ha experimentado una extraordinaria evolución en los últimos años, como<br />
consecuencia de las nuevas y cada vez más exigentes especificaciones impuestas por la industrias consumidoras. Esto se<br />
ha traducido, no solo en un más estricto control de las materias primas y en una mejora de los procesos de fabricación,<br />
sino en el aporte científico de técnicas que, procediendo tanto de la metalografía como de la fisicoquímica de materiales,<br />
han permitido el establecimiento de los diagramas de equilibrio de fases de los óxidos potencialmente utilizables como<br />
refractarios por su elevado punto de fusión (A12O3, CaO, SiC2, MgO, ZrO2, Cr2O3, etc), lo que ha supuesto un mejor<br />
conocimiento de la influencia de las impurezas presentes, a la temperatura y condiciones reales de trabajo de cada tipo de<br />
material.<br />
Igualmente el avance en los estudios microestructurales han permitido prever, tanto el comportamiento ante el ataque<br />
químico o erosión de las escorias y gases presentes, como una mejor evaluación de las propiedades termomecánicas<br />
requeridas a los revestimientos refractarios.
Tabla 1.1.- Refractarios empleados en procesos industriales a alta temperatura.
Tabla 1.1.- Refractarios empleados en procesos industriales a alta temperatura (Continuación).
Tabla 1.2.- Sectores de utilización más importantes para productos refractarios y antiácidos.
Tabla 1.2.- Sectores de utilización más importantes para productos refractarios y antiácidos (Continuación).
Tabla 1.2.- Sectores de utilización más importantes para productos refractarios y antiácidos (Continuación).
Tabla 1.2.- Sectores de utilización más importantes para productos refractarios y antiácidos (Continuación)
Tabla 1.2.- Sectores de utilización más importantes para productos refractarios y antiácidos (Continuación).
Tabla 1.2.- Sectores de utilización más importantes para productos refractarios y antiácidos (Continuación).
2.-Historia.<br />
La primitiva historia de los materiales refractarios esta relacionada con la historia de la alfarería (cerámica). Sin embargo<br />
la historia de los refractarios durante el siglo pasado esta íntimamente ligada con el crecimiento de las industrias<br />
metálicas, puesto que su avance necesitaba de los refractarios adecuados para la construcción de los hornos.<br />
Inicialmente, la producción de materiales refractarios se limitó a unos pocos tipos de ladrillos de todo propósito, siendo<br />
sus principales consumidores las industrias cerámica, del hierro, de los metales no férreos y del vidrio. A finales del siglo<br />
pasado el aumento de la aplicación de los metales no férreos, especialmente del cobre, y la llegada de la industria masiva<br />
del acero provocaron grandes cambios en la industria refractaria. El aumento de la demanda de producción dio lugar al<br />
aumento del tamaño de los hornos con el consiguiente aumento de las tensiones y esfuerzos sobre los materiales<br />
refractarios de su revestimiento, acentuado por los grandes tonelajes procesados y por las mayores temperaturas de<br />
operación. Además el material refractario estaba sujeto a la abrasión, erosión mecánica y corrosión química de las<br />
escorias, fundentes y gases.<br />
Para hacer frente a las condiciones anteriores fue necesario desarrollar nuevos materiales refractarios especiales, lo cual<br />
fue posible gracias a una estrecha colaboración entre los fabricantes de refractarios y los consumidores.<br />
De acuerdo con su carácter químico los refractarios tradicionalmente se dividen en: ácidos (ladrillos de arcilla cocida de<br />
bajo contenido en alúmina y alto en sílice, sílice), básicos (magnesita y dolomía) y neutros (cromita y carbono). Esta<br />
clasificación nos va a servir como base para realizar un breve recorrido por su desarrollo histórico.<br />
Refractarios ácidos.<br />
El modo más eficaz de seguir la historia de los materiales refractarios ha sido estudiar el lugar de emplazamiento de los<br />
antiguos hornos, fundiciones y plantas metalúrgicas, pues en ellos se han encontrado muestras de los antiguos refractarios<br />
utilizados. Además es un tema mucho más susceptible de ser objeto de estudio y con unas posibilidades más realistas, que<br />
intentar estudiar los vestigios de antiguas fábricas de materiales refractarios. Ambos estudios arqueológicos se<br />
complementan, pero los resultados más fructíferos van en la primera dirección.<br />
Sin duda los refractarios más antiguos que utilizaron los primitivos fundidores fueron piedras naturales (granitos,<br />
areniscas, cuarcitas, esquistos de mica, piedra pómez, etc), las cuales eran cortadas en bloques de las dimensiones<br />
apropiadas. Con dichos bloques, con un acabado un tanto grosero, se construía el revestimiento del horno. Se sabe<br />
documentalmente que la piedra pómez se utilizó para las paredes de los hornos de cocción. Muchas de las fundiciones de<br />
vidrio se construyeron con piedra. De hecho, Robert Hewes, de la Temple Glass Company, Temple, New Hampshire<br />
(E.E.U.U.), dice en una carta fechada en 1781 ‘Tendré que enviar a buscar piedra para mi horno de fusión a 60 millas de<br />
distancia, lo que me obliga a mandar 8 yuntas”.<br />
En las figuras 2.1 y 2.2 pueden verse dos hornos antiguos para la obtención de hierro, en los cuales el revestimiento<br />
estaba compuesto por piedras naturales como el granito, la arenisca y los esquistos de mica.<br />
Hasta mediados del siglo XVIII las piedras naturales fueron los materiales refractarios más utilizados en los<br />
revestimientos de los hornos. Hacia esas fechas aparecieron en el mercado los ladrillos de arcilla cocida (ladrillos silitoaluminosos<br />
de bajo contenido en alúmina), que debido a su amplia adaptabilidad a muchas aplicaciones de los hornos<br />
rápidamente experimentaron un gran desarrollo.<br />
Hay que señalar que las piedras naturales siguieron utilizándose para la construcción de hornos hasta finales del siglo XIX<br />
debido al mayor coste de estos primeros ladrillos silico-aluminosos y a su pobre resistencia a las temperaturas altas. Las<br />
piedras naturales como la cuarcita, incluso, se utilizaban hasta hace poco tiempo para el revestimiento de los convertidores<br />
Bessemer. En Asturias se revistieron los convertidores, incluso después de la guerra, con cuarcitas de Galdacano<br />
(Vizcaya).<br />
Como los ladrillos silico-aluminosos ordinarios no soportaban las condiciones más extremas surgió la necesidad de buscar<br />
nuevos materiales refractarios, así la atención se centro en el carácter refractario del caolín y otros materiales arcillosos<br />
con un contenido en AlO3 del 50 % o más. Estos materiales poseen alta refractariedad y buena resistencia al choque<br />
térmico y fueron usados, en primer lugar, en la zona caliente de los hornos rotatorios de cemento. Posteriormente su uso<br />
se extendió a la industria siderúrgica.
