Capitulo 2

Universidad Técnica de Oruro 

Carrera de Ingeniería Metalúrgica MET 2240 Hornos Metalúrgicos 

REFRACTARIOS 

Capitulo 6 

Los refractarios son materiales estructurales que resisten altas temperaturas y las fuerzas destructivas 

que se producen como consecuencia del trabajo del horno, conservando una buena estabilidad 

dimensional y química. Ellos juegan un rol importante en los procesos pirometalúrgicos, en los cuales 

se manejan materiales sólidos (calcinas, quemadillos), líquidos (metales fundidos, escorias, matas, 

speiss) y gaseosos a temperaturas elevadas. Con ellos se revisten los hornos en los que se 

obtienen los metales a partir de sus menas, y en los que se transforma el metal en productos acabados 

o semiacabados. 

La norma ISO R836 – 68, define como refractarios a aquellos productos naturales o artificiales, no 

metálicos, cuya resistencia giroscópica es igual o superior a 1 500 ºC. 

Desde el punto de vista tecnológico, se define como material refractario a todo material capaz de 

soportar temperaturas elevadas, las condiciones del medio en que está inmerso, durante un periodo 

de tiempo económicamente aceptable. 

La refractariedad de un material se define como la capacidad de mantener un grado deseado de 

identidad química, física y mecánica a alta temperatura. 

Con materiales refractarios se construyen los hornos en los que se fabrica el vidrio, el cemento, los 

materiales cerámicos de construcción y el coque siderúrgico. Los refractarios se usan como ladrillos 

de diferentes formas, masas preparadas, en fibras, placas, y también en forma granular. 

Las temperaturas de trabajo de diferentes procesos metalúrgicos que utilizan materiales refractarios 

en los hornos utilizados por ellos son:: 

Tostación de sulfuros 600 – 950 ºC 

Fundición de estaño 1.200 – 1.300 ºC 

Retortas para zinc 1.400 – 1.600 ºC 

Convertidos Bessemer 1.600 ºC 

Toberas de alto horno 1.900 ºC 

Arco eléctrico 2.500 ºC 

Las condiciones de servicio a que se ven expuestos los refractarios en estos procesos de forma general, 

exigen que los materiales sean capaces de soportar las siguientes condiciones: 

0 

Rangos de temperatura hasta unos 1500 a 1760 C. 

Tensiones principalmente compresivas. Tanto a altas como a bajas temperaturas. 

Repentinos cambios bruscos de temperatura (choque térmico) 

En algunos casos, la acción de las escorias, desde las ácidas a las básicas.



En algunos casos, la acción de los materiales fundidos, siempre a altas temperaturas y capaz 

de ejercer grandes presiones. 

En algunos casos, la acción de los gases, incluyendo S02. CO, Cl, CH4, H20 y óxidos, sales 

volátiles de metales, hasta metales volátiles. 

La acción del polvo y cenizas en los gases, los cuales pueden ser ácidos o básicos. 

Fuerzas de impacto y abrasivas tanto a altas como a bajas temperaturas. 

Un refractario puede estar sometido a un mismo tiempo a una o más de las anteriores condiciones. 

Por otro lado, se le pueden exigir además otras funciones: 

Almacenamiento de calor, como en el caso de los recuperadores. 

Conductor de calor como en las paredes de las cámaras de coquización. 

Aislante térmico, como en los hornos de mufla. 

Todas estas exigencias requieren que los materiales o productos refractarios presenten unas propiedades 

específicas. A menudo será necesario satisfacer al mismo tiempo varias propiedades que se 

oponen mutuamente. Por ejemplo, una alta resistencia mecánica requiere baja porosidad, lo que es 

incompatible con un comportamiento aislante. Por tanto, un refractario concreto puede presentar 

uno o más compromisos, con sacrificio de una característica para aumentar otra más importante en 

una determinada aplicación. 

La mayoría de los refractarios están compuestos por las siguientes sustancias: 

Óxidos: 

No óxidos: 

Arcillas refractaria x Al2O3.ySiO2 Alúmina Al2O3 Sílice SiO2 Cal CaO 

Magnesia MgO 

Cromita (Fe, Mg)(Cr, Al) 2 O4 Magnesita-cromita MgCr2O4 + MgO 

Forsterita Mg2SiO4 Óxidos especiales ZrO2, ThO2, BeO 

Carbono y grafito 

Carburo de silicio 

Compuestos raros TiC, TiB2, BN 

Metales Mo, W, Fe 

Los puntos de fusión de los materiales refractarios comunes son elevados, como se muestra a continuación: 

Sílice 1,750 ºC 

Caolín 1.740 ºC 

Bauxita 1.600 – 1.820 ºC 

Alúmina 2.050 ºC 

Magnesia 2.165 ºC 

Cromita 2.050 – 2200 ºC 

Carborundum No se ablanda hasta 2.240 ºC 

Carbón Sólido hasta 3600 ºC



6.1 Clasificación de los refractarios 

Las tablas 6.1 y 6.2 muestran clasificaciones en base a la composición química. En la primera, salvo 

la última categoría, refractarios aislantes, el resto son materiales densos, es decir, con porosidad 

muy baja o nula. 

TABLA 6.1 Clasificación de materiales refractarios según composición química (basado en la 

norma COPANT IRAM 12550) 

TIPO CLASE COMPONENTE PRINCIPAL 

Ácidos Silico-aluminoso SiO2 libre o combinada: Al2O3 25 a 47.5% 

Semi-sílice 

SiO2 mínimo 72% 

Sílice 

SiO2 mínimo 95% 

Alta alúmina Moldeados 

Al2O3 mayor a 47.5% y hasta 100% 

Electrofundidos A base de bauxita, Al2O3 mínimo 80% 

A base de corindón, Al2O3 mínimo 99% 

Ternarios: Al2O3 + ZrO2 + SiO2 Alúmina –cromo: Al2O3 + Cr2O3 Básicos Magnesia 

MgO mínimo 80% 

Magnesia – cromo MgO mínimo 55% 

Magnesia – dolomita MgO mínimo 50% 

Magnesia – carbón MgO + C 

Cromo 

Cr2O3 mínimo 30% 

Cromo – magnesia Cr2O3 + MgO 

Dolomita 

MgO + CaO 

Forsterita 

2MgO.SiO2 + MgO 

Espinela 

MgO + Al2O3 Especiales Carburo de silicio SiC 20 a 99% + ligantes 

(carburos) Carburos metálicos De Zr, Ta, Nb, Ti, etc. 

Grafito puro 

Grafito mínimo 90% 

Grafito 

Grafito + arcillas 

Carbono 

C entre 80 y 90% (de coque o alquitrán) 

Mullita Liga cerámica 

Electrofundidos 

3Al2O3.2SiO2, Al2O3 mínimo 72% 

Circonio Circona 

ZrO2 Circón 

ZrO2.SiO2 Otros óxidos De Ti, Th, Be, Nb, Ta, Hf, etc. 

No óxidos Nitruros 

BN, AlN, Si3N4 Boruros 

De Cr, W, Zr, etc. 

Siliciuros 

De Mo, W, etc. 

Cermets 

Dichos, más liga metálica 

Aislantes Sílico - aluminoso Se clasifican según su temperatura de uso en la 

cara caliente (entre 870 y 1 816 ºC)



TABLA 6.2 Clasificación de materiales refractarios según composición química (basado en la 

norma ISO 1109) 

TIPO CLASE COMPOSICIÓN 

Ácidos Sílice 

Semi-sílice 

Silico aluminosos 

Aluminosos 

Alto contenido de Al2O3, Grupo I 

Grupo II 

Básicos Productos de magnesia 

Productos de magnesia-cromo 

Productos de cromo-magnesia 

Productos de cromita 

Productos de forsterita 

Productos de dolomita 

Productos especiales Carbono (amorfo) 

Grafito 

Circón (ZnSiO4) Circona (ZrO2) Carburo de silicio (SiC) 

Carburos (otros del SiC) 

Nitruros (Si3N4; etc. 

Espinelas (MgAl2O4; etc. 

Productos de óxidos puros 

SiO2 > 93% 

85% SiO2 < 93% 

10% Al2O3 < 30%; SiO2 < 85% 

30% Al2O3 56% 

Al2O3 56% 

45% Al2O3 56% 

MgO 80% 

55% MgO < 80% 

25% MgO < 55% 

Cr2O3 55%, MgO 25% 

La tabla 6.3 es una clasificación según la forma de elaboración y presentación; se dividen aquí los 

refractarios en dos grandes grupos, los conformados (ladrillos, placas, etc,), y los que se fabrican en 

forma de polvos u otros, para ser aplicados en reparaciones, rellenos, y usos similares. 

TABLA 6.3 Clasificación de materiales refractarios según sus procesos de elaboración y 

formas de presentación (COPANT – IRAM 12550). 

1. Moldeados en fábrica (conformados): ladrillos, cuñas, placas, formas curvas y especiales. 

2. No moldeados (especialidades) 

2.1 Argamasas refractarias 

2.2 Enlucidos o revoques refractarios 

2.3 Hormigones refractarios (densos, livianos, etc.), incluyendo el “cemento fundido refractario”, 

basado en aluminato cálcico. 

2.4 Mezclas refractarias para apisonar. 

2.5 Mezclas refractarias para proyectar. 

2.6 Morteros refractarios (de endurecimiento al aire, en caliente, de fraguado hidráulico). 

2.7 Plásticos refractarios. 

2.8 Tierras refractarias. 

2.9 Materias primas refractarias (arcillas, caolines, minerales aluminosos, silicatos de Mg, 

Cr, Zr, etc.)



6.2 Propiedades de los refractarios 

Las cualidades que debe poseer un refractario en particular, dependen del uso para el cual está destinado. 

Las siguientes propiedades son de importancia en refractarios utilizados en los hornos metalúrgicos. 

6.2.1 Composición química 

La composición química se expresa usualmente en porcentaje en peso de los óxidos componentes 

como % de SiO2, % de CaO, % de MgO, % Al2O3, etc. En muchos casos, los óxidos individuales no 

se encuentran presentes como tales, sino que están combinados químicamente con otros óxidos. La 

composición proporciona la base para clasificar a los materiales refractarios como ácidos, básicos y 

neutros. Frecuentemente, se encuentra que los constituyentes en menores porcentajes afectan 

seriamente las propiedades de servicio bajo ciertas condiciones de horno extremas. 

