REFRACTARIOS - TEMA I -LOS MATERIALES ... - Página Antigua

El constituyente matriz puede ser una fase vítrea o cristalina “microcristales” de composición más compleja que el
constituyente disperso. La refractariedad (o la temperatura de ablandamiento) es menor para el componente matriz que
para el disperso. La naturaleza del constituyente matriz es, normalmente, compleja debido a la presencia de los óxidos
alcalinos (litio, sodio, potasio) y de los óxidos de hierro, que disminuyen su refractariedad.
El constituyente matriz al reblandecerse o fundir a las temperaturas de cocción del material refractario, nos garantiza la
consistencia mecánica del constituyente disperso. Paralelamente a los procesos de fusión parcial (o de reblandecimiento)
de la matriz, suelen tener lugar reacciones sólido-liquido, procesos de crecimiento de grano, segregaciones y
transformaciones cristalinas en estado sólido.
Las propiedades del constituyente matriz son extremadamente importantes puesto que es la “cola” o “pegamento” que
mantiene cohesionados a los cristales o granos del constituyente disperso. Así, por ejemplo., los refractarios de arcilla
cocida (Alúmina calcinada ligada mediante arcilla plástica) pueden dividirse en semisílice, bajo contenido de alúmina, etc.
En general, el contenido de alúmina aumenta en el orden listado y hay una tendencia a juzgar el comportamiento tomando
como base dicho contenido. Esto puede conducir a errores, puesto que la fase arcillosa que actúa como ligante tiene un
profundo efecto sobre el comportamiento del material refractario aún con un alto contenido en fase alúmina.
En tabla 4.2 se dan las especies químicas, cristalinas o vítreas, que dan lugar al denominado constituyente matriz y que
cementan los constituyentes dispersos anteriormente citados. Se da su punto de fusión.
Tabla 4.2.- Constituyentes matrices de los materiales refractarios.
NOMBRE FORMULA
QUIMICA
OXIDOS SIMPLES
PUNTO FUSION
(ºC)
SILICE SiO2 1713
OXIDOS COMPUESTOS
SILICATO BICALCICO 2CaO. SiO2 2130
FORSTERITA 2MgO. SiO2 1900
SILICATO MAGNESICO SiO2.MgO 1720
WOLLASTONITA CaO. SiO2 1900
SERPENTINA 3MgO. 2SiO2 1845
MAYENITA 12CaO.7Al2O3 1410
FERRITA DICALCICA 2CaO.Fe2O3 1435
Por último, una fase que está siempre presente en los materiales refractarios, en proporción y distribución variables, es la
porosidad. Esta influye decisivamente en sus propiedades y características.
Las propiedades y características del material refractario dependerán tanto de las fases cristalinas que forman el agregado
refractario (Constituyente disperso), como de la matriz cementante y del contenido y distribución de la porosidad.
Así, pues, desde el punto de vista de la constitución microscópica, un ladrillo refractario es como una roca granito, riolita,
etc., está formada por partículas cristalinas cementadas por una matriz. Los refractarios electrofundidos se fabrican por
solidificación de una mezcla de materiales fundidos, de manera análoga a como las rocas eruptivas se formarán por
solidificación de un magma, y pasando por los mismos procesos de cristalización de ciertos componentes, crecimiento de
grano, segregación de otros componentes a la fase liquida residual, reacciones sólido-liquido y, por fin, solidificación de
ese líquido residual para formar la matriz cementante.
En la fabricación de un refractario convencional se parte de materiales sólidos en vez del equivalente artificial del magma,
pero durante la fusión parcial que se produce durante la cocción encontraremos los mismos procesos (Transformaciones
cristalinas, segregación y crecimiento de grano, reacciones sólido-líquido, etc) que se citaron anteriormente.