Figura 2.1.- Horno primitivo para la obtención del hierro.<br />
Figura 2.1.- Horno alto (Siglo XIV).<br />
Así en 1740 Benjamín Huntsmafl, un fabricante de relojes de Doncaster, no estando satisfecho con la calidad del acero<br />
que usaba en la fabricación de los muelles de sus relojes, se intereso por la fabricación del acero y comenzó una serie de<br />
experimentos con el objeto de mejorar su calidad. Huntsman percibió que la falta de homogeneidad era el principal<br />
defecto y concibió la idea de fundirlo en crisoles para mejorar su calidad. Lógicamente se encontró con que no había<br />
ningún material para hacer los crisoles que aguantase la temperatura necesaria para fundir el acero (1500 -1600 0 C), se le<br />
presento, pues, la dificultad de obtener un material que si la resistiese. Experimentó con muchos tipos de arcillas y otros<br />
materiales refractarios disponibles en la época y, finalmente, después de varios años de trabajo encontró que los materiales<br />
refractarios fabricados a partir de una mezcla de ciertas arcillas de Derbyshire y Stourbridge junto con cantidades<br />
adecuadas de arcilla china y polvo de coque, si aguantaban la temperatura requerida. Los crisoles refractarios que<br />
desarrolló tenían forma de barril y pueden verse en el horno de la figura 2.3.<br />
Posteriormente a los ladrillos de arcilla cocida aparecieron los ladrillos de sílice. Sin embargo, los primeros ladrillos de<br />
sílice, unidos entre sí con mortero de cal, se emplearon en Persia hacia el año 500 a. de C. en la construcción del palacio<br />
de Darío. Dichos ladrillos parece ser que estaban cocidos a unos 1200 ºC y se utilizaron solamente en la construcción.<br />
Como refractarios los primeros fueron fabricados hacia el año 1842 en Inglaterra por W. W. Young fabricante de<br />
porcelana, utilizando una roca que se encontraba en el Valle de Neath, al Sur de Gales, y que recibía el nombre de Dinas,<br />
de ahí el nombre de ladrillos de Dinas dado durante muchos años a los ladrillos de sílice, y que todavía se encuentra en<br />
alguna literatura.<br />
La roca Dinas esta compuesta esencialmente de sílice con pequeñas impurezas de alúmina, óxido de hierro y cal. Young<br />
para fabricar los ladrillos primeramente molía de forma grosera la roca y la mezclaba con una pequeña cantidad de cal o<br />
arcilla. A continuación colocaba la mezcla en unos moldes de hierro y la presionaba mediante una prensa manual de<br />
palanca.
Finalmente el ladrillo en verde era secado y luego cocido en un horno durante semana. La composición final del ladrillo<br />
era: 97 % de SiO2, 0 9% de Al2O3, 0.5 % de Fe2O3 y 1.2% de CaO.<br />
Young también estableció el uso del ganister ( cuarcita de grano fino ) en la fabricación de los ladrillos de sílice.<br />
Figura 2.3.- Horno de acero de crisoles (Siglo XVIII).<br />
Los ladrillos de sílice poseen buena capacidad de carga a elevada temperatura. alta refractariedad y alta temperatura de<br />
fusión incipiente, razones por las cuales fueron usados ampliamente en el revestimiento de los convertidores Bessemer<br />
descubiertos por el ingeniero Henry Bessemer en 1856 y de los hornos de reverbero descubiertos poco después (1863)<br />
por los hermanos Siemens. Estos últimos al principio fueron revestidos con ladrillos Dinas, pero el revestimiento tenia una<br />
duración muy corta. El problema fue eventualmente subsanado reemplazando el revestimiento a base de ladrillos Dinas<br />
por ladrillos fabricados con ganister, los cuales resistían mejor las condiciones de alta temperatura del proceso (Siemens<br />
utilizaba el calor de los gases de salida para precalentar el aire y el gas de entrada).<br />
Refractarios básicos.<br />
La aparición de los refractarios básicos tuvo lugar en 1877 cuando Thomas y Gilchrist utilizaron ladrillos refractarios de<br />
dolomía sinterizada ligados con alquitrán para el revestimiento de los convertidores.<br />
La idea de utilizar refractarios básicos les surgió para intentar superar el inconveniente que tenía el convertidor Bessemer<br />
que solamente servia para arrabios bajos en fósforo. Thomas observó que el convertidor Bessemer tenía un revestimiento<br />
de ladrillos de sílice y razonó que aunque la oxidación del fósforo tenía lugar, como no tenía afinidad por la sílice<br />
permanecía disperso por el metal. Esto le sugirió la idea de cambiar el revestimiento del convertidor para que pudiera<br />
combinarse con el óxido de fósforo tan pronto como se formará. Por consiguiente, inicio una serie de experimentos en<br />
vasijas revestidas con materiales básicos como la cal y la dolomía. Los resultados demostraron que con tal revestimiento<br />
el fósforo se combinaba con la cal y se eliminaba como una escoria básica.<br />
Thomas también fue el responsable de extender la utilización de los refractarios básicos a los hornos de reverbero,<br />
instalando en 1884 una solera de dolomía ligada con alquitrán en lugar de la de sílice que era la que se empleaba desde su<br />
invención en 1863 por los hermanos Siemens. A este acontecimiento pronto le siguió, en el año 1886, el uso de la<br />
magnesita en gran escala en el revestimiento de los hornos de reverbero por la Otis Steel Company de Cleveland<br />
(E.E.UIrJ.), cambiando el fondo de su horno de reverbero de sílice a magnesita.<br />
Primeramente se emplearon ladrillos de magnesita calcinados a muerte y posteriormente se desarrollaron las soleras<br />
monolíticas a partir de polvo de magnesita que se compactaba en capas sucesivas hasta que se alcanzaba el espesor<br />
requerido. Posteriormente mediante el calor del propio horno se efectuaba la sinterización.<br />
Un importante desarrollo de los refractarios básicos tuvo lugar cuando comenzaron a usarse los ladrillos de cromomagnesita<br />
en los hornos de reverbero. Ello fue como consecuencia del uso del oxígeno para purificar el acero, lo que<br />
motivaba que la duración de la parte superior del horno de ladrillos de sílice fuese extremadamente corta. Al cambiar a<br />
ladrillos de cromo-magnesita la duración resultó ser mucho más larga.