La siguiente tabla está basada en la fuerza relativa del enlace metal-oxígeno en los óxidos que forman 

parte de la mayor parte de los refractarios, con los óxidos ácidos teniendo los enlaces mas 

fuertes, que pueden reaccionar para formar compuestos estables con los que se sitúan en la parte 

inferior de la tabla. 

TABLA 6.4. Acidez relativa de los diferentes óxidos refractarios 

CLASIFICACIÓN OXIDO REFRACTARIO 

B2O3 Óxidos ácidos 

Óxidos neutros (anfóteros) 

Óxidos básicos 

SiO2 P2O5 Al2O3 TiO2 BeO 

FeO 

MgO 

MnO 

Li2O CaO 

Na2O El índice de silicatación, en el cual se toma como base para la clasificación la relación que existe 

entre el oxígeno contenido en la sílice y la suma de oxígeno en los óxidos básicos, permite determinar 

la acidez o basicidad de refractarios que tienen una mezcla de óxidos en su composición. 

Oxígeno en la sílice 

Indice de silicatación 

 

Suma de oxígeno en los óxidos básicos 

Si el índice de silicatación es mayor que la unidad existe un predominio de óxidos ácidos, y el refractario 

es ácido: por el contrario, si el índice de silicatación es menor que la unidad, el refractario es 

básico.



6.2.2 Temperatura de fusión y ablandamiento 

Como ocurre con los metales y plásticos, la temperatura de fusión da una idea rápida, aunque 

aproximada, sobre las temperaturas máximas de servicio. 

El punto de fusión indicará si un material conviene o no utilizarlo por encima de esa temperatura, 

pero no constituye por si solo un criterio determinante de utilización ya que esta vendrá ligada a la 

posibilidad de soportar cargas de uso a esa temperatura así como las acciones químicas. 

Ejemplo: 

Un ladrillo de mullita con punto de fusión 1780 0 C no deforma hasta 1727 0 C bajo carga, sin embargo 

la periclasa (MgO) con punto de fusión de 2800 0 C lo hará a la misma temperatura aproximadamente. 

El punto de fusión del material refractario, debe ser suficientemente alto para evitar su fusión (o 

ablandamiento) a la temperatura de operación del horno. Los sólidos cristalinos puros con puntos 

de fusión congruentes, tales como la mayoría de los óxidos simples, fallan abruptamente fundiéndose 

a una temperatura fija, el punto de fusión. La mayoría de los cuerpos refractarios, sin embargo, 

no se comportan de manera tan simple. Los cambios de las propiedades mecánicas del material, 

ablandamiento y eventualmente fusión, pueden suceder gradualmente sobre un rango de temperaturas 

considerable. 

El método más ampliamente usado para medir la temperatura de ablandamiento de refractarios es 

la determinación del Cono Pirométrico Equivalente (CPE), por el procedimiento estandarizado como 

Ensayo ASTM C-24. 

Para determinar el CPE, se pulveriza la muestra a una malla menor a 65, y entonces se conforma en 

un cono de ensayo como en la figura 6.1. Como aglutinante se utiliza agua y pequeñas cantidades 

de dextrina o cola. Estos conos se montan sobre una placa inerte junto con una serie de conos pirométricos 

estándar con los que se compara el comportamiento de la muestra. La placa se calienta 

entonces a una velocidad especificada en un horno con distribución de temperatura uniforme y de 

preferencia una atmósfera oxidante o neutral. El ablandamiento del cono se indica cuando el cono se 

dobla hasta que su punta toca la placa. El CPE de la muestra de ensayo es el Cono Pirométrico que 

corresponde más de cerca en tiempo de ablandamiento con el cono de ensayo. La temperatura de 

ablandamiento se expresa como el número de Cono Pirométrico Equivalente, cuya relación con la 

temperatura de ablandamiento se muestra en la tabla 6.5. 

Este método tiene la ventaja de ser bastante simple y no exige un equipo costoso. Su principal desventaja 

es que no da un elevado grado de precisión, debido a causas aleatorias como las variaciones 

en la atmósfera del horno o por otras causas que además no son fáciles de controlar. Sin embargo, 

bajo buenas condiciones, puede obtenerse una precisión de –15 0 C.



Figura 6.1. Conos pirométricos según ASTM C-24 

TABLA 6.5. Temperaturas de punto final de los conos pirométricos americanos. 

NÚMERO DE 

CONO 

022 

021 

020 

019 

018 

017 

016 

015 

014 

013 

012 

011 

010 

09 

08 

07 

06 

05 

04 

03 

02 

01 

TEMPERA- 

TURA, ºC 

605 

615 

650 

690 

720 

770 

795 

805 

830 

860 

875 

905 

895 

830 

850 

990 

1.015 

1.040 

1.060 

1.115 

1.125 

1.145 

NÚMERO DE 

CONO 

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7 

8 

9 

10 

11 

12 

13 

14 

15 

16 

17 

18 

19 

20 

23 

26 

TEMPERA- 

TURA, ºC 

1.160 

1.165 

1.170 

1.190 

1.205 

1.230 

1.250 

1.260 

1.285 

1.305 

1.325 

1.335 

1.350 

1.400 

1.435 

1.465 

1.475 

1.490 

1.520 

1.530 

1.580 

1.595 

NÚMERO DE 

CONO 

27 

28 

29 

30 

31 

32 

32,5 

33 

34 

35 

36 

37 

38 

39 

40 

41 

42 

TEMPERA- 

TURA, ºC 

1.605 

1.615 

1.640 

1.650 

1.680 

1.700 

1.725 

1.745 

1.760 

1.785 

1.810 

1.820 

1.835 

1.865 

1.885 

1.970 

2.015



6.2.3 Resistencia al ataque químico 

Cualquier sustancia en contacto con un refractario a alta temperatura puede reaccionar con él, esto 

es particularmente importante en presencia de metales fundidos, escorias y cenizas. 

Si el producto de la reacción tiene un punto de fusión más bajo que el refractario, como sucede 

cuando escoria y refractario presentan un carácter diferente, se forman eutécticos de bajo punto de 

fusión, disminuyendo la vida del refractario. 

La resistencia de los refractarios a las escorias está determinada primeramente por las condiciones 

de equilibrio. Los óxidos refractarios comunes son los mismos óxidos que forman las escorias, por lo 

que muy raramente es posible hallar un refractario que sea insoluble en la escoria. 

Una regla que debe tomarse en cuenta, es que un óxido refractario ácido no reacciona con una escoria 

ácida, y un óxido refractario básico no reacciona con una escoria básica. Si se tiene en contacto 

óxidos ácidos y óxidos básicos, ya sea de la escoria o del refractario, estos reaccionarán entre si 

formando compuestos que si son de bajo punto de fusión, se disolverán en la escoria, dañando así 

al refractario. En algunas ocasiones, se forman compuestos de un punto de fusión muy elevado, los 

que se sitúan entre la interfase refractario-escoria, y protegen al refractario de la corrosión por ataque 

químico de la escoria. 

Otro factor importante es la viscosidad de la escoria. En un recipiente recubierto de sílice o arcilla 

refractaria, la escoria que se encuentra cerca del recubrimiento disolverá el refractario y se volverá 

muy viscosa. El ataque adicional sólo será posible por medio de difusión a través de la capa viscosa. 

En consecuencia, tales refractarios son muy resistentes incluso frente a escorias que no se encuentran 

completamente saturadas con los óxidos refractarios. Por comparación, los refractarios básicos 

producen un fundido muy fluido, por lo que son fácilmente atacados. 

Existen diferentes ensayos para determinar la resistencia de los refractarios al ataque químico. El 

más extendido, quizás por su sencillez. es el ensayo normalizado DIN. 

Consiste en realizar un taladro en el ladrillo a examinar en forma de un dedo, e introducir por él 

unos 50 gramos de la escoria o cenizas a ensayar finamente dividida, llevándolo a continuación a 

horno con temperatura fija y tiempo constante. Una vez concluido el tratamiento, se corta el ladrillo 

transversalmente para observar la profundidad e intensidad del ataque, proporcionando un buen 

índice de comparación del comportamiento de escorias y refractarios. 

6.2.4 Resistencia al choque térmico 

La resistencia al choque térmico es una función del coeficiente de expansión térmica, de la resistencia 

mecánica y del módulo de elasticidad, pero también, de la existencia de transformaciones polimórficas. 

En el caso de los refractarios sin transformación polimórfica, la dimensión aumenta casi 

linealmente con la temperatura, tal como se ilustra en las curvas para arcilla refractaria, el cromo, el 

corindón y la magnesita en la figura 6.2. Por otra parte, la sílice sufre transformaciones cristalográficas 

durante el calentamiento: a 573 ºC (cuarzo cuarzo ), a 870 ºC (cuarzo tridimita), y a 

1 470 ºC (tridimita a cristobalita). La segunda transformación es muy lenta por lo que el cuarzo 

puede transformarse directamente en cristobalita alrededor de 1 250 ºC. Como consecuencia, el 

volumen del ladrillo de sílice, el cual usualmente es una mezcla de las tres modificaciones, aumenta 

rápidamente hasta 400 ºC, pero permanece esencialmente constante por encima de esa temperatu-



ra. Así, la sílice proporciona buena resistencia al choque térmico a temperatura elevada, en tanto 

que pueden formarse grietas considerables si el ladrillo se enfría por debajo de 400 ºC. 

Figura 6.6. Curvas de la expansión reversible de ladrillos refractarios comunes. 

Relacionado con el agrietamiento térmico, se tiene el desconchado o descantillado térmico. Al desconchado 

se ha definido tradicionalmente como la fractura del ladrillo o bloque refractario debido a 

cualquiera de las siguientes causas: 

Un gradiente de temperatura en el ladrillo, debido a un enfriamiento o calentamiento no uniformes, 

que es suficiente para producir tensiones de magnitud tal que puedan llegar a una 

rotura. 

