ES2242538B1 - Composicion refractaria y procedimiento de aplicacion. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una composición refractaria susceptible de ser proyectada a alta velocidad y alturas hasta 120 m. Dicha composición refractaria comprende agregados refractarios, cemento aluminoso y aditivos en proporción variable. Los componentes del agregado refractario varían según se trate de composiciones refractarias densas o aislantes. Constituye igualmente objeto de la presente invención un procedimiento para aplicar dichas composiciones refractarias.
Description
Composición refractaria y procedimiento de
aplicación.
Constituye un objeto de la presente invención
una composición refractaria susceptible de ser proyectada a alta
velocidad y alturas hasta 120 m.
Dicha composición refractaria comprende
agregados refractarios, cemento aluminoso y aditivos en proporción
variable. Los componentes del agregado refractario varían según se
trate de composiciones refractarias densas o aislantes.
Constituye igualmente objeto de la presente
invención un procedimiento para aplicar dichas composiciones
refractarias.
El sistema shotcreting consiste en la proyección
de hormigones refractarios sobre superficies preparadas para
recibir el hormigón y que consta de las siguientes fases:
a) Obtención de una mezcla homogénea y fluida, a
partir de una composición refractaria de nulo, bajo, medio o alto
contenido en cemento con agua.
b) Bombeo de esta composición a través de
tuberías o mangueras de alta presión hasta una boquilla situada en
el área de trabajo.
c) En la boquilla del sistema se le añade un
agente activador y aire comprimido, que proporciona además de un
mezclado homogéneo de ambos componentes, una alta velocidad de
salida de la mezcla que se adhiere sobre una superficie preparada
para ello.
Si bien, en un principio el sistema shotcreting
se introdujo orientado principalmente hacia la siderurgia ya que su
consumo es casi un 60% del refractario fabricado, su campo de
aplicación en el mundo de refractario se extiende a plantas de
cementos, incineradoras, centrales térmicas, industria del papel y
madera, petroquímica, hornos de cal, etc.
El sistema shotcreting para aplicación de
hormigones refractarios combina las ventajas de la instalación de
hormigones monolíticos (sin juntas) mediante vibrocolado (alta
calidad en los revestimientos, bajos contenidos en agua) y gunitado
tradicional vía seca (rapidez y facilidad en la instalación,
ausencia de encofrados), eliminando los inconvenientes de ambos
métodos: en el vibrocolado (necesidad de emplear costosos
encofrados, además del tiempo de desencofrado del hormigón que en
el caso de la instalación mediante shotcreting no son necesarios) y
en la aplicación mediante gunitado los principales inconveniente
son la pérdida de material por rebote, porosidad más alta, menor
densidad, aumento del contenido en agua y en general un peor
ambiente de trabajo debido al polvo ambiental que genera comparado
con un hormigón instalado mediante vibrocolado, todos estos
inconvenientes han sido mejorados o eliminados por la aplicación de
hormigones mediante el sistema shotcreting.
El sistema shotcreting aplicado a la instalación
de hormigones refractarios avanza en nuevas direcciones:
- \bullet
- Diseñando hormigones refractarios mucho más fluidos con los mismos tamaños de granos gracias al empleo de nuevos superplastificantes para mejorar la bombeabilidad hasta el punto de trabajo, consiguiendo trabajar a alturas superiores a 120 m. La combinación de esta fluidez con el uso de agentes activadores de fraguado que permiten disminuir el tiempo de reacción del hormigón refractario aumentando su viscosidad pero sin perder plasticidad permiten un empleo eficiente del sistema shotcreting.
- \bullet
- Mejorando las condiciones de trabajo de los aplicadores, que habitualmente soportan el peso de mangueras de 2'' conteniendo hormigones de densidades hasta 3,2 Tm/m^{3} en lugares estrechos de difícil acceso. Los nuevos hormigones posibilitan el uso de mangueras de menor diámetro reduciendo el peso a soportar en casi un 80%.
- \bullet
- La utilización de mangueras de pequeño diámetro (1 ½'') permite el empleo del sistema en nuevas instalaciones como los distintos tipos de calderas, donde conseguir pequeños espesores de revestimiento requieren un elevado control y una alta movilidad en la boquilla del sistema.
- \bullet
- La mayor fluidez del material consigue un alto respeto al medio ambiente, reduciendo el polvo ambiental y los residuos durante la instalación.
- \bullet
- Favoreciendo la disminución o eliminación de residuos refractarios al aumentar la vida de los revestimientos al permitir el recrecimiento de espesores gastados o reparaciones parciales.
