¿Qué es la alúmina fundida marrón?
La alúmina fundida marrón es un grano abrasivo y refractario artificial producido en un horno de arco eléctrico a temperaturas superiores a 2000 °C. La materia prima principal es la bauxita (un mineral de aluminio), que se funde con pequeñas cantidades de coque y chatarra de hierro. Este proceso crea un material cristalino muy duro, denso y químicamente estable, compuesto principalmente de alfa-alúmina (Al₂O₃) , típicamente en un rango de 94% a 97% , siendo el resto principalmente óxidos de titanio y sílice, que forman una sólida estructura cristalina entrelazada.
| ALÚMINA FUNDIDA MARRÓN TAMAÑO DIVIDIDO | Al2O3 MÍNIMO | SIO 2 MÁXIMO | TIO 2 MÁXIMO | Fe2O3 MÁXIMO |
| 0-50 mm | 94,50% | 0,80% | 2,23% | 0,35% |
| 0-1 mm | 95,50% | 0,70% | 2,23% | 0,25% |
| 1-3 mm | 95,75% | 0,66% | 2,18% | 0,23% |
| 3-5 mm | 95,90% | 0,60% | 2,15% | 0,21% |
| 5-8 mm | 96.00% | 0,50% | 2,10% | 0,18% |
Propiedades clave que lo convierten en un excelente material refractario
La eficacia del BFA se debe a una poderosa combinación de propiedades físicas y químicas:
Alta pureza e inercia química: Su alto contenido de Al₂O₃ le confiere una alta resistencia al ataque de ácidos, escorias y metales fundidos. Es estable tanto en atmósferas oxidantes como reductoras.
Dureza excepcional (Mohs 9): Superada solo por los diamantes y el carburo de silicio, esta dureza se traduce en una resistencia superior a la abrasión y la erosión . Esto es fundamental en aplicaciones donde los revestimientos refractarios están sujetos a desgaste mecánico por cargas sólidas, flujos de gas o agitación.
Alto punto de fusión (~2050 °C): permanece sólido y estructuralmente sólido a las temperaturas extremas que se encuentran en los hornos industriales.
Alta resistencia mecánica: Los granos de BFA tienen una alta resistencia al aplastamiento en frío y mantienen su resistencia a temperaturas elevadas, proporcionando integridad estructural al revestimiento refractario.
Excelente estabilidad de volumen y baja expansión térmica: Tiene un coeficiente de expansión térmica relativamente bajo, lo que significa que se expande y contrae menos con los cambios de temperatura. Esto reduce la tensión térmica y el riesgo de desconchado (agrietamiento y desprendimiento).
Buena conductividad térmica: esta propiedad permite una transferencia de calor eficiente a través del revestimiento, lo que es beneficioso en ciertos diseños de hornos como hornos de coque o para intercambiadores de calor.
Morfología de grano controlada: El BFA se puede triturar y cribar para obtener distribuciones de tamaño de grano específicas. Su forma de grano en bloques y equiaxial (en lugar de alargado o astillado) permite una alta densidad de empaquetamiento, crucial para crear formas refractarias resistentes y densas con baja porosidad.
¿Cómo se utiliza en refractarios?
El BFA rara vez se utiliza solo como ladrillo monolítico. En cambio, sirve como componente agregado esencial en diversas formulaciones refractarias:
Como agregado: Conforma la estructura portante del producto refractario. Los granos se unen mediante polvos más finos y una fase matriz.
En ladrillos/perfiles refractarios: es el ingrediente principal en ladrillos y perfiles con alto contenido de alúmina utilizados en posiciones extremadamente exigentes dentro de un horno (por ejemplo, líneas de escoria, orificios de grifería, bloques de quemadores).
En refractarios monolíticos: es un agregado clave en hormigones, mezclas para apisonar y mezclas para gunitar que se vierten o aplican neumáticamente para formar revestimientos.
Como relleno: Se utilizan grados finos de BFA para rellenar huecos entre agregados más grandes, mejorando la densidad y la resistencia.
Aplicaciones refractarias comunes
Los refractarios basados en BFA se encuentran en los entornos más cálidos y agresivos de la industria pesada:
Industria siderúrgica:
Revestimientos de cucharas: Especialmente en la línea de escoria, donde la resistencia a la escoria de acero corrosiva es primordial.
Revestimientos para artesas: Para colada continua.
Bloques de machos y sistemas de canales: para canalizar acero fundido.
Revestimientos de altos hornos: En determinadas zonas.
Hornos de cemento y cal: Como revestimientos resistentes al desgaste en la zona de combustión y otras áreas de alto desgaste.
Procesamiento de metales no ferrosos: En hornos para cobre, zinc y aluminio debido a la resistencia a la penetración del metal fundido.
Incineradores y plantas de conversión de residuos en energía: donde se requiere resistencia a gases de combustión corrosivos y escorias alcalinas.
Hornos de fusión de vidrio: se utilizan en verificadores de regeneradores y otras áreas que no están en contacto directo con el vidrio fundido.
Industria petroquímica: En reformadores y craqueadores donde existen altas temperaturas y presiones.