Los ladrillos refractarios son ladrillos desarrollados para soportar altas temperaturas. Los ladrillos refractarios, también llamados ladrillos refractarios, se fabrican con materiales ignífugos que tienen un alto punto de fusión y son resistentes al estrés térmico. Si bien su objetivo principal es la capacidad de resistir el calor, los ladrillos refractarios también tienen una baja conductividad térmica, lo que los hace más eficientes energéticamente que otros materiales resistentes al fuego. Los ladrillos refractarios se utilizan con mayor frecuencia en entornos de alta temperatura, pero hay situaciones en las que los ingenieros los utilizan en aplicaciones de baja temperatura debido a sus propiedades aislantes, resistencia química e integridad estructural.
Los ladrillos refractarios no están sujetos a descomposición por calor, presión o productos químicos. Forman parte de un grupo más amplio de sustancias que la ciencia de los materiales define como material refractario. Los ladrillos refractarios forman parte del subconjunto "con forma" de material refractario.
Tipos comunes de ladrillos refractarios
Los ladrillos refractarios tienen numerosas aplicaciones, por lo que los fabricantes han creado distintos tipos de ladrillos para resistir condiciones específicas. Los materiales más comunes que utilizan en la producción de ladrillos refractarios son alúmina, sílice, magnesia y arcilla refractaria. Mezclados en diferentes proporciones, estos materiales crean los tres tipos principales de ladrillos refractarios: ladrillos refractarios ácidos, ladrillos refractarios básicos y ladrillos refractarios neutros.
Se enumeran algunos de los tipos más comunes de ladrillos refractarios en estas tres amplias categorías.
Ladrillos de arcilla refractaria
Los fabricantes fabrican ladrillos de arcilla refractaria utilizando una combinación de arcilla triturada, arena, sílice y alúmina. Los constructores utilizan ladrillos de arcilla refractaria en aplicaciones de temperatura moderada, como chimeneas, hornos, estufas y chimeneas. Pueden soportar temperaturas de hasta 1600 grados centígrados. Este es el tipo de ladrillo refractario más común que utiliza la gente.
Ladrillos con alto contenido de alúmina
Los ladrillos con alto contenido de alúmina son ideales para entornos de alta temperatura como la fabricación de acero y los incineradores porque tienen buena estabilidad térmica y resistencia a la erosión química. Como sugiere su nombre, la alúmina es el componente principal de los ladrillos con alto contenido de alúmina.
Ladrillos de sílice
La sílice de alta pureza, o dióxido de silicio, es el componente principal de los ladrillos de sílice. Este tipo de ladrillo refractario tiene un alto punto de fusión con una resistencia a temperaturas de hasta 2000 grados Celsius. Estos ladrillos también tienen una alta resistencia al ácido, por lo que son ideales en hornos de fabricación de vidrio, hornos de fundición de cobre y hornos de acero de hogar abierto.
Ladrillos de magnesia
La arcilla refractaria, que se compone de óxido de magnesio, es el componente principal de los ladrillos de magnesia. Los fabricantes utilizan este ladrillo principalmente por su resistencia a las escorias, incluidas la cal y las escorias ricas en hierro. Estos ladrillos tienen la aplicación más amplia en la industria del acero. Resisten temperaturas de hasta 2100 grados centígrados.
Ladrillos cromados
Los fabricantes construyen ladrillos de cromo utilizando arcilla refractaria que contiene mineral de hierro cromado, óxido de hierro, bauxita y sílice. Estos ladrillos tienen la mayor aplicación en ambientes corrosivos. Esto puede incluir áreas específicas en un horno o horno. Pueden resistir temperaturas de hasta 2000 grados centígrados.
Ladrillos de carbono
Los ladrillos de carbono son un tipo de ladrillo refractario neutro que se compone de carbonos de alta calidad que incluyen antracita, coque, grafito y un agente aglutinante. Los ladrillos de carbono tienen una excelente resistencia a los golpes, baja conductividad térmica y resistencia a las altas temperaturas y a la erosión. La principal aplicación de los ladrillos de carbón es la industria metalúrgica.
