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¿Qué es un ladrillo refractario?

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Podemos dar la definición de ladrillo refractario como aquel elemento de construcción capaz de resistir altas temperaturas sin sufrir un deterioro físico o químico considerable durante un periodo de tiempo razonable

Obviamente esta definición contiene aspectos que deberán ser matizados, como a partir de qué temperatura se empieza a considerar “alta temperatura”… qué es un deterioro “considerable” o cuánto es un periodo de tiempo “razonable”

Pero estas variables dependen más del tipo de ladrillo y tipo de aplicación en el que deseemos emplear dicha pieza, aspectos estos en los que profundizaremos más en detalle a continuación.

Clasificación de los ladrillos y materiales refractarios

Los ladrillos refractarios se pueden clasificar atendiendo a varios parámetros, aunque el más importante con diferencia es su naturaleza química

Ladrillos refractarios ácidos

Son ladrillos aptos para ser montados en entornos ácidos, típicamente con base de sílice o silicoaluminosa.

Ladrillo refractarios neutros

Son ladrillos y piezas de comportamiento neutro, que pueden funcionar tanto en entornos ácidos como alcalinos

Ladrillos refractarios básicos

Se trata de piezas aptas para entornos alcalinos, típicamente con base de magnesia

Tipos de ladrillos refractarios

*Ladrillos de sílice

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El ladrillo de sílice está compuesto fundamentalmente por dióxido de silicio (SiO2) en un % en todos los casos superior al 90%, y se fabrica a partir de sustancias ricas en este material, como el cuarzo.

Los ladrillos de sílice son muy buenos materiales refractarios, aguantando temperaturas cercanas a los 1.700 ºC, pero presentan dos grandes inconvenientes, que son:

*Hasta los 1.000 ºC los calentamientos y enfriamientos de este material deben hacerse muy lentamente, porque pueden experimentar cambios de volumen muy elevados (hasta de más del 20%), poniendo en riesgo la estabilidad de la estructura que estamos construyendo y haciendo más probable la aparición de grietas y tensiones

*Los ladrillos de sílice son muy vulnerables a ataques en entornos básicos (alcalinos), que devoran rapidísimamente el material.

*Ladrillos de chamota

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La chamota es un tipo de material silicoaluminoso que se encuentra entre los materiales refractarios más empleados, con un gran número de aplicaciones por su coste, rendimiento y versatilidad.

Compuestos por óxido de aluminio (Al2O3) -alúmina- y dióxido de sílice (SiO2) más o menos a partes iguales -aunque los rangos variarán en función del tipo concreto de chamota, que no es más que una arcilla refractaria cocida- se emplea en todo tipo de chimeneas y hornos industriales por sus excelentes propiedades refractarias.

*Ladrillo de andalucita

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Con la andalucita entramos ya en el segmento de los denominados ladrillos refractarios de alta alúmina, caracterizados por su elevado contenido en óxido de aluminio, que en los ladrillos de andalucita se sitúa típicamente entre el 60 y el 70%

Estos ladrillos, aunque sensiblemente más caros en precio con respecto a la chamota, muy bien los ataques químicos y tienen muy poca variación de volumen con calentamientos y enfriamientos, con lo que suelen ser una opción muy empleada en hornos industriales.

*Ladrillo de mullita

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El ladrillo de mullita también pertenece a la categoría de los ladrillos de alta alúmina, y esta fundamentalmente compuesto de mullita, de fórmula (3Al2O3 + 2SiO2) con aproximadamente entre un 70 – 80% de contenido en alúmina.

Al igual que la andalucita, se suele emplear en hornos industriales con una atmósfera química que provoca gran ataque (hornos de silicato, hornos de vidrio).

*Ladrillos de corindón

El ladrillo de corindón es la cumbre de los ladrillos de alta alúmina, con una porcentaje de óxido de aluminio altísimo y hechos de las materias primas de mayor pureza en alúmina.

Su elevado precio hace que solo sea justificable su uso en industrias concretas que necesitan semejante grado de pureza, como por ejemplo hornos industriales de gran capacidad.

