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El horno electrico Pt.2

Así como el alto horno, el horno eléctrico se fabrica con ladrillos refractarios cubiertos de una  cubierta metálica, los ladrillos refractarios tienen que ser capaces de soportar temperaturas de hasta tres mil grados centígrados, que son las que se logran alcanzar dentro del horno, más grandes que las que se experimentan en el alto horno. Con este enorme rango de temperaturas el horno eléctrico es particularmente bueno para fundir otros materiales además del acero como el wolframio, molibdeno, tantalio, etc.

La capacidad del horno es de aproximadamente cincuenta toneladas y es capaz de derretirlas todas en menos de una hora. El procedimiento del horno eléctrico empieza desde la selección del material, ya que se trata siempre de colocar los materiales más duros en la parte más baja de la cuba y los más ligeros y suaves en la parte de arriba. Una vez lleno, se agregan los fundentes y cualquier tipo de aditivo que se vaya a utilizar. Una vez listo el material a fundir se acercan los tres electrodos que hacen corto y salta el arco eléctrico que empieza a fundir.

Aquí es donde sirve que se hayan colocado primero los materiales ligeros ya que es más fácil que los funda y los penetre los electrodos así pueden ir bajando encontrando menos resistencia que si los materiales no se hubieran organizado.

El siguiente proceso consiste en la inyección de oxígeno, que así como en el alto horno sirve para reducir la mezcla y librarse de ciertos materiales que no se desean, como silicio, azufre, etc.

fuentes: youtube.com

imágenes:  empresaeficiente.com mage.made-in-china.com

 

El Alto Horno

El Alto horno es una invención magnífica para el procesamiento del hierro que posteriormente se convertirá en acero. Este tipo de horno es una estructura de 30 metros de alto, al menos, formado por ladrillos resistentes a la temperatura y a la erosión del descenso de las cargas así como de las reacciones químicas recubiertos de una protección de acero que ayuda a mantener la forma y soportar los esfuerzos.

Las materias primas que entran por la parte de arriba al alto horno son el mineral de hierro en forma de pellets, carbón de coque y algún fundente como caliza u óxido de manganeso. Por la parte de en medio se inyecta aire enriquecido con oxígeno y gas natural. El cuerpo del horno está conformado por dos conos, el de abajo esta invertido y es menos alto, formando una parte ancha a aproximadamente una cuarta parte de la altura que se conoce como el vientre del horno. El horno además necesita una estructura para sostenerse así como grúas que estén alimentando constantemente el material a fundir y una infraestructura para procesar el metal ya fundido.

El cono superior se llama cuba, el inferior se llama étalage. Sobre la cuba se encuentra un agujero donde se administra el material llamado tragante, que posee una válvula de doble cierre que evita que escapen los gases del horno. En el tragante la temperatura asciende a unos 150 grados centígrados. Aquí también se encuentran válvulas que atrapan algunos de los gases del horno, que en el futuro se pueden utilizar como combustibles para otros procesos metalúrgicos.

Fuentes: slideshare.net

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Materiales Refractarios en la Construcción

Algunos materiales refractarios son utilizados dentro de la construcción gracias a sus cualidades físicas y a su resistencia.

Algunos de estos materiales son:

- El cemento refractario es utilizado en el área de la construcción e ingeniería civil y su principal función la de aglutinante.

- El ladrillo refractario es muy resistente a las altas temperaturas y a los casos de abrasión, por eso es otro material muy utilizado en la construcción, además de que es un muy buen aislante térmico.

- El mortero refractario es utilizado como material de agarre, revestimiento de paredes, y para tomar las juntas entre hiladas de ladrillo refractario.

Materiales Refractarios Cerámicos

Ya hemos mencionado que la cualidad más importante de los refractarios en general, es su resistencia a las bajas y altas temperaturas; pero los refractarios cerámicos poseen un punto de fusión mayor a 1700 grados Celsius. Otra propiedad muy importante es su densidad, ya que los refractarios densos con baja porosidad tienen mayor resistencia a la corrosión y a la erosión. Estas cualidades le otorgan un amplio rango de resistencia y calidad, lo cual lo hace el material refractario más conocido y utilizado.

Imagen Vía: arqhys.com

Vía: arqhys.com

Refractarios: Ácidos, Básicos, Neutros y Especiales

Los materiales refractarios pueden ser clasificados de cuatro formas de acuerdo a sus bases o propiedades:

Los ácidos

En este grupo, se incluyen materiales como la arcilla de alumina y de sílice, que son materiales de poco costos pero con la desventaja de que son materiales débiles.

