Materiales refractarios de magnesia: comparación de DBM, FM, MgO-C y espinela

Las plantas siderúrgicas consumen más refractario de magnesia que cualquier otra industria. Convertidores BOF, hornos EAF, cucharas de acero y artesas, todos revestidos con productos a base de magnesia. La razón: las escorias básicas generadas en la fabricación de acero atacan agresivamente a la sílice y la alúmina. La magnesia (MgO) es en sí misma básica, por lo que resiste la disolución de la escoria básica.

Pero "refractario de magnesia" es un término amplio que abarca materias primas, ladrillos moldeados y formulaciones moldeables con propiedades significativamente diferentes. Esta guía mapea claramente la familia de la magnesia, compara los datos clave de rendimiento y explica qué producto se adapta a cada aplicación.

La familia de la magnesia: cuatro materiales, cuatro funciones

Estos cuatro productos ocupan diferentes posiciones en la cadena de producción. DBM y FM son las materias primas que se utilizan para fabricar los ladrillos. Los ladrillos de MgO-C y los ladrillos de espinela son los productos de revestimiento terminados que se introducen en el horno.

Grados de pureza de MgO: 90 %, 95 %, 97 %: cuando cada umbral importa

No todas las aplicaciones necesitan 97% de MgO. Aquí está la guía práctica:

90% MgO (DBM-90):Grado estándar para revestimientos de respaldo generales, revestimientos de trabajo de cucharones en posiciones de menor demanda y formulaciones monolíticas. El contenido de Fe₂O₃ suele ser del 1,5 % al 2,5 %. Adecuado para temperaturas de fabricación de acero de hasta 1650 grados. El costo más bajo en la familia de la magnesia.

95% MgO (DBM-95 / FM-95):Estándar para línea de escoria de cuchara, revestimiento de respaldo BOF y fondo EAF. Fe₂O₃ cae al 0,5-1,0%. Densidad aparente de FM-95: 3,35–3,50 g/cm³. El grado más distribuido para aplicaciones de fabricación de acero.

97%+ MgO (FM-97, FM-98):Requerido para ladrillos de MgO-C con alto contenido de carbono (15–20% C) donde la calidad del grano de MgO controla la resistencia a la escoria. Fe₂O₃ < 0,3%. El grano FM-97 está completamente fusionado: el cristal de periclasa es más grande y más denso que el DBM, lo que proporciona una resistencia superior a la infiltración de escoria. Prima: 30–50 % sobre DBM-95.

One clarification worth stating plainly: DBM-95 and FM-95 are not interchangeable at the same price. DBM is calcined; FM is electrically fused. FM has larger periclase crystal size (>1 mm frente a . 0.3–0,5 mm para DBM), menor porosidad y mayor densidad aparente. Para ladrillos de MgO-C en posiciones de líneas de escoria BOF, FM es la materia prima correcta; usar DBM para sustituir FM es una degradación de la calidad que acorta la vida útil de la campaña.

Magnesia quemada muerta versus magnesia fundida: diferencia de microestructura

La diferencia de microestructura explica la diferencia de rendimiento.

Producción de DBM:El mineral de magnesita se calcina a 1700-1800 grados en un horno de cuba o en un horno rotatorio. El tamaño del cristal de MgO (periclasa) después de la calcinación: 0,3 a 0,5 mm. Alguna porosidad residual del proceso de calcinación. Vea nuestroPrecio y evaluación de magnesia quemada muerta.guía para referencia de abastecimiento.

Producción FM: Magnesite or DBM is melted in an electric arc furnace at 2800°C. The molten MgO solidifies into large single-crystal periclase with crystal size >1 mm y una porosidad residual extremadamente baja (densidad aparente 3,45–3,55 g/cm³).

Resultado: FM tiene un módulo de ruptura en caliente (HMOR) significativamente más alto y una tasa de penetración de escoria más baja en condiciones de prueba idénticas. Para posiciones de alto contacto con escoria (revestimiento de trabajo BOF, línea de escoria de cuchara), esta ventaja de microestructura se traduce directamente en una vida útil más larga.

Suministramos tanto DBM como FM. Para cada pedido, incluimos un COA con la distribución del tamaño de los cristales (D50) y la densidad aparente. Pídalo: un proveedor que no puede proporcionar datos D50 sobre el grano FM no está probando lo que envía.

Ladrillo de magnesia-carbono versus ladrillo de magnesia-espinel - Mapa de aplicaciones

Ladrillo de magnesia-carbono (MgO-C)

Los ladrillos de MgO-C combinan magnesia (65–80% MgO) con grafito de carbono (8–20% C) y antioxidantes (aleación de Al, Si o MgAl). La fase de carbono realiza dos funciones: actúa como una matriz de unión que evita que el grano de MgO se disuelva en la escoria, y su alta conductividad térmica (grafito: 100–200 W/m·K) crea una capa de escoria congelada en la cara del ladrillo que autoprotege el revestimiento.

Donde se usa:Revestimiento de trabajo del convertidor BOF, pared lateral EAF (zona de escoria),línea de escoria de cuchara de acero. El refractario moldeado más utilizado en la fabricación de acero.

