Refractario de alúmina fundida blanca

¿Qué son los refractarios?

Primero, una definición rápida: Los refractarios son materiales que pueden soportar temperaturas extremadamente altas (normalmente > 1000 °C o 1832 °F) y condiciones adversas (abrasión, corrosión química, choque térmico) sin fundirse ni degradarse. Son los revestimientos de hornos, incineradores, reactores y otros equipos de procesamiento de alta temperatura.

¿Por qué la alúmina fundida blanca es un excelente material refractario?

La alúmina blanca fundida no es solo un material refractario; a menudo se considera una opción de alto rendimiento o premium  para aplicaciones críticas. Las razones son consecuencia directa de su composición química y proceso de fabricación.

1. Pureza extremadamente alta e inercia química

• Alto contenido de Al₂O₃:  El WFA suele contener  más del 99 % de alúmina (Al₂O₃) . Esta es su propiedad más importante para los refractarios.

• Comportamiento casi neutro:  la alúmina es químicamente estable y actúa como un óxido anfótero, pero en forma de alta pureza es altamente resistente al ataque de escorias ácidas y básicas (dentro de ciertos límites), lo que la hace versátil.

• Bajas impurezas:  Impurezas como SiO₂, Fe₂O₃ y Na₂O están presentes en cantidades muy bajas (a menudo <0,5%). Estas impurezas forman fases de bajo punto de fusión (p. ej., fases vítreas). Su ausencia en WFA significa:

  • Mayor resistencia al calor:  el refractario mantiene su integridad estructural a temperaturas más altas.

  • Mejor resistencia a la fluencia:  es más resistente a la deformación lenta bajo carga a altas temperaturas.

  • Corrosión reducida:  Menos sitios reactivos que pueden ser atacados por escorias, metales fundidos y gases.

2. Punto de fusión muy alto

• El punto de fusión de la alúmina pura es de  2050 °C (3722 °F) . El WFA, al ser casi puro, tiene un punto de fusión muy cercano a este. Esto define su  Equivalente de Cono Pirométrico (PCE) , una medida de su refractariedad, como muy alto, lo que permite su uso en entornos de temperaturas extremas.

3. Excelentes propiedades mecánicas a alta temperatura.

• Alto MOR (Módulo de Ruptura) en Caliente:  Los refractarios a base de WFA conservan su resistencia incluso al calor. Esto es crucial para soportar el abuso mecánico, la carga y las condiciones abrasivas dentro de un horno.

• Excelente resistencia a la abrasión:  Al igual que con los recubrimientos, su dureza Mohs de 9 lo hace ideal para áreas sujetas a desgaste mecánico, como tapas de carros de hornos, bloques de quemadores y áreas donde el material de carga está en constante movimiento.

4. Buena estabilidad del volumen (contracción por re-cocción)

• Dado que el WFA ya es un  producto fundido  , ha experimentado su cambio de fase y contracción más drásticos durante su propia fabricación. Al utilizarse como árido en refractarios moldeados (ladrillos) o monolíticos (hormigonables), contribuye a una excelente estabilidad dimensional tras el primer calentamiento, minimizando el riesgo de agrietamiento durante el secado de un nuevo revestimiento.

Formas y aplicaciones comunes de WFA en refractarios

El WFA rara vez se utiliza solo. Es un ingrediente clave, o «agregado», dentro de una matriz refractaria.

1.  Refractarios moldeados (ladrillos y formas)

• El WFA se clasifica en tamaños de partículas específicos (grueso, medio, fino) y se une con otros materiales de alta pureza o aglutinantes cerámicos para prensarlo en ladrillos.

• Aplicaciones:  Revestimiento para hornos de alta temperatura (por ejemplo, hornos de túnel, hornos lanzadera), cucharas de acero, zonas de transición de hornos de cemento y áreas críticas en reactores de procesamiento químico.

2.  Refractarios monolíticos (sin formar)

Esta es el área de aplicación más grande y de mayor crecimiento.

• Hormigones:  Los agregados de WFA se mezclan con cemento de aluminato de calcio y polvos finos. Al añadir agua, se pueden verter, bombear o vibrar para formar un revestimiento sin juntas.

• Mezclas para aplicar con pistola:  similares a los moldeables, pero diseñadas para ser rociadas (aplicadas con pistola) sobre una superficie para una rápida reparación o instalación.

• Mezclas para apisonar:  Una mezcla más seca que se apisona para aplicaciones específicas.

• Aplicaciones:  Revestimientos de hornos complejos, revestimientos de cucharas, bloques de quemadores, ciclones y cualquier área donde se requiera un revestimiento sin juntas y con forma personalizada.

3.  Productos especiales

• Carcasas de fundición de inversión:  la alta refractariedad y pureza de la harina de WFA (polvo fino) la convierten en un excelente material de estuco y respaldo para crear moldes de cerámica para fundir álabes de turbinas de superaleación y otras piezas metálicas de precisión.

• Muebles de horno:  Los postes, soportes y losas hechos de WFA se pueden usar para sostener piezas de cerámica durante la cocción a temperaturas muy altas debido a su resistencia y resistencia al hundimiento (fluencia).

Comparación con alúmina fundida marrón (BFA) en refractarios