{"id":26164,"date":"2020-03-02T09:01:54","date_gmt":"2020-03-02T09:01:54","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/aplicaciones-refractarias-de-polvos-de-vidrio\/"},"modified":"2020-03-02T12:26:20","modified_gmt":"2020-03-02T12:26:20","slug":"aplicaciones-refractarias-de-polvos-de-vidrio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/aplicaciones-refractarias-de-polvos-de-vidrio\/","title":{"rendered":"Aplicaciones refractarias de polvos de vidrio"},"content":{"rendered":"

\n\tAplicaciones refractarias de polvos de vidrio<\/b>\n\t<\/h1>\n\t
\n Un material refractario<\/a>
\n<\/u> es aquel que tiene una alta tolerancia a la temperatura, y a alta temperatura es resistente a agrietamientos, degradaci\u00f3n u otros ataques qu\u00edmicos. El vidrio en polvo puede actuar como un componente en la fabricaci\u00f3n de materiales refractarios. Los sectores de producci\u00f3n de hierro y acero consumen 70 de la oferta mundial de materiales refractarios (1). Los materiales refractarios vienen en varias clases; \u00e1cido, b\u00e1sico, \u00f3xido-carbono o especializado. Como fuente principal de s\u00edlice(2), el vidrio molido es por lo tanto un material refractario \u00e1cido; s\u00edlice es el refractario m\u00e1s utilizado(3). Se estima que se generan anualmente m\u00e1s de 200 millones de toneladas de residuos de vidrio(4), por lo que es imprescindible reutilizar la mayor parte de este residuo. Al ser un producto de desecho, es muy barato y, por lo tanto, atractivo para usos industriales.\nLa gran mayor\u00eda del
\n vidrio molido<\/a>
\n<\/u> proviene de residuos de vidrio y placa(5). El vidrio residual se recoge t\u00edpicamente a nivel municipal y experimenta una cantidad de limpieza antes de ser triturado en pellets conocidos como cullet. Cullet en s\u00ed se puede fundir directamente para fabricar m\u00e1s vidrio, o puede ser molido en un polvo fino. Lo crucial para el proceso es la identificaci\u00f3n del vidrio en s\u00ed – vidrio con alto contenido de metal o metaloides puede causar una falta de uniformidad en el propio cullet, el cullet en polvo si se procesa a trav\u00e9s de esa ruta, o en cualquier producto de vidrio futuro.\n

La reutilizaci\u00f3n del cultivo de vidrio es importante debido a los desequilibrios de reciclaje en el sistema de residuos de un pa\u00eds en particular. El Reino Unido, por ejemplo, no puede procesar toda la copa verde (principalmente a partir de botellas de vino) que utiliza, por lo que debe exportar el cullet de vidrio verde. Ser\u00eda beneficioso utilizar el cullet localmente en lugar de exportar.<\/p>\n

El vidrio molido ha encontrado uso en la fabricaci\u00f3n de aislamiento de fibra de vidrio y como fundente en la fabricaci\u00f3n de ladrillos. Estos, sin embargo, no son materiales refractarios por derecho propio. Un subconjunto de ladrillos, sin embargo, los llamados \u00abladrillos de fuego\u00bb son.<\/p>\n\t\t\t\t\"polvo\n\t\t\t\t\"refractario\n

\n\tRefractarios\n\t<\/h2>\n\t

Los materiales refractarios se producen mediante un proceso secuencial: procesamiento de materiaprima, formaci\u00f3n y posterior cocci\u00f3n. Los ladrillos de fuego son un ejemplo de un material refractario que contiene s\u00edlice. Son apreciados por su alta resistencia a la temperatura. Estos ladrillos se encuentran en hornos de acero y vidrio y con el tiempo incluyen vidrio molido contenido(6) como un componente principal. Se han demostrado otros usos m\u00e1s all\u00e1 de los ladrillos, como un forro de tundish y en cer\u00e1mica y cementos.<\/p>\n