Selección del contenido de carbono:

BOF: 15–18 % C (alto contenido de carbono para máxima conductividad térmica y resistencia a la escoria)

Línea de escoria EAF: 12–15% C

Línea de escoria de cuchara: 10–14% C (baja C para evitar la acumulación de carbono en el acero)

Una limitación honesta:Los ladrillos de MgO-C no se pueden utilizar en atmósferas oxidantes: el carbono se oxida por encima de 700 grados. Para aplicaciones con contacto con gases oxidantes, especifique ladrillos de magnesia y espinela con bajo contenido de carbono o sin carbono.

Ladrillo de espinela de magnesia y alúmina

El ladrillo de magnesia-espinela utiliza MgO como fase primaria con adiciones de Al₂O₃ (10–25%) que forman espinela de aluminato de magnesio (MgAl₂O₄) durante la cocción. La fase de espinela mejora drásticamente la resistencia al choque térmico en comparación con el ladrillo de magnesia pura.

Donde se usa:Zona de combustión del horno de cemento (la posición más exigente en la producción de cemento), horno de cal, revestimiento de trabajo de cuchara donde está prohibida la contaminación del acero con carbono y revestimientos de hornos no ferrosos.

Selección de relación MgO/Al₂O₃:

Zona de combustión del horno de cemento: 70/30 (mayor contenido de espinela para máxima resistencia al choque térmico)

Revestimiento de trabajo de la cuchara: 80/20 (mayor MgO para una mejor resistencia a la escoria manteniendo la resistencia al choque térmico)

BOF, EAF, Cucharón: calidad correspondiente a la aplicación

Una acería en Turquía reemplazaba su línea de escoria de cuchara cada 80 series. Después de suministrar ladrillos con 12 % C de MgO-C a base de FM-97, adaptados a su grado de acero (acero con bajo contenido de carbono, por lo que limitamos el carbono al 12 %), alcanzaron 130+ calores por campaña. La selección del grado, específicamente el límite de contenido de carbono, fue el cambio clave.

Para obtener más información sobre cómo extender la vida útil de la campaña, consulte nuestra guía de revestimiento refractario de cucharas de acero.

Abastecimiento de China: qué documentación de calidad exigir

Para todos los materiales refractarios de magnesia, solicite lo siguiente antes de realizar un pedido al por mayor:

Para materias primas DBM/FM:

Análisis químico: MgO%, CaO%, SiO₂%, Fe₂O₃%, Al₂O₃% (todos de XRF)

Densidad aparente (g/cm³) - medida según ASTM C20

Distribución del tamaño de grano (D50, D90): especialmente crítica para FM

Certificación de fuente minera (Dashiqiao, China es la fuente de calidad dominante)

Para ladrillos de MgO-C y Espinela:

COA: composición + propiedades físicas del lote de producción, no sólo "valores típicos"

HMOR (módulo de ruptura en caliente) a 1400 grados: el indicador crítico de resistencia a altas temperaturas

PLC a temperatura de servicio

Verificación del contenido de carbono para MgO-C (algunos proveedores declaran menos carbono para reducir costos)

Mantenemos registros de producción de 3 años con COA rastreables por lote. Para cada envío, el COA acompaña al albarán de entrega.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre magnesia quemada muerta (DBM) y magnesia fundida (FM)?

DBM is produced by calcining magnesite at 1700–1800°C. FM is produced by electrically fusing magnesite at 2800°C. FM has larger periclase crystal size (>1 mm frente a . 0.3–0,5 mm para DBM), mayor densidad aparente (3,45–3,55 frente a . 3.15–3,35 g/cm³ para DBM) y una tasa de infiltración de escoria significativamente menor. FM-97 es la materia prima estándar para ladrillos de MgO-C de alto rendimiento en aplicaciones de BOF y líneas de escoria de cuchara.

¿Qué contenido de carbono debo especificar para los ladrillos de MgO-C en una cuchara de acero?

Para los ladrillos de MgO-C de la línea de escoria de cuchara, el contenido de carbono suele ser del 10 al 14 %. Se utiliza una mayor cantidad de carbono (15-18%) en BOF, donde la captación de carbono en el acero es menos crítica y se necesita una conductividad térmica máxima. Para grados de acero con bajo contenido de carbono, especifique entre 10 y 12 % de C como máximo para minimizar el riesgo de contaminación por carbono. Informe siempre a su proveedor el grado de acero que se produce.

¿Puede el ladrillo de magnesia-espinela reemplazar al ladrillo de MgO-C en un BOF?

No directamente. Los ladrillos de MgO-C en BOF dependen de la fase de carbono para la autoprotección a través del mecanismo de la capa de escoria congelada. El ladrillo de magnesia y espinela no forma esta capa protectora. El ladrillo de espinela es más adecuado para aplicaciones en hornos de cemento con atmósferas oxidantes. Para BOF, quédese con MgO-C.

¿Qué significa en la práctica el nivel de pureza de MgO del 95 % frente al . 97 %?

MgO-90 a MgO-95 se producen a partir de materias primas de menor calidad y tienen mayores impurezas de CaO y SiO₂. El MgO-97 de magnesia fundida tiene impurezas mínimas y el tamaño de cristal de periclasa más grande. La diferencia práctica: en la línea de escoria de cuchara, un ladrillo con un 95% de base de DBM puede durar 80 hornadas; un ladrillo con un 97% de FM puede durar entre 120 y 140 calentamientos en las mismas condiciones de funcionamiento.