Breve descripción general de las aplicaciones de la mullita y sus refractarios compuestos en diversas industrias

La mullita (3Al₂O₃·2SiO₂) es el único compuesto binario estable del sistema Al₂O₃-SiO₂. Posee excelentes propiedades, como un alto punto de fusión (1870 °C), una alta resistencia al choque térmico y propiedades químicas estables. Es una materia prima clave para la preparación de materiales refractariosde alto rendimiento. La mullita se sintetiza principalmente artificialmente mediante métodos de sinterización y electrofusión. Según su contenido de Al₂O₃, se clasifica en grados como M75, M70, M60 y M45.

La mullita y sus refractarios compuestos se utilizan ampliamente en industrias de alta temperatura como la metalurgia, la cerámica, el cemento, el vidrio, la petroquímica y la generación de energía, principalmente para revestimientos de hornos, componentes refractarios y mobiliario funcional para hornos.

1. Aplicaciones en la industria cerámica

En la cocción de cerámica, se utilizan comúnmente hornos compuestos como mullita-corindón, mullita-cordierita y mullita-titanato de aluminio. Los hornos de mullita-corindón ofrecen una excelente resistencia a altas temperaturas y al choque térmico, lo que los hace adecuados para la cocción de ferritas y cerámicas aislantes eléctricas. Gracias a su baja expansión térmica y alta resistencia al choque térmico, los hornos de mullita-cordierita son adecuados para la cocción de cerámica tradicional y materiales catódicos para baterías de litio. Combinan una baja expansión térmica con una alta resistencia a la temperatura, lo que los hace adecuados para la cocción a temperatura media y sustituyen a algunos materiales costosos.

Para satisfacer los altos requisitos de corrosión y ciclos de alta temperatura de los materiales para baterías de litio, se utilizan cada vez más materiales compuestos multifásicos como mullita-cordierita-espinela y titanato de aluminio en el desarrollo de sagkers de alto rendimiento, mejorando la resistencia a la corrosión y la resistencia al choque térmico.

2. Aplicaciones en la Industria Metalúrgica

En la fabricación de acero, los materiales refractarios de mullita-cordierita se utilizan ampliamente en toberas de altos hornos, hornos de alta temperatura, cucharas de colada y hornos de ignición debido a su alta resistencia, resistencia a la corrosión y baja fluencia. Sus ladrillos y hormigones son diversos, incluyendo materiales aglomerados con cemento, aglomerados con sol de sílice y aglomerados con ρ-Al₂O₃, para adaptarse a diferentes requisitos de construcción y uso.

Además, la adición de materias primas como la espinela y el carburo de boro puede mejorar aún más la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la escoria de los materiales de mullita-corindón.

Los compuestos de mullita-cordierita también se utilizan en quemadores cerámicos de altos hornos de alta temperatura y puertas de hornos de coque, presentando una excelente estabilidad térmica y volumétrica. Los sistemas de mullita-alúmina, con su alta resistencia y bajo consumo de agua, se utilizan en hornos de ignición, hornos rotatorios y otras aplicaciones, ofreciendo una larga vida útil.

Los materiales de c aglomerados con carburo de silicio combinan alta resistencia y alta conductividad térmica, lo que los hace adecuados para revestimientos de cucharas de colada, hornos eléctricos, tanques de torpedos y otras aplicaciones. La adición de circón puede mejorar la resistencia al desgaste. La mullita también se puede utilizar como aglutinante en sistemas de hormigón sin cemento, combinada con corindón-carburo de silicio, para formar una estructura de red densa y mejorar el rendimiento general.

3. Aplicaciones en Otros Campos

En la industria del vidrio, los ladrillos de mullita se utilizan para revestimientos de hornos de fundición y equipos de moldeo. En la industria del cemento, los ladrillos resistentes a los álcalis, fabricados principalmente con mullita con bajo contenido de aluminio, se utilizan ampliamente en la zona de precalentamiento, la zona de seguridad y la zona de cocción de los hornos rotatorios de cemento. Los equipos de alta temperatura en las industrias petroquímica y energética también utilizan ampliamente moldeables a base de mullita como materiales de revestimiento, ofreciendo una excelente resistencia al choque térmico y a la corrosión.

4. Tendencias de Desarrollo

Los desarrollos futuros en materiales refractarios de mullita incluirán principalmente:

Ampliación de las áreas de aplicación: Ampliación de las aplicaciones tradicionales hacia industrias de alto rendimiento;

Desarrollo de materiales ligeros de mullita: Su uso para producir materiales refractarios de bajo consumo, logrando revestimientos de hornos ligeros y reduciendo la pérdida de calor;

Promoción de la aplicación de nano-mullita en polvo: Mejora de la uniformidad microestructural y el rendimiento general del material.