Una compresión de la estructura del refractario, debida a la expansión de la totalidad de la 

pieza restringida por la estructura circundante (desconchamiento mecánico) 

Una variación en el coeficiente de expansión entre las capas superficiales y el cuerpo del ladrillo, 

debido a cambios estructurales o a la penetración de escorias, cenizas. etc, 

Se obtiene alta resistencia al desconchado en refractarios que combinan un coeficiente de expansión 

térmica pequeño con una elevada conductividad térmica y una elevada resistencia mecánica. 

La resistencia al choque térmico se puede medir experimentalmente por uno de los siguientes métodos: 

Determinación del máximo salto de temperatura que puede soportar una pieza sin fracturarse 

al sumergiría en agua a temperatura ambiente. Se determina por el número de sucesivos 

ciclos térmicos: inmersión en agua desde una temperatura dada calentamiento, que es capaz 

de aguantar sin fracturarse. (vidrios y refractarios). 

Determinación de un índice analítico de resistencia al choque térmico, Ir:



donde: 

k. 

R 

Ir 

. 

E. 

C 

k: Conductividad. térmica 

R: Carga de rotura 

: Coeficiente de dilatación 

E: Modulo de Young 

Ce: Calor especifico 

Una alta carga de rotura R permite soportar tensiones más altas sin fractura. Las tensiones 

por dilatación o contracción son proporcionales a .R, por lo que una reducción en este factor 

permite reducir la dilatación o contracción y. por ende. las tensiones térmicas generadas, según 

la ecuación: 

= - E = - E T 

6.2.5 Resistencia a la oxidación y a la reducción 

Los refractarios de óxidos pueden verse afectados por oxidación tanto como reducción. Bajo condiciones 

fuertemente reductoras los refractarios de óxidos pueden reducirse parcialmente. Éste es en 

particular el caso de los refractarios que se encuentran en contacto con metales altamente reactivos. 

Por ejemplo, si se funde aluminio en un crisol de cuarzo tendrá lugar la reacción: 

4 Al + 3 SiO 2 = 2 Al 2O 3 + 3 Si 

También pueden formarse compuestos volátiles: SiO a partir de refractarios de sílice y vapor de 

magnesio por reducción de ladrillos de magnesita. 

Para la fusión de metales menos nobles como aluminio, titanio, niobio, etc., la selección del refractario 

es bastante problemática. El aluminio puede fundirse en crisoles de alúmina, el titanio y niobio 

no pueden fundirse en ninguno de los refractarios de óxidos conocidos sin que haya algo de reacción 

y disolución de óxido debido a la fase metálica. 

6.2.6 Resistencia a la deformación bajo carga (Creep) 

La acción combinada de cargas y temperaturas elevadas da lugar a fenómenos de fluencia lenta o 

creep, similares a los encontrados en los materiales metálicos: deformaciones crecientes con el 

tiempo. 

No obstante, en el caso de los refractarios cerámicos, los ensayos de fluencia o deformación bajo 

carga se realizan siempre bajo cargas de compresión. 

Los ensayos de fluencia consisten en calentar el refractario a temperatura uniforme, someterlo a 

una carga de compresión constante y observar su variación en el tiempo. De esta forma se obtienen 

curvas de deformación en función del tiempo. 

En los ensayos estándar de resistencia bajo carga suele emplearse una carga constante de 2 

Kp/crn 2 , determinándose la temperatura a la cual el refractario sufre una deformación dada (normalmente 

del 0.5%), en un tiempo de 100 o 1000 horas 

El ensayo se realiza normalmente en hornos eléctricos aunque también pueden utilizarse hornos de 

gas con atmósfera oxidante.



Puede decirse que la resistencia a la compresión en caliente por parte de un refractario está influida 

directamente por la magnitud y viscosidad de la fase vítrea. Generalmente, al aumentar la temperatura, 

el cristal o el componente vítreo se conviene de forma gradual en un liquido viscoso, aunque la 

temperatura inicial de ablandamiento y el rango de temperaturas donde se da la deformación viscosa 

puede variar ampliamente. 

Las impurezas tales como álcalis, calizas y óxidos de hierro actúan formando eutécticos de bajo punto 

de fusión. Su presencia disminuye la temperatura de formación inicial de líquido y su viscosidad 

incrementando la deformación. 

Otros factores pueden afectar el comportamiento a alta temperatura son: 

Una mayor temperatura de cocción aumentará en general la resistencia porque distribuye 

más uniformemente la fase vítrea. 

El aumento de porosidad disminuye la capacidad de un ladrillo para resistir la deformación 

bajo carga, ya que los poros permiten la posibilidad de que un ladrillo se comprima sobre si 

mismo. y también de que disminuya la cantidad de refractario disponible en un volumen dado 

para soportar la presión. 

6.2.7 Resistencia mecánica a baja temperatura 

La resistencia mecánica a baja temperatura es muy superior a la que tendrá el material a alta temperatura. 

No obstante, como la resistencia en frío refleja los tratamientos térmicos que un refractario 

recibe en su manufactura y como estos tratamientos térmicos afectan a la porosidad, densidad 

másica. refractariedad bajo carga y resistencia a la abrasión, puede obtenerse gran cantidad de 

información sobre cualquier tipo de refractario cocido a partir del ensayo de resistencia, mediante 

una correlación adecuada. Por esta razón los requerimientos de la resistencia en frío se utilizan a 

menudo en las especificaciones de los refractarios. 

Existen dos tipos de ensayos para determinar estas características: 

Ensayo de resistencia a la compresión, (similar al ensayo de tracción en metales, pero con 

cargas de compresión). Los refractarios comunes presentan valores entre 150-350 kg/cm 2. 

Determinación del módulo de elasticidad y carga de rotura a flexión, este ensayo no es 

usual en los controles de calidad de recepción o fabricación, pero si en la investigación y desarrollo 

de nuevos materiales. El ensayo más habitual es el de flexión de una probeta prismática 

biapoyada. 

La carga de rotura a flexión viene dada por la expresión: 

R = 3W1 / 2 bh 2 

siendo: R carga de rotura a flexión (kp/cm 2 ) 

W carga vertical aplicada (Kp) 

l longitud entre apoyos (cm) 

b ancho de la probeta (cm) 

h altura de la probeta (cm) 

Se requieren unas 10 probetas para poder dar un valor medio fiable.



6.2.8 Porosidad, densidad y permeabilidad 

A menos que se recurra a procesos muy costosos, todos los refractarios producidos tendrán una 

cierta cantidad de poros, cuyo número, tamaño y continuidad tendrán una influencia muy importante 

en el comportamiento del material refractario. 

Hay dos tipos de porosidad, la abierta o aparente y la porosidad total. 

a) La porosidad aparente es la relación entre poros abiertos en comunicación con el exterior y 

el volumen total del refractario. Se mide por el volumen de agua que absorbe el refractario. 

Porosidad aparente = ( V agua absorbida / V geométrico ) x 100 

b) La porosidad total es la relación entre el volumen de todos los poros y el volumen geométrico 

del refractario. Se hallará por diferencia entre el volumen geométrico y el ocupado una 

vez dividido finamente en polvo (por desplazamiento de un líquido indicador tras inmersión). 

Porosidad total = V poros / V geométrico x 100 = (1 – V polvo / V geométrico) x 100 

Esta porosidad total, oscila normalmente entre el 10 y el 25 %. 

La porosidad tiene poca relación con la permeabilidad, la cual es una medida de la tasa de difusión 

de líquidos y gases a través del refractario, y de esta forma viene gobernada por el tamaño y número 

de poros conectados o canales con continuidad de un lado al otro del refractario. 

La permeabilidad es de una importancia decisiva en aplicaciones tales como recubrimientos de hornos 

altos, donde puede ocurrir desintegración como resultado de la penetración de CO y la subsiguiente 

deposición de carbono dentro del ladrillo. Existen ensayos normalizados (BS, ASTM) para 

determinar la permeabilidad al aire y la resistencia al CO. 

Como la porosidad puede definirse tanto una densidad aparente o bien una densidad absoluta. La 

densidad aparente de los refractarios es utilizada como una indicación de la razón entre poros y 

sólido, pero no tiene ningún sentido si no se refiere al peso especifico verdadero del refractario o 

densidad absoluta. 

Por ejemplo: la densidad aparente de un ladrillo de cromita que tiene un peso específico de 4 

gr/cm 3 , pero una porosidad del 25%, es todavía mucho mayor que la de un ladrillo de arcillas densas 

cuya porosidad es del 10%, pero con un peso especifico de solo 2,6 gr/cm 3 . 

Un incremento en la densidad aparente o total de un cierto refractario aumenta la resistencia mecánica 

en frío y en caliente, la capacidad calorífica y la conductividad térmica. 

El peso específico verdadero de un refractario cocido puede diferir sustancialmente del de las materias 

primas a partir de las cuales ha sido conformado; esto es debido a la conversión de los constituyentes 

minerales. Por ejemplo, la cuarcita con un peso específico de 2.65 gr/cm 3 se convierte al 

calentarla en cristobalita y tridimita con pesos específicos de 2.32 y 2.26 gr/cm 3 respectivamente. El 

peso específico resultante de la sílice cocida refleja el grado de conversión y es un ensayo muy adecuado 

para observar el tratamiento de cocido.



6.2.9 Capacidad calorífica y conductividad térmica 

La capacidad calorífica de un refractario a una temperatura dada es función de su densidad másica 

aparente y de su calor específico a dicha temperatura. 

La conductividad térmica es una medida de la tasa de transmisión de calor a través del refractario. - 

Ambas propiedades se incrementan al aumentar la densidad másica, y de aquí que disminuyan al 

aumentar la porosidad. 

Los refractarios pueden ser usados para confinar, almacenar o transmitir el calor, la conductividad 

térmica deseada variará en función de la aplicación. De hecho, en los refractarios comerciales es 

factible obtener un amplio rango de conductividades, incluyendo los aislantes, que se obtienen mediante 

un alto grado de porosidad (mínimo 45%). 