\n\tTundishes\n\t<\/h2>\n\t

Un tundish es un dispositivo utilizado en la fabricaci\u00f3n continua de productos de acero que act\u00faa como amortiguador entre el horno y los moldes de fundici\u00f3n. La producci\u00f3n eficiente de acero es fundamental que el acero fundido no empiece a enfriarse y solidificarse en lugares distintos del molde. Los desba\u00f1os est\u00e1n, por lo tanto, aislados con varias capas de materiales refractarios(7). Adem\u00e1s de los aislantes, los desba\u00f1os se utilizan cada vez m\u00e1s para ayudar en la purificaci\u00f3n del acero fundido para absorber impurezas no met\u00e1licas y prevenir la oxidaci\u00f3n(8).<\/p>\n

Al seleccionar materiales refractarios para formar capas tundish, es fundamental tener en cuenta no s\u00f3lo las propiedades del material en s\u00ed, sino las propiedades deduzcadas de la forma en que se encuentra. Los desl\u00edzados forrados con capas de ladrillos refractarios tienden a durar menos tiempo que los revestimientos hechos de refractarios individuales vertidos(9) (menos de cinco calores en comparaci\u00f3n con 30 para el tipo m\u00e1s monolito). Un revestimiento tundish temprano estaba compuesto de silicato de sodio, formado a partir de la reacci\u00f3n de s\u00edlice e hidr\u00f3xido de sodio.<\/p>\n\t

Una caracter\u00edstica particularmente \u00fatil de la s\u00edlice -y por lo tanto del vidrio molido- es que es capaz de eliminar el \u00f3xido de hierro del acero fundido, tanto en el tundish como cuando se inyecta directamente en el acero fundido(10). Cuando se utiliza directamente en un acero fundido de aluminio, el vidrio molido reemplaza la necesidad de silicida de calcio necesario para convertir part\u00edculas de al\u00famina errantes. El silicida de calcio es inflamable y puede inflamarse espont\u00e1neamente en el aire. Los estudios han demostrado que se requiere tan poco como 122 g por tonelada de acero fundido. Como parte del revestimiento, el cullet se puede utilizar y act\u00faa como un flujo, ayudando a purificar el metal fundido(11) y potencialmente proporcionando beneficios aguas abajo tales como mejorar la ductilidad y la maquinabilidad.<\/p>\n\t\t\t\t\"ladrillos\n

\n\tCer\u00e1mica\n\t<\/h2>\n\tLa culleta molida ha encontrado aplicaci\u00f3n en la
\n producci\u00f3n de cer\u00e1mica<\/a>
\n<\/u> junto con el caol\u00edn y la arcilla, estas cer\u00e1micas son altamente tolerantes al cambio de temperatura, aparentemente debido a la presencia del refractario de s\u00edlice derivado del vidrio molido(12), y se consideran como candidatos para su uso en ambientes de condici\u00f3n dura debido a su resistencia qu\u00edmica(13). Con el tratamiento de la caol\u00edn y la arcilla de esta manera, el vidrio molido se puede transformar en una cer\u00e1mica de wollastonita sint\u00e9tica(14), a su vez utilizada como aislante en lana de roca, y para su posterior incorporaci\u00f3n en cer\u00e1mica con un requisito de alta t\u00e9rmica Rendimiento.\n\t\t\t\t\"azulejos\n\t

Como componente en la fabricaci\u00f3n de fritas cer\u00e1micas renovables a partir de materiales de desecho, el vidrio molido ha demostrado ser \u00fatil junto con los lodos cer\u00e1micos para formar engobes, que luego se pueden transformar en productos de baldosas t\u00e9rmicamente estables(15). La composici\u00f3n no s\u00f3lo era resistente a la calefacci\u00f3n a 1450 oC, sino que era significativamente m\u00e1s barata que producir fritas y engobes a partir de nuevos materiales. Un engobe es una capa delgada de materiales a base de arcilla utilizados en y con cer\u00e1mica para proporcionar propiedades mec\u00e1nicas. Una de las muchas ventajas de emplear vidrio molido en el engobe es el ahorro de energ\u00eda necesaria para la producci\u00f3n – ya que se comporta como un flujo en el proceso de fabricaci\u00f3n. En la producci\u00f3n de gres, la cer\u00e1mica se puede hacer con un gran componente porcentual de vidrio molido, sinterizando a 1000oC, con dureza y resistencia comparables a la porcelana convencional(16) – los investigadores atribuyen la fuerza a las interacciones entre el vidrio y la arcilla, produciendo varias fases cristalinas.<\/p>\n