Los ladrillos eran de cromita y magnesita calcinada a muerte (se evita la excesiva contracción que experimentarían los<br />
ladrillos durante su posterior exposición a alta temperatura en el horno) mezcladas con una pequeña cantidad de cal, que<br />
va a actuar como ayuda a la aglomeración (sinterización). A continuación la mezcla se consolidaba sometiéndola a gran<br />
presión en un molde. Finalmente la pieza verde se sometía al proceso de cocción.<br />
Refractarios neutros.<br />
Los materiales refractarios fabricados a partir de una mezcla de coque molido o grafito y arcilla o bien de coque ligado<br />
con alquitrán han sido usados para la fabricación de los crisoles empleados para la fusión de los metales.<br />
Los refractarios de carbono son fuertes y densos y combinan una buena conductividad térmica con una buena resistencia a<br />
los cambios volumétricos y al choque térmico a temperaturas elevadas. Este conjunto de propiedades provoco que fuera<br />
utilizado en Alemania, después de la Segunda Guerra Mundial, para hacer frente a la necesidad de tener un material para<br />
fabricar el crisol del horno alto, que aguantase el peso del metal y los esfuerzos mecánicos que de ello se deriva.<br />
Hoy en día el uso de los bloques de carbono para el revestimiento de los crisoles de los hornos altos es una práctica<br />
habitual con la que se han eliminado, casi totalmente, las perforaciones que eran una característica común cuando se<br />
usaban ladrillos silico-aluminosos.<br />
Como conclusión se puede afirmar que la introducción de los procesos de obtención de acero mediante soplado de<br />
oxigeno dio lugar a cambios en la demanda de refractarios. Así los refractarios ácidos, como los de sílice y los silicoaluminosos<br />
de bajo contenido en alúmina, han cedido terreno frente a los refractarios básicos.<br />
Estado actual.<br />
La industria de los materiales refractarios ha experimentado una extraordinaria evolución en los últimos 20 años, como<br />
consecuencia de las nuevas y cada vez más exigentes especificaciones impuestas por la industria consumidora. Esto se ha<br />
traducido, no solo en un más estricto control de las materias primas y en una mejora en los procesos de fabricación, sino<br />
también en el aporte científico de técnicas que, utilizadas tanto en la metalografía como en la físico-química de materiales,<br />
han permitido el establecimiento de los diagramas de equilibrio de fases de óxidos potencialmente utilizables como<br />
refractarios por su elevado punto de fusión (A12O3, CaO, SiO2, MgO, etc.), lo que ha supuesto un mejor conocimiento de<br />
la influencia de las impurezas presentes, a la temperatura y condiciones reales de trabajo de cada tipo de material.<br />
Igualmente el avance en los estudios microestructurales han permitido prever, tanto el comportamiento ante el ataque<br />
químico o erosión de las escorias y gases presentes como una mejor evaluación de las propiedades termomecánicas<br />
requeridas a los revestimientos refractarios.<br />
El desarrollo anterior se ha producido, fundamentalmente, en los países más desarrollados, que han orientado de forma<br />
progresiva su producción hacia materiales de más alta tecnología, con volúmenes más reducidos de fabricación y<br />
rendimientos mucho mayores.<br />
3.- Definición y constitución de los materiales refractarios.<br />
Pueden existir diversas maneras de definir lo que se entiende por un material refractario. Así, según la Real Academia de<br />
la Lengua se define material refractario como aquel cuerpo que resiste la acción del fuego sin cambiar de estado ni<br />
descomponerse. Por tanto, se considera como material refractario a todo aquel compuesto o elemento que es capaz de<br />
conservar sus propiedades físicas, químicas y mecánicas a elevada temperatura.<br />
La norma española UNE (150 R836-68) define a los materiales refractarios como a aquellos productos naturales o<br />
artificiales cuya refractariedad (Resistencia piroscópica) es igual o superior a 1500 ºC. Es decir, resisten esas temperaturas<br />
sin fundir o reblandecer. La resistencia piroscópica se determina según la norma UNE 61042<br />
La definición anterior solo hace referencia a las temperaturas mínimas que debe de ser capaz de resistir un refractario, sin<br />
tener en cuenta otro tipo de solicitaciones o condiciones. Es importante precisar que la resistencia piroscópica es una<br />
condición necesaria, pero no es suficiente para que una material sea considerado como refractario, ya que además debe<br />
conservar a dichas temperaturas elevadas una resistencia mecánica y/o una resistencia a la corrosión suficientes para el<br />
empleo a que se destine. Una definición “ampliada”, que hace mención al hecho de que no es solo la resistencia a la<br />