Idealmente un refractario que forma una pared de un horno, deberá tener una conductibilidad térmica 

muy baja para retener tanto calor como sea posible; por otra parte, si el material refractario es 

la pared de una mufla o retorta calentada exteriormente, deberá tener alta conductibilidad térmica 

para transmitir la mayor cantidad posible de calor hacia el interior. 

A pesar de tratarse de una magnitud física perfectamente definida, la medida de la conductividad 

térmica es uno de los ensayos más largos y costosos y quizás, el más sujeto a errores e imprecisiones 

experimentales. Por otra parte, se trata de una propiedad muy importante en el diseño de los 

hornos. 

El procedimiento más utilizado para medir la conductividad es aquel que utiliza el aparato desarrollado 

por Patton y Norton. Se basa en hacer pasar un flujo de calor q uniforme a través de la 

muestra, flujo que se mide mediante el aumento de la temperatura del agua que refrigera su otro 

extremo. Una vez establecidas las condiciones de equilibrio. el coeficiente de conductividad se halla 

a partir del gradiente de temperatura en la muestra para una temperatura dada en una de sus caras. 

Los refractarios silico-aluminosos presentan, entre los 700 y 1400 0 C, una conductividad de prácticamente 

1 Kcal/m.hr. 0 C. La alta alúmina presenta valores de 2 Kcal/m.hr. 0 C, aunque en ocasiones 

puede alcanzar valores tres veces superiores. 

Los materiales básicos presentan en general una conductividad mayor: de 2,5 Kcal/m.hr. 0 C para la 

magnesia a 1000 0 C, y entre 1.5 y 2.5 Kcal/m.hr. 0 C para la dolomía estabilizada. 

Los refractarios de SiC son casos excepcionales, con conductividades entre 4-10 Kcal/m.hr. 0 C. Todavía 

son superiores los de grafito, con conductividades de unos 50-100 Kcal/m.hr. 0 C. 

6.2.10 Conductividad eléctrica 

La conductividad del refractario es muy importante cuando se usa en hornos eléctricos. El grafito y 

los metales son los únicos buenos conductores de la electricidad entre los refractarios, todos los 

demás son aislantes. El grafito es un material muy refrcatario y se utiliza como electrodo y en el 

encofrado para todos los hornos eléctricos de alta temperatura.



6.3 Descripción de refractarios 

6.3.1 Refractarios ácidos 

El sistema binario SiO 2 – Al 2O 3 es la base de una serie completa de refractarios, variando en compo- 

sición desde los refractarios ricos en sílice hasta los refractarios de alta alúmina, e incluyen a los 

refractarios arcillosos, que son el grupo más importante de todos. El diagrama de fases de este 

sistema, figura 6.7, muestra las fases presentes en equilibrio a varias temperaturas. Aunque en 

muchos casos el cuerpo refractario no logra el equilibrio y contiene también impurezas distintas al 

SiO2 y Al2O3, este diagrama representa, sin embargo, un buen punto de partida para la consideración 

de los refractarios de SiO2-Al2O3. Figura 6.8. Diagrama de equilibrio de fases del sistema Al 2O 3 – SiO 2 

Se fabrican ladrillos refractarios en casi todo el rango de composiciones del diagrama, con excepción 

de aquellos que contienen entre 2 a 12% de Al2O3. El eutéctico entre la cristobalita y mullita, contiene 

5.5% de Al2O3 y tiene el punto más bajo de fusión de toda la serie. Los refractarios que contienen 

este contenido de alúmina son indeseables, debido precisamente al bajo punto de fusión del 

material de esta composición. 

Hay solamente 4 fases en el diagrama: cristobalita y tridimita (las dos modificaciones de la sílice a 

alta temperatura), corundum (la forma cristalina de Al2O3) y mullita, que es el compuesto 

3Al2O3.2SiO2. No hay solubilidad apreciable entre ninguna de estas sustancias. La mullita tiene un 

punto de fusión incongruente (reacción peritéctica) a 1.830 ºC para formar corundum sólido y un 

líquido con 55% Al2O3.



6.3.1.1 Refractarios de sílice 

Son refractarios que contienen como mínimo 93% de SiO2, con contenidos de Fe2O3 < 1%, y cono 

Seger 32 a 34 (1 720 ºC). 

Son de carácter químico acentuadamente ácido, con elevada rigidez en caliente, que decrece al aumentar 

el contenido de impurezas, en especial la alúmina. Gran resistencia al choque térmico a 

temperaturas superiores a 600 ºC y poca a temperaturas inferiores, debido a la presencia de tridimita. 

Muy alta resistencia a la deformación bajo carga a alta temperatura. Pueden trabajar hasta 

l600-1650 ºC, debido a la alta viscosidad del líquido. Alta resistencia al ataque por NaCl o escorias 

ricas en FeO. Son muy sensibles a los fluoruros. 

Las materias primas para la fabricación de los refractarios de sílice son la piedra arenisca y la cuarcita, 

que casi en su totalidad son de sílice (SiO2). El término “ganister” a menudo se aplica a la cuarcita, 

que se utiliza para la fabricación de los refractarios. 

Al aumentar la temperatura, el cuarzo se transforma en otras dos especies cristalinas sólidas, la 

tridimíta (a los 875 0 C) y la cristobalita a 1470 0 C. Estos cambios son muy lentos y van acompañados 

de una variación en volumen. A su vez, cada especie cristalina presenta variedades, denominadas 

o . Estas transformaciones entre variedades son reversibles. se producen de forma muy rápida y 

también van acompañadas de cambios de volumen 

Entre los distintos cambios existen tres especialmente peligrosos: 

La transformación del cuarzo en tridimita a los 867 ºC. Esta transformación ocurre durante 

la fabricación de los ladrillos, en la cocción, con una dilatación lineal del 5.5%. Suele partirse 

de materias primas sin cocer mezcladas con una elevada proporción de chamota (ladrillo cocido 

finamente dividido), en los que la sílice ya se presenta como tridimita o cristobalita y no 

como cuarzo. (En la práctica industrial, los ladrillos son cocidos a l475 0 C, y contienen 5% de 

cuarzo, 40-50% de tridimita y 40-50% de cristobalita). 

Transformación de cristobalita en o viceversa, al pasar los hornos por la temperatura de 

200 0 C, con una dilatación lineal de l,05%. Esta transformación se da siempre en los ladrillos 

que contienen una fracción de SiO2 como cristobalita. 

Transformación de cuarzo en a 573 ºC, con dilatación lineal del 0.45% 

Los cambios alotrópicos que sufre el cuarzo con el cambio de la temperatura, vienen acompañados 

de una cambio en su densidad. El cuarzo tiene una densidad de 2,65, pero las densidades de la cristobalita 

y la tridimita son 2.26 y 2.30, respectivamente. 

El ladrillo de sílice está elaborado moldeando una mezcla húmeda de roca triturada de sílice con 2% 

de cal, tomando la forma que se desee para el ladrillo refractario. Estas formas se secan rápidamente 

y después se cuecen en un horno. La cocción se hace a 1.450 – 1.470 ºC, continua por 20 días. 

La cal reacciona con la superficie de las partículas de cuarzo para formar silicatos de calcio, las cuales 

juntan y pegan las partículas y la sílice se transforma a tridimita y cristobalita. 

Los ladrillos de sílice son refractarios duros y muy difíciles de cortar, tienen un color amarillento con 

manchas de color café y además son muy porosos. La porosidad del ladrillo de sílice depende de la 

compactación de la mezcla antes de la cocción. El ladrillo de sílice es un refractario excelente y ampliamente 

usado en la construcción de muchos hornos metalúrgicos, tiene una gran resistencia me-



cánica y resistencia a la erosión, conserva su rigidez casi hasta el punto de fusión de la cristobalita, 

tiene una elevada conductividad térmica y una gran resistencia a la corrosión de escorias ácidas. Sin 

embargo, es atacado rápidamente por escorias básicas y es muy sensitivo a los cambios de temperatura. 

La arena silícea o cuarcita triturada se usa en los hogares de los hornos para formar un refractario 

monolítico. 

Aplicaciones: Hornos eléctricos, cámaras de hornos de coque, bóvedas, paredes, quemadores de 

hornos eléctricos de fosa, de recalentamiento, Siemens Martin, de vidrio, cerámicos, etc. que están 

sometidos a altas temperaturas, pero exentos de enfriamientos y calentamientos rápidos a temperaturas 

inferiores a 600 ºC 

Figura. 6.8. Expansión térmica de las especies cristalinas de SiO2 

6.3.1.2 Refractarios de semisílice 

Son aquellos que contienen menos del 15% de Al2O3 + TiO2 y menos del 93% de SiO2, cono Seger 

28 al 30 (1 600 – 1 660 ºC). 

Se fabrican, en general, a partir de arenas arcillosas; también de ciertas areniscas bajas en fundentes 

y con suficiente cohesión. 

Poseen algunas de las acaracterísticas de los materiales de sílice y otras de los silicoaluminosos. 

Aunque sus materias primas son de bajo costo, su fabricación debe ser cuidadosa. Estos refractarios, 

al ser sometidos a servicio a temperatura, se dilatan repetidamente, y muchos de ellos de una 

forma irregular siendo también irregular su reversión al enfriarse. Por otra parte, como la sílice a 

partir de 1 450 ºC, comienza a disociarse en SiO y oxígeno, y como a estas temperaturas el SiO 

tiene una cierta presión de vapor, se origina una volatilización de ambos productos, que ocasiona 

que estos refractarios disminuyan de espesor con el servicio.



Se caracterizan por su poca resistencia a los cambios de temperatura, y si su temperatura de trabajo 

sobrepasa a la de cocción, su dilatación deja de ser reversible, por sufdrir dilataciones diversas 

que no obedecen a ninguna ley y que dependen del tipo de cuarzo utilizado. También a temperaturas 

superiores a 1 150 ºC con contenidos en Fe2O3 en el refractario pueden sufrir una reducción de 

este óxido por la presencia de vapor de agua. 

Aplicaciones: Se utilizan para el revestimiento de cubilotes, convertidores, cucharas de colada de 

arrabio o acero (con frecuencia en forma de refractario natural) y para revestimiento antiácido, por 

su gran resistencia a los ácidos. 

