{"id":26148,"date":"2020-03-02T08:59:40","date_gmt":"2020-03-02T08:59:40","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/refractarios-de-polvo-de-carbon\/"},"modified":"2020-11-03T11:35:12","modified_gmt":"2020-11-03T11:35:12","slug":"refractarios-de-polvo-de-carbon","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/refractarios-de-polvo-de-carbon\/","title":{"rendered":"Refractarios de polvo de carb\u00f3n"},"content":{"rendered":"

\n\tRefractarios de polvo de carb\u00f3n<\/b>\n\t<\/h1>\n\tEl polvo de carb\u00f3n, o antracita en polvo, es un material relativamente barato y \u00fatil en una variedad de
\n configuraciones refractarias,<\/a>
\n<\/u> como un componente en ladrillos de fuego y aplicaciones de fundici\u00f3n de tipo greensand. En algunos casos de uso, el polvo de carb\u00f3n es sacrificial, con sus productos de combusti\u00f3n a menudo proporcionando propiedades deseables. En comparaci\u00f3n con otros tipos de carb\u00f3n, como el lignito o el carb\u00f3n bituminoso, el antracita se quema relativamente limpiamente; reducir los riesgos para la salud de los trabajadores de la planta y tener un perfil ambiental ligeramente mejor. Los refractarios de tipo carbono se utilizan a menudo en entornos de reducci\u00f3n(1).\n

\n\tPolvo de carb\u00f3n en ladrillos refractarios\n\t<\/h2>\n\tUn ladrillo refractario – tambi\u00e9n conocido como un ladrillo de fuego – es uno que tiene un mantiene una alta resistencia f\u00edsica y qu\u00edmica y la estructura a temperaturas significativamente elevadas, sin grietas. Se utilizan para la l\u00ednea de hornos y hornos, proporcionando aislamiento y protecci\u00f3n a la estructura exterior de la c\u00e1mara de calefacci\u00f3n. Los ladrillos refractarios que contienen carbono, como los
\n que contienen polvo<\/a>
\n<\/u>de carb\u00f3n, se han utilizado ampliamente en la fabricaci\u00f3n de hierro y acero debido a su adaptabilidad y resiliencia(2).\n\t

El polvo de carb\u00f3n como aditivo en la producci\u00f3n de ladrillos refractarios se ha utilizado durante casi cien a\u00f1os(3). En un trabajo a menudo citado(4), predominantemente ladrillos de fuego a base de arcilla con diferentes cantidades de polvo de carb\u00f3n, en varios tama\u00f1os de molienda, se hicieron. En todos los casos, se observaron altos niveles de aislamiento t\u00e9rmico. Los autores concluyeron que la conductividad t\u00e9rmica disminuy\u00f3, mientras que la resistencia a la compresi\u00f3n y los niveles de porosidad aumentaron con un aumento general en el porcentaje de polvo de carb\u00f3n utilizado. Con respecto al tama\u00f1o de molienda, se encontr\u00f3 que con una molienda m\u00e1s fina (part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as), la resistencia a la compresi\u00f3n y los niveles de porosidad aumentaron, mientras que la conductividad t\u00e9rmica disminuy\u00f3. Naturalmente, el equilibrio de la conductividad t\u00e9rmica y la resistencia a la compresi\u00f3n son clave para un ladrillo de fuego exitoso. La porosidad contribuye al aislamiento t\u00e9rmico, ya que el aire es un conductor de baja temperatura(5), aunque los autores se\u00f1alaron que el exceso de niveles de porosidad puede contribuir a la falta de caracter\u00edsticas de resistencia mec\u00e1nica. La composici\u00f3n porcentual atribuida al carb\u00f3n oscil\u00f3 entre 38 y 68, y el tama\u00f1o de la molienda oscil\u00f3 entre 20 y 500 m. Otro estudio sonde\u00f3 el mismo n\u00famero, aunque con menor porcentaje de adiciones de polvo de carb\u00f3n (5 a 20 en masa), los autores afirmaron que con el aumento del contenido de carb\u00f3n la resistencia mec\u00e1nica aument\u00f3 y la conductividad t\u00e9rmica disminuye(6).<\/p>\n\t\t\t\t\"ladrillos\n\t\t\t\t\"ladrillos\n\t