\n\tCementos y Ladrillos\n\t<\/h2>\n\t

En la fabricaci\u00f3n de cementos, el vidrio molido se ha utilizado durante mucho tiempo como agregado. En forma de polvo, los investigadores han notado que el vidrio molido ofrece cierta actividad pozzol\u00e1nica. En pocas palabras, cuanto m\u00e1s fino sea el polvo de vidrio molido, m\u00e1s fuerte ser\u00e1 la actividad pozzolanic. En algunos escenarios, una cantidad de cemento Portland en la mezcla de hormig\u00f3n se puede reemplazar con vidrio molido(17). El cemento refractario es an\u00e1logo al cemento convencional, pero el cemento Portland se sustituye por varios aluminatos de calcio. Se utiliza cuando se requiere resistencia a altas temperaturas, como en revestimientos de hornos(18).<\/p>\n

Un beneficio adicional para el uso de vidrio molido en cemento refractario es su capacidad para reducir la expansi\u00f3n de los \u00e1lcali-s\u00edlice, aunque se observa que el tama\u00f1o de las part\u00edculas desempe\u00f1a un papel sustancial(19). Los datos reportados en la literatura muestran que si el vidrio de desecho est\u00e1 finamente molido, especialmente para grados inferiores a 75 m, el efecto \u00e1lcali-s\u00edlice no se produce y la durabilidad del mortero se preserva o incluso se mejora(20). La prevenci\u00f3n de este efecto prolonga la vida del cemento refractario. Adem\u00e1s, el uso de materiales de vidrio residual dar\u00e1 lugar a menores costos financieros y medioambientales en la producci\u00f3n de cemento(21).<\/p>\n

En un estudio, se encontr\u00f3 que la inclusi\u00f3n de vidrio molido de desechos mejor\u00f3 las caracter\u00edsticas de rendimiento del ladrillo refractario producido: la contracci\u00f3n de cocci\u00f3n disminuy\u00f3, mientras que la densidad a granel y la resistencia a la compresi\u00f3n aumentaron con un mayor contenido de vidrio(22). Junto con el \u00f3xido de calcio, el vidrio molido – como fuente de s\u00edlice – se ha utilizado para formar ladrillos refractarios de s\u00edlice(23), y junto con polvo de piedra caliza para producir ladrillos con propiedades mejoradas de resistencia a la compresi\u00f3n(24). Adem\u00e1s, el vidrio molido se ha utilizado en conjunto con la biomasa y la arcilla para producir un ladrillo de fuego eficaz a partir de materiales \u00fanicamente renovables(25).<\/p>\n\t\t\t\t\"ladrillos\n\t\t\t\t\"hormig\u00f3n\n

\n\tConceptos similares\n\t<\/h2>\n\t

La s\u00edlice de c\u00e1scara de arroz es un producto natural derivado de la molienda de c\u00e1scaras de arroz, tiene un alto contenido de s\u00edlice y es similar en propiedades al vidrio molido ultrafino.<\/a><\/p>\n

<\/u> Se ha utilizado para producir cordirita con fines de aislamiento t\u00e9rmico(26). El uso de arena de s\u00edlice en la fabricaci\u00f3n de ladrillos refractarios tambi\u00e9n proporciona propiedades mec\u00e1nicas mejoradas, y un alto rendimiento a temperaturas t\u00edpicas de la clasificaci\u00f3n de ladrillos de fuego(27). La arena de s\u00edlice, al igual que la s\u00edlice de c\u00e1scara de arroz, es un polvo fino que es ampliamente similar al vidrio molido.<\/p>\n

