Ladrillos refractarios para hornos túnel en plantas de ladrillos sinterizados de arcilla
Los hornos túnel son sistemas de cocción continua a alta temperatura que se caracterizan por estructuras largas y múltiples zonas térmicas. Cada sección opera bajo diferentes condiciones de temperatura, atmósfera y tensión mecánica. Por lo tanto, la selección y configuración adecuadas de los ladrillos refractarios son fundamentales para el rendimiento del horno, la eficiencia energética y la vida útil.
I. Tipos y propiedades de los ladrillos refractarios utilizados en hornos túnel
1. Tipos principales por material
| Nº |
Tipo de refractario |
Composición principal |
Temperatura de servicio (°C) |
Características principales |
Aplicaciones típicas |
| 1 |
Ladrillo de alta alúmina |
Al₂O₃ ≥ 55% |
1300–1600 |
Alta resistencia a la compresión, buena resistencia a la escoria, poca resistencia al choque térmico |
Techo de la zona de cocción, puerta del horno, áreas de contacto con la llama |
| 2 |
Ladrillo de mullita |
3Al₂O₃·2SiO₂ |
1350–1700 |
Baja expansión térmica, excelente resistencia al choque térmico, sin deformación |
Techo y pared de la zona de cocción, zona de aislamiento |
| 3 |
Ladrillo de cordierita |
2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂ |
1250–1400 |
Expansión térmica muy baja, excelente resistencia al choque térmico |
Zona de cocción inferior, área de transición |
| 4 |
Ladrillo de alta alúmina ligero |
Al₂O₃ poroso ≥ 50% |
≤1350 |
Ligero, excelente aislamiento |
Capa de aislamiento, pared secundaria, capa superior del techo |
| 5 |
Ladrillo de arcilla refractaria |
Al₂O₃ 30–45% |
1200–1350 |
Económico, fácil de construir, moderada resistencia al choque térmico |
Zona de precalentamiento, pared exterior, revestimiento de chimenea |
| 6 |
Ladrillo aislante |
SiO₂–Al₂O₃ |
≤1100 |
Baja conductividad térmica, ligero |
Capa de aislamiento de la pared exterior |
| 7 |
Ladrillo de sílice |
SiO₂ ≥ 95% |
1650–1700 |
Excelente resistencia a la fluencia a alta temperatura, resistente a los ácidos |
Techo superior de la zona de cocción, cabeza del horno |
| 8 |
Ladrillo resistente al desgaste |
Compuesto a base de alta alúmina o mullita |
≤1400 |
Excelente resistencia a la abrasión y al impacto |
Zona de rueda de carro, borde de la vía, parte superior del carro del horno |
| 9 |
Ladrillo de carburo de silicio (SiC) |
SiC ≥ 70% |
1500–1650 |
Alta conductividad térmica, resistencia a la oxidación y a la erosión |
Zona del quemador, área de impacto de la llama, base del carro |
| 10 |
Hormigón vertible / Bloque prefabricado |
A base de alta alúmina, mullita o SiC |
1300–1600 |
Buena integridad y estanqueidad |
Bocas de quemadores, arcos, juntas de sellado |
| 11 |
Panel / Manta de fibra cerámica |
Al₂O₃ + SiO₂ |
≤1400 |
Ligero, excelente aislamiento, fácil instalación |
Aislamiento externo, puertas del horno, revestimiento de paredes |
| 12 |
Ladrillo moldeado / personalizado |
Composición personalizada |
Varía |
Ajuste de precisión, geometría personalizada |
Ladrillo de quemador, pie de arco, piezas de transición |
II. Configuración refractaria y normas de construcción en el diseño de hornos túnel
1. Configuración de material recomendada por sección del horno
| Sección del horno |
Tipos de ladrillos recomendados |
Espesor (mm) |
Temperatura (°C) |
Descripción |
| Techo (Zona de cocción) |
Mullita / Cordierita + Alta alúmina ligera + Fibra cerámica |
500–550 |
1250–1300 |
Combina alta resistencia y aislamiento |
| Pared (Zona de cocción) |
Alta alúmina / Mullita + Alúmina ligera + Panel de fibra |
500 |
1200–1300 |
Resistente al calor interior, aislante exterior |
| Pared (Zona de precalentamiento) |
Arcilla refractaria + Alúmina ligera |
400–500 |
900–1100 |
Enfatiza la resistencia al choque térmico |
| Zona de aislamiento |
Cordierita + Ladrillo aislante |
400 |
900–1000 |
Reduce la pérdida de calor |
| Revestimiento de chimenea |
Ladrillo de arcilla refractaria / SiC |
250–350 |
800–1000 |
Alta resistencia a la erosión |
| Puerta del horno / Paneles de sellado |