La porosidad est\u00e1 directamente relacionada con la permeabilidad, y se afirma que la permeabilidad es el factor rector de la longevidad de los materiales refractarios(7). La porosidad se crea mediante la combusti\u00f3n de materiales a\u00f1adidos al material principal de formaci\u00f3n de ladrillos(8). Los poros se crean despu\u00e9s de que el material se quema, y la forma de los poros est\u00e1 relacionada con la identidad del material(9), en un proceso conocido como ‘burnout’. Cuando el polvo de carb\u00f3n se quema, normalmente deja una forma de poro que es esf\u00e9rica(10). La conductividad t\u00e9rmica -y por lo tanto la eficacia como refractario- tambi\u00e9n depende de la forma de los poros, adem\u00e1s de los niveles generales de porosidad(11). Como regla general, cuanto mayor sea el tama\u00f1o de part\u00edcula del aditivo, mayor ser\u00e1 el tama\u00f1o de los poros.<\/p>\n

El polvo de carb\u00f3n se utiliza como aditivo en la producci\u00f3n de ladrillos altamente estables t\u00e9rmicamente a partir de barro de arcilla roja en los pa\u00edses en desarrollo(12), con altos niveles de resistencia a la compresi\u00f3n y porosidad, y baja retenci\u00f3n de agua.<\/p>\n\t

Adem\u00e1s del polvo de carb\u00f3n, los residuos de ceniza de carb\u00f3n de las centrales termoel\u00e9ctricas se han utilizado en la fabricaci\u00f3n de ladrillos convencionales y refractarios(13), con un rendimiento similar al de los ladrillos disponibles en el centro comercial. Se ha informado de que la fabricaci\u00f3n de ladrillos a partir de polvo de carb\u00f3n y cenizas de carb\u00f3n es un m\u00e9todo de producci\u00f3n m\u00e1s ambiental(14) ya que reduce\/reutiliza los residuos.<\/p>\n

\n\tRevestimientos refractarios y polvo de carb\u00f3n \/ antracita\n\t<\/h2>\n\t

Adem\u00e1s de en forma de ladrillo, el polvo de antracita\/carb\u00f3n se puede utilizar como parte de revestimientos refractarios, por ejemplo, en los casos en que forman parte de una estructura monolito. Los revestimientos carbon\u00e1ceos de macetas para fundici\u00f3n de aluminio han sido populares durante alg\u00fan tiempo(15), con combinaciones de antracita y coque\/calcinado hallazgo de antracita. Los revestimientos monol\u00edticos derivados de la antracita y el polvo de carb\u00f3n son deseables debido a su bajo contenido de cenizas y estabilidad a largo plazo. Adem\u00e1s, en el espacio de producci\u00f3n de aluminio, se han producido c\u00e1todos utilizados en la etapa de electr\u00f3lisis que contienen hasta 45 de antracita calcinada; manteniendo la estabilidad a alta temperatura y sin p\u00e9rdida de conductividad el\u00e9ctrica. adem\u00e1s de los ajustes m\u00e1s convencionales de revestimiento de macetas que aseguran que el metal fundido se mantenga a temperatura constante(16).<\/p>\n\t\t\t\t\"refractario-cromoharina\"\n\t

Con respecto a los revestimientos refractarios para la producci\u00f3n de hierro y acero, en el alto horno se ha utilizado un monolito curado compuesto por 80 antracita(17). Es crucial que un alto horno est\u00e9 forrado con un refractario eficaz y duradero para garantizar una producci\u00f3n sostenida y fiable(18). En el alto horno moderno, el desgaste del revestimiento se concentra particularmente en la parte inferior de la c\u00e1mara, la chimenea. Aqu\u00ed, el caudal de metal l\u00edquido es alto, lo que significa turbulencia y un nivel desigual de desgaste a trav\u00e9s del forro. Los refractarios basados en la antracita demostraron su valor con altos niveles de resistencia a la temperatura, incluso hasta m\u00faltiples ciclos de calentamiento por encima de 1.000 oC, pruebas de choque t\u00e9rmico, pruebas de resistencia qu\u00edmica y oxidaci\u00f3n. En este caso, la antracita monol\u00edtica es apreciada por su estabilidad de volumen a granel(19). Los revestimientos refractarios de tipo carbono de los altos hornos suelen estar del orden de 700 a 750 mm de espesor, con longitudes de alrededor de 2 metros(20).<\/p>\n\t\t\t\t\"refractario-carb\u00f3npolvo\"\n\t