6.3.1.3 Refractarios silico-aluminosos 

Son los que contienen del 15 al 32% de Al2O3 + TiO2, cono Seger 26 a 29 (1 550 – 1 630 ºC). Se 

fabrican con arcillas ricas en sílice libre. Se clasifican de acuerdo a su punto de fusión y no por su 

contenido de alúmina; tienen siempre mas de 60% de SiO2; también se fabrican por: compresión en 

seco y supercompresión en seco, mezclándose arcillas crudas con o sin chamota (la chamota es 

arcilla cocida, o mejor, restos de refractarios desmenuzados). 

La forma como la alúmina está combinada con la sílice es según la fórmula Al2O3.2SiO2. Estos refractarios 

se dilatan reversiblemente hasta llegar a la temperatura máxima que hayan alcanzado en 

operaciones anteriores; a partir de esta temperatura, la curva de dilatación sufre una rápida inflexión, 

convirtiéndose la dilatación en contracción, que es permanente, por lo que al enfriar el refractario, 

que ha estado sometido a temperaturas más elevadas que en procesos anteriores, queda 

con dimensiones más cortas que inicialmente; queda con iguales dimensiones si la temperatura a la 

que se sometió no sobrepasa la de operaciones anteriores. 

Tienen una porosidad máxima del 25%, su resistencia a los cambios bruscos de temperatura va 

aumentando con el contenido de Al2O3; tienen buena resistencia al desgaste, sobre todo, los supercomprimidos. 

La sílice en exceso disminuye la resistencia giroscópica de las arcillas, pero es más peligroso en ese 

sentido el óxido de hierro, ya que en pequeñas proporciones puede bajar de 30 al 50 ºC el punto de 

fusión, y esto es debido a que el Fe2O3 a altas temperaturas se disocia, y aumenta la porosidad de 

los refractarios por el desprendimiento de oxígeno, lo que se manifiesta porque el color del refractario 

cambia, sobre todo si en el refractario existe TiO2, dando una coloración negra intensa; la existencia 

de una atmósfera oxidante evita este problema. 

Aplicaciones: Su campo de aplicación está en las paredes más frías de los hornos; se utiliza en conductos 

de humos, en los recuperadores de calor, Revestimiento de hornos altos, estufas Cowper, 

mezcladores de acero líquido, cucharas, tapones, etc. hornos de tratamientos térmicos. 

6.3.1.4 Refractarios aluminosos 

Son aquellos que contienen del 32 al 46% de Al2O3 + TiO2, cono Seger del 30 al 34 (1 650 a 1 700 

ºC). 

Sus propiedades dependen de su composición; en general, son más favorables cuanto menor es su 

contenido de fundentes, y más elevado su contenido de Al2O3 y del tipo de estructura que posean, la 

que a su vez depende del proceso de fabricación.



Las materias primas que se utilizan para fabricar estos refractarios son las arcillas refractarias, como 

masa plástica. Pueden ser comprimidos en seco o supercomprimidos en seco; la diferencia entre 

ambas clases está en que para un mismo contenido de Al2O3 + TiO2, los supercomprimidos tienen 

mayor peso específico, menos porosidad y mayor resistencia mecánica. 

El carácter químico de estos refractarios es tanto más ácido cuanto menos alúmina contienen, pero 

la resistencia al ataque de escorias crece con el contenido de alúmina, así como su resistencia piroscópica. 

Su estabilidad en volumen es buena con resistencia giroscópica elevada, pero no tienen buena rigidez 

en caliente; en general, todas sus propiedades dependen del tipo de materia prima utilizada y 

del procedimiento de cocción. 

No obstante, debido a su precio, al equilibrio de sus características y a la posibilidad de actuar sobre 

casi todas ellas, variando composiciones y fabricación, hacen que estosa sean los refractarios más 

empleados (ya que se puede aumentar la resistencia a los cambios bruscos de temperatura disminuyendo 

su resistencia mecánica; y disminuyendo la porosidad se aumenta la resistencia mecánica, 

etc.). 

Aplicaciones: Se utilizan en todas ls paredes y soleras que no estén expuestas a ataques de escorias 

básicas, ni a temperaturas exageradamente elevadas, no se hallen totalmente rodeadas por el 

fuego. Las de mayor contenido de Al2O3 se emplean en crisoles y cubas de alto horno, hogares, cucharas 

de colada, etc. El resto encuentra aplicación en toda clase de hornos de media y baja temperatura, 

tostación, tratamientos térmicos, fusión de metales, conductos de humos, chimeneas, paredes 

exteriores o segundas filas de hornos de alta temperatura, calderas, estufas, etc. 

Arcilla refractaria. Los refractarios de arcilla son los materiales principales de construcción de los 

hornos metalúrgicos. Debido a que son los más baratos y más ampliamente disponibles de todos los 

materiales refractarios, se los emplea universalmente en todo tipo de hornos, excepto en lugares 

donde las temperaturas son muy elevadas, el ataque severo por escorias, u otras condiciones de 

servicio que hacen necesario el empleo de otros materiales a pesar de su costo más elevado. 

El ladrillo de arcilla contiene de 21 a 43% de Al2O3 y está fabricado cociendo la arcilla natural conocida 

como arcilla refractaria, la cual está compuesta de minerales de silicato de aluminio hidratados, 

junto con pequeñas cantidades de cuarzo, feldespato y mica. La mejor arcilla para refractarios contiene 

principalmente silicatos de aluminio con pequeñas cantidades de otros óxidos, tales como CaO, 

MgO y FeO. El principal componente de muchas arcillas es el caolín Al2O3.2SiO2.2H2O. Una propiedad importante de las arcillas es su plasticidad, o sea la habilidad de absorber agua para 

formar una masa de consistencia plástica, que puede ser fácilmente moldeada. Arcillas altamente 

plásticas (arcillas grasosas) absorben casi el 35% de su peso de agua; la arcilla magra no es plástica 

y solamente absorbe el 14% de agua. La plasticidad de las arcillas se pierde durante la cocción. 

Los refractarios de arcilla mantienen su resistencia a altas temperaturas, y resisten el descascaramiento 

cuando la temperatura no es extremadamente alta, se usan cuando la capacidad de resistir 

carga es de primerísima consideración. Muchas paredes de hornos se construyen de ladrillo refractario 

de arcilla y forrado con otro material refractario. 

Como regla general los ladrillos de arcilla silícica son menos refractarios que los ladrillos que contienen 

una mayor proporción de alúmina.



Durante el cocimiento del caolín, éste sufre las siguientes transformaciones: 

A 450 ºC pierde dos moléculas de agua según: 

2SiO2.Al 2O 3.2H 2O 2SiO 2.Al 2O 3 + 2 H 2O 

A las siguientes temperaturas, se produce la separación de una molécula de sílice: 

950 ºC: 3(Al2O3.2SiO2) 2Al2O3.3SiO2 + SiO2 1 100 ºC: 2Al2O3.3SiO2 2(Al2O3.SiO2) + SiO2 > 1 100 ºC: 3(Al2O3.SiO2) 3 Al2O3.2SiO2 + SiO2 Los ladrillos de arcilla se clasifican de acuerdo a su refractariedad usando norma ASTM C-27, en: 

Super refractario, CPE no menor del Nº 33 en el producto cocido. Menos del 1% de contracción en 

la prueba de recalentamiento a 1.600 ºC. Menos del 4% de pérdida en peso en el ensayo de desconchamiento, 

ladrillo precalentado a 1.650 ºC. 

Muy refractario, CPE no menor a los Nºs 31 – 32 o menos del 1.5% de deformación en el ensayo 

bajo carga a 1.350 ºC. 

Medianamente refractario, CPE no menor del Nº 29 o menos del 3% de deformación en el ensayo 

bajo carga a 1.350 ºC. 

Ligeramente refractario, CPE no menor del Nº 19. 

TABLA 6.6. Propiedades y composiciones típicas de ladrillos de arcilla refractaria 

A. Propiedades físicas 

PROPIEDAD VALOR 

Densidad volumétrica, lb/pie 3 

Porosidad aparente, % 

Resistencia a disgregarse en frío, lb/pulg 2 

Conductibuilidad térmica a 2000 ºF, BTU-pie/pie 2 .hr.ºF 

B. Composición y peso específico verdadero 

Super refractario 

Muy refractario, aluminoso 

Muy refractario, silicoso 

Medianamente refractario 

Ligeramente refractario 

ANALISIS QUIMICO, % 

SiO 2 Al 2O 3 TiO 2 

49 – 53 

51 – 60 

65 – 80 

57 – 70 

60 – 70 

40 – 44 

35 – 40 

18 – 28 

25 – 36 

22 – 33 

2 – 2.5 

1.7 – 2.3 

1.0 – 2.0 

1.3 – 2.1 

1.0 – 2.0 

Otros óxidos 

3 – 4 

3 – 6 

2 – 6 

4 – 7 

5 – 6 

120 – 150 

10 – 30 

1.0 – 6 000 

0.8 

PESO ES- 

PECÍFICO 

VERDADERO 

2.65 – 2.75 

2.60 – 2.70 

2.40 – 2.45 

2.55 – 2.65 

2.55 – 2.65 

CPE 

33 – 34 

31 – 33 

28 – 31 

29 – 31 

19 – 26



6.3.1.5 Refractarios de alta alúmina 

Los del grupo I, son aquellos que contienen del 45 al 56% de Al 2O 3 + TiO 2, cono Seger del 33 – 34 

(1 700 ºC); se confeccionan en base a los materiales del grupo anterior, utilizando como aglomeran- 

tes arcillas, o se fabrican con arcillas refractarias. 

Cuando están formados en base a arcillas enriquecidas y cocidas a suficiente temperatura, sus propiedades 

son similares a las de los refractarios aluminosos, aunque con incremento de su resistencia 

giroscópica, su resistencia a los ataques químicos, pero tienen una gran estabilidad de volumen y 

una porosidad baja, generalmente por debajo del 16%, lo que es muy importante desde el punto de 

vista de resistencia a las escorias, resistiendo bien a las escorias ácidas, pero siendo muy sensibles 

a las escorias básicas y a los óxidos de hierro. Su coeficiente medio de dilatación lineal es de 53 x 

10 -7 . 

