{"id":25596,"date":"2020-01-24T07:46:04","date_gmt":"2020-01-24T07:46:04","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/compuestos-de-cromo-cementos-refractarios-materiales-refractarios\/"},"modified":"2020-01-24T11:59:43","modified_gmt":"2020-01-24T11:59:43","slug":"compuestos-de-cromo-cementos-refractarios-materiales-refractarios","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/compuestos-de-cromo-cementos-refractarios-materiales-refractarios\/","title":{"rendered":"Compuestos de cromo: cementos refractarios, materiales refractarios"},"content":{"rendered":"\n

\n\tCompuestos de cromo:
Aplicaciones en cementos refractarios, materiales refractarios<\/b>\n\t<\/h1>\n\t

Sin materiales refractarios<\/a><\/u>, muchos procesos industriales modernos no ser\u00edan posibles debido a que no se dispone de hierro, acero y aluminio de alta calidad para fabricar la maquinaria requerida. Un material refractario es una parte crucial de un horno o horno de mamposter\u00eda, donde act\u00faa como la principal barrera t\u00e9rmica entre el n\u00facleo y su carcasa, y como un material que puede unir otros refractarios, como s\u00edlice o al\u00famina. Los materiales refractarios tratados aqu\u00ed incluyen cementos refractarios y ladrillos.<\/p>\n

\n\tIntroducci\u00f3n a los cementos refractarios\n\t<\/h2>\n\t

Los cementos refractarios, o concretos refractarios, son tipos de hormig\u00f3n con alta estabilidad t\u00e9rmica. Mientras que el hormig\u00f3n a base de cemento Portland tradicional puede ser da\u00f1ado o destruido por altas temperaturas(1), los cementos refractarios resisten tales da\u00f1os. El cemento Portland se compone principalmente de silicatos de calcio, en comparaci\u00f3n con el cemento refractario que utiliza aluminato monocalcio (CaAl2<\/sub>O4<\/sub>) – hecho de la combinaci\u00f3n de alta temperatura de al\u00famina (Al2<\/sub>O3<\/sub>) y carbonato de calcio (CaCO3<\/sub>) – entre otros compuestos aditivos. De lo contrario, la producci\u00f3n es similar a la del hormig\u00f3n normal(2). Para los cementos refractarios, una fuente de \u00f3xido de aluminio de alta calidad es esencial para un rendimiento \u00f3ptimo a altas temperaturas. Los cementos a base de aluminio de menor grado pueden emplear fuentes de aluminio m\u00e1s f\u00e1cilmente disponibles, como la bauxita, aunque sus propiedades de rendimiento t\u00e9rmico son inferiores. Al igual que el cemento regular, el cemento refractario se puede disparar en forma de ladrillo, pero m\u00e1s a menudo se moldea en una forma particular.<\/p>\n\t\t\t\t\"ladrillos\n

\n\t\u00bfQu\u00e9 son?\n\t<\/h2>\n\t

Los hormig\u00f3ns refractarios se componen de material agregado grueso o finamente molido, como arena o aluminio u \u00f3xido de magnesio, junto con una fase aglutinante a menudo porosa como cemento; aluminato monocalcio en ambientes de alto rendimiento. El aluminato monocalcio, como se ha mencionado, se forma a partir de la cocci\u00f3n de carbonato de calcio (cal) y al\u00famina, ya sea por fusi\u00f3n, clinker o procesos de sinterizaci\u00f3n(3). A continuaci\u00f3n, se puede utilizar de forma an\u00e1loga al cemento Portland.<\/p>\n\t

El desarrollo del cemento tipo aluminato derivado de un requisito de estabilidad – cementos comunes a base de silicato de calcio se encontr\u00f3 que carecen de resistencia al sulfato y no ten\u00edan altos niveles de rendimiento a altas temperaturas(4) en la d\u00e9cada de 1920. En la d\u00e9cada de 1960, se estaban poniendo a disposici\u00f3n refractarios de alta calidad basados en cementos aluminatos de calcio y agregados de tipo al\u00famina, con un alto rendimiento en t\u00e9rminos de estabilidad t\u00e9rmica, resistencia a la abrasi\u00f3n y contra la erosi\u00f3n qu\u00edmica(5,6). En la d\u00e9cada de 1970, se estaban poniendo a disposici\u00f3n refractarios de cemento inferior, con un contenido de cemento significativamente reducido, compuesto por diversos \u00f3xidos met\u00e1licos y defloculantes y otros aditivos(7,8). Los refractarios contempor\u00e1neos se componen con diferentes cantidades de cemento, basados en la aplicaci\u00f3n deseada, con una variedad de aditivos.<\/p>\n\t\t\t\t\"metal\n