Los básicos

Los materiales refractarios básicos son con la base de la periclasa o la magnesia. Los de este grupo tienen como cualidad poseer un punto de fusión bastante elevado,  pero su desventaja es que generalmente son mas costosos que los ácidos.

Los neutros

Los que funcionan como barreras entre los ácidos y los básicos son los materiales refractarios neutros, algunos ejemplos de estos son la magnesita y la cromatina.

Los especiales

Cuando no existe una fácil disponibilidad de oxigeno, se utilizan los refractarios especiales,  algunos ejemplos de estos son el carbono y el grafito.

Imagen Vía: ecured.cu

Vía: uc3m.es

Para las Temperaturas Altas: Materiales Refractarios

Los materiales refractarios, en general, tienen estabilidad química y resistencia mecánica a altas temperaturas (superiores a los 1400 ºC). Son elementos fundamentales en industrias como la del hierro, acero, vidrio, cemento, etc.., y se utilizan en muchas de éstas, como elementos de los reactores.

Los materiales refractarios son productos policristalinos, es decir, que están compuestos por pequeños cristales, sus propiedades físicas dependen de la microestructura o textura del material, esto es determinado a través de técnicas de microscopía óptica y electrónica.

A los materiales refractarios se les relaciona con la historia de la alfarería (cerámica); pero también contribuyeron al crecimiento de las industrias metálicas, puesto que para que éstas avanzaran, necesitaban de los refractarios adecuados para la construcción de hornos.

Al principio, la producción de materiales refractarios se limitó a sólo unos cuantos tipos de ladrillos, que se ocupaban en todo propósito, así los principales consumidores de estos materiales fueron las industrias de la cerámica, hierro, del vidrio y de los metales no férreos.

Fue hasta finales del siglo pasado que con el aumento de la aplicación de los metales no férreos, especialmente del cobre, y con la llegada de la industria masiva del acero provocaron grandes cambios en la industria refractaria.

Todo fue una reacción en cadena, al aumentar la demanda de producción aumentó el tamaño de los hornos, provocando el revestimiento y el aumento del rendimiento de los materiales refractarios, que tenían que soportar mayores temperaturas, la abrasión, erosión mecánica y corrosión química.

Es así como surge la necesidad de desarrollar nuevos materiales refractarios especiales, muchos de ellos, todavía utilizados en la actualidad.

Imagen vía: arqhys.com

Vía: uniovi.es

Opciones en productos refractarios

Los materiales refractarios son capaces de soportar elevadas temperaturas, resistir cargas mecánicas sin corroerse o debilitarse además de soporta cambios de temperaturas y ataques químicos de abrasión.

En esta ocasión hablaremos sobre tres tipos de productos refractarios y sus características:

  • Concreto refractario: Son elaborados a partir de mezclas secas con base en materias primas refractarias, las cuales son cuidadosamente seleccionadas. Se utilizan para fabricar piezas especiales o monolíticas, hornos refractarios, de tratamiento térmico, tapas de hornos de inducción y calderas.
  • Morteros refractarios: Están constituidos con agentes ligantes; los cuales se encargan de unir a los agentes refractarios finamente molidos, con los agregados de otras sustancias que pueden no ser refractarias y que se emplean para adherir ladrillos o piezas refractarias.
  • Ladrillos y losetas refractarios: se usan para revestir hornos rotatorios, calderas de fundición y hornos de tratamiento térmico.

Ya sea este tipo de productos, o fibras cerámicas, en CIMASA contamos con el equipo y personal adecuado para realizar este tipo de construcciones. ¡Contáctenos!

Imagen vía. horcemeval.com

Vía. hotfrog.com.mx

Hornos eléctricos.

Son los más empelados para la obtención de aceros especiales ya que pueden producir temperaturas muy elevadas, en ellos el metal que se elabora se encuentra libre de todo agente extraño: aire, gas, carbón, etc.). y su potencia se expresa en Kilovatios (kW).

Los hornos eléctricos pueden ser de resistencia, de acero y de inducción.

  • Horno de resistencia: a través de un cuerpo conductor se hace pasar corriente eléctrica hasta que ésta lo funde. Actualmente estos hornos construidos con materiales de alta resistencia eléctrica, se usan para producir temperaturas superiores a los 1000º C para los distinto tratamientos eléctricos térmicos, y muy pocos para fusión de acero.
  • Horno de arco voltaico: por medio del flujo de corriente eléctrica entre dos conductores eléctricos aproximados, se produce una luz intensa con una temperatura de alrededor de 3000º C; uno de sus polos está constituido por electrodos de grafito o de carbón y el otro por el acero o metal que se vaya a fundir. Este sistema es el más empleado.
  • Horno de inducción: el calor es generado por calentamiento, por la inducción eléctrica de un metal en un crisol, alrededor del cual se encuentran enrolladas bobinas magnéticas.