Sus aplicaciones son similares a las del grupo anterior, pero referidos a menor temperatura. 

Los del grupo II, contienen mas de 56% de Al2O3 + TiO2, Fe2O3 < 1%, cono Seger 38 (1 885 ºC). 

Como se indica por el diagrama de equilibrio SiO2 – Al2O3, la refractariedad de los materiales de 

sílice – alúmina aumenta según se eleva el contenido de alúmina sobre el de arcillas refractarias 

estandar. La mullita conteniendo 71.8% de Al2O3 y 28.2% de SiO2, es el principal constituyente cristalino 

, y predomina en los materiales con el contenido de alúmina más elevado. 

Los refractarios de alta alúmina se clasifican generalmente de acuerdo al contenido de Al2O3, y los 

hay disponibles como 50%, 60%, 70%, 80%, 90% y 99% de Al2O3. La tabla 6.7 muestra como la 

refractariedad de los materiales de sílice alúmina aumenta con el contenido de alúmina de las diversas 

clases de ladrillos hiperaluminosos. Con el aumento de la alúmina, se aumentan también la resistencia 

al ataque por las escorias, especialmente por escorias básicas y por escorias con gran contenido 

de óxidos de plomo, óxidos alcalinos, u otros compuestos destructivos para los ladrillos. 

TABLA 6.7. Propiedades y composiciones típicas de ladrillos de alto contenido de alúmina. 

A. Propiedades físicas 

PROPIEDAD 

Densidad volumétrica, lb/pie 3 

Porosidad aparente, % 

Resistencia a disgregarse en frío, lb/pulg 2 

Conductibuilidad térmica a 2000 ºF, BTU-pie/pie 2 .hr.ºF 

B. Composición y peso específico verdadero 

CLASE 

Clase 50% 

Clase 60% 

Clase 70% 

Clase 80% 

Clase 90% 

Clase 99% 

ANALISIS QUIMICO, % 

SiO2 Al 2O 3 TiO 2 

41 – 47 

31 – 37 

20 – 26 

11 – 15 

8 – 9 

0.5 – 1.0 

47.5 - 52.5 

57.5 – 62.5 

67.5 – 72.5 

77.5 – 82.5 

89 – 91 

2.0 – 2.8 

2.0 – 3.3 

3.0 – 4.0 

3.0 – 4.0 

0.4 – 0.8 

indicios 

Otros óxidos 

3 – 4 

3 – 4 

3 – 4 

3 – 4 

1 – 2 

0.6 

VALOR 

130 – 175 

20 – 30 

2.000 – 10.000 

0.8 – 1.4 

PESO ES- 

PECÍFICO 

VERDADERO 

2.75 – 2.85 

2.90 – 3.05 

3.15 – 3.25 

3.35 – 3.45 

3.55 – 3.65 

3.70 – 3.90 

CPE 

34 – 35 

35 – 37 

36 – 38 

36 – 39 

39 – 40 

41.5



Otra propiedad de los ladrillos hiperaluminosos que favorece su elección sobre ladrillos de arcilla 

refractaria para ciertas aplicaciones es su buena capacidad de soportar cargas a temperaturas elevadas. 

Los refractarios de mullita (3Al2O3.SiO2) no soportan bien los ataques de escorias ricas en manganeso, 

ya que en la zona de reacción se provoca la desaparición de la sílice, y por tanto, la descomposición 

de la mullita. Tampoco soportan las cenizas de un combustible que contenga vanadio, ya que el 

V2O3 actúa de catalizador, favoreciendo la formación de una fase líquida a 1 200 ºC, que dá una 

gran resistencia a la corrosión. Para evitar este inconveniente, en la zona de combustión del horno 

se sustituye a este refractario por refractarios de corindón (clase 90 o 99%). 

6.3.2 Refractarios básicos 

Los refractarios básicos son necesarios especialmente en procesos donde es esencial la resistencia a 

escorias básicas, tal como el proceso básico en hornos de solera. Además, hay algunas aplicaciones 

importantes explicados por la habilidad de los refractarios básicos comunes de soportar temperaturas 

más elevadas que otros materiales comunes, tales como los ladrillos de arcilla refractaria y los 

de sílice. 

Los refractarios básicos comenzaron a desarrollarse ante la necesidad de realizar el afino del acero 

con escorias calcáreas, básicas, que producen un fuerte y rápido deterioro en los refractarios ácidos. 

Para reducir el contenido en S y P en los aceros es necesario trabajar con escorias de alta basicidad 

mediante la adición de cal a los baños. 

6.3.2.1 Refractarios de magnesita 

Están constituidos al menos por el 80% de magnesia (MgO); la materia prima fundamental es la 

magnesia calcinada o electrofundida obtenida por sinterización de la magnesita (MgCO3) o por tratamiento 

del agua de mar con cal o dolomita calcinada. 

El ladrillo refractario básico más ampliamente usado es el ladrillo de magnesia. Consta generalmente 

de granos de periclasa, MgO, unido con un aglomerante que puede ser cerámico o químico. 

El ladrillo de magnesia quemada (ó ladrillo de magnesita) está hecho quemando una mezcla de granos 

de periclasa con pequeñas cantidades de óxido de hierro. El óxido de hierro y la sílice presente 

de la ferrita de magnesia y de los silicatos forman una unión de los granos de periclasa. El ladrillo de 

magnesia tiene un color café chocolate, altamente refractario y muy resistente a la acción química 

de escorias y polvos básicos, por esta razón es inmejorable en muchos hornos metalúrgicos. Se 

ablanda a altas temperaturas y se desportilla fácilmente si está sujeto a cambios bruscos de temperatura. 

El ladrillo de magnesia tiene una mayor densidad que el ladrillo de arcilla o de sílice. 

Los ladrillos de magnesita son atacados por las escorias con gran contenido de silice y tampoco se 

los debe utilizar en contacto con refractarios ácidos, tales como ladrillos de sílice o arcilla refractaria. 

El diagrama de fases del sistema MgO – SiO2 en la figura 6.9, muestra que la magnesita y la sílice, 

aún en ausencia de otros óxidos, forman fusiones líquidas a temperaturas tan bajas como 1.543 ºC. 

Sin embargo, un porcentaje sustancial de sílice puede estar presente en los refractarios de magnesia 

sin perjudicar seriamente su refractariedad debido a la formación del compuesto forsterita, 

2MgO.SiO2, la que en sí tiene un punto de fusión de 1.890 ºC.



Son refractarios de gran estabilidad química, de conductibilidad térmica elevada respecto a los silitoaluminosos, 

débil conductibilidad eléctrica, aún a altas temperaturas; buena resistencia a la abrasión 

tanto en frío como en caliente, pero las juntas de dilatación deben ser el doble que las utilizadas en 

los refractarios sílico aluminosos. 

Aplicaciones: Se utilizan en los hornos eléctricos de arco o induccón, en hornos Siemens – Martin, 

hornos de recalentamiento, hornos de fosa, rotatorios, de tratamiento de metales, mezcladores de 

fundición, convertidores, hornos de refino, etc. 

Fig. 6.9 Diagrama de fases del sistema MgO – SiO2 

6.3.2.2 Refractarios de magnesia –cromo 

Son los formados por mezclas de magnesia y cromo, con contenidos de MgO mayores a 55% y de 

Cr2O3 inferiores al 16%, con cono Seger 42 (2 000 ºC) y con igual densidad aparente que los refractarios 

de magnesia. 

El óxido de cromo da al refractario de magnesia mayor resistencia a los cambios bruscos de temperatura 

y al ataque por las escorias. 

Aplicaciones: Se utilizan en sustitución de los de magnesia, en virtud de sus mejores características 

y en las mismas instalaciones que ellos.



6.3.2.3 Refractarios de cromo – magnesia 

Son los formados con mezclas de magnesia y cromo, con contenidos de MgO menores a 55% y con 

Cr 2O 3 superiores al 16%, con cono Seger 42. 

Se fabrican con una mezcla de material de cromo-magnesia calcinada. Se distinguen por su mayor 

resistencia refractaria, su gran capacidad contra los efectos de la escoria, contra los cambios bruscos 

de temperatura, buena resistencia a los óxidos de hierro, un carácter químico básico, buena 

conductibilidad térmica. 

Normalmente estos refractarios contienen bastante alúmina y se conocen industrialmente como 

radex. 

Aplicaciones: Se utilizan en los hornos de cal, de cemento, eléctricos, en los hornos de fusión de la 

industria metalúrgica; es decir, sujetos a altas atmósferas y su contacto con escorias básicas y en 

cualquier atmósfera. Se utilizan mezclas crudas para apisonado y resanado de soleras, los cuales se 

aglomeran en forma de estructuras monolíticas en su lugar en el horno. 

6.3.2.4 Refractarios de cromita 

Los refractarios de cromo han asumido una importancia considerable como materias primas para 

refractarios básicos, especialmente en varias combinaciones con magnesita. 

Están formados por diversos óxidos, fundamentalmente por óxidos de cromo (Cr2O3) y en cantidades 

superiores al 55% y la magnesia debe ser inferior al 25%, pero el óxido de hierro (FeO) puede 

alcanzar hasta el 25% con cono Seger 42. 

Los refractarios de cromita se fabrican de mineral de cromo de alta calidad, el principal mineral es la 

espinela cromita (Fe, Mg)O.(Cr,Al,Fe) 2O3. El ladrillo de cromo o ladrillo de cromita se hace a partir 

de este mineral. También a partir de cromita más o menos pura (FeO.Cr2O3). El ladrillo de cromo es un refractario muy útil, químicamente neutro y resiste a la acción de óxidos 

ácidos y básicos, se usa donde las condiciones de servicio son extraordinariamente severas, y también 

en la separación de refractarios básicos de los ácidos. Tiene gran resistencia a la compresión en 

frío, una rigidez en caliente intermedia y alta densidad. El mineral de cromo de alta calidad se usa 

como refractario granular. 

