La norma ASTM C-71 define como refractario “materiales no metálicos que tienen propiedades químicas y físicas que los hacen aplicables para estructuras, o como componentes de sistemas, que están expuestos a ambientes por encima de 1000 ºF (538 ºC)”.
La AFNOR (Association Francaise de Normalisation) establece como material refractario “son materiales y productos distintos a los metales y aleaciones (sin excluir a aquellos con un constituyente metálico) cuya resistencia piroscópica es equivalente a 1500 ºC”.
Por otro lado, también se considera que los materiales refractarios pueden ser naturales o artificiales, generalmente no metálicos, que poseen la propiedad de mantener la estabilidad física y química cuando se somete a la acción de temperaturas elevadas en condiciones específicas de empleo. (1)
Hay que tener en cuenta que los materiales refractarios son diseñados y manufacturados con la intención de que las propiedades de los mismos sean las ideales para su aplicación y sus propiedades pueden ser previstas mediante ensayos (hay ensayos que pueden ser un indicativo de su desempeño en servicio). (2) Las propiedades de los refractarios pueden ser clasificadas en:
Físicas: densidad, porosidad, resistencia y abrasión.
Químicas: corrosión/erosión
Térmicas: choque térmico, conductividad térmica, difusibilidad térmica.
Los materiales refractarios tienen una serie de requisitos que dependiendo de su uso, tomaran mayor importancia, estos requisitos se muestran a continuación:
Requerimientos para un material refractario. (3)
La manufactura de los materiales refractarios así como los materiales cerámicos son similares ya que involucran en su mayoría proceso de extracción de la materia prima seguido de procesos de beneficiado y cocción, dependiendo de su finalidad estos pueden servir de materia prima para la generación de productos refractarios ya sean conformados, sin forma o fibras; un esquema general de la fabricación de materiales refractarios se muestra a continuación.
Flujo típico de producción de materiales refractario (4)
Estos pasos son básicos para la obtención ya sea de un ladrillo refractario, un cemento refractario u otro material refractario. En estas operaciones pueden existir procesos de conformado de las mezclas de materia prima, como también puede involucrar una selección del tamaño de los agregados y preparación de mezclas (caso del concreto).
Hay que tener en cuenta el ámbito de aplicación de estos materiales refractarios para poder emplear las materias primas adecuadas y los procesos productivos y condiciones para su elaboración. algunas de las materias primas empleadas para la fabricación de concretos refractarios son:
De igual manera, en el desarrollo de refractarios las materias primas se clasifican de igual manera que para los materiales cerámicos en general, la clasificación está orientada en materias primas plásticas y no plástica, estas materias primas pueden ser: arcillas, cuarzo, dolomita, pirofilita, bentonita, magnesita, cromita, bauxita, silimanita, etc. (5)
Materias primas plásticas naturales: rocas constituidas por minerales arcillosos y de impurezas, caolines y arcillas. Los minerales arcillosos son principalmente constituidos por silicatos de alúmina hidratados, mientras que los caolines son silicatos de alúmina dihidratados (con dureza de 2 – 2,5 Mohs).
Materias primas no plásticas: encontramos las silíceas (cuarzo y calcedonia), las aluminosas (corindón, hidratos de alúmina y bauxita), los compuestos de sílice-alúmina (cianita, silimanita y andalucita), la dolomía (compuesta por MgCO3 y CaCO3), la magnesia (MgO, en minerales como la Giobertita o Magnesita y en carbonato de magnesio), también tenemos la arcilla refractaria cocida (chamota), entre otras. (5)
También hay que tener en cuenta que las principales materias primas usadas para la producción de refractarios están compuestas de óxidos de silicio, aluminio, magnesio, calcio y circonio; también existen los elaborados por materias primas que no son óxidos como lo son los carburos, nitruros, boruros y grafito (3)
Referencia
COVENIN - COMISIÓN TÉCNICA XXII. MATERIALES REFRACTARIOS: TERMINOLOGIA. COVENIN 1751-81. s.l. : COVENIN, 1981. 1751.
Schacht, Charles A. Refractories Handbook. Pittsburgh, Pennsylvania : Marcel Dekker, Inc., 2004.
A. Bhatia, B.E. Overview of Refractory Materials. [En línea] 2012. [Citado el: 10 de 7 de 2014.] www.pdhonline.org/courses/m158/m158content.pdf.
Tsuneo KAYAMA, Hiroshi EBISAWA, Keisuke ASANO y Kazuyuki UENO. Recent Technology of Refractory Production . [En línea] 2008. [Citado el: 30 de 1 de 2015.] www.nssmc.com/en/tech/report/nsc/pdf/n9805.pdf. # 98.
Camillo, Francesco. Curso de refractarios. Caracas : CAIC, 1982.
Comentarios