Los materiales refractarios son aquellos que, por la composición de sus elementos, son ampliamente tolerantes o resistentes a altas temperaturas y al ataque químico a altas temperaturas. Más del 70% de todos los refractarios producidos se utilizan en la industria de producción de metales.
Existen muchos tipos de materiales refractarios y se pueden categorizar de distintas maneras; por ejemplo, por su proceso de fabricación, por la forma física que toman, ya sea monolíticas o en forma, o por su composición química, entre otras.
Además de su clasificación por su resistencia a la temperatura de servicio y densidad a granel y otras temperaturas variables como la conductividad térmica, el soporte de carga y las propiedades aislantes, los materiales refractarios se utilizan en algunas aplicaciones de alta intensidad y altamente industriales, que requieren materiales de protección robustos.
Estas aplicaciones van desde hornos y hornos hasta incineradores e incluso reactores. Se utilizan para hacer crisoles y usos similares como moldes para la fundición de vidrio, metales y para superficies ignífugas y desviando el calor, incluso a temperaturas tan altas como las estructuras de lanzamiento de cohetes.
Métodos de producción de materiales refractarios
La mayoría, pero no todos los materiales refractarios se producen de la misma manera: procesamiento de materias primas, formación y disparo. Sin embargo, no todos los materiales refractarios se utilizan de la manera convencional, algunos se incorporan a otros materiales para hacerlos más resistentes a las altas temperaturas. Otros métodos de producción refractaria son el prensado en seco, la fundición fusionada y el moldeo a mano. Las masas de embestida, el disparo, la pulverización y los procesos de fundición tienden a asociarse con formas sin forma.
Clasificación de los materiales refractarios por su composición química
Las tres clases más amplias de material refractario son los ácidos, básicos y neutros.
REFRACTARIOS ÁCIDOS
Los refractarios ácidos son aquellos que son resistentes a escorias/ambientes ácidos y reaccionan fácilmente con bases a altas temperaturas. Los refractarios ácidos más comunes son la arcilla de fuego y la sílice. Otros ejemplos incluyen los silicatos de aluminio y zirconia. Los refractarios ácidos son los más adecuados para donde la escoria/atmósfera es ácida en sí misma, ya que esto significa que no habrá ataque ni reactividad, asegurando una larga vida refractaria.
SÍLICE
La Sílice es el material refractario más usado debido a que su punto de fusión es muy alto, 2.230 °C, por lo que es muy apreciado por su longevidad y resistencia a algunas de las temperaturas más altas. Los ladrillos de fuego son un ejemplo de un material refractario compuesto predominantemente de sílice y también se ha utilizado como un forro de tundish, -que es un recipiente abierto con agujeros en la parte inferior para entregar metal fundido a una velocidad controlada en moldes de fundición-, así como en cerámica y cementos.
ARCILLA DE FUEGO
La arcilla de fuego está compuesta principalmente de silicatos hidruros de aluminio, y a menudo contiene sílice también. Es muy popular para la formación de crisoles y diversas herramientas metalmecánicas.
VIDRIO MOLIDO
El vidrio molido, aunque no es un verdadero refractario por derecho propio, puede mejorar las propiedades a otros materiales refractarios. Debido a que la sílice es el componente principal del vidrio, el vidrio molido se comporta como un refractario ácido. Cuando se utiliza vidrio molido como parte de un revestimiento de barniz o horno refractario, puede eliminar el óxido de hierro del hierro fundido y el acero. Cuando se utiliza como un componente en un revestimiento refractario, el vidrio molido puede actuar como un flujo que ayuda a purificar el metal fundido y una mejor maquinabilidad. También se ha utilizado como componente en otros refractarios de tipo ácido como los ladrillos de fuego de sílice, que se encuentran en hornos de acero y vidrio.
REFRACTARIOS BÁSICOS
Los refractarios básicos generalmente reaccionan con ácidos a altas temperaturas y son los más adecuados para cuando la escoria / atmósfera producida será básica también. La magnesita, la zirconia y la dolomita son ejemplos de minerales refractarios básicos ampliamente utilizados principalmente en operaciones metalúrgicas no ferrosas.
ZIRCONIA
La Zirconia es un refractario básico que es térmicamente estable hasta 15.000 °C, y es utilizado para hornos de vidrio y otros hornos donde se requieren las temperaturas más altas, además de que no reacciona con metales líquidos por lo que es un material ampliamente utilizado.
