I. Resumen del proyecto
Los hormigones refractarios Al-SiC-C se utilizan principalmente en zonas críticas sometidas a altas temperaturas, a la erosión por hierro fundido y escoria, a la abrasión mecánica y a ciclos térmicos frecuentes. Sus propiedades finales no solo dependen de la alúmina, el carburo de silicio y los materiales carbonosos, sino que también están estrechamente relacionadas con los polvos ultrafinos de la matriz, el sistema de ligantes, los dispersantes y la distribución granulométrica.
La microsílice es uno de los componentes ultrafinos clave de la matriz de los hormigones refractarios Al-SiC-C. Su pureza, nivel de impurezas, características granulométricas, estado de dispersión y estabilidad entre lotes influyen significativamente en la demanda de agua, la fluidez, la densidad de compactación, la composición de las fases a alta temperatura y la resistencia a la erosión del refractario de colada.
MSILI ofrece polvo de sílice microfino de calidad refractaria para los refractarios de colado Al-SiC-C, así como asesoramiento en la selección del producto adecuado para diferentes condiciones de trabajo, sistemas de ligado y métodos de aplicación, con el fin de ayudar a los clientes a mejorar la estabilidad de las fórmulas y la fiabilidad en su uso en proyectos.
II. Aplicaciones típicas
Esta solución se aplica principalmente a:
- canales principales, canales secundarios, canales de escoria y separadores de escoria de altos;
- zonas de impacto, de desgaste y de reparación local en la zona de descarga de hierro;
- materiales refractarios no moldeados en las cubas de hierro fundido, los equipos de transporte de hierro fundido y los canales de flujo de metal fundido;
- otras zonas de contacto con metal fundido a alta temperatura cuya formulación y condiciones de funcionamiento hayan sido verificadas.
Existen diferencias notables entre las distintas zonas en cuanto a la composición de la escoria y el hierro, la temperatura de uso, la intensidad de la erosión y el régimen de ciclos térmicos, por lo que el tipo de microsílice y el método de incorporación deben verificarse en función de la fórmula concreta.
III. Problemas técnicos habituales
1. La inestabilidad de la fórmula debida a las variaciones entre lotes
Las variaciones en el contenido de SiO₂, las impurezas, el estado de aglomeración y las características granulométricas del polvo de microsílice pueden provocar fluctuaciones en los valores de fluidez, el tiempo de fraguado y la resistencia, lo que aumenta la dificultad para ajustar la fórmula y controlar la producción.
2. La dispersión insuficiente provoca un aumento de la demanda de agua
El polvo de microsílice con aglomeración grave o con un grado de compactación inadecuado tiende a hacer que la lechada se vuelva pegajosa y a reducir su fluidez. Aunque la adición de agua adicional in situ puede mejorar temporalmente la aplicabilidad, también puede provocar un aumento de la porosidad y una mayor porosidad de la matriz.
3. Las impurezas influyen en la composición de la fase a alta temperatura
Un contenido excesivo de CaO, metales alcalinos y otras impurezas puede alterar la trayectoria de reacción de la matriz a altas temperaturas, aumentando el riesgo de formación de fase líquida, oxidación o corrosión por escoria, y debilitando la estabilidad estructural del material a altas temperaturas.
4. Incompatibilidad con el aglutinante y los aditivos
Los distintos tipos de microsílice reaccionan de forma diferente ante el cemento, el óxido de aluminio micronizado, los dispersantes, los antioxidantes y los materiales carbonosos. Basarse únicamente en el contenido de SiO₂ para juzgar la calidad de un producto no suele garantizar el resultado real de la fórmula.
IV. Enfoque de las soluciones
MSILI lleva a cabo un control en cuatro aspectos: composición química, características de las partículas, estado del polvo y compatibilidad con el sistema.
Estabilización de la composición química
Control del contenido de SiO₂ y de los niveles de impurezas como CaO, Fe₂O₃ y metales alcalinos, con el fin de reducir el impacto de las fluctuaciones en las materias primas sobre la composición de las fases a alta temperatura y la estabilidad de la fórmula.
Optimización de la dispersión y la reología
En función del equipo de mezcla y los métodos de aplicación del cliente, se seleccionan productos sin aglomerar, semicompactados o compactados. Con una dosis adecuada y un sistema de dispersión adecuado, se mejora la fluidez y la retención de la fluidez de la pasta.
Mejora de la densificación de la matriz
Aprovechando las partículas ultrafinas para rellenar los poros microscópicos entre el árido y el polvo fino, se optimiza el apilamiento de las partículas y se reducen las posibles vías de penetración del licor de escoria y del hierro fundido.
Adaptación a diferentes sistemas de ligado
Para los sistemas con bajo contenido en cemento, con contenido ultrabajo en cemento y sin cemento, se verifica respectivamente la compatibilidad de la microsílice con el cemento, el óxido de aluminio microfino, los dispersantes y los aditivos de gelificación, en lugar de utilizar un único modelo para todas las fórmulas.
V. Selección y validación
La microsílice utilizada en los hormigones refractarios Al-SiC-C no debe evaluarse únicamente en función de su pureza, sino que también deben valorarse especialmente:
- la cantidad de agua añadida y el valor de fluidez inicial;
- el tiempo de retención de la fluidez;
- las propiedades de fraguado y desmoldeo;
- la densidad volumétrica y la porosidad aparente tras el secado;
- la resistencia a temperatura ambiente y en caliente;
- Variación dimensional tras la cocción y resistencia al choque térmico;
- Resistencia a la oxidación;
- Profundidad de corrosión por escoria, área de penetración y estructura tras la corrosión.
En los sistemas comunes con bajo contenido en cemento, se suele dar mayor importancia a la dispersabilidad, la estabilidad durante la aplicación y el equilibrio de costes; en los sistemas con contenido ultrabajo en cemento, se presta mayor atención al bajo contenido en impurezas, al bajo consumo de agua y a la alta densificación; en los sistemas sin cemento, se debe verificar especialmente la actividad de la microsílice, su comportamiento gelificante y su compatibilidad con los aditivos específicos.
La gama final de productos debe determinarse mediante una combinación de ensayos de formulación en laboratorio y validación industrial in situ.
VI. Valor para la ingeniería
Una microsílice adecuada puede ayudar a las empresas de materiales refractarios a:
- Reducir los ajustes repetidos de la fórmula debidos a las fluctuaciones de las materias primas;
- mejorar la uniformidad de la fluidez y la solidificación de los distintos lotes de masilla de colada;
- Reducir la cantidad de agua necesaria para la aplicación, siempre que la dispersión sea adecuada;
- mejorar la densidad de la matriz y la estabilidad estructural a altas temperaturas;
- proporcionar la base material necesaria para mejorar la resistencia a la abrasión, la permeabilidad y la erosión;
- Reducir los riesgos de la obra derivados de una pérdida de control sobre las propiedades de aplicación.
MSILI no solo ofrece un único producto de microsílice, sino soluciones de materias primas adaptadas a la ubicación de uso, el sistema de ligado, el equipo de aplicación y las prestaciones deseadas de los refractarios de Al-SiC-C.