Aplicaciones: Por su carácter neutro, se utilizan como capa intermedia entre refractarios de características 

químicas diferentes; por ejemplo, entre ladrillos de sílice y magnesia. Por su gran resistencia 

a cualquier escoria, se utilizan preferentemente en todos los casos que la resistencia a la escoria 

sea primordial, sin que exija al mismo tiempo gran resistencia a altas temperaturas (más de 1 400 

ºC) y sin grandes cambios de temperatura, por ser sensibles a los choques térmicos. 

6.3.2.5 Ladrillos de forsterita 

Son los formados por forsterita (Mg2SiO4) por lo que su contenido en MgO es del 57% el de SiO2 el 

43%; tienen de cono Seger 40 (1 900 ºC). 

Tiene elevada resistencia giroscópica y rigidez en caliente y una mediana resistencia a las escorias 

básicas y muy sensible a las escorias ácidas; con un peso específico elevado, muy próximo al de la 

magnesia. 

Aplicaciones: Bóvedas de hornos utilizados en la metalurgia no ferrosa, y en los hornos Siemens.



6.3.2.6 Refractarios de dolomía 

Son los formados por una mezcla de cal y magnesia, con el 55% de CaO y el 35% de MgO. Son de 

carácter químico fuertemente básico, con una elevada resistencia higroscópica, pero muy fuertemente 

higroscópica, así que en la forma de ladrillos, precisa una estabilidad previa; presentan alta 

resistencia a escorias ricas en CaO; baja resistencia al choque térmico; alta conductividad térmica y 

elevada resistencia a la erosión. 

Se fabrican por compactación en seco o aglomeración y cocción a 1700 0 C. La aglomeración puede 

ser química, (fosfatos, oxicloruro de magnesio) o con alquitrán. 

Aplicaciones: Su empleo más frecuente es en forma de bloques alquitranados, preparados fuera del 

horno, o en forma de material apisonado con alquitrán par el parcheo de las soleras de los hornos 

básicos, pero siempre depositándolos sobre una capa de refractario básico. En soleras y muros de 

hornos eléctricos de arco y convertidores, cucharas de desgasificación al vacío, mezcladores de fundición. 

etc. hornos de reverbero para el cobre, hornos de inducción para metales no férreos, zonas 

de alta temperatura de hornos rotatorios de cal, cemento y dolomita. 

6.3.3 Refractarios especiales 

6.3.3.1 Grafito 

El grafito es una forma cristalina de carbón y es una sustancia de las más refractarias conocidas. No 

funde a ninguna temperatura y sublima a 3.600 ºC. El grafito no es atacado por ningún medio corrosivo, 

pero a altas temperaturas se oxida lentamente a CO y CO2. Es un excelente conductor de la 

electricidad comparado con otros materiales refractarios. 

Los crisoles de grafito se hacen mezclando hojuelas naturales de grafito con arcilla y cociendo la 

mezcla.La proporción del grafito en la mezcla con arcilla es máximo de 30%. La mayoría de los electrodos 

y productos de grafito similares se hacen de grafito artificial fabricado de coque en hornos 

eléctricos. 

6.3.3.2 Refractarios a base de carbono 

Están constituidos a base de carbono amorfo; en general es coque aglomerado con alquitrán de 

coquería anhídro, con un contenido de carbono mayor del 90% y con cenizas menores del 10%; su 

temperatura de fusión es de 3 500 ºC. 

Presentan una elevada resistencia a la acción de los metales y escorias fundidas y una elevada resistencia 

mecánica, tanto en frío como en caliente, presentando un volumen constante a cualquier 

temperatura, por lo que se montan sin juntas con sus superficies de contacto maquinadas. Tienen 

una dilatación térmica reducida y una elevada conductividad térmica, que les permite soportare 

cambios bruscos de temperatura. Tienen la ventaja de no ser mojados por el metal líquido. 

Se oxidan fácilmente en presencia de aire o de vapor de agua a 1 000 ºC, por lo que hay que protegerlos 

de la oxidación. 

Aplicaciones: Se emplean principalmente en la construcción de crisoles para altos hornos, para 

electrodos de los hornos eléctricos, retortas, copelas, etc.



TABLA 6.8 Características de los refractarios de carbono amorfo 

Porcentaje de carbono 

Porcentaje de arcilla 

Densidad aparente 

Porosidad 

Resistencia a la compresión en frío, kg/cm 2 

Variación de dimensiones luego de 1 hora a 1600 ºC 

Dilatación térmica lineal reversible de 0 a 1 000 ºC 

Coeficiente de conductibilidad térmica a temperaturas 

mayores a 800 ºC, kcal/h.m.ºC 

6.3.3.3 Refractarios a base de circona 

A BASE DE ANTRACITA A BASE DE COQUE 

90 – 94 % 

6 – 7 % 

1.5 – 1.6 

15 – 18 

250 – 450 

0 – 0.2 

50 – 60 x 10 -2 

86 – 92 % 

7 – 11 % 

1.4 – 1.55 

20 – 27 

400 – 800 

0.5 – 1.5 

50 – 70 x ¡0 

4 - 5 

-2 

3 - 4 

El constituyente principal es el óxido de circonio, la circona (ZrO2), que aunque es refractario, su 

curva de dilatación tiene bruscos cambios de sistema cristalino, lo que prohibe su uso al estado puro. 

La fabricación de estos refractarios precisa la utilización de una materia prima estabilizada, que 

se consigue adicionando cal en su elaboración, y el producto estable obtenido cristaliza en el sistema 

cúbico. 

En estas condiciones, el refractario tiene más del 90% de ZrO2 y soporta las mayores temperaturas 

(2 000 ºC) permaneciendo estable químicamente e inerte frente a muchos metales en atmósferas 

oxidantes y reductoras. Tienen poca conductibilidad eléctrica y térmica, por lo que son buenos aislantes 

a altas temperaturas. Resisten bien a las escorias basicas, pero reaccionan con los óxidos 

alcalinos o fluoruros. 

Aplicaciones: En revestimientos de reactores de la industria química, en crisoles para metales, para 

tubos de núcleos de horno, para piqueras de colada, zonas de cucharas que reciben el impacto del 

caldo, soleras de hornos de vidrio. No es mojado por el aluminio: hornos e instalaciones de colada 

de aluminio. 

6.3.3.4 Refractarios en base de circón 

El constituyente principal es el circón (ZrSiO4) y su contenido máximo en ZrO2 es el 67%, con el 

33% de SiO2. Tiene gran resistencia a los cambios bruscos de temperatura, gran resistencia bajo 

carga en caliente; su uso se halla más extendido que los de circonio. Por disociarse a los 1 775 ºC, 

ésta es la temperatura límite de aplicación. Es atacado lentamente por las escorias ácidas y es muy 

sensible a las bases y a los fluoruros. 

Aplicaciones: Se utiliza en hornos de fusión de aluminio, metales preciosos, y en los hornos de fabricación 

de vidrio. Son refractarios de costo inferior a los anteriores.



ZrO 2 

TABLA 6.9. Características de los refractarios de circón 

PROPIEDAD VALOR 

SiO2 

Al2O3 + TiO2 CaO 

MgO 

K2O + Na2O Fe2O3 Densidad aparente 

Porosidad 

Resistencia a la compresión en frío, kg/cm 2 

Resistencia al choque térmico (1 200 ºC –aire ambiente) 

Dilatación térmica lineal reversible de 0 a 1 000 ºC 

Coeficiente de conductibilidad térmica a 1 000 ºC, Kcal/mhºC 

Calor específico a 20 ºC 

6.3.3.5 Refractarios de carburo de silicio 

60 – 64 % 

30 –36 % 

< 2% 

< 0.5% 

trazas 

< 0.5% 

< 0.5% 

3.2 – 3.5 

20 – 25 

400 – 600 

> 40 ciclos 

> 4 a 4.5 x 10 -4 

1.5 – 1.8 

0.13 

Están constituidos por carburo de silicio (SiC) aglomerado con arcilla u otros aglomerantes. Su contenido 

en SiC es más del 80% y con una resistencia en frío superior a los 600 kg/cm 2 . 

Se fabrican en un horno de resistencia a una temperatura de 2 200 ºC; para efectuar la reducción 

de la sílice por el carbono según las reacciones: 

SiO2 + C = Si + 2 CO 

Si + C = SiC 

Prácticamente esto se realiza adicionando al horno una mezcla de coque de petróleo, sílice molida, 

aserrín y sal común. La combustión del aserrín da a la masa una estructura porosa y permite la salida 

del gas formado en la reacción; la sal con los óxidos metálicos da cloruros volátiles, eliminándose 

así las principales impurezas. 

Los óxidos metálicos (de Fe, Ni, Cr, etc.) reaccionan con el SiC, dando silicatos y a veces metal; esta 

es la razón por la que no se deben poner en contacto a altas temperaturas resistencias metálicas 

con carburo de silicio. 

Son sus cualidades más excepcionales: 

Muy alta dureza (9.5 en la escala de Mohs) 

Muy alta conductividad térmica, diez veces superior a los silicoaluminosos. 

Bajo coeficiente de dilatación. 

Alta resistencia al choque térmico. 

Se emplean en la fabricación de crisoles, hornos de mufla de alta temperatura, etc. 

Gran resistencia mecánica. 

Aplicaciones: Se utiliza preferentemente, por su gran conductibilidad térmica en la fabricación de 

muflas de hornos intermitentes, retortas de hornos de zinc, columnas de destilación de zinc, crisoles



para fusión de metales no férreos, bóvedas de hornos eléctricos, placas de soporte para productos 

cerámicos, para hornos túneles, etc. 

6.3.3.6 Refractarios metálicos 

Placas de acero enfriadas por agua o enfriadas por aire, fierro vaciado ó cobre, se utilizan como refractarios 

en muchos casos. Los verdaderos metales refractarios, tales como el platino, tantalio, 

etc., que pueden resistir altas temperaturas sin necesidad de enfriamiento por agua o aire, se usan 

exclusivamente para equipo de laboratorio. 

6.4 Productos aislantes 

Son los formados por ladrillos porosos, naturales o artificiales, que deben responder a la condición 

de refractarios; resistencia giroscópica mayor a el cono Seger 26 (1 580 ºC) y su conductibilidad 

térmica máxima no debe ser, en general, superior a la mitad de la de los refractarios aluminosos 

normales, es decir, ser inferior a 0.4 kcal/m.h.ºC en frío, ya que la misión que tienen encomendada 

es la de ser aislantes térmicos. 