\n\t\u00bfC\u00f3mo se hacen?\n\t<\/h2>\n\t

En entornos industriales, en t\u00e9rminos generales, los refractarios se realizan mediante prensado en seco, fundici\u00f3n o formaci\u00f3n. El \u00faltimo de los cuales tiene subclases incluyendo por cocci\u00f3n (un m\u00e9todo para la fabricaci\u00f3n de ladrillos refractarios) y la uni\u00f3n qu\u00edmica. Un m\u00e9todo final de fabricaci\u00f3n es en un monolito, que es un s\u00f3lido sin una forma terminada – su forma y forma se le dan en la primera aplicaci\u00f3n.<\/p>\n

Un refractario utilizado en un horno es t\u00edpicamente del tipo de ladrillo (disparado) o de un cemento refractario fundido (similar al hormig\u00f3n fundido). Los monolitos tambi\u00e9n se utilizan y son apreciados por su falta de uniones y largavida vida de servicio. El tipo de ladrillo cocido es an\u00e1logo a los m\u00e9todos tradicionales de formaci\u00f3n de arcilla contra incendios – otro material refractario, aunque para aplicaciones de menor temperatura como hornos de le\u00f1a – donde el material se dispara en un horno hasta que se vitrifica parcialmente. Cuando se utiliza cemento refractario para formar la estructura refractaria, puede ser ventajoso utilizar una mezcla de bajo contenido de cemento, que mejora las propiedades de flujo del material antes de curado\/cocci\u00f3n(2).<\/p>\n\t\t\t\t\"ladrillos\n\t\t\t\t\"pared\n

\n\tChrome en entornos refractarios\n\t<\/h2>\n\t

Al igual que los aditivos en la fabricaci\u00f3n de hormig\u00f3n regular, el rendimiento del cemento refractario puede modularse mediante la adici\u00f3n de aditivos. Una clase importante de aditivos de cemento refractario es la de los compuestos cromados; harina cromada, arena cromada<\/a><\/u> (croomite) y directamente cromo(iii) \u00f3xido (crom\u00eda, Cr2<\/sub>O3<\/sub>). Se afirma que 18 de todas las cromitas se utilizan con fines refractarios(9). Los materiales refractarios a base de cromo se utilizan ampliamente en entornos de horno para la producci\u00f3n de hierro, acero y aluminio.<\/p>\n

\n\tHierro Cromita Y Cromo \u00abHarina\u00bb\n\t<\/h2>\n\t

Cromita de hierro<\/a><\/u> es el mineral natural del cromo. Tiene un punto de fusi\u00f3n de 2.040 oC y es \u00abcasi qu\u00edmicamente inerte\u00bb(10). La cromosita ha encontrado uso como material refractario por derecho propio, en lugar de ser un componente en cemento refractario, con su alto contenido de crom\u00eda proporcionando un material altamente estable resistente a la humectaci\u00f3n(11), a pesar de la falla mencionada anteriormente bajo carga de peso.<\/p>\n

El uso de compuestos cromados en entornos refractarios se remonta a m\u00e1s de cien a\u00f1os. Los refractarios de s\u00f3lo cromita se hab\u00edan utilizado en entornos de fabricaci\u00f3n de hierro y acero, sin embargo, bajo una carga de alto peso tend\u00eda a colapsar mec\u00e1nicamente y fallar(12). Las fundiciones de Europa occidental y central hab\u00edan estado utilizando ladrillos de magnesia unidos por silicato que funcionaban bien, pero que se mejoraron significativamente mediante la adici\u00f3n de cromita, particularmente en las \u00e1reas de resistencia a los golpes y las salpicaduras(13). En la d\u00e9cada de 1960, las fundiciones estaban introduciendo ox\u00edgeno directamente en sus hornos, lo que result\u00f3 en temperaturas de funcionamiento m\u00e1s altas y ladrillos de tipo silicato comenzaron a ser reemplazados por ladrillos de cromita con p\u00faas de magnesio para un mejor rendimiento a temperaturas elevadas(14) . Cuando se trabaja en condiciones oxidantes, es imperativo considerar la posible oxidaci\u00f3n de todos los compuestos presentes. Un problema conocido con el cromado como refractario es que bajo ciertas condiciones altamente oxidantes, el cromo(iii) puede oxidarse al cromo (vi), que es un carcin\u00f3geno conocido. Se ha encontrado la inclusi\u00f3n de una gran cantidad de \u00f3xido de aluminio en el componente refractario para aliviar dicha oxidaci\u00f3n(15).<\/p>\n\t\t\t\t\"refractario-cromoharina\"\n\t

La harina cromada es el polvo incre\u00edblemente finamente molido de la cromita de hierro y se utiliza ampliamente en la producci\u00f3n de ladrillos refractarios de cromo de magnesia, para la construcci\u00f3n de hornos y hornos(16,17).<\/p>\n