Ladrillos de circonio
Los ladrillos de circonio son un tipo de ladrillo refractario al ácido y están compuestos de dióxido de circonio. Estos ladrillos tienen una excelente resistencia a los golpes y una baja conductividad térmica. Los diseñadores utilizan estos ladrillos donde los cambios rápidos de temperatura requieren su estabilidad. Estas aplicaciones incluyen hornos metalúrgicos, hornos de vidrio y hornos cerámicos.
Ladrillos aislantes
Los ladrillos aislantes están fabricados a partir de materiales porosos por lo que son ladrillos refractarios ligeros. También tienen baja conductividad térmica por lo que son ideales para minimizar la pérdida de calor. En comparación con los ladrillos de arcilla refractaria, estos tienen una menor densidad y una mayor resistencia térmica. Existe una gran variedad de ladrillos refractarios aislantes. Los ladrillos aislantes suelen ser una opción rentable en comparación con otros ladrillos refractarios.
Cualidades y características del ladrillo refractario
La calidad y características del material que forma los ladrillos refractarios les permiten prosperar en ambientes de alta temperatura.
Alto punto de fusión: los materiales que forman la base de los ladrillos refractarios como sílice, carbono, alúmina, circonio, magnesia y óxido de cromo tienen un alto punto de fusión. La composición de este material base permite que los ladrillos mantengan su integridad estructural a temperaturas extremadamente altas. Estabilidad térmica: los ladrillos refractarios pueden soportar cambios rápidos de temperatura sin agrietarse ni romperse. Esta es una cualidad valiosa en aplicaciones como las industrias del vidrio, el acero y la cerámica, donde la calefacción y la refrigeración son una parte integral del proceso de producción. Resistencia química: ciertos ladrillos refractarios mantienen la integridad estructural cuando se exponen a sustancias químicas. Esto los hace valiosos en aplicaciones que están expuestas a la presencia de agentes corrosivos y escorias. Aislamiento térmico: algunos ladrillos refractarios tienen baja conductividad térmica. Esto les permite minimizar la transferencia de calor, reducir la pérdida de energía y mantener la estabilidad de la temperatura. Los ladrillos refractarios, como los ladrillos aislantes, proporcionan un aislamiento eficaz en entornos de alta temperatura. Resistencia mecánica: los ladrillos refractarios son estructuralmente sólidos, lo que les permite resistir el agrietamiento y la tensión durante el uso y desgaste constante. Resistencia a la abrasión: muchas de las aplicaciones de los ladrillos refractarios los someten a materiales fluidos o acciones mecánicas. Estos ladrillos pueden soportar esta abrasión constante, por lo que durarán más y tendrán una mayor integridad estructural. Porosidad/Densidad: tipos específicos de ladrillos refractarios tienen diferentes niveles de porosidad, lo que determina su capacidad para resistir la penetración de gases o líquidos. Los ladrillos densos tienen un mayor nivel de resistencia al gas y a los productos químicos, pero los ladrillos porosos tienen mayores capacidades de aislamiento. Integridad estructural: los ladrillos refractarios mantienen su forma en los entornos químicos más hostiles y con las temperaturas más altas. Esta cualidad asegura la longevidad del revestimiento refractario.
Aplicaciones para ladrillos refractarios
Las cualidades de los ladrillos refractarios significan que funcionan para una amplia gama de aplicaciones que implican altas temperaturas y condiciones duras.
Industria metalúrgica
La industria del acero es un usuario principal de ladrillos refractarios en aplicaciones como altos hornos, cucharas de acero y convertidores de acero. Los ladrillos refractarios recubren las paredes, techos y pisos de este equipo para darles la capacidad de resistir las altas temperaturas y las reacciones químicas involucradas en la producción de acero.
Industria del vidrio
Los ladrillos refractarios se utilizan en hornos de fabricación de vidrio y tanques de fusión de vidrio. Proporcionan aislamiento y resistencia a las propiedades corrosivas del vidrio fundido. Los ladrillos refractarios también mantienen su integridad estructural durante los cambios de temperatura presentes en el calentamiento y enfriamiento del vidrio.
