Refractarios para colada continua

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5 de marzo Refractarios para la colada continua

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Por «refractarios para colada continua» se entiende los materiales que se fabrican mediante fusión, la cristalización, el recocido y el trabajo en frío de los lotes de materia prima.
Dado que la energía utilizada para la fusión por lotes es principalmente energía eléctrica (calor por resistencia, calor por arco y energía de alta frecuencia del campo electromagnético), este tipo de material se denomina habitualmente «refractario fundido».

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La colada continua es un método avanzado de fundición. Su principio consiste en verter de forma continua metal fundido en un molde metálico especial denominado «cristalizador». La pieza fundida solidificada (con costra) se extrae de forma continua por el otro extremo del cristalizador. Al extraerla, se pueden obtener piezas fundidas de cualquier longitud o de una longitud específica.
El desarrollo de colada continua constituye un medio importante para optimizar la estructura de la industria metalúrgica china, lo que cambiará de forma radical la situación actual de baja eficiencia y alto consumo en la producción de materiales metálicos del país, y fomentará el desarrollo de la estructura de productos hacia la especialización.
El desarrollo de tecnologías avanzadas de colada continua, como la colada continua «near net shape», la colada continua de monocristales, la colada continua de alta eficiencia, la entrega en caliente de palanquillas en colada continua y la carga en caliente, será muy intenso e impulsará la investigación y el desarrollo de una serie de nuevos materiales.

Aplicación de materiales refractarios para la colada continua en la industria del aluminio
En la producción mundial de metales no ferrosos, la producción anual de aluminio siempre ha ocupado el primer lugar, superando con creces a la de otros metales no ferrosos. La cantidad de materiales refractarios que consume la industria del aluminio cada año es muy superior a la cantidad total de materiales refractarios que se consumen en la fundición de cobre, plomo y zinc.
Según el proceso de la industria de la fundición de aluminio, los refractarios para la colada continua se dividen en dos categorías: los refractarios para el aluminio electrolítico y los refractarios para los hornos de fundición de aluminio.
La producción de la industria moderna del aluminio electrolítico se basa en la electrólisis de sales fundidas de criolita y alúmina.
La criolita fundida actúa como disolvente, la alúmina como soluto, el cuerpo de carbono como ánodo y el aluminio líquido como cátodo. Tras aplicar una corriente continua de alta intensidad, se produce la reacción electroquímica en los dos polos de la célula electrolítica a una temperatura de entre 900 °C y 1000 °C. El electrolito y el aluminio se mantienen en estado fundido; el aluminio líquido se extrae del depósito a intervalos regulares y se añaden al depósito cantidades precisas de alúmina y criolita.
Dado que los electrolitos, como la criolita, que se añaden en el proceso de electrólisis no pueden electrolizarse por completo, el exceso de estos y la fase gaseosa situada por encima de la masa fundida provocarán una grave corrosión del material refractario.
El horno de fundición de aluminio es un nuevo tipo de horno de alta eficiencia y bajo consumo energético, desarrollado a partir del proceso de fundición del aluminio. Es capaz de satisfacer plenamente los requisitos de una composición de aleación estricta, una producción discontinua y una gran capacidad por horno en el proceso de fundición del aluminio. Reduce el consumo, disminuye las pérdidas por combustión, mejora la calidad del producto, reduce la intensidad del trabajo, mejora las condiciones laborales y aumenta la eficiencia productiva.
Durante su proceso de funcionamiento, dado que la viscosidad del aluminio fundido a 750 °C es muy similar a la del agua a 20 °C, resulta muy fácil que penetre en el revestimiento del horno y provoque reacciones químicas; cuando el aluminio fundido entra en contacto con los materiales refractarios, los óxidos presentes en los materiales refractarios, como el SiO₂, el TiO₂ y el FeO, son fácilmente reducidos por el aluminio, lo que provoca la formación de nódulos, protuberancias y residuos precipitados en la superficie del revestimiento del horno.
Durante el funcionamiento del horno, el metal fundido que hay en su interior se agita y se remueve constantemente, lo que desgasta y erosiona continuamente el revestimiento del horno; además, la parte impregnada por el aluminio fundido corre el riesgo de sufrir infiltraciones y agrietamientos, y también provocará desprendimientos cuando se apague el horno.
Por lo tanto, el material de revestimiento del horno que está en contacto con el aluminio fundido debe presentar una elevada estabilidad térmica y la menor impregnación posible, además de una elevada resistencia mecánica y dureza.