Teniendo en cuenta el servicio a largo plazo de un revestimiento en particular, ning\u00fan material es inmune al fracaso. En general, cuantos m\u00e1s ciclos de calentamiento y refrigeraci\u00f3n haya, antes fallar\u00e1 el refractario. Se observa, sin embargo, que un refractario m\u00e1s fr\u00e1gil fracasar\u00e1 antes; polvo de carb\u00f3n\/refractarios de antracita son conocidos por su relativa flexibilidad(21). Cabe destacar el tama\u00f1o de los poros orientados hacia el exterior en cualquier refractario a base de carbono; si el tama\u00f1o de los poros es demasiado grande, peque\u00f1as cantidades de metal fundido pueden acumularse en ellos y enfriarse, produciendo los llamados \u00abwhiskers\u00bb. Estos fen\u00f3menos pueden afectar a la eficacia global del refractario.<\/p>\n

\n\tArena verde y fundiciones: el uso de polvo de carb\u00f3n en aplicaciones de fundici\u00f3n\n\t<\/h2>\n\t
\nEl polvo<\/a>
\n<\/u> de carb\u00f3n es un aditivo com\u00fan en el proceso de moldeo de arena verde, como un aditivo carbon\u00e1ceo que bajo combustes y oxida. En la fundici\u00f3n de arena verde moderna, la antracita sustituye al carb\u00f3n bituminoso, que se quema al calentarse y libera contaminantes peligrosos como el benceno, el xileno y el tolueno. Es imperativo que el carb\u00f3n bituminoso se sustituya por un material carbon\u00e1ceo de igual rendimiento, pero con un perfil menos perjudicial para el medio ambiente. Experimentalmente, la antracita(22) emite contaminantes significativamente menos peligrosos que el carb\u00f3n bituminoso(23). El uso de polvo de carb\u00f3n disminuye los defectos quemados, mejora el acabado superficial y disminuye la penetraci\u00f3n del metal. Adem\u00e1s, inhibe la humectaci\u00f3n, un proceso por el cual el metal fundido se adhiere a la arena en el molde y deja defectos en la superficie del producto. El uso de polvo de carb\u00f3n tambi\u00e9n previene fen\u00f3menos como la \u00abquema\u00bb, donde el \u00f3xido de hierro se produce en la superficie debido a los compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles que desprende la combusti\u00f3n del polvo de carb\u00f3n(24).\n\t\t\t\t\"hombre\n

\n\tOtros usos\n\t<\/h2>\n\t

La antracita calcinada se ha utilizado junto con un paso resinoso para producir una pasta refractaria altamente eficaz, utilizada en revestimientos de ollas de fundici\u00f3n de aluminio(25). Continuando con el tema de la pasta refractaria, se ha encontrado que las resinas ricas en antracita son muy superiores en t\u00e9rminos de resistencia a la compresi\u00f3n a altas temperaturas que las resinas de tipo asfalto com\u00fanmente utilizadas(26). El polvo de carb\u00f3n ha encontrado la utilizaci\u00f3n en cementos y hormigones refractarios, con inclusi\u00f3n como parte del componente agregado en una mezcla de hormig\u00f3n ya en los a\u00f1os 1910 y 1920 (27,28). Aunque la adici\u00f3n de polvo de carb\u00f3n no contribuye a la actividad pozzol\u00e1nica de la losa de hormig\u00f3n resultante, la inclusi\u00f3n aumenta el rendimiento t\u00e9rmico general.<\/p>\n\t\t\t\t\"refractario-cromoharina\"\n

\n\t Resumen\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • El polvo de carb\u00f3n o antracita es un material \u00fatil que se encuentra como aditivos en aplicaciones refractarias, particularmente atractivo debido a su naturaleza relativamente barata y ubicuidad<\/li>\n
  • Como aditivo para ladrillos refractarios, proporciona propiedades mejoradas en gran medida al aumentar la porosidad<\/li>\n
  • En los revestimientos de los hornos, el polvo de carb\u00f3n como material refractario proporciona resistencia a largo plazo y alto rendimiento t\u00e9rmico; en la producci\u00f3n de acero se utiliza para relarinar las \u00e1reas de alto impacto del horno, proporcionando una larga vida \u00fatil<\/li>\n
  • Dentro de las aplicaciones de fundici\u00f3n, es un aditivo com\u00fan a la moldeo de arena verde que proporciona un proceso m\u00e1s eficiente<\/li>\n
  • En otras \u00e1reas, se utiliza como pasta refractaria y en cementos\/hormig\u00f3ns que proporcionan mayores caracter\u00edsticas de rendimiento t\u00e9rmico<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"coal_dust\"\n\t