Cuando el aislamiento térmico se lleva a extremos exagerados, puede provocar accidentes mecánicos 

y aumentar la corrosión del refractario a que aíslan, y por tanto, su destrucción. 

Hay que distinguir entre ellos: aquellos que se caracterizan por su gran resistencia a los choques 

térmicos y aquellos que tienen gran resistencia mecánica. 

Los de gran resistencia a los choques térmicos tienen gran porosidad y de densidad 0.7 a 1.1, con 

una resistencia a la compresión en frío baja (35 kg/cm 2 ); tienen una conductibilidad térmica baja, 

pero tienen una temperatura límite de aplicación, que son los 1 300 ºC. 

Se pueden colocar en contacto directo con la atmósfera de los hornos, pudiendo recibir alguna abrasión. 

Se utilizan para hogares de calderas, aunque en general, no deben formar parte de la cara 

interna de los hornos. Se fabrican a base de mullita y sillimanita para los hogares de calderas, y de 

materias silicosas, silicoaluminosas en su generalidad. 

Los de gran resistencia mecánica tienen de densidad desde 0.7 a 1.2, con una temperatura límite de 

trabajo de 1 500 ºC y una resistencia a la compresión en frío desde 100 a 200 kg/cm 2 ; su conductibilidad 

térmica es más elevada que los anteriores y aumenta con el aumento de la densidad y de 

resistencia en frío. Se utilizan como segunda capa en los revestimientos de paredes, fabricándose a 

base de chamota y de arcillas. 

6.5 Instalación de los materiales refractarios 

El ladrillo refractario se pone en hileras como el ladrillo rojo de construcción, pero la técnica es diferente. 

Los morteros refractarios (también se les llama tierra para juntas) tienen por misión cerrar 

las juntas de mampostería de los refractarios, y deben tener la misma composición química y mineralógica 

de los refractarios que unen. Su granulometría debe ser apropiada al espesor de la junta a 

unir. 

En el ladrillo refractario de arcilla se usa un mortero de arcilla, arena y agua. El ladrillo de magnesia 

comúnmente se pone con magnesita calcinada y alquitrán o aceite de linaza. Muchos ladrillos refractarios 

se ponen con las uniones humedecidas, las cuales simplemente se bañan dentro de la mezcla. 

Morteros especiales son necesarios para cada tipo de refractario y generalmente el fabricante del



ladrillo recomienda el material más apropiado. El mortero debe reaccionar con la superficie del ladrillo 

cuando se calienta el horno y de esta manera formar una unión fuerte. 

Los morteros son sustancias químicas que se usan para formar una unión fuerte a temperatura ambiente, 

mantienen su resistencia hasta la temperatura en la cual la unión empieza a aparecer. Las 

juntas de expansión deben incluirse en las hileras de los ladrillos refractarios para permitir su expansión 

cuando el horno se está calentando. 

Los refractarios monolíticos tales como los revestimientos de los pisos del horno se apisonan en su 

ligar y se cuecen por el calor del horno. 

Los cementos refractarios tienen por objeto no solamente unir los refractarios, sino tambien quitar 

los puntos de ataque e igualar las juntas (aunque para esto se emplean los morteros), de modo que 

la pared interior del horno forme una superficie continua; la cocción, que se la realiza durante la 

marcha del horno, hace del revestimiento una masa estanca, que evita los ataques de escorias, metales 

y otros agentes destructores. Su característica fundamental es de adherirse fuertemente a los 

refractarios y tener poca porosidad. 

Su composición debe estudiarse para que a las temperaturas de servicio de los hornos presenten 

características muy semejantes a las de los ladrillos que unen. Un buen cemento no debe disgregarse. 

Los cementos refractarios pueden ser naturales o artificiales. Los naturales son arcillas refractarias, 

arenas de cuarzo o cuarcita, que llevan arcilla en cantidad tal que si se humedecen forman una 

pasta débilmente plástica. Los artificiales son mezclas de composición análoga a la de los refractarios 

que han de unir, pero preparados con grano más fino. 

Los cementos ricas en fundentes dan juntas más herméticas y adherentes; sin embargo, una unión 

demasiado rígida produce agrietamientos; en las partes menos expuestas al fuego dan buenos resultados, 

por disminuirse los peligros de fusiones; como adiciones a este tipo de cementos se emplean 

cal o feldespato. 

Los cementos que no llevan alquitrán se preparan en forma de lechada, añadiéndoseles agua hasta 

la obtención de una mezcla lo suficientemente plástica para trabajarla; se utiliza un kilo de cemento 

refractario seco para colocar 10 ladrillos normales o el 4% de cemento por peso de refractario. 

Antes de poner en marcha un horno, tanto si se trata de uno nuevo o de uno que se ha reparado su 

revestimiento, hay que secarlo bien, empezando por calentarlo moderadamente, para ir quitando su 

humedad; el calentamiento debe ser lento y progresivo, evitando los efectos bruscos, que podrían 

dar causa a tensiones en algunas partes del horno, debidas a desigualdades de dilatación que causan 

desperfectos. 

Los hormigones refractarios se componen de una mezcla de áridos refractarios y un cemento hidráulico, 

resistente al calor. La elección de la calidad del cemento refractario depende de las condiciones 

del lugar de aplicación, de la temperatura a que se van a aplicar y de la temperatura de régimen del 

horno, por lo que pueden ser cerámicos, hidráulicos o químicos. 

El campo de aplicación del hormigón refractario es muy amplio, pues se utiliza para la ejecución de 

soleras monolíticas y para su reparación; con ellos se fabrican piezas especiales in situ; permiten la 

puesta en servicio en un tiempo muy corto de una obra de restauración en el horno.



TABLA 6.10 Características de los refractarios 

Re- Temp. 

frac- defortabi- 

mación 

COMPOSICIÓN QUÍMICA, % 

lidad carga 

SiO2 Al2O3 MgO CaO Fe2O3 Otros ºC Kg/cm 2 Estabi- Resis- 

lidad tencia a 

Térmica la com- 

Ciclos presión 

.ºC agua kg/cm 2 

Peso 

especifico 

t/m 3 

Peso 

específico 

a- 

parente 

t/m 3 

Porosidad 

% 

Sílice 97-93 0.5-1.8 -



TABLA 6.10 Características de los refractarios (continuación) 

 

Coeficiente de con- 

ESTABILIDAD QUIMICA 

x 10 ductibilidad térmica 

REFRACTARIOS 

Kcal/h.m.ºC 

Escorias Escorias ReducOxidanEstaba- Básicas ácidas toresteslidadespecífica 6 

Permeabilidad 

m m 2 Cp,m Costo 

1000 ºC relativo 

h.mmH2O 

kcal/kg.ºC 

300 ºC 1000 ºC 

Sílice M B S B Zn, Cd 11.5 0.8 1.0 1.4 0.24 1.0 

S 13 3.2 2.2 1.6 

Semisilice M S S S 7-9 

Silico-aluminosos M S S S 4.5 

1 

0.7 0.9 0.26 1.25 

6 

3.7 1.0 1.4 

Alumínicos B B S S Metales 5.5 

El doble que las 

8.0 

fundidos 8.5 

chamotas 

Magnesia B M S B Metales 14 

1 

4 3 0.26 1.5 

fundidos 15 1.8 

5 4 

Dolomita S M S S Malos 

P/agua 

1.5 

Forsterita S S S B 

Espinelas S M - - 

De cromo B S M B Metales 9 

1.7 

fundidos 11 

Cromo – magnesita E S S E Metales 

0.9 

fundidos 

1.5 

Crafito S S S M Metales 

3 

6.0 

fundidos 

4 

Carbono S S S M Metales 

5 

fundidos 

15 

Carborundun M M B S 4 3 

37 

15 10 

Circón S S M B Metales 

fundidos 

2.5 1.6 50


Carrera de Ingeniería Metalúrgica MET 2240 Hornos Metalúrgicos



Referencias 

Para la elaboración del capítulo, se tomaron partes de las siguientes referencias bibliográficas: 

Norton, F. H., “Refractories”; 2ª Edición, McGraw Hill Book Co, New York, 1942. 

Bornatsky I., Kotrovsky, M., Yargin, Y., “Open hearth Practice a Handbook”, Ed. MIR, Moscú. 

Vanini, T., Metalurgia General; UNMSM, Lima, Perú, 1985. 

Schumann, R., Ingeniería Metalúrgica, Volumen I. 

Rosenqvist, T., “Fundamentos de metalurgia Extractiva”, Limusa, México, 1987. 

Habashi,F., “Extractive Metallurgy”, tomo III, Gordon and Breach Science Publishers, USA, 

1986 

Lieberman, E., Lema, R.; “Hornos y Combustibles”, segunda parte, Ediciones FNI, segunda 

edición. Oruro – Bolivia, 1975. 

Rovira Pereira, Abelardo; “Metalurgia General”, Editorial Dossat SA; Madrid, 1970. 

San Martin, S., Pilleux, M., “Materiales cerámicos”, 2004. 

M. Gutierrez, F. Barbés, G. Goñi, A. Alfonso, R. Parra, L. Verdeja. “Los ensayos de corrosión 

de refractarios en laboratorios y el MDN”; VIII Congreso Nacional de Propiedades Mecánicas 

de Sólidos, Gandía 2002. 

P. Ruz, M. Rosales, A. Moyano; “Fenómenos de impregnación en materiales refractarios”; Actas 

del XI Congreso Nacional de Metalurgia y Ciencia de Materiales; La Serena – Chile, 2000. 

Mari, Eduardo; “Los Materiales Cerámicos”; Librería y Editorial Alsina, Argentina, 1998. 

De Aza, “Materiales refractarios”, CSIC – ICV; 3º Congreso Peruano de Ingeniería de Materiales, 

Arequipa – Perú, 2004. 

Trinks, W., Mawhinney, “Industrial Furnaces”; volumen I, 5º edición, USA, 1961.

Capitulo 2

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