temperatura lo que se exige a un material refractario, es la siguiente
Materiales capaces de resistir temperaturas elevadas conservando al mismo tiempo buenas propiedades operativas frente a<br />
las solicitaciones presentes en hornos y reactores industriales. A partir de esta definición de puede dar una definición<br />
tecnológica como sigue:<br />
TODO MATERIAL CAPAZ DE SOPORTAR, A TEMPERATURAS ELEVADAS, LAS CONDICIONES DEL MEDIO<br />
EN QUE ESTA INMERSO, DURANTE UN PERIODO DE TIEMPO ECONOMICAMENTE RENTABLE, SIN<br />
DETERIORO EXCESIVO DE SUS PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS.<br />
A su vez CAMPOS LORIZ D. dice que:<br />
Los materiales refractarios se engloban dentro de los materiales cerámicos, definidos como: Materiales policristalinos, no<br />
metálicos, inorgánicos, de alto punto de fusión y que se fabrican, en general, a partir de un polvo que se conforma<br />
mediante prensado u otro procedimiento y que se somete a continuación a una cocción a alta temperatura.<br />
El autor reconoce que dicha definición de material cerámico es farragosa, incompleta e inexacta, pero que probablemente<br />
no exista otra mejor.<br />
Es incompleta porque entre los materiales cerámicos se deben incluir los vidrios, materiales inorgánicos, no metálicos y<br />
como las cerámicas, duros y frágiles, pero que no presentan una estructura cristalina, porque un sobreenfriamiento ha<br />
“Congelado” el carácter no cristalino del liquido original. Generalmente, además los materiales cerámicos y refractarios<br />
no son completamente cristalinos, sino que suelen presentar una cierta proporción de fase vítrea.<br />
Es inexacta, porque ciertos materiales cerámicos y refractarios no se fabrican mediante el citado procedimiento de<br />
prensado y cocción de un material pulverulento.<br />
En la tabla 3.1 se enumeran las condiciones que usualmente deben soportar los materiales refractarios. Se encuentran<br />
clasificadas en tres grupos y hay que tener presente que en la mayoría de los casos dichas solicitaciones pueden actuar de<br />
forma simultánea.<br />
Tabla 3.1.- Condiciones que deben soportar los materiales refractarios.<br />
TERMICAS<br />
SOLICITACIONES<br />
MECANICAS QUIMICAS<br />
TEMPERATURAS COMPRESION,<br />
ESCORIAS<br />
ELEVADAS<br />
FLEXION Y TRACCION<br />
CAMBIOS BRUSCOS VIBRACION PRODUCTOS<br />
TEMPERATURA<br />
(CHOQUE TERMICO)<br />
FUNDIDOS<br />
ABRASION Y<br />
GASES Y<br />
EROSION<br />
VAPORES<br />
ACIDOS<br />
Tenemos pues, que los refractarios son fundamentalmente materiales capaces de resistir altas temperaturas sin fundirse.<br />
Pero no solo eso, además deben poseer una resistencia mecánica elevada a dichas temperaturas para poder resistir sin<br />
deformarse su propio peso y el de los materiales que están en contacto sobre ellos. Dependiendo de las aplicaciones se les<br />
exigirán otras propiedades en mayor o menor grado , por ejemplo, la estabilidad química frente a los metales fundidos, las<br />
escorias, el vidrio fundido, los gases y vapores, etc. y resistencia a los cambios bruscos de temperatura (Choque térmico).<br />
Por ejemplo, los materiales refractarios destinados a la realización de chimeneas industriales (Centrales térmicas,<br />
petroquímicas, etc.) ha de exigírseles una resistencia elevada al ataque de los ácidos, particularmente al ácido sulfúrico<br />
(H2SO4, ante la posibilidad de la aparición de dicho ácido a partir del vapor de agua y del SO2 de los gases.<br />
Además de resistir esta combinación de severas condiciones, los materiales refractarios deben poder fabricarse en piezas<br />
de ciertas tolerancias dimensionales, manteniendo una constancia de características y propiedades y, naturalmente, lo más<br />
barato posibles y partiendo de materias primas fáciles de obtener.<br />
En su mayor parte los materiales refractarios están constituidos por silicatos, óxidos, carburos, nitruros, boruros, siliciuros,<br />
carbono, grafito, etc. En la figura 3.1 se dan las temperaturas de fusión de los principales materiales refractarios con<br />
respecto a los metales refractarios. Así mismo, la figura 3.2 muestra que existe una relación estrecha entre la<br />
refractariedad y el volumen atómico de un mismo elemento químico y que la refractariedad de los elementos es una<br />
función periódica de su número atómico.
Figura 3.1.-Temperatura de fusión de los materiales refractarios<br />
Figura 3.2.- Periodicidad entre la refractariedad y el volumen atómico de los elementos químicos.<br />
Finalmente y a título indicativo en las tablas 3.2 y 3.3 se da la temperatura de fusión, el peso molecular y la densidad de<br />
algunos materiales refractarios.
Tabla 3.2.- Temperatura de fusión y densidad de algunos refractarios.
Tabla 3.3.- Formula, peso molecular y punto de fusión y desintegración de materiales refractarios.