Industria de metales no ferrosos
La industria de los metales no ferrosos se refiere a los metales que no contienen hierro o tienen un bajo contenido en hierro. Los ladrillos refractarios son comunes en la industria de los metales no ferrosos porque estos metales tienen un alto punto de fusión, desechos químicos corrosivos y una amplia gama de propiedades distintas que requieren ladrillos con versatilidad.
Industria petroquímica
Los fabricantes utilizan ladrillos refractarios en aplicaciones para unidades de craqueo catalítico y hornos de etileno comunes en la industria petroquímica. Los ladrillos refractarios tienen una fuerte resistencia a la corrosión y la abrasión y la estabilidad química necesaria para garantizar la longevidad de los hornos. También cuentan con el aislamiento térmico necesario para controlar las temperaturas, optimizar la eficiencia del proceso y reducir el consumo de combustible.
Industria de generación de energía
Las plantas de generación de energía utilizan ladrillos refractarios para revestir calderas, incineradores y otros equipos de alta temperatura. Esto proporciona aislamiento para este equipo y protege máquinas y estructuras sensibles de las altas temperaturas.
Industria Cerámica y Cementera
Las plantas de cerámica y cemento utilizan ladrillos refractarios para revestir los hornos para cocer cerámica, alfarería, ladrillos y bloques de cemento.
Fundiciones
Las fundiciones utilizan ladrillos refractarios en hornos y crisoles utilizados para fundir y verter metales fundidos.
Propiedades físicas de los ladrillos refractarios
Forma: los ladrillos refractarios suelen tener forma cuadrada o rectangular. Esto permite un fácil apilamiento, alineación y estabilidad. También hay formas de ladrillos especiales, como circulares, en arco o en cuña, para aplicaciones particulares. Tamaño: los ladrillos refractarios vienen en tamaños diferentes pero estandarizados para garantizar la facilidad de instalación. Una dimensión típica de un ladrillo refractario es 9 x 4,5 x 2,5 pulgadas (largo x ancho x alto) o 230 mm x 115 mm x 75 mm. Peso: el peso de los ladrillos refractarios varía ampliamente según el material exacto utilizado para el ladrillo. Por lo general, los ladrillos aislantes son los ladrillos refractarios más livianos y oscilan entre 2,2 y 6,6 libras (1 kg y 3 kg) por ladrillo. Los ladrillos cromados son pesados debido a su composición densa. Van desde 8,8 lb a 17,6 lb (4 kg a 8 kg) por ladrillo. Color: el color de los ladrillos refractarios varía según el material. Los colores comunes incluyen amarillo claro, beige, gris claro, blanquecino y negro. Textura de la superficie: los ladrillos refractarios son sólidos y compactos. Pueden tener una superficie lisa, ligeramente rugosa o texturizada según el método de fabricación o el tipo de ladrillo. Patrón de superficie: algunos ladrillos refractarios tienen patrones o marcas en su superficie debido al proceso de fabricación. Estas marcas pueden ayudar con la alineación durante la fase de instalación. Resistencia a la compresión: la resistencia a la compresión de los ladrillos refractarios varía según su material. En general, los ladrillos refractarios tienen una resistencia a la compresión que oscila entre unos pocos cientos de libras por pulgada cuadrada (psi) y varios miles (psi). Los ladrillos aislantes tienen la resistencia a la compresión más baja, de 300 psi a 2000 psi. Los ladrillos cromados tienen la mayor resistencia a la compresión, de 10.000 psi a 30.000 psi. Absorción de humedad: los ingenieros diseñan ladrillos refractarios para que tengan una baja absorción de humedad y minimizar sus efectos negativos en su rendimiento. Como todas las propiedades físicas, la absorción depende del material exacto del ladrillo refractario, pero todos tienen una tasa de absorción de humedad entre el 1% y el 6%. Los ladrillos aislantes, debido a su naturaleza porosa, tienen el rango de absorción más alto, que se sitúa entre el 2% y el 6%.
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