¿Qué es un material refractario y qué propiedades debe tener?

Un material refractario se define por la principal característica que debe tener: resistir altas temperaturas sin sufrir alteraciones significativas en sus propiedades físicas -sobre todo mecánicas- o químicas. En este artículo te explicaremos todo lo que necesitas saber sobre los diferentes tipos de materiales refractarios y cómo se consiguen sus interesantes propiedades.

Propiedades de los materiales refractarios

Por lo general, el material refractario está compuesto de materias primas de origen mineral como arcillas, alúminas, silicatos, etc. Como deben soportar altas temperaturas, es importante que tengan unas propiedades muy exigentes. Concretamente, el material refractario debe tener una alta resistencia y una baja conductividad térmica, ser químicamente inerte y presentar un bajo coeficiente de dilatación.

¿Para qué se utiliza el material refractario?

Las propiedades de los materiales refractarios, especialmente su capacidad aislante del calor, son el motivo de que se utilicen normalmente en hornos, en cuyo interior hay altas temperaturas que no se transmiten al exterior, gracias precisamente al aislamiento térmico que proporciona el material refractario.

Por ese motivo, el principal uso de los materiales refractarios es en los altos hornos para la fabricación de acero. Además, también tienen un papel fundamental en las industrias cementera, cerámica, del vidrio, química y fundición, entre otras.

Tipos de materiales refractarios

Hay muchos tipos de materiales refractarios y existen diferentes formas de clasificarlos. En este artículo, nos centraremos en los criterios principales: el grado de acidez y la forma.

Materiales refractarios según su grado de acidez

Uno de los criterios más habituales para clasificar los diferentes tipos de materiales refractarios es su grado de acidez ya que este influye de manera determinante en su resistencia química.

Concretamente, un material refractario ácido resistirá bien el contacto con otros materiales ácidos pero será fácilmente atacable por aquellos que tengan un pH básico. A la inversa sucede lo mismo: los materiales refractarios básicos son vulnerables a los ácidos. Por esta razón, este aspecto es crucial en la elección del tipo de material refractario.

Materiales refractarios según su forma

Otra forma de clasificar los materiales refractarios es su forma. Por un lado, tenemos los productos que mantienen una forma definida (por ejemplo, los ladrillos refractarios) y, por otro lado, están los productos a los que se les da forma en el momento en el que se aplican. En este caso hablamos de morteros, masas plásticas (también conocidas como “ramming mixes”), conformables (o “castables”), mezclas para gunitado (o más conocidas como “gunning mixes”).

Aditivos químicos para material refractario

En la mayoría de los casos, es necesaria la utilización de aditivos químicos que cumplen diversas funciones, entre las que destacan:

• Ligantes químicos. El fraguado del material refractario se produce por la reacción química de la masa con productos como LITHOSOL 1530, LITHOPIX P 1 o LITHOPIX S 3. Gracias a ellos se obtienen las deseadas propiedades de los materiales refractarios, como su resistencia. En Zschimmer & Schwarz ofrecemos una gran variedad de ligantes químicos, con diferentes composiciones y tanto en formato líquido como sólido, de modo que se adapten perfectamente a tus requerimientos.
• Defloculantes. Aumentan la fluidez de las mezclas, sirviendo de paso para reducir la proporción de agua necesaria en las mismas. De este modo, se obtienen otros beneficios tan importantes como una producción más eficiente y un menor consumo de energía. La elección del defloculante es muy importante y desde Zschimmer & Schwarz recomendamos a nuestros clientes de material refractario el defloculante sólido GIESSFIX G 3.
• Ligantes temporales. Aumentan la resistencia mecánica en crudo y en seco de las masas refractarias, permitiendo su correcta manipulación en el proceso productivo. Por ejemplo, uno de nuestros ligantes temporales más recomendados para material refractario es OPTAPIX PS 17.
• Plastificantes, auxiliares de prensado y ligantes de polvo. Estos productos tienen en común su capacidad de optimizar las propiedades de conformación de las masas refractarias. Mientras que los plastificantes aportan la plasticidad necesaria para poder reducir la proporción de arcilla en la pasta, los auxiliares de prensado y los ligantes de polvo permiten un prensado homogéneo y facilitan que la masa fluya en el proceso de conformado. En Zschimmer & Schwarz ofrecemos los aditivos químicos de la familia ZUSOPLAST, entre los que destacan ZUSOPLAST WE 52, ZUSOPLAST O 59 como auxiliares de prensado y ZUSOPLAST PS 1 como plastificante.
• Humectantes. Permiten incorporar materias primas como, por ejemplo, aquellas que aportan carbono y aumentan la plasticidad de la masa. Como humectante, recomendamos el uso de nuestro tensioactivo sólido para material refractario, GLYDOL N 1003.
• Agentes porógenos. Permiten la generación de poros en las pastas, controlando la distribución del tamaño de los mismos. En el caso del material refractario ofrecemos nuestra familia de agentes porógenos Se trata de fibras que, en función de las necesidades técnicas ofrecemos en diferentes granulometrías, así como longitudes y grosores de fibra.

Como has podido comprobar, las propiedades de los materiales refractarios son muy exigentes. Por suerte, contamos con una gran variedad de aditivos que nos ayudarán a conseguirlas. No obstante, para hacer la elección adecuada es necesario contar con expertos que recomienden los productos más adecuados en función de las particularidades de cada caso. Desde Zschimmer & Schwarz nos ponemos a tu servicio para estudiar en profundidad tus requerimientos y circunstancias. Contacta con nuestro equipo técnico para obtener productos químicos a medida que se adapten a tus necesidades.