Tabla 3.3.- Formula, peso molecular y punto de fusión y desintegración de materiales refractarios (Continuación)
4.-Características estructurales de los materiales refractarios.<br />
Los materiales refractarios son materiales polifásicos y heterogéneos, tanto desde el punto de vista de su composición<br />
química como de su estructura física. Así, estructuralmente los materiales refractarios conformados presentan tres fases<br />
perfectamente definidas (Figura 4.1):<br />
- Constituyente disperso, generalmente formado por óxidos simples o compuestos.<br />
- Constituyente matriz, generalmente formado por materiales complejos de naturaleza cristalina o vítrea.<br />
- Porosidad (Macro y microporosidad)<br />
Basándose en su constitución estructural se puede dar una nueva definición de material refractario como sigue agregados<br />
de cristales o granos cementados por una matriz cristalina o vítrea, con un cierto grado de porosidad.<br />
Figura 4.1.- Microestructura de un material refractario.<br />
En la tabla 4.1 se dan las especies químicas que dan lugar al denominado constituyente disperso (Cristales gruesos’ que<br />
forman la base del material). A título indicativo se da el punto de fusión y la densidad. En el caso de los óxidos se da la<br />
temperatura de fusión del metal correspondiente, apreciándose la superior refractariedad de los óxidos.<br />
Tabla 4.1.- Constituyentes dispersos más importantes de los materiales refractarios.<br />
NOMBRE FORMULA<br />
QUIMICA<br />
PUNTO FUSION<br />
(ºC)<br />
OXIDOS SIMPLES<br />
PUNTO FUSION<br />
METAL (ºC)<br />
MAGNESIA MgO 2800 650<br />
CIRCONIA ZrO2 2720 1850<br />
CAL CaO 2570 840<br />
ALUMINA Al2O3 2050 660<br />
OXIDO TITANIO TiO2 1840 1660<br />
SILICE SiO2 1713 1410<br />
OXIDOS COMPUESTOS<br />
CROMITA Cr2O3.FeO 2180 Cr (1857), Fe(1550)<br />
ESPINELA MgO. Al2O3 2135<br />
CROMO-MAGNESIA Cr2O3.MgO 2000<br />
FORSTERITA 2MgO. SiO2 1900<br />
MULLITA 3 Al2O3.2 SiO2 1845<br />
OTROS COMPUESTOS<br />
GRAFITO C 3525<br />
CIRCON ZrSiO4 2500<br />
CARBUROS SiC, ZrC 2700, 3540<br />
BORUROS CrB, ZrB<br />
NITRUROS Si3N4, BN
El constituyente matriz puede ser una fase vítrea o cristalina “microcristales” de composición más compleja que el<br />
constituyente disperso. La refractariedad (o la temperatura de ablandamiento) es menor para el componente matriz que<br />
para el disperso. La naturaleza del constituyente matriz es, normalmente, compleja debido a la presencia de los óxidos<br />
alcalinos (litio, sodio, potasio) y de los óxidos de hierro, que disminuyen su refractariedad.<br />
El constituyente matriz al reblandecerse o fundir a las temperaturas de cocción del material refractario, nos garantiza la<br />
consistencia mecánica del constituyente disperso. Paralelamente a los procesos de fusión parcial (o de reblandecimiento)<br />
de la matriz, suelen tener lugar reacciones sólido-liquido, procesos de crecimiento de grano, segregaciones y<br />
transformaciones cristalinas en estado sólido.<br />
Las propiedades del constituyente matriz son extremadamente importantes puesto que es la “cola” o “pegamento” que<br />
mantiene cohesionados a los cristales o granos del constituyente disperso. Así, por ejemplo., los refractarios de arcilla<br />
cocida (Alúmina calcinada ligada mediante arcilla plástica) pueden dividirse en semisílice, bajo contenido de alúmina, etc.<br />
En general, el contenido de alúmina aumenta en el orden listado y hay una tendencia a juzgar el comportamiento tomando<br />
como base dicho contenido. Esto puede conducir a errores, puesto que la fase arcillosa que actúa como ligante tiene un<br />
profundo efecto sobre el comportamiento del material refractario aún con un alto contenido en fase alúmina.<br />
En tabla 4.2 se dan las especies químicas, cristalinas o vítreas, que dan lugar al denominado constituyente matriz y que<br />
cementan los constituyentes dispersos anteriormente citados. Se da su punto de fusión.<br />
Tabla 4.2.- Constituyentes matrices de los materiales refractarios.<br />
NOMBRE FORMULA<br />
QUIMICA<br />
OXIDOS SIMPLES<br />
PUNTO FUSION<br />
(ºC)<br />
SILICE SiO2 1713<br />
OXIDOS COMPUESTOS<br />
SILICATO BICALCICO 2CaO. SiO2 2130<br />
FORSTERITA 2MgO. SiO2 1900<br />
SILICATO MAGNESICO SiO2.MgO 1720<br />
WOLLASTONITA CaO. SiO2 1900<br />
SERPENTINA 3MgO. 2SiO2 1845<br />
MAYENITA 12CaO.7Al2O3 1410<br />
FERRITA DICALCICA 2CaO.Fe2O3 1435<br />
Por último, una fase que está siempre presente en los materiales refractarios, en proporción y distribución variables, es la<br />
porosidad. Esta influye decisivamente en sus propiedades y características.<br />
Las propiedades y características del material refractario dependerán tanto de las fases cristalinas que forman el agregado<br />
refractario (Constituyente disperso), como de la matriz cementante y del contenido y distribución de la porosidad.<br />
Así, pues, desde el punto de vista de la constitución microscópica, un ladrillo refractario es como una roca granito, riolita,<br />
etc., está formada por partículas cristalinas cementadas por una matriz. Los refractarios electrofundidos se fabrican por<br />
solidificación de una mezcla de materiales fundidos, de manera análoga a como las rocas eruptivas se formarán por<br />
solidificación de un magma, y pasando por los mismos procesos de cristalización de ciertos componentes, crecimiento de<br />
grano, segregación de otros componentes a la fase liquida residual, reacciones sólido-liquido y, por fin, solidificación de<br />
ese líquido residual para formar la matriz cementante.<br />
En la fabricación de un refractario convencional se parte de materiales sólidos en vez del equivalente artificial del magma,<br />
pero durante la fusión parcial que se produce durante la cocción encontraremos los mismos procesos (Transformaciones<br />
cristalinas, segregación y crecimiento de grano, reacciones sólido-líquido, etc) que se citaron anteriormente.
En la figura 4.2 puede verse la microfotografía de un sinter compacto de magnesia rico en hierro, nos muestra cristales<br />
grandes de periclasa (MgO) de formas redondeadas a poligonales con pequeñas precipitaciones de ferrita de magnesio<br />
(MgO.Fe2O3) a manera de puntos claros (Constituyente disperso). Entre los cristales de periclasa ha precipitado ferrita<br />
dicálcica (2CaO.Fe2O3) (blanca) y silicato dicálcico (2CaO.SiO2) (algo más oscuro que la periclasa), que forman el<br />
constituyente matriz. Finalmente los puntos grises oscuros-negros son poros (Porosidad).<br />
Figura 4.2.- Microfotografía de un sinter compacto de magnesia rico en hierro, el cual muestra cristales grandes de<br />
periclasa de formas redondas a poligonales con pequeñas precipitaciones de ferrita de magnesio a manera de<br />
puntos claros. Entre la periclasa h precipitado ferrita dicálcica (blanca) y silicato dicálcico (algo más oscuro<br />
que la periclasa). (Los puntos grises oscuros - negros, son poros)<br />
En la figura 4.3 puede verse la microfotografía de un ladrillo de cromo-magnesia de alta cocción con ligazón directa entre<br />
el mineral de cromo (claro) y la periclasa (MgO). Las precipitaciones claras en el periclasa están compuestas por espinela<br />
de cromo de formación secundaria. Las manchas que se aprecian en color gris oscuro-negro son poros<br />
Figura 4.3: Ladrillo de cromo magnesia de alta cocción con ligazón directa entre mineral de cromo (claro) y periclasa. Las<br />
precipitaciones claras en el periclasa están compuestas por espinela de cromo de formación secundaria. Las<br />
manchas que se aprecian en color gris oscuro-negro son poros.