\n\tResumen\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • La clase baja (cullet) es un producto barato que va en gran parte al vertedero si no se recicla. Es una fuente viable de s\u00edlice.<\/li>\n
  • Se utiliza en la producci\u00f3n de acero y vidrio para el revestimiento de hornos, a menudo como parte de un cemento refractario.<\/li>\n
  • El vidrio molido se utiliza en los desmotados en la fabricaci\u00f3n de acero, asegurando un flujo estable de acero fundido mientras se retiran las impurezas.<\/li>\n
  • En cer\u00e1mica refractaria y gres, el vidrio molido se utiliza para reemplazar parte del material de arcilla y al hacerlo aumenta la capacidad t\u00e9rmica y la resistencia.<\/li>\n
  • Como parte de los cementos refractarios, se puede a\u00f1adir vidrio molido para reemplazar parte del agregado, cemento o ambos, proporcionando mejoras en resistencia, durabilidad y resistencia al calor.<\/li>\n
  • En ladrillos refractarios, la adici\u00f3n de vidrio molido mejor\u00f3 algunas caracter\u00edsticas de rendimiento mec\u00e1nico.<\/li>\n
  • En general, el vidrio molido es un material viable para su uso en aplicaciones refractarias.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"glass_powder\"\n\t

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

    1 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

    2 M. H. Rahman et al<\/em>., Int. J. Sust. Construido. Env.<\/em>, 2017<\/strong>, 6, 37<\/p>\n

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

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

    5 R. K. Dhir OBE et al.<\/em>, Materiales de construcci\u00f3n sostenible: culleta de vidrio,<\/em>cabeza de madera, Duxford, Reino Unido, 2018<\/p>\n

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

    7 Patente de los Estados Unidos US3963815A, 1974, expir\u00f3<\/p>\n

    8 S. Aminorroya et al.<\/em>, Basic Tundish Powder Evaluation for Continuous Casting of Clean Steel<\/em>, en AIS Tech – The Iron & Steel Technology Conference and Exposition<\/em>, Cleveland, 2006<\/p>\n

    9 Y. V. Materikin y V. A. Molochkov, Refractarios<\/em>, 1983<\/strong>, 24, 108<\/p>\n

    10 E. T. Turkdogan, Ironmaking and Steelmaking<\/em>, 2004<\/strong>, 31, 131<\/p>\n

    11 Patentes de los Estados Unidos US5366535A, 1992, expir\u00f3 y US617437B1, 1996, expir\u00f3<\/p>\n

    12 M. R. Sahar et al.<\/em>, Int. J. Alfombrilla de Metalurgia Minera.<\/em>, 2018<\/strong>, 25, 350<\/p>\n

    13 K. Okada, Eur. J. Ceram. Soc.<\/em>, 2004<\/strong>, 24, 2367<\/p>\n

    14 W. Zhang y H. Liu, Ceram. Int.<\/em>, 2013<\/strong>, 39, 1943<\/p>\n

    15 A. P. N. Oliveira et al.<\/em>, J. Cleaner Prod.<\/em>, 2015<\/strong>, 86, 461<\/p>\n

    16 E. Bernardo, J. Am. Ceram. Soc.<\/em>, 2008<\/strong>, 91, 2156<\/p>\n

    17 C. Shi et al.<\/em>, Cemento Concr. Res.<\/em>, 2005<\/strong>, 35, 987<\/p>\n

    18 N. Black et al.<\/em>, Adv. Appl. Ceram.<\/em>, 2010<\/strong>, 109, 253<\/p>\n

    19 W. Li et al.<\/em>, Int. J. Estructura de hormig\u00f3n. Mater.<\/em>, 2018<\/strong>, 12, 67<\/p>\n

    20 A. Monterro y otros.<\/em>, Gesti\u00f3n de residuos<\/em>, 2005<\/strong>, 25, 197<\/p>\n

    21 I. B. Top\u00e1h y M. Canbaz, Cemento Concr. Res.<\/em>, 2004<\/strong>, 34, 267<\/p>\n

    22 H. H. Abdeen, Tesis de Maestr\u00eda, Universidad Isl\u00e1mica-Gaza, 2016<\/p>\n

    23 G. Almarahle, Soy. J. Appl. Sci.<\/em>, 2005<\/strong>, 2, 465<\/p>\n

    24 P. Turgut, Mater. y Struct.<\/em>, 2008<\/strong>, 41, 805<\/p>\n

    25 M. Vlasova et al.<\/em>, Sci. Sinterizaci\u00f3n<\/em>, 2011<\/strong>, 43, 81<\/p>\n

    26 S. Sembling et al.,<\/em> Ceram. Int.<\/em>, 2016<\/strong>, 42, 8431<\/p>\n

    27 C. Sadik, J. Mater. Env. Sci.<\/em>, 2013<\/strong>, 4, 987<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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