Un ladrillo refractario , ladrillo refractario , ladrillo de arcilla refractaria o ladrillo refractario es un bloque de material cerámico utilizado para revestir hornos , hornos de leña , cajas de fuego y chimeneas . Un ladrillo refractario se construye principalmente para soportar altas temperaturas, pero también suele tener una baja conductividad térmica para una mayor eficiencia energética . Por lo general, los ladrillos refractarios densos se utilizan en aplicaciones con tensiones mecánicas, químicas o térmicas extremas, como el interior de un horno de leña o un horno, que está sujeto a la abrasión de la madera , el fundente de ceniza o escoria y altas temperaturas. En otras situaciones menos duras, como en un horno eléctrico o de gas natural , los ladrillos más porosos, comúnmente conocidos como "ladrillos de horno", son una mejor opción. [1] Son más débiles, pero son mucho más ligeros y fáciles de formar y aíslan mucho mejor que los ladrillos densos. En cualquier caso, los ladrillos refractarios no deben desconcharse y su resistencia debe mantenerse bien durante los cambios rápidos de temperatura.
Para fabricar ladrillos refractarios, la arcilla refractaria se cuece en el horno hasta que se vitrifica parcialmente . Para fines especiales, el ladrillo también puede ser vidriado. Hay dos tamaños estándar de ladrillos refractarios: 9 pulgadas × 4 pulgadas+1 ⁄ 2 pulg. × 3 pulg. (229 mm × 114 mm × 76 mm) y 9 pulg. × 4 pulg.+1 ⁄ 2 pulgada × 2+1 ⁄ 2 pulgada (229 mm × 114 mm × 64 mm). [2] También están disponibles "astillas" de ladrillo refractario que tienen la mitad del grosor y se utilizan a menudo para revestir estufas de leña e insertos de chimenea. Las dimensiones de una astilla suelen ser de9 pulgadas × 4 pulgadas.+1 ⁄ 2 pulgada × 1+1 ⁄ 4 in (229 mm × 114 mm × 32 mm). [3] El ladrillo refractario fue inventado por primera vez en 1822 por William Weston Young en el valle de Neath en Gales .
Los ladrillos refractarios de sílice que recubren los hornos de fabricación de acero se utilizan a temperaturas de hasta 3000 °F (1649 °C), lo que derretiría muchos otros tipos de cerámica y, de hecho, parte del ladrillo refractario de sílice se licúa. [ cita requerida ] El aislamiento de superficie reutilizable de alta temperatura (HRSI) , un material con la misma composición, se utilizó en las baldosas aislantes del transbordador espacial . [ cita requerida ]
Los procesos metalúrgicos no ferrosos utilizan ladrillos refractarios básicos porque las escorias utilizadas en estos procesos disuelven fácilmente los ladrillos de sílice "ácidos". [4] Los ladrillos refractarios básicos más comunes utilizados en la fundición de concentrados de metales no ferrosos son los ladrillos de "cromo-magnesita" o "magnesita-cromo" (dependiendo de las proporciones relativas de los minerales de magnesita y cromita utilizados en su fabricación). [5]
Una variedad de otros materiales encuentran uso como ladrillos refractarios para aplicaciones de temperatura más baja. [6] El óxido de magnesio se usa a menudo como revestimiento para hornos . Los ladrillos de sílice son el tipo más común de ladrillos utilizados para el revestimiento interior de hornos e incineradores . Como el revestimiento interior suele ser de naturaleza sacrificial, se pueden emplear ladrillos refractarios con mayor contenido de alúmina para alargar la duración entre revestimientos. Muy a menudo se pueden ver grietas en este revestimiento interior sacrificial poco después de ponerse en funcionamiento. Revelaron que se deberían haber colocado más juntas de expansión en primer lugar, pero ahora estas se convierten en juntas de expansión en sí mismas y no son un problema siempre que no se afecte la integridad estructural. [7] El carburo de silicio, con alta resistencia abrasiva, es un material popular para los hogares de incineradores y crematorios . El ladrillo de arcilla roja común se puede utilizar para chimeneas y hornos de leña.
Los ladrillos refractarios, con su capacidad de soportar altas temperaturas y almacenar calor, ofrecen una solución prometedora para almacenar energía. Estos ladrillos refractarios se pueden utilizar para almacenar calor de procesos industriales, aprovechando el exceso de electricidad renovable para crear una fuente de calor continua y de bajo costo para la industria. Debido a que se construyen a partir de materiales comunes, los sistemas de almacenamiento de ladrillos refractarios son mucho más rentables que los sistemas de baterías para el almacenamiento de energía térmica. Las investigaciones realizadas en 149 países indican que el uso de ladrillos refractarios para el almacenamiento de calor puede reducir significativamente la necesidad de generación de electricidad, almacenamiento en baterías, producción de hidrógeno y almacenamiento de calor a baja temperatura. Este enfoque podría reducir los costos generales de energía en aproximadamente un 1,8%, lo que convierte a los ladrillos refractarios en una herramienta valiosa para reducir los costos de la transición a una energía 100% limpia y renovable. [8]