5.- Formas polimórficas y sus transformaciones.<br />
Dado que la temperatura y la presión sobre un material refractario, fundamentalmente la temperatura, pueden sufrir o<br />
sufren modificaciones durante su servicio, las distancias interatómicas y las amplitudes de las vibraciones atómicas,<br />
pueden alcanzar tal magnitud, que bajo esas nuevas condiciones puede ocurrir que no sea estable la estructura cristalina<br />
que presentaba el material, por ejemplo a temperatura ambiente, y tenga que pasar a otra estructura más estable.<br />
Los materiales que tienen la misma composición química pero diferente estructura cristalina se denominan polimorfos y el<br />
cambio de una estructura a otra, transformación polimórfica. Si el material es un elemento recibe el nombre de forma y<br />
transformación alotrópica.<br />
Dentro de los materiales cerámicos y refractarios existen materiales, que pueden presentar diferentes formas alotrópicas<br />
(Elementos) o polimórficas (Compuestos), lo cual en muchos casos influye de una manera decisiva en las aplicaciones de<br />
dichos materiales. Un ejemplo lo constituye la circona (Oxido de circonio, ZrO2). A temperatura ambiente, la estructura<br />
cristalina estable es la forma polimórfica monoclínica, la cual se transforma en la tetragonal cuando al ir aumentando la<br />
temperatura esta llega a, aproximadamente, 1100 º C. La transformación:<br />
ZrO2 (Monoclínico) ⇔ ZrO2 (Tetragonal)<br />
va acompañada por una importante variación volumétrica, ∆ V = - (3-5) %, lo que puede causar la rotura o un sustancial<br />
debilitamiento del material. Al objeto de solucionar este problema se descubrió que pequeñas adiciones de MgO, CaO o<br />
Y2O3 a la circona dan lugar a una estructura cúbica que no experimenta ninguna transformación polimórfica dentro de un<br />
amplio intervalo de temperaturas. Esto puede observarse en las figura 5.1 (a), (b) y (c) , que representan los diagramas<br />
binarios de fases de la circona con los óxidos estabilizadores.<br />
Antes de proceder a seleccionar un material refractario para una determinada aplicación, es necesario verificar si tiene<br />
lugar alguna transformación polimórfica dentro del intervalo de temperaturas de trabajo, que pueda desaconsejar su<br />
utilización. Esto puede hacerse mediante la observación de la curva de expansión térmica del material (Estudio<br />
dilatométrico). Muchos de los componentes habituales de los materiales cerámicos tienen diferentes formas polimórficas.<br />
Un ejemplo de ello lo tenemos en los siguientes compuestos SiO2, SiC, C , Si3N4, BN, TiO2, ZnS, BaTiO3, Al2SiO5, FeS2 ,<br />
As3O5, etc.<br />
Dependiendo del tipo de cambios que ocurren en el cristal, se pueden distinguir dos tipos de transformaciones<br />
polimórficas (También se pueden clasificar en dos tipos atendiendo a la velocidad de la transformación):<br />
(a).-Transformaciones por desplazamiento o militares (Estructuralmente es el tipo de transformación menos drástica)<br />
(b).-Transformaciones por reordenación o difusionales (Reconstructivas).<br />
Figura 5.1.- (a).- Diagrama de fases ZrO2-MgO.
Figura 5.1.- (b).- Diagrama de fases ZrO2-CaO.<br />
(c).- Diagrama de fases ZrO2-Y2O3
En el caso de las transformaciones por desplazamiento o militares (Figura 5.2) todos los átomos del cristal se desplazan, al<br />
mismo tiempo, una distancia cuya magnitud no es superior a la distancia interatómica, lo que se traduce en una alteración<br />
de toda la estructura cristalina. Puede existir como consecuencia de las mismas una variación de los ángulos de enlace,<br />
pero nunca tiene lugar la rotura de los mismos. No existe cambio en la coordinación primaria y el cambio de energía es el<br />
requerido para una modificación de la coordinación secundaria.<br />
Las transformaciones por desplazamiento o militares tienen lugar a una temperatura definida son de naturaleza reversible ,<br />
ocurren rápidamente y, a menudo, están acompañadas de una variación de volumen. Dentro de los materiales cerámicos y<br />
refractarios podemos citar los siguientes ejemplos:<br />
ZrO2(Monoclínico) ⇔ ZrO2(Tetragonal)<br />
BaTiO3 (Cúbico) ⇔ BaTiO3 (Tetragonal)<br />
Por el contrario, en las transformaciones por reordenación o difusionales (Figura 5.2) tiene lugar la rotura de enlaces<br />
atómicos dando paso a la formación de nuevas estructuras cristalinas. Puesto que la energía de los enlaces es, en general,<br />
alta la transformación es difícil y se necesita una energía de activación alta. Por tanto, la energía requerida para realizar<br />
este tipo de transformaciones es mucho mayor que la que se precisa en las transformaciones por desplazamiento y, por<br />
consiguiente, son lentas.<br />
Figura 5.2.- Transformaciones por desplazamiento o militares y transformaciones por reordenación o difusionales.<br />
(d)
La velocidad de reordenación o formación de las nuevas estructuras es lenta (Mecanismo difusional de transporte de<br />
materia), lo que hace que puedan encontrarse, frecuentemente, a temperatura ambiente de forma metaestable, estructuras<br />
que termodinámicamente solo pueden presentarse a elevadas temperaturas o al revés a temperaturas altas estructuras de<br />
temperatura más baja.<br />
La energía de activación para las transformaciones por reordenación o difusionales puede ser tan elevada que el proceso<br />
difusional de reordenación sea cinéticamente imposible de verificarse en la práctica, a no ser que existen factores externos<br />
que disminuyan su valor. Por ejemplo, la presencia de una fase líquida puede permitir a la fase metaestable disolverse y<br />