Mullita + Panel de fibra + Placa de acero |
450–500 |
1100–1200 |
Combina aislamiento y resistencia mecánica |
| Superficie del carro del horno |
Ladrillo de cordierita / SiC / Alta alúmina |
230 |
1000–1250 |
Resistente a la carga y al desgaste |
| Capa de aislamiento del carro del horno |
Ladrillo aislante + Fibra cerámica |
200–250 |
≤900 |
Reduce la conducción de calor |
| Boca del quemador / Pie de arco |
Bloques de SiC / Hormigón vertible |
Personalizado |
1300–1500 |
Alta resistencia al choque térmico y a la erosión |
2. Normas de construcción y albañilería
| Artículo |
Requisitos técnicos |
| Juntas de ladrillo |
≤ 2 mm; juntas escalonadas ≥ 1/4 de la longitud del ladrillo |
| Anclaje |
Anclajes de acero inoxidable cada 5 capas de ladrillos |
| Mortero |
Utilizar mortero refractario a juego (mismo material base) |
| Secuencia de construcción |
Construir primero las paredes, luego los arcos; revestimiento interior antes que la capa exterior |
| Secado y calentamiento |
Velocidad de calentamiento inicial ≤ 30°C/hora para evitar grietas |
| Control del arco |
Control preciso de la curvatura para evitar la concentración de tensiones |
| Sellado de juntas |
Compuesto de sellado de alta temperatura o relleno de fibra cerámica |
III. Normas para materiales refractarios calificados
1. Apariencia y tolerancia dimensional (según GB/T 2992.1, GB/T 16544)
| Artículo |
Requisito |
| Superficie |
Lisa, sin grietas, desconchados ni poros densos |
| Tolerancia dimensional |
±2 mm de longitud, anchura y altura |
| Uniformidad de la densidad |
≤ ±0,05 g/cm³ de variación dentro del mismo lote |
2. Propiedades físicas y químicas (Ref. GB/T 3995, GB/T 10325)
| Propiedad |
Alta alúmina |
Mullita |
Cordierita |
Arcilla refractaria |
| Densidad aparente (g/cm³) |
2,3–2,6 |
2,4–2,7 |
1,9–2,2 |
2,0–2,2 |
| Porosidad aparente (%) |
18–22 |
15–20 |
25–30 |
22–26 |
| Resistencia a la compresión en frío (MPa) |
≥60 |
≥70 |
≥45 |
≥35 |
| Cambio lineal permanente (%) |
±0,2 |
±0,3 |
±0,3 |
±0,4 |
| Refractariedad bajo carga (°C) |
≥1450 |
≥1600 |
≥1400 |
≥1350 |
| Resistencia al choque térmico (ciclos 900°C–agua) |
≥20 |
≥25 |
≥30 |
≥15 |
3. Procedimiento de inspección y aceptación
Inspección de la materia prima
Composición química (contenido de Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃)
Análisis de fase (prueba XRD)
Prueba del producto terminado
Inspección dimensional y visual
Prueba de densidad aparente y resistencia a la compresión después de la cocción
Prueba de resistencia al choque térmico
Documentación
Informe de prueba de fábrica con datos químicos y físicos
Certificado de calidad conforme a las normas GB/T, ISO o ASTM
Verificación in situ
Muestreo aleatorio de ≥10% para volver a probar antes de su uso
Solo se pueden utilizar materiales aprobados en la construcción del horno
IV. Principios de selección de materiales refractarios
| Principio |
Descripción |
| Coincidencia de temperatura |
Seleccionar los materiales de acuerdo con las zonas térmicas y la temperatura de servicio |
| Prioridad de resistencia al choque térmico |
Los techos y las zonas de los quemadores requieren ladrillos de mullita o cordierita |
| Coordinación de la resistencia mecánica |
Utilizar ladrillos de alta alúmina o SiC para las zonas de carga |
| Coordinación del aislamiento |
Combinar ladrillos interiores densos con capas exteriores ligeras |
| Calificación del proveedor |
Debe poseer la certificación ISO/GB e informes de pruebas de terceros |
| Verificación de la muestra |
Los nuevos proveedores deben superar las pruebas de rendimiento de cocción antes de su aprobación |
Conclusión
Un sistema refractario bien diseñado garantiza:
Funcionamiento estable del horno túnel
Bajo consumo de energía
Mayor vida útil del horno
Calidad constante del producto
La selección y configuración adecuadas de los ladrillos refractarios son fundamentales para el éxito de las modernas plantas de ladrillos sinterizados de arcilla y para la eficiencia general de los proyectos de construcción de hornos túnel.
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