BLOQUE DE HORMIGÓN REFRACTARIO TEMPLADO CON DEFORMACIÓN CONTROLADA.

Hormigón refractario moldeado que comprende un agregado refractario ligado mediante una matriz aglutinante,

representando la matriz entre 10 y 60% en masa del hormigón y presentando una composición tal que, en porcentaje en masa en base a la matriz: - Al2O3 + SiO > 70% - 50% > SiO2 > 10% - Al2O3 hidratable y/o que presenta una recuperación de humedad superior a 3%: > 1% y < 20% - Óxidos de alcalino-térreos: ≤ 0,2%

La presente invención se refiere a un hormigón refractario no-moldeado, a un hormigón moldeado y a un bloque refractario prefabricado o terminado que se pueden obtener a partir de este hormigón no-moldeado, y a su utilización para fabricar unos revestimientos de hornos metalúrgicos, y en particular unos revestimientos de crisoles o de toberas de altos-hornos. 5

Los hormigones refractarios están constituidos habitualmente por una mezcla de un granulado y de un aglutinante hidráulico a base de óxidos de alcalino-térreos, en particular a base de aluminato de cal. Este último aglutinante se denomina generalmente "cemento". La presencia de óxidos alcalino-térreos en estos hormigones, denominados "castable" en inglés, es sin embargo perjudicial para la refractabilidad y aumenta la deformación bajo carga. 10

Además, estos óxidos reaccionan en medio reductor.

Así, los hormigones refractarios descritos en el documento EP 0 839 775, que presentan un contenido en cal (CaO) sustancialmente nulo pero por lo menos 1% de partículas finas de magnesia (MgO), no están adaptados a unos crisoles de altos-hornos en los que la atmósfera es rica en monóxido de carbono (CO).

El documento EP 0 030 181 describe unos hormigones que presentan un bajo contenido en óxidos de 15 alcalino-térreos. Estos hormigones presentan así un buen comportamiento a la corrosión y a la oxidación. Su deformación bajo carga resulta sin embargo difícilmente controlable.

De manera general, los revestimientos a base de hormigones refractarios de bajo contenido en óxidos de alcalino-térreos, y más aún los hormigones sin óxidos de alcalino-térreos, son conocidos por desarrollar unas fisuras internas cuando están sometidos a los gradientes y a las variaciones de temperatura en las condiciones 20 corrosivas de un alto-horno. Estas fisuras favorecen el desgaste y limitan por lo tanto la duración de vida de estos revestimientos.

Para constituir el revestimiento de los crisoles de altos-hornos, se conoce asimismo utilizar unos bloques carbonados. Estos bloques se obtienen habitualmente mediante la conformación de una pasta ligada con resina o brea, y después cocción a una temperatura superior a 1.200ºC. El producto está así calcinado y los aglutinantes 25 orgánicos pirolizados. Los bloques carbonados presentan sin embargo una baja resistencia a la oxidación y a la corrosión mediante la fundición y una resistencia a la erosión tan baja que contienen unas proporciones elevadas de carbono en forma de grafito.

El documento WO 96/25371 describe unas composiciones refractarias de bajo contenido en cemento de aluminato de calcio. 30

El documento FR 2 757 503 describe unas composiciones vertibles refractarias exentas de cemento, en particular destinadas a la fabricación de bloques que forman una solera masiva para horno de calentamiento en unas fábricas de laminado de acero.

Existe por lo tanto una necesidad para un hormigón refractario apto para resolver, por lo menos parcialmente, uno o varios de los problemas mencionados anteriormente. 35

Un objetivo de la invención es satisfacer esta necesidad.

Tal como se pondrá más claramente de manifiesto en la continuación de la descripción, esta composición permite, de manera sorprendente, obtener una excelente resistencia a la corrosión, a pesar de un bajo contenido en óxidos de alcalino-térreos, en particular en caso de utilización en un revestimiento de un crisol de alto-horno, y una deformabilidad bajo carga sustancialmente lineal. 40

Preferentemente, el hormigón moldeado según la presente invención presenta asimismo una o varias de las características opcionales siguientes.

- La matriz representa entre 10 y 60% en masa del hormigón y presenta una composición tal que, en porcentajes en masa sobre la base de la matriz:

- 90% > Al2O3 > 60% 45

- 40% > SiO2 > 10%

- óxidos de alcalino-térreos: ≤ 0,2%.

- Los óxidos de alcalino-térreos, y en particular los óxidos CaO y/o MgO, están presentes sólo a título de impurezas en la matriz,

- La matriz comprende más de 1,5%, preferentemente más de 2%, incluso más de 5% de alúmina 50 hidratable. Preferentemente, la matriz comprende menos de 50%, preferentemente menos de 30%, más preferentemente menos de 20%, incluso menos de 10% de alúmina hidratable. Estos contenidos son más elevados que los requeridos habitualmente cuando se utiliza la alúmina hidratable para fluidizar una carga

de partida,

- La alúmina hidratable comprende una cantidad de alúmina khi-Al2O3 y/o rho-Al2O3 superior a 20%, preferentemente superior a 50%, preferentemente superior a 80% en porcentajes másicos o volúmicos,

- Por otro lado, los inventores han descubierto que otras alúminas tales como las alúminas de tipo cristalográfico khi-Al2O3 o rho-Al2O3 pueden contener, siempre que presenten una recuperación de 5 humedad, expresada en masa con respecto a la materia seca inicial, superior a 3%, preferentemente superior a 5%, más preferentemente superior a 8%. En la continuación de la descripción, estas alúminas son calificadas de alúminas "con fuerte recuperación de humedad".

