Material refractario de fracción de alúmina fundida blanca

¿Qué es la alúmina blanca fundida?

La alúmina blanca fundida es un mineral sintético ultrapuro que se produce mediante la fusión de alúmina de alta pureza (Al₂O₃) en un horno de arco eléctrico a temperaturas superiores a 2000 °C. El material de partida suele ser alúmina calcinada, un polvo derivado de la bauxita mediante el proceso Bayer.

La designación «blanco» proviene de su alta pureza (normalmente entre  99,0 % y 99,5 % de Al₂O3 ), lo que le da un aspecto blanco o cristalino, distinguiéndolo de la alúmina fundida marrón (que contiene impurezas como sílice y titania).

Propiedades clave como material refractario

El valor del WFA en aplicaciones refractarias proviene de su excepcional combinación de propiedades físicas y químicas:

1. Alta pureza e inercia química:

   • Con un mínimo de impurezas (bajo contenido de SiO₂, Fe₂O₃, etc.), es altamente resistente al ataque de escorias, ácidos y álcalis. Esto lo hace estable en entornos químicos agresivos.

2. Alta refractariedad:

   • Tiene un punto de fusión extremadamente alto, de aproximadamente  2050 °C . Esto le permite soportar temperaturas de servicio muy altas sin ablandarse ni deformarse.

3. Excelente resistencia mecánica y dureza:

   • El WFA es muy duro (9 en la escala de Mohs, justo por debajo del diamante). Esto confiere a los refractarios fabricados con él una alta resistencia al aplastamiento en frío y una excelente resistencia a la abrasión y la erosión.

4. Buena estabilidad de volumen:

   • Presenta un bajo coeficiente de expansión térmica y no sufre transformaciones de fase que provoquen cambios significativos de volumen al calentarse y enfriarse repetidamente. Esto se traduce en una excelente resistencia al choque térmico y al desconchado.

5. Porosidad controlada (en productos conformados):

   • Cuando se utiliza como agregado en ladrillos y hormigones, permite la formulación de estructuras refractarias densas y resistentes con porosidad optimizada para un mejor rendimiento.

Composición física y química

¿Cómo se utiliza en refractarios?

El WFA rara vez se utiliza como bloque monolítico. En cambio, se procesa en diversas formas y se utiliza como agregado o grano principal en productos refractarios.

1. Granos y polvos refractarios

Esta es la forma más común. El WFA se tritura, se tamiza y se muele hasta obtener un rango preciso de tamaños de partícula:

• Agregados gruesos:  (por ejemplo, 0-1 mm, 1-3 mm, 3-5 mm) forman el esqueleto estructural de refractarios conformados y no conformados.

• Polvos finos:  (por ejemplo, malla -200, malla -325) llenan los huecos entre los agregados gruesos, creando una matriz densa.

• Harina/Micropolvos:  Se utilizan en cerámicas avanzadas y moldeables de alto rendimiento.

2. Refractarios moldeados (ladrillos y formas)

Los granos de WFA se mezclan con aglutinantes (y a veces otros aditivos) y se prensan en ladrillos o formas especiales, que luego se cuecen a altas temperaturas.

• Ladrillos WFA:  Se utilizan en las zonas más críticas de los hornos de alta temperatura.

3. Refractarios sin forma (monolíticos)

Se instalan in situ sin precocción. El WFA es el árido clave en:

• Hormigones:  Mezclas secas que se mezclan con agua y se vierten/vibran en su lugar.

• Plásticos:  Materiales moldeables, similares a la arcilla, que se colocan a presión en un lugar determinado.

• Mezclas para Gunning:  Mezclas aplicadas por pulverización para revestir o reparar hornos.

• Mezclas para apisonar:  se utilizan para compactar en áreas específicas, como fondos de hornos.

Aplicaciones comunes

Debido a sus propiedades superiores, los refractarios WFA se utilizan en los procesos industriales de alta temperatura más exigentes:

• Industria siderúrgica:

  • Revestimientos de cucharas (especialmente revestimientos de trabajo).

  • Placas de compuerta deslizante y bloques de pozo.

  • Revestimientos y muebles para artesas.

  • Áreas en hornos de arco eléctrico y altos hornos expuestas a abrasión severa.

• Industria petroquímica:

  • Revestimiento de unidades de craqueo catalítico en refinerías de petróleo.

  • Reformadores y otros reactores de alta temperatura.

• Industria de cerámica y vidrio:

  • Muebles de horno (estanterías, bandejas) para la cocción de cerámica técnica, sanitarios y porcelana.

  • Verificadores y regeneradores en hornos de fusión de vidrio.

  • Revestimiento de tanques de vidrio.

• Metales no ferrosos:

  • Revestimientos para hornos de retención y fusión de aluminio.

  • Hornos para procesar cobre, zinc y otros metales.

• Industria del cemento y la cal:

  • Revestimientos de zonas de combustión y zonas de transición en hornos rotatorios.

• Incineradores y plantas de conversión de residuos en energía:

  • Resiste gases de combustión corrosivos y cenizas abrasivas.