Este ultimo esta sustituyendo a los latos hornos, pues producen menos polvos contaminantes y en ellos se pueden fundir hierro hacer, cobre y aluminio.

Aunque los hornos eléctricos son más costosos que los hornos de combustión, son preferidos por su uniformidad de calentamiento y por la pureza y homogeneidad de los aceros obtenidos.

Imagen vía. interempresas.net

Vía. arqhys.com

Importancia de los materiales refractarios en la economía de un país.

La historia de los refractarios está íntimamente ligada con el crecimiento de las industrias metálicas, puesto que para su avance requerían de los refractarios adecuados para la construcción de los hornos.

Estos materiales son productos indispensables en un país desarrollado; sin ellos se detendría toda la actividad industrial en la que se den condiciones de operación severas, y en las que generalmente, se requiere el empleo de temperaturas elevadas. Procesos tales como la cocción, fusión, afinado de cualquier tipo de material, calcinación, clinkerización‎, entre muchos otros, no pueden desarrollarse si los productos o los equipos de producción (hornos) no están protegidos por materiales refractarios.

Cada vez aumenta el empleo de ciertos procesos de producción en los que no se pueden poner en marcha si no se ha implementado previamente el revestimiento refractario adecuado.

Su importancia va más allá del valor en sí del material, o de su costo.

Ahora bien, el empleo de un revestimiento refractario-aislante disminuye las pérdidas de calor a través de las paredes de los hornos, contribuyendo al ahorro energético por menor consumo de calor.

Es muy amplio el repertorio de industrias y sectores de aplicación de los materiales refractarios:

  • Petroquímica.
  • Química.
  • Acería.
  • Fundición.
  • Metales no férreos.
  • Aluminio.
  • Plomo.
  • Cobre.
  • Zinc.
  • Cemento.
  • Cerámica.
  • Vidrio y fibras.
  • Esmaltes.
  • Fritas, etc.

En general se pueden observar sectores industriales básicos de la economía de un país.

Imagen vía. blogspot.com

Vía. etsimo.uniovi.es

Ventajas de las colchas de fibras cerámicas.

De las fibras cerámicas se derivan las colchas de fibras de cerámicas, las cuales son muy convenientes, pues poseen la misma resistencia al calor que un ladrillo refractario, pero con una gran flexibilidad y ligereza.

Estas fibras resultan ser más convenientes que las lanas aislantes (lana mineral) y las fibras de vidrio, pues tienen una mayor capacidad aislante.

Otras de sus ventajas son:

  • Temperaturas de operación hasta los 266°F
  • Baja conductividad térmica.
  • Bajo almacenamiento de calor.
  • Resistencia al choque térmico.
  • Temperaturas de operación hasta los 1482°C.
  • No requiere tiempo de secado ni de curado.

Por las características anteriores es recomendable emplearlas en:

  • Hornos de tratamiento térmico.
  • Hornos de industria cerámica.
  • Protección contra incendios.
  • Juntas y empaquetaduras
  • Chimeneas.

Imagen vía. mondragonrefractarios.com

Vía. acambiode.com / ratsa.com

Materiales derivados de las fibras cerámicas.

En algunas industrias se requiere trabajar con temperaturas extremadamente altas, y no cualquier material soporta estas condiciones, haciendo necesario recurrir al uso de fibras cerámicas; las cuales cuentan con una amplia variedad de productos derivados, cada uno de ellos para una determinada aplicación especifica.

Entre los principales materiales derivados de las fibras cerámicas encontramos las mantas y los papeles cerámicos.

Las mantas cerámicas son resistentes livianas y flexibles; los papales cerámicos destacan por su estructura excepcionalmente uniforme. Dichas características los hacen candidatos excelentes para usos en:

  • Revestimientos de hornos, reformadores, cámaras de combustión y calderas.
  • Sellado para altas temperaturas.
  • Aislamiento de tuberías y reactores.
  • Revestimiento corta-fuego y termo-acústico.
  • Agente separador en los procesos de soldadura, tratamiento térmico y moldeado metálico.
  • Aislamiento térmico y eléctrico.
  • Entre muchas otras aplicaciones

Existe una amplia variedad de opciones en el mercado, que, al igual que las fibras cerámicas, se emplean para la fabricación de hornos refractarios.

Imagen vía. olx.com.mx

Vía. arrollador.com.ar