En forma de ladrillo refractario, la cromita junto con la al\u00famina y el \u00f3xido de magnesio ha demostrado ser estable y fuerte hasta 1.900 oC(18). Es importante tener en cuenta que este valor es menor que el punto de fusi\u00f3n publicado de la cromita, pero en forma de ladrillo junto con otros materiales, es mucho m\u00e1s f\u00e1cil de usar, manejar y contener. Un ladrillo refractario que comprende \u00fanicamente cromita no funcion\u00f3 mejor que cualquiera de los ladrillos de composici\u00f3n mixta de cromita-al\u00famina-magnesio, esto no es una desventaja, sin embargo, ya que los otros materiales tienen un costo menor que la harina de cromo. Cabe destacar el hecho de que el cromo de magnesita fundido es m\u00e1s denso que en forma de ladrillo, ya que es menos poroso(19,20).<\/p>\n

\n\t\u00d3xido de cromo (Iii)\n\t<\/h2>\n\t

El \u00f3xido de cromo(iii), la crom\u00eda, la Cr2<\/sub>O3,<\/sub>tambi\u00e9n es material refractario por derecho propio, y se ha propuesto como \u00fatil en la fabricaci\u00f3n de ladrillos refractarios(21). Las investigaciones han demostrado que la adici\u00f3n de \u00f3xido de aluminio (en la forma de bauxita sin refinar) a la cromia mejora su resistencia mec\u00e1nica(22). El uso principal de Chromia industrialmente es como un piment; las fuentes de este \u00f3xido para aplicaciones refractarias tienden a provenir de la forma de cromita (como se ha mencionado anteriormente)(23), aunque las fuentes directamente del mineral contienen hierro, esto no se considera un problema. En condiciones de horno, cualquier hierro residual se oxidar\u00e1 al \u00f3xido de hierro inerte.<\/p>\n\t\t\t\t\"productos\n

\n\tUso de refractarios de cromo en gasificadores\n\t<\/h2>\n\t

Aparte del revestimiento de los hornos para la producci\u00f3n de hierro y acero, los refractarios cromados tienen un uso significativo e importante en el revestimiento de los gasificadores. El proceso de gasificaci\u00f3n convierte los materiales carbon\u00e1ceos (como el carb\u00f3n, el coque y la biomasa) en gas de s\u00edntesis, y el tipo de gasificador m\u00e1s com\u00fan es el gasificador de tipo de flujo entrenado. El problema inherente con el proceso de gasificaci\u00f3n es la producci\u00f3n de ceniza, que bajo las altas condiciones de calor se acumula en las paredes del reactor como escoria, que puede fluir por la pared del refractario y potencialmente penetrar su estructura porosa – causando inoportunos reacciones a ocurrir. Los refractarios basados en cromo son apreciados en este entorno por su robustez y la baja solubilidad de la cromia en la escoria. En general, sin embargo, la crom\u00eda tuvo un buen desempe\u00f1o en pruebas de laboratorio con ligeros y dif\u00edciles de cuantificar cambios estructurales, pero se observ\u00f3 que el mayor tama\u00f1o de part\u00edcula en el embalaje refractario y m\u00e1s denso es m\u00e1s beneficioso(24). El gas de s\u00edntesis se utiliza en el proceso Fischer-Tropsch para la s\u00edntesis de hidrocarburos. Chrome-alumina es la opci\u00f3n l\u00edder para materiales refractarios para gasificadores(25). Debido al mayor costo de los componentes cromados en la fabricaci\u00f3n refractaria, algunas investigaciones han sugerido un enfoque por capas para el revestimiento del reactor(26) o una disposici\u00f3n de tipo seccional; una capa de \u00f3xido de cromo de alto peso en la secci\u00f3n m\u00e1s caliente, y un \u00f3xido de cromo inferior (hasta 15 pesos, con la balanza al\u00famina) en las zonas m\u00e1s fr\u00edas(27). Se observa que los refractarios de al\u00famina-cromina son superiores a los refractarios de al\u00famina y magnesia cromo en presencia de escoria \u00e1cida(28).<\/p>\n\t\t\t\t\"hombre\n\t\t\t\t\"corredor\n

\n\tResumen\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • Los materiales refractarios son cruciales en el suministro de materiales de importancia mundial como el hierro, el acero y el aluminio.<\/li>\n
  • Las aluminias se han hecho presentes en hormig\u00f3n\/cemento refractario que ofrece un car\u00e1cter de rendimiento t\u00e9rmico muy mejorado.<\/li>\n
  • Los compuestos de cromo se observan como un componente valioso de los refractarios, a menudo junto con aluminatos y magnesitas, debido a su alta estabilidad t\u00e9rmica.<\/li>\n
  • Los refractarios basados en Chrome han encontrado una aplicaci\u00f3n particular de alta importancia en los procesos de gasificaci\u00f3n, proporcionando un proceso confiable y resistente.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"Arena\n\t\t\t\t\"Harina\n