MAGNESITA
La magnesita, MgCO3, es un refractario utilizado principalmente con escorias altamente básicas o ricas en hierro, con las que no reacciona, sin embargo, su refracción no es la más alta. Existen refractarios mixtos como la Magnesita-cromo y cromo-magnesita, nombrados así por el contenido del material predominante que es el primer componente. Normalmente se utiliza para salidas a alta temperatura de hornos y forros de hornos. Los refractarios mixtos de magnesita y cromo ofrecen una excelente resistencia al spalling que es un fenómeno que sufre el hormigón expuesto al fuego debido al aumento de presión en los poros por evaporación y donde su superficie se desconcha, incluso de forma explosiva, durante los primeros 30 minutos de exposición.
REFRACTARIOS NEUTRALES
Los refractarios neutros no reaccionan con escorias básicas o ácidas, y como tal tienen un alcance más amplio de usos, sin embargo, en algunos casos su refracción puede no ser tan alta. Algunos ejemplos son el cromo, la antracita y la antracita calcinada. Muchos de los minerales refractarios neutrales caen en dos subcategorías, óxidos y carbono.
Los óxidos neutros son apreciados por su falta de reactividad con ácidos y bases, y son considerados refractarios superiores por su amplia utilidad y rendimiento en un amplio número de aplicaciones, ya que son tolerantes a atmósferas y escorias ácidas y básicas. Los refractarios de tipo carbono se utilizan a menudo en entornos reductores. Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplemente reacción rédox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.
ANTRACITA
La antracita se ha utilizado durante mucho tiempo como refractario neutro ya que no presenta reacción con atmósferas o escorias ácidas o básicas. La antracita calcinada (CA) es una versión tratada térmicamente de la antracita que es más fuerte y significativamente más porosa que la antracita no tratada.
La antracita puede ser calcinada eléctricamente, ECA, donde la antracita comienza a someterse a la grafita a aproximadamente 2.200°C. Para refractarios fundidos, la antracita calcinada tiene poros pequeños y de tamaño consistente lo cual es muy útil en la producción de metales ferrosos, y se utiliza extensamente en refractarios grafáticos moldeables monolíticos. La antracita calcinada y la antracita eléctricamente calcinada son materiales refractarios muy populares debido a su bajo costo, buenos niveles de pureza derivados de la antracita de alta calidad y su amplia aplicabilidad.
POLVO DE CARBÓN
El polvo de carbón se ha utilizado desde hace mucho tiempo como aditivo en la producción de ladrillos refractarios. En su mayoría, los ladrillos de fuego a base de arcilla que habían sido adicionados con diferentes cantidades de polvo de carbón, en diferentes tamaños de molienda, resultaron ser altamente eficaces como aislantes térmicos, elevando las cualidades de la arcilla convencional al estado del material refractario.
CROMITA
El cromo es el mineral natural del cromo, tiene un punto de fusión de 2.040 °C y es casi químicamente inerte. En forma de ladrillo refractario, el cromo es térmicamente estable, muy por encima de 1.900 °C, manteniendo la resistencia mecánica. Una de las muchas ventajas de los refractarios de cromo es su resistencia a la deformación, ya que mantienen un volumen constante a altas temperaturas.
HARINA CROMADA
La harina cromada es un polvo finamente molido de cromo de hierro y se utiliza ampliamente junto con la magnesita refractaria básica para formar ladrillos refractarios de magnesita-cromo y cromo-magnesita, que son utilizados ampliamente en la construcción de hornos y crisoles. Los ladrillos refractarios también se pueden fabricar utilizando predominantemente cromita o con la alúmina refractaria neutra, que se puede añadir en su forma de bauxita no refinada, mejorando significativamente la resistencia mecánica.
Otros métodos de clasificación refractaria
Aparte de la composición química, hay otros métodos de clasificación importantes para los refractarios que están relacionadas a cómo se utilizará el refractario terminado, por ejemplo, los refractarios formados, refractarios sin forma y los refractarios fibrosos. Los refractarios “formados” se conocen mejor como ladrillos refractarios, mientras que los refractarios “sin forma” se conocen mejor como monolitos y entre los refractarios fibrosos se encuentra la fibra cerámica.
Temperaturas de fusión
La temperatura de fusión se refiere al rango de temperatura al que se clasifican los refractarios. Los refractarios ‘normales’ funcionan en el rango de ca. 1.500 a 1.800 °C como la arcilla y ladrillo de fuego; Refractarios “altos” de ca. 1.800 a 2.000 °C como el cromo y cromo-magnesita; y super refractarios superiores a 2.000 °C como la zirconia.