precipitar seguidamente la estructura estable a la temperatura en que se esta trabajando.<br />
Este método se utiliza en la fabricación de los ladrillos refractarios de sílice, donde se añade un pequeño porcentaje de<br />
CaO ( 2 %), que actúa como fundente en el cual se disuelve el cuarzo, que luego precipita como tridimita, que es la forma<br />
polimórfica más deseable.<br />
Igualmente la energía mecánica puede constituir otra de las alternativas para minimizar el valor de la energía de<br />
activación.<br />
Un ejemplo de todo lo anterior lo tenemos, en la sílice (Oxido de silicio, SiO2), que posee tres formas polimórficas<br />
(Cuarzo, tridimita y cristobalita), cada una de las cuales a su vez presenta distintas variedades (Cuarzo-α y , tridimitaα,<br />
β y β y cristobalita- α y β ). Termodinámicamente dentro de las formas polimórficas cristalinas, la variedad<br />
1 2<br />
más estable a temperatura ambiente es el cuarzo- α , si bien en la naturaleza también se encuentran la tridimita-α y la<br />
cristobalita-α (Nombre debido a la localidad mejicana de Cristo).<br />
La transformaciones de una forma polimórfica a otra son de reordenación o dífusionales y, por tanto, lentas e irreversibles,<br />
mientras que las transformaciones entre variedades son de desplazamiento, luego son rápidas y de naturaleza reversible.<br />
En el esquema siguiente se presentan las temperaturas de transformación entre las distintas formas polimórficas y<br />
variedades de la sílice, las densidades, los cambios de volumen asociados a las transformaciones, así como el sistema<br />
cristalino en que cristaliza cada forma polimórfica y variedad.<br />
Figura 5.3.- Transformaciones polimórficas y variedades de la sílice.
6.- Clasificación de los materiales refractarios.<br />
No existe un criterio único de clasificación de los materiales refractarios. Así, según sea el criterio que se tome como base<br />
se tendrá una clasificación u otra. Las clasificaciones no son siempre muy precisas, pero tienen su utilidad. Se pueden<br />
clasificar de acuerdo con criterios diferentes, tales como<br />
A.-Composición química.<br />
B.-Propiedades ácido-base (Carácter químico).<br />
C.-Forma o presentación. Atendiendo a las características físicas del producto acabado.<br />
D.- Porosidad de los productos conformados (Finalidad).<br />
E.-Proceso de fabricación.<br />
F.-Uso.<br />
A.-Clasificación de los materiales refractarios según su composición química (NORMA UNE 61-001-75).<br />
A menudo se pueden clasificar los materiales refractarios según su composición química, ya que su capacidad para resistir<br />
a los ambientes a los que van a estar expuestos dependen en gran medida de su composición química. Esta clasificación<br />
no siempre es altamente precisa pero es muy útil. Esta basada en el contenido del compuesto principal (Sílice, alúmina,<br />
magnesia, etc.)<br />
Al .-Refractarios de sílice (% de SiO2 entre el 94 y el 97 %).<br />
A2.-Refractarios de semi-sílice (% de A12O3 < 10 % , resto SiO2 hasta un máximo del 94 %).<br />
A3.-Refractarios silico-aluminosos (Si presentan contenidos de A1203 comprendidos entre el 10 y el 30 %, siendo el resto<br />
fundamentalmente SiO2).<br />
A4.-Refractarios aluminosos (Si presentan contenidos de Al2O3 comprendidos entre el 30 y el 45 %, siendo el resto<br />
fundamentalmente SiO2). A su vez este tipo de refractarios se subdivide en:<br />
30 % - 35 % de Al2O3.<br />
35 % - 39 % de A12O3.<br />
39 % - 41 % de A12O3.<br />
41 % - 43 % de A12O3.<br />
43 % - 45 % de Al2O3.<br />
Las materias primas utilizadas para su fabricación son las denominadas arcillas refractarias y los caolines.<br />
A5.-Refractarios de alto contenido en alúmina (Si presentan contenidos de A12O3 comprendidos entre el 45 y el 56 % ).<br />
A6.-Refractarios de muy alto contenido en alúmina (Si presentan contenidos de Al2O3 superiores al 56 %).<br />
-Refractarios de alúmina pura.<br />
-Refractarios de mullita sintética (2SiO2.3 Al2O3).<br />
-Refractarios del grupo de la sillimanita.<br />
-Refractarios basados en el Al(OH)3 y en la bauxita.<br />
-Refractarios de corindón.<br />
Estos tipos de refractarios pueden correlacionarse con el diagrama binario de fases SiO2-A12O3 de la figura 6.1.
Figura 6.1.- Sistema binario SiO2 - Al2O3
A7.-Refractarios de magnesita (Si presentan contenidos de MgO comprendidos entre el 90 y el 97 %).<br />
A8.-Refractarios de forsterita (Si presentan contenidos de MgO próximos al 40 %, siendo el resto SiO2).<br />
A9.-Refractarios de dolomía [Si el (%CaO + %MgO> 80 %].<br />
A10.-Refractarios de magnesia - cromo (Si contiene entre el 5 y el 18 % de Cr2O3).<br />
A11 .-Refractarios de cromo -magnesia (Si presentan un % Cr2O3 comprendido entre el 18 y el 32 %).<br />
A12.-Refractarios de cromita (Si el contenido de Cr2O3 es superior al 32 %).<br />
A13.-Refractarios especiales.<br />
-Refractarios de carbono base coque o antracita.<br />
-Refractarios de carbono base grafito ( > 30 % grafito + arcilla).<br />
-Refractarios de carburo de silicio ( % SiC > 50 %).<br />
-Refractarios de circonia (ZrO2).<br />
-Refractarios de circón (ZrSiO4).<br />
-Refractarios base carburos ( ZrC , TaC , BC , TIC, etc.).<br />
-Refractarios base nitruros ( ZrN, BN , AIN, Si3N4, etc.).<br />
-Refractarios base boruros ( CrB, etc.).<br />
-Refractarios base siliciuros (MoSi2 , WSi2, etc.).<br />
-Cermets (Compuestos metalocerámicos).<br />
En la figura 6.2 se da una representación triangular en la que pueden verse los principales tipos de materiales refractarios,<br />
atendiendo a sus fases cristalinas.<br />
En 1a tabla 6.1 también puede verse una clasificación de los refractarios densos.