- La matriz comprende más de 1%, preferentemente más de 3%, más preferentemente más de 5% y aún más preferentemente más de 10% de sílice en forma micrónica, en particular en forma de humo de sílice o 10 de sílice triturada o micronizada, y/o en forma de sílice en forma coloidal. Sin embargo, de forma preferida, el contenido en sílice en forma micrónica y/o en sílice en forma coloidal en la matriz, es inferior a 40%.

- La matriz comprende más de 25%, preferentemente más de 30%, más preferentemente más de 40%, y/o menos de 85%, preferentemente menos de 75%, más preferentemente menos de 73% de alúmina, preferentemente aproximadamente 50% de alúmina (Al2O3). 15

- La relación molar, en el seno de la matriz, entre la alúmina y la sílice (Al2O3/SiO2) es superior a 1, preferentemente superior a 1,3 y/o inferior a 2, preferentemente inferior a 1,7. Se prefiere de entre todas una relación de aproximadamente 1,5, que corresponde a la relación molar entre la alúmina y la sílice en la mullita.

- La matriz presenta un contenido en óxido de cromo (Cr2O3) y/o en zircona (ZrO2) inferior a 0,5%, 20 preferentemente inferior a 0,3%, más preferentemente inferior a 0,1%. Preferentemente, estos óxidos están presentes en la matriz aglutinante sólo a título de impurezas.

- La matriz presenta un contenido total en óxidos de metales alcalinos, en particular Na2O y K2O, inferior a 1%.

- La matriz representa por lo menos 13% del hormigón, preferentemente por lo menos 15% y/o menos de 25 30%.

- La matriz comprende más de 15% de carburo de silicio (SiC).

- El hormigón comprende por lo menos 0,5%, por lo menos 1%, por lo menos 2%, por lo menos 3%, preferentemente por lo menos 4% de carburo de silicio y/o menos de 10%, preferentemente menos de 7% de carburo de silicio, en porcentajes másicos en base al hormigón. 30

- La matriz está constituida por alúmina, por sílice y por carburo de silicio, estando el complemento hasta 100% constituido por unas impurezas y representando, preferentemente, menos de 3%, incluso menos de 2% o menos de 1%.

- El hormigón comprende por lo menos 80% de alúmina, y/o por lo menos 1% de sílice, preferentemente más de 5% de sílice, en porcentajes másicos en base al hormigón. El hormigón comprende 35 preferentemente menos de 10% de sílice, en porcentaje másico en base al hormigón.

- El hormigón presenta una resistencia al aplastamiento en frío superior o igual a 55 MPa, incluso superior a 60 MPa.

- El agregado está constituido por granos cuya composición comprende aluminio (Al) y/o silicio (Si). Preferentemente, el agregado está compuesto por más de 80% de granos de corindón o de otras formas 40 de alúmina y/o de mullita o de precursores de mullita y/o de carburo de silicio. El agregado puede asimismo estar formado por unos granos constituidos por compuestos no óxidos o a base de carbono. Puede estar formado asimismo por unos granos constituidos por una mezcla de los constituyentes anteriores. Por último, puede estar en forma de una mezcla de los granos mencionados anteriormente.

- Por lo menos 15% de los granos de granulado presentan un tamaño comprendido entre 1 y 15 mm, 45 preferentemente entre 2,5 y 10 mm.

- El complemento hasta 100% del hormigón está constituido por unas impurezas, en particular unas impurezas de Fe,... [Seguir leyendo]

1. Hormigón refractario moldeado que comprende un agregado refractario ligado mediante una matriz aglutinante, representando la matriz entre 10 y 60% en masa del hormigón y presentando una composición tal que, en porcentaje en masa en base a la matriz:

- Al2O3 + SiO > 70%

- 50% > SiO2 > 10% 5

- Al2O3 hidratable y/o que presenta una recuperación de humedad superior a 3%: > 1% y < 20%

- Óxidos de alcalino-térreos: ≤ 0,2%.

2. Hormigón según la reivindicación anterior, en el que la matriz comprende menos de 10% de alúmina hidratable.

3. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz comprende más de 10 5% de alúmina hidratable.

4. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los óxidos de alcalino-térreos están presentes sólo a título de impurezas.

5. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz comprende más de 40% de alúmina Al2O3. 15

6. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz comprende más de 0,5% de carburo de silicio SiC.

7. Hormigón según la reivindicación anterior, en el que la matriz comprende más de 15% de carburo de silicio SiC.

8. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación molar en el seno 20 de la matriz, entre alúmina y sílice Al2O3/SiO3 es superior a 1 e inferior a 2.

9. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación molar en el seno de la matriz, entre alúmina y sílice Al2O3/SiO3 es superior a 1,3 e inferior a 1,7.

10. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende por lo menos 80% de alúmina y/o por lo menos 1% de sílice, en porcentajes másicos. 25

11. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alúmina hidratable comprende más de 20% de alúmina de tipo cristalográfica khi-Al2O3 y/o rho-Al2O3.

12. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que presenta un diámetro medio de poros inferior a 0,05 µm y/o una superficie específica superior a 2 m2/g.

13. Hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, templado a una temperatura superior a 30 400ºC y no sinterizado.

14. Bloque refractario, terminado o prefabricado, que presenta una masa de más de 50 kg y del cual por lo menos una parte está constituida por un hormigón refractario moldeado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

15. Utilización de un hormigón refractario según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 o de un bloque 35 según la reivindicación 14, en un revestimiento de un horno o en un revestimiento de un alto-horno.