    \n\tReferencias\n\t<\/h3>\n\t

    1 <\/em>P. Ma, et al.<\/em>, Constr. Construir. Mater.<\/em> 2015<\/strong>, 93, 371<\/p>\n

    2 W. E. Lee et al.,<\/em> Int. Estera. Rev<\/em>., 2001<\/strong>, 46, 145<\/p>\n

    3 J. E. Kopanda y G. Maczura, Alumina Chemicals \u2013 Science and Technology Handbook<\/em>, American Ceramic Society, Westerville, Estados Unidos, 1990<\/p>\n

    4 A. V. Briebach, Trans. J. Br. Ceram. Soc., <\/em> 1972<\/strong>, 71, 153<\/p>\n

    5 D. R. Lankard, Adv. Ceram.<\/em> 1984<\/strong>, 13, 46<\/p>\n

    6 G. MacZura et al.<\/em>, en Proc. UNITECR ’95<\/em>, Asociaci\u00f3n T\u00e9cnica de Refractarios Jap\u00f3n, Kioto, 1997<\/p>\n

    7 P Krietz et al.<\/em>, Soy. Ceram. Soc. Toro.<\/em> 1990<\/strong>, 69, 1690<\/p>\n

    8 J. P. Radal et al.<\/em>, Adv. Ceram.<\/em> 1984<\/strong>, 13, 274<\/p>\n

    9 J. Barnhart, Reg. Toxicol. y Pharmacol.<\/em>, 1997<\/strong>, 26, 3<\/p>\n

    10 J. O. Nriagu y E. Nieboer (eds.), Chromium in the Natural and Human Environments<\/em>, Wiley-Interscience, Nueva York, 1988<\/p>\n

    11 N. McEwan et al., Chromite\u2014A Cost-effective Refractory Raw for Refractories in various Metallurgical Applications<\/em> in Southern African Pyrometallurgy 2011<\/em>, eds. R. T. Jones y P. den Hoed, Johannesburgo, 2011<\/p>\n

    12 J. Refractarios a base de magnesia, <\/em>en \u00f3xidos de alta temperatura Parte I Magnesia, Refractarios<\/em>de cal y cromo, A. M. Alper (ed.), Academic Press, Nueva York, 1970<\/p>\n

    13 W. D. Kingery, H, K. Bowen y D. R. Uhlman, Introduction to Ceramics<\/em>, 2nd ed., Wiley, Nueva York, 1960<\/p>\n

    14 A. Muan y E. F. Osborne, Equilibrio de fase entre \u00f3xidos en la fabricaci\u00f3n<\/em>de acero , Addison Wesley, Reading, Estados Unidos, 1965<\/p>\n

    15 A. Muan y S. Somiya, J. Am. Ceram. Soc.<\/em>, 1959<\/strong>, 42, 603<\/p>\n

    16 Patente de los Estados Unidos US3360387A, 1967, expir\u00f3<\/p>\n

    17 Patente de los Estados Unidos US4366256A, 1982, expir\u00f3<\/p>\n

    18 E Ruh y J. S. McDowell, J. Am. Ceram. Soc., <\/em> 1962<\/strong>, 45, <\/em>189<\/p>\n

    19 W. E. Lee y W. M. Rainforth, Ceramic Microstructures – Property Control by Processing<\/em>, Chapman and Hall, Londres, 1994<\/p>\n

    20 J. H. Chesters, Refractarios: Producci\u00f3n y Propiedades,<\/em>Instituto de Materiales, Londres, 1973<\/p>\n

    21 K. Matusmoto, Chem. Abst.,<\/em> 1963<\/strong>, 59, 3626<\/p>\n

    22 T. R. Lyman y W. J. Rees, Trans. Ceram. Soc.<\/em> 1937<\/strong>, 36, 110<\/p>\n

    23 H. G. Emblem y T. J. Davies, Rev. Chem., <\/em> 1993<\/strong>, 13, 103<\/p>\n

    24 H. B. Kim y M. S. Oh, Ceramics Int., <\/em> 2008<\/strong>, 34, 2107<\/p>\n

    25 J. P. Bennett, Refractarios Aplicaciones y Noticias<\/em>, 2004<\/strong>, 9, 20<\/p>\n

    26 W. A. Taber, Refractarios Aplicaciones y Noticias, <\/em> 2003<\/strong>, 8, 18<\/p>\n

    27 Z. Guo, Soy. Ceram. Soc. Toro.<\/em>, 2004<\/strong>, 83, 9101<\/p>\n

    28 J. A. Bonar et al.<\/em>, Soy. Ceram. Soc. Toro.<\/em>, 1980<\/strong>, 59, 4<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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