Figura 6.3.- Tipos de materiales refractarios. Representación triangular.<br />
Tabla 6.1.- Clasificación de los refractarios densos.
B.-Clasificación de los materiales refractarios de acuerdo a sus propiedades ácido - base.<br />
Según este criterio los materiales refractarios se clasifican en:<br />
-Refractarios ácidos: Refractarios de sílice, de semi-sílice, silico-aluminosos, de carburo de silicio, de circonia y de<br />
silicato de circonio.<br />
-Refractarios básicos: Refractarios de magnesia, de dolomía sinterizada , magnesia – cromo y de forsterita .<br />
-Refractarios neutros: Refractarios de carbono, de cromita y de cromo - magnesia.<br />
-Refractarios anfóteros: Refractarios de alta y muy alta alúmina.<br />
Hay que recordar que según LEWIS, un ácido es toda aquella sustancia (Molecular o iónica) que puede aceptar un par de<br />
electrones y base toda sustancia que puede ceder un par de electrones. Cada ácido posee la base correspondiente<br />
(Conjugada). La relación entre un ácido y su base conjugada puede expresarse por ecuación de reacción:<br />
A (Acido) ⇔ B (Base) + H + (Protón)<br />
Dador de Aceptador<br />
PROTONES PROTONES<br />
Un ácido y su base conjugada forman un par ácido - base.<br />
Las substancias anfóteras son aquellas que se comportan como ácidos y como bases, es decir presentan un doble<br />
comportamiento, siendo ejemplo característico de ellas el hidróxido de aluminio, Al(OH)3, que al actuar como base se<br />
3<br />
disocia en iones Al + e iones ( ) 1<br />
OH − , es decir:<br />
( ) 1<br />
3<br />
Al( OH) 3 Al 3 OH −<br />
+<br />
⇔ +<br />
y al actuar como ácido cede protones y forma el anión AlO H 3 2<br />
− , el cual pierde el agua al originar los aluminatos sólidos<br />
con et ión<br />
AlO2 − , es decir:<br />
− +<br />
( ) ⇔ +<br />
3 3 2<br />
Al OH AlO H H<br />
Esta clasificación es útil desde el punto de vista de utilización de los materiales refractarios desde el punto de vista<br />
químico, así un refractario ácido no podrá utilizarse si hay presentes escorias básicas y viceversa. Asimismo los<br />
refractarios neutros sirven para separar, en los revestimientos de los hornos, las zonas de refractarios ácidos de las de<br />
básicos.<br />
C.-Clasificación de los materiales refractarios atendiendo a las características físicas del producto acabado.<br />
Según este criterio los materiales refractarios se clasifican en:<br />
-Materiales conformados Ladrillos normales y en cuña, bloques, formas especiales, etc.<br />
Son piezas refractarias obtenidas por cualquiera de los métodos de conformado, principalmente por prensado, y luego<br />
sometidas a un proceso de cocción a alta temperatura, generalmente en un horno túnel, para lograr su aglomeración.<br />
También puede llegarse a la fusión total de las materias primas, en un horno eléctrico, y obtener piezas refractarias<br />
electrofundidas por colado y posterior solidificación, como en el caso de los materiales metálicos.<br />
-Materiales no conformados: Masas plásticas, masas para apisonar, hormigones refractarios, morteros refractarios, masas<br />
proyectables reumáticamente, etc.<br />
Son mezclas refractarias que pueden ser usadas directamente en el estado que son suministradas, como es el caso de las<br />
masas plásticas o bien después de la adición de un líquido apropiado, como es el caso de los hormigones o cementos<br />
refractarios. Se forman así revestimientos monolíticos, sin juntas y con un espesor no discreto.<br />
Finalmente, también pueden presentarse los materiales refractarios en forma de materiales fibrosos.
D.-Clasificación de los materiales refractarios según la porosidad del producto conformado.<br />
Según este criterio los materiales refractarios se clasifican en:<br />
-Refractarios densos.<br />
Se consideran refractarios densos aquellos materiales cuya refractariedad sea igual o superior a los 1500 ºC y el valor de la<br />
porosidad total sea inferior al 39 % en volumen.<br />
-Refractarios aislantes.<br />
Se consideran refractarios densos aquellos materiales cuya refractariedad sea igual o superior a los 1500 ºC y su porosidad<br />
total es igual o superior al 45 % en volumen.<br />
E.-Clasificación de los materiales refractarios atendiendo al proceso de fabricación.<br />
Según este criterio los materiales refractarios se clasifican en:<br />
-Refractarios convencionales (Figura 6.4).<br />
Obtenidos por conformado por prensado, extrusión o moldeo y luego cocidos a una temperatura en que no se alcanza la<br />
temperatura de fusión.<br />
-Refractarios especiales.<br />
Se llega a la fusión total y luego se cuela y se solidifica. Son los materiales refractarios electrofundidos, como por ejemplo<br />
de mullita, de alúmina, etc.<br />
F.-Clasificación de los materiales refractarios atendiendo a su uso.<br />
Según este criterio los materiales refractarios se clasifican en:<br />
- Refractarios para la industria siderurgica.<br />
- Refractarios para la industria cementera<br />
- Refractarios para la industria de la cal<br />
- Refractarios para la industria del vidrio<br />
- Refractarios para la industria petroquímica<br />
- Etc.
Figura 6.4.- Diagrama de flujo del proceso de fabricación de los materiales refractarios.