(1) Ladrillos de carburo de silicio aglomerados con arcilla-
Los ladrillos de carburo de silicio aglomerados con arcilla- son productos refractarios cocidos hechos principalmente de carburo de silicio con arcilla como agente adhesivo. Caracterizados por una alta conductividad térmica, un bajo coeficiente de expansión térmica y una excelente resistencia al desgaste y al choque térmico, representan el primer tipo de ladrillo a base de carburo de silicio-desarrollado.
Estos ladrillos utilizan carburo de silicio negro como materia prima, con una composición química de: SiC 98,0%, C libre 0,5%, Fe 0,2% y SiO₂ libre 0,6%. Como aglutinantes sirven arcilla blanda con buenas propiedades aglutinantes y licor de residuos de pulpa. Si bien históricamente se utilizaron proporciones altas de arcilla aglutinante (típicamente entre 10 % y 15 %), la práctica actual favorece una combinación de 3 % de arcilla y 5 % de licor de residuos de pulpa. Los ladrillos con menor contenido de arcilla exhiben una conductividad térmica de tres a cuatro veces mayor que aquellos con mayor contenido de arcilla, así como temperaturas de ablandamiento de carga y resistencia a la escoria superiores. El proceso de fabricación de ladrillos con un 3% de contenido de arcilla implica mezclar partículas de SiC gruesas, medianas y finas para lograr la máxima densidad aparente. Después de mezclar bien en seco, se agrega la arcilla; Después de otros 3 minutos de mezclado en seco, se introduce un 4% de licor de residuos de pulpa (densidad de 1,26 a 1,28 g/cm³) para el mezclado en húmedo. El contenido de humedad de la mezcla es aproximadamente del 1,5%. Después de un período de envejecimiento de 12-horas, la mezcla se pasa por un tamiz de 4 mm y se forma utilizando una prensa de ladrillos. La densidad aparente de los ladrillos verdes oscila entre 2,5 y 2,7 g/cm³. Los ladrillos se secan al aire durante 2 a 4 días y luego se cuecen en un horno de túnel a 1400 grados.
Estos productos se utilizan para muebles de hornos cerámicos (como bloques, soportes y hundimientos), cubiertas de hornos de mufla, revestimientos para hornos de refinación de aluminio, retortas de destilación para hornos de destilación de zinc y refrigeradores para hornos rotativos de cemento.
(2) Ladrillos de carburo de silicio unidos con nitruro de silicio-
Los ladrillos de carburo de silicio unidos con nitruro de silicio-son productos refractarios fabricados a partir de polvos de SiC y Si mediante un proceso de nitruración y cocción. Se caracterizan por una fase de enlace de nitruro de silicio (Si3N4). El Si3N4 existe como cristales aciculares (en forma de aguja) o fibrosos entre los granos de carburo de silicio (SiC), lo que lo convierte en un tipo importante de material refractario avanzado.
Utilizando el principio de sinterización por reacción, los cuerpos verdes de SiC que contienen polvo de silicio se sinterizan mediante una reacción de nitruración; El proceso de cocción se realiza en un horno sellado con atmósfera de nitrógeno, lo que permite un control preciso. La temperatura, la presión y la atmósfera del horno están estrictamente reguladas. Los parámetros clave del proceso incluyen: presión del gas de nitruración de 0,02 a 0,04 MPa, contenido de oxígeno en la atmósfera del horno inferior al 0,01% y una temperatura de nitruración final de 1350 a 1450 grados; el tiempo total de nitruración varía dependiendo de la forma y tamaño del producto.
Los ladrillos de carburo de silicio aglomerados con nitruro de silicio-exhiben una excelente resistencia a la erosión alcalina, resistencia a la humectación por criolita fundida, resistencia a la oxidación, resistencia al desgaste, alta conductividad térmica, resistencia al choque térmico y conductividad eléctrica extremadamente baja.
Estos ladrillos se utilizan principalmente como revestimiento del pozo inferior de los altos hornos y ofrecen una vida útil de más del doble que los refractarios tradicionales. Además, sirven como revestimientos para celdas de reducción de aluminio y como muebles para hornos cerámicos-ofreciendo beneficios como ahorro de energía, mayor vida útil y respeto al medio ambiente-y también se utilizan como ladrillos de manga para toberas de altos hornos-enfriadas por agua.
(3) Productos de carburo de silicio recristalizado
Los productos de carburo de silicio recristalizado son materiales refractarios fabricados a partir de materias primas de carburo de silicio, caracterizados por la unión directa entre granos de carburo de silicio. Se distinguen por la ausencia de una fase secundaria, compuesta íntegramente por 100% -SiC. La composición química de las materias primas utilizadas para la fabricación de carburo de silicio recristalizado es la siguiente: SiC 99,5%, C libre 0,2%, Fe 0,08% y SiO2 0.08% libre.
Los productos de carburo de silicio recristalizado se utilizan principalmente como muebles para hornos, ofreciendo ventajas como ahorro de energía, mayor volumen efectivo del horno, ciclos de cocción más cortos, mayor eficiencia de producción y altos retornos económicos. También se utilizan para boquillas de quemadores, tubos cerámicos de calefacción radiante y tubos de protección de componentes (particularmente en hornos atmosféricos).