    Referencias:<\/strong><\/p>\n

    1 E. M. M. Ewais, J. Ceram. Soc. Jap\u00f3n<\/em>, 2004<\/strong>, 112, 517<\/p>\n

    2 S. W. Zhang, Adv. Sci. Tecnolog\u00eda.<\/em> 2006<\/strong>, 45, 2246<\/p>\n

    3 H. B. Simpson, J. Am. Ceram. Soc.<\/em> 1932<\/strong>, 15, 520<\/p>\n

    4 M. H. Rahman et al.<\/em>, Procedia Eng.<\/em>, 2015<\/strong>, 105, 121<\/p>\n

    5 K. Kasoya et al.,<\/em> J. Phys. Chem. Ref. Datos<\/em> 1985<\/strong>, 14, 947<\/p>\n

    6 M. D. Rahman et al.<\/em>, Efecto del porcentaje (masa) del carb\u00f3n sobre el comportamiento mec\u00e1nico y t\u00e9rmico de<\/em>los ladrillos de fuego aislantes fabricados por el sistema de quemados en el 9o Foro Internacional sobre Tecnolog\u00eda Estrat\u00e9gica<\/em>, Cox’s Bazar, Bangladesh, 2014<\/p>\n

    7 G. R Eusner y J. T. Shapland, Permeabilidad de los Refractarios<\/em> de Horno explosivo en decimosexta reuni\u00f3n de la Sociedad Americana<\/em>de Cer\u00e1mica, Pittsburgh, 1958<\/p>\n

    8 Patente de los Estados Unidos 4307199, 1981, expir\u00f3<\/p>\n

    9 M. Sutan et al.<\/em>, Ceram. Int.<\/em>, 2012<\/strong>, 38, 1033<\/p>\n

    10 P. Guite et al.<\/em>, Ceram. Int.<\/em>, 1984<\/strong>, 2, 59<\/p>\n

    11 V. Tkach et al.<\/em>, Glass Ceram.<\/em>, 1999<\/strong>, 56, 158<\/p>\n

    12 G. Bathan et al.<\/em>, Int. J. Emergente. Sci. Eng.<\/em>, 2014<\/strong>, 2, 7<\/p>\n

    13 C. P. Bergmann et al.<\/em>, Refractan. Ind. Ceram.<\/em>, 2008<\/strong>, 49, 320<\/p>\n

    14 O. Sassi et al., MATEC Web Conf.<\/em>, 2018<\/strong>, 149, 1043<\/p>\n

    15 H. Hayashi et al., J. Metals<\/em>, 1968<\/strong>, 20, 63<\/p>\n

    16 G. Wilde y G. Lange, J. Metals<\/em>, 1968<\/strong>, 20. 67<\/p>\n

    17 F. Vernilli et al., Ironmaking and Steelmaking<\/em>, 2005<\/strong>, 32, 459<\/p>\n

    18 S. A. Podkopaev, Refractarios Ind. Ceram.<\/em>, 2004<\/strong>, 45, 235<\/p>\n

    19 S. Ge et al., Metalurgia. Mater. Trans. B<\/em>, 1968<\/strong>, 20. 67<\/p>\n

    20 S. V. Olebov, Refractarios<\/em>, 1964<\/strong>, 5, 189<\/p>\n

    21 K. Andreev et al., J. Eur. Ceram. Soc.<\/em>, 2014<\/strong>, 34, 523<\/p>\n

    22 G. Thiel y S. R. Giese, Am. Foundry Soc. Trans., <\/em> 2005<\/strong>, 113, 471<\/p>\n

    23 J. Wang y F. S. Cannon, Estudio de la pir\u00f3lisis de aditivos carbon\u00e1ceos en fundiciones <\/em>de arena verde en Seattle: The International Carbon Conference, 2007, Seattle<\/em><\/p>\n

    24 F. S. Cannon et al., Environ. Sci. Tecnolog\u00eda.<\/em>, 2007<\/strong>, 41, 2957<\/p>\n

    25 M. M. F. Goncalves et al., Fuel Energ. Abstr.<\/em>, 1998<\/strong>, 1, 55<\/p>\n

    26 Y. Li et al.<\/em>, The Mechanical Performance Experiments of Blast Furnace Hearth Ramming Material and Carbon Brick Refractory Mortar <\/em>in 2nd International Conference on Material Engineering and Application,<\/em> Shanghai, 2015<\/p>\n

    27 Patente de los Estados Unidos US1854899, 1929, expir\u00f3<\/p>\n

    28 Patente de los Estados Unidos US1275354, 1917, expir\u00f3<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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