Si se trabaja en el entorno de un horno de gran potencia, es importante usar EPIs adecuados, incluyendo tapones para el ruido y monitorizar de forma periódica el nivel de ruido con un sonómetro profesional.

*Otros ladrillos de alta alúmina

En la categoría de ladrillos refractarios especiales podemos encontrar ladrillos de electrofundido, ladrillos de cromo-corindón y ladrillos de alúmina tabular, entre otros.

*Ladrillos de magnesita
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El ladrillo de magnesita es el primero de los ladrillos básicos que vamos a comentar en esta página. Se trata de una pieza cuya materia prima principal es la magnesia (óxido de magnesio MgO) y tiene la característica principal de que resiste extremadamente bien las altas temperaturas y los ataques (humos y escorias) de carácter alcalinos.

Además de su excelente refractariedad, los ladrillos de magnesita son excelentes acumuladores de calor, con lo que a menudo son la opción seleccionada cuando se busca también este efecto de acumulación y concentración térmica.

*Ladrillos de cromo-magnesita

Los ladrillos de magnesita que incorporan óxido de cromo en su estructura (Cr2O3) -hasta un 30%- son denominados ladrillos de cromo-magnesita, y aunque el coste se encarece, lo cierto es que presentan numerosas ventajas:

*Aumento de resistencia refractaria

*Aumento de resistencia a ataques de índole básico

*Aumento de resistencia a choques térmicos y cambios bruscos de temperatura

*Variaciones muy pequeñas de volumen con la temperatura.

Todas estas ventajas los posicionan como una muy buena opción para cualquier aplicación en atmósfera alcalina.

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*Ladrillos con zirconio

El circonio se emplea habitualmente en forma de óxido (ZrO2) para magnificar las propiedades refractarias de otros tipos de ladrillos, habitualmente los de la clase “alta alúmina”.

El óxido de zirconio tiene uno de los puntos de fusión más elevados (por encima de 2.500 ºC) y por tanto sus propiedades refractarias son excelentes.

Como inconvenientes están el precio -este aditivo encarece sensiblemente los ladrillos fabricados con el mismo- y la menor resistencia al choque térmico comparado con otros materiales.

*Ladrillos de carburo de silicio

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Los ladrillos de carburo de silicio (SiC) se fabrican a través de un proceso de fusión de cuarzo con carbono a más de 2.000 ºC, y aunque es muy vulnerable al ataque de agentes básicos, presenta ciertas ventajas a tener en cuenta:

*Es muy resistente a ataques ácidos

*Soporta muy bien los choques térmicos y la abrasión física

*Presenta una muy buena conductividad térmica

Por estas tres razones, en ocasiones es el material escogido en aplicaciones relacionadas con intercambiadores de calor.

*Ladrillos electrofundidos

Al ladrillo fabricado a través de un proceso de fusión de materias primas en horno de arco eléctrico para un posterior vertido en molde y enfriamiento se lo denomina ladrillo electrofundido.

Este tipo de ladrillos presentan la gran ventaja de que su densidad es muy elevada y su porosidad es prácticamente nula, generando muy pocos puntos de ataque para deteriorar el material y haciendo de ellos unas piezas refractarias excelentes en multitud de entornos.

Como aspectos negativos, estos ladrillos presentan por lo general una mala resistencia a los choques térmicos y son malos materiales aislantes.

Aplicaciones del Ladrillo Refractario

Los ladrillos refractarios son hoy en día accesorios fundamentales en cualquier industria que lleve a cabo procesos a elevadas temperaturas: ya sean hornos, calderas, intercambiadores o galerías, el material refractario es siempre un elemento esencial en el mantenimiento y cuidado de estas estructuras críticas desde el punto de vista productivo.

Además, en el ámbito doméstico, se utilizan hoy en día en numerosas aplicaciones en el día a día, como chimeneas para la cocina, radiadores para el baño, barbacoas de leña, de gas, estufas, pintura refractaria etc.

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