Materiales refractarios que ofrece Possehl a la industria mexicana
Somos una empresa mexicana fundada en 1986 en la Ciudad de México, dedicada a la distribución de materias primas, atendiendo principalmente a las industrias de siderúrgica, fundición de hierro, fundición de aluminio, refractarios, cerámica, vidrio, plásticos, pinturas, cosméticos, químicos, construcción, alimentos y bebidas, alimentación animal y fertilizantes.
Ofrecemos a la industria mexicana una gran variedad de materiales refractarios entre los que se encuentran: alúmina calcinada, alúmina electrofundida, alúmina tabular, bauxita, carburo de silicio, cementos aluminosos, grafito y silica fume.
Además de ofrecer a las industrias mexicanas insumos de la más alta calidad, en Possehl nos enorgullecemos de contar con personal altamente capacitado para brindar a nuestros clientes soluciones logísticas integrales, asistencia técnica, servicio postventa y alternativas de financiamiento adecuadas a sus necesidades.
Además, esta nueva bodega cuenta con vías para la recepción de las materias primas de uno de nuestros principales proveedores de materiales Searles Valley Minerals Inc., mismos que llegan a través del ferrocarril al tener una espuela con servicio de Ferromex y Kansas City Southern de México, KCSM.
A partir de la alianza con Searles Valley Minerals, nuestro proveedor de Sulfato de Sodio Anhídrido Natural, decidimos realizar mejoras importantes en las oficinas en Cuautitlán Izcalli, Estado de México. Por un lado, la ampliación y adaptación de las oficinas para recibir al personal debido al crecimiento de la operación relacionada al volumen adicional de los productos de nuestro socio comercial. Y, por el otro, la renovación del contrato de arrendamiento con el Parque Industrial donde se ubica la oficina y bodega, hasta el 2024, con el objetivo de mantener la cobertura estratégica que brinda este almacén para atender la zona centro y sur del país.
Si bien tanto 2020 como 2021 han sido años muy complicados para las empresas, las industrias y las familias en todo el mundo, en Possehl no hemos bajado la guardia, seguimos trabajando, día a día, para superar esta crisis, garantizar el suministro de materias primas a las industrias y mantener los empleos de nuestros 80 colaboradores, cuyas familias dependen de sus ingresos.
A pesar de las dificultades que enfrentamos en 2020, fuimos reconocidos en 2021 entre las 101 mejores empresas mexicanas. La iniciativa, Mejores Empresas Mexicanas, (MEM) en su es impulsada por Citibanamex, Deloitte y el Tecnológico de Monterrey y se ha realizado en nuestro país por 11 años.
En el marco del reconocimiento, el Sr. Javier Cortina, Director General de Possehl, dijo que “Para todas las personas que formamos parte de la familia Possehl, es un orgullo recibir este reconocimiento, por segundo año consecutivo, y refrendamos nuestro compromiso de seguir manteniendo los más altos estándares de calidad en la operación de todos nuestros procesos, así como en la calidad de nuestras materias primas para satisfacer la demanda de la industria nacional”.
Así mismo, Possehl, en su mejora continua y como Empresa Socialmente Responsable, cuenta con una participación activa en iniciativas sociales que busquen garantizar el bienestar familiar y social. En 2020, en medio de la pandemia, decidimos desarrollar un proyecto en conjunto con la Cooperativa Huizache, integrada por 70 familias artesanas de varias regiones de Oaxaca, con la idea principal de apoyar e impulsar directamente y sin intermediarios, el trabajo y obras de los artesanos mexicanos. El proyecto consistió en la elaboración y producción de piezas alfareras de barro negro, caladas y hechas a mano por los artesanos de San Bartolo Coyotepec, las cuales enviamos como regalos a nuestros socios comerciales con motivo del fin de año.
También apoyamos otras iniciativas como la carrera-caminata de CONFE, Confederación Mexicana de Organizaciones en Favor de la Persona con Discapacidad Intelectual, A.C. con un donativo anual en donde nuestro personal participa activamente. Así mismo brindamos apoyos a la sociedad afectada por desastres naturales con el envío de suministros y mantenemos campañas permanentes al interior de la empresa para crear una mayor consciencia sobre la responsabilidad ecológica y el cuidado del medio ambiente.
En Possehl seguiremos trabajando en 2021 sin tregua, para impulsar la reactivación de las industrias que permita generar los empleos perdidos durante la pandemia y que las familias mexicanas recuperen su estabilidad económica y su tranquilidad.