Los documentos más relevantes en relación con el
objeto de la presente invención son:
Patente US 5628940, en la cual se describe un
proceso para aplicar una composición refractaria con un bajo
contenido en cemento utilizando una boquilla de pulverización. El
avance propuesto en esta patente es el desarrollo de un proceso en
húmedo que consta de las siguientes etapas:
- a)
- se obtiene una mezcla a partir de una composición con bajo contenido en cemento y agua.
- b)
- esta composición húmeda se bombea hasta una boquilla
- c)
- en la misma boquilla se introduce un agente gelificante, preferentemente cal, aunque podría ser otro compuesto, que facilita la precipitación de la composición refractaria.
- d)
- Se pulveriza la composición sobre la superficie a tratar introduciendo aire a presión en la boquilla.
La patente francesa FR-2688251
de 1992 describe la utilización de hormigones proyectables con bajo
contenido en cemento en un proceso de proyección húmeda. En este
documento se indica que esta técnica, que hasta ese momento no se
había utilizado cundo se trataba de hormigones con bajo contenido
en cemento, puede emplearse gracias a la introducción de un agente
gelificante como la goma de xantano u otro tipo de compuesto, en un
porcentaje entre el 0,5-1%.
El documento americano
US-5945168 se refiere a un proceso de aplicación de
una composición refractaria con un bajo contenido en cemento a la
que se adiciona cal hidratada antes de su aplicación con una
boquilla. La técnica se aplica a procesos en húmedo.
Otros documentos relacionados con el objeto de
la presente invención son: WO-03/004233, US
6022593, US 6054186 y US5876632.
El objeto de la presente invención es una
composición refractaria susceptible de ser proyectada a alta
velocidad y alturas hasta 120 m formada por:
- entre un 60 y un 99% de agregado
refractario
- entre un 0 y un 40% de cemento aluminoso
- entre un 0,05% y un 5% de aditivos
Cuando la composición presenta una fluidez de
hasta 130 (ASTM C 860), el agregado refractario comprende todos o
algunos de los siguientes componentes: alúmina (tabular o
reactiva), andalucita, arcillas, bauxita, carburo de silicio,
chamota, cianita, corindón blanco, marrón o rosa, espinelas,
grafito, mullita, sílice, silimanita, zircón y zircona.
Cuando la composición presenta una fluidez de
superior a 140 (ASTM C 860), el agregado refractario comprende
todos o algunos de los siguientes componentes: chamota ligera,
corindón globular y vermiculita.
El cemento aluminoso presente en la composición
refractaria contiene una proporción de alúmina comprendida entre el
30% y el 85%.
Los aditivos pueden ser de base fosfática o de
base orgánica, preferentemente poliglicoles y policarboxilatos.
Constituye igualmente un objeto de la presente
invención un procedimiento para aplicar a alta velocidad una
composición refractaria densa que presenta una fluidez de hasta 130
y que comprende las siguientes etapas:
- mezcla de la composición refractaria densa con
agua en una proporción comprendida entre el 3,5% y el 8% respecto
al peso de composición refractaria.
- transporte de la mezcla de composición
refractaria densa con agua formada en la etapa anterior mediante
impulsión hidráulica a través de tuberías y, en el último tramo, de
una manguera de longitud comprendida entre 3 y 7 metros.
- expulsión de la mezcla húmeda a través de una
boquilla en la cual se inyecta aire ó una mezcla de aire y CO_{2}
en proporción comprendida entre 1/100 y 100, a presión comprendida
entre 6 y 7 Kg/cm^{2} y un caudal comprendido entre 6 y 15
m^{3}/min junto con un activador de fraguado previamente
inyectado en la corriente de aire o aire/ CO_{2}.
En el caso de composiciones refractarias
aislantes que presentan una fluidez superior a 140, el
procedimiento de aplicación a alta velocidad comprende las
siguientes etapas:
- mezcla de la composición refractaria aislante
con agua en una proporción comprendida entre el 40% y el 120%
respecto al peso de composición refractaria.
- transporte de la mezcla de composición
refractaria aislante con agua formada en la etapa anterior mediante
impulsión hidráulica a través de tuberías y, en el último tramo, de
una manguera de longitud comprendida entre 3 y 7 metros.
- expulsión de la mezcla húmeda a través de una
boquilla en la cual se inyecta aire ó una mezcla de aire y CO_{2}
en proporción comprendida entre 1/100 y 100, a presión D comprendida
entre 6 y 7 Kg/cm^{2} y un caudal comprendido entre 0,5 y 5
m^{3}/min junto con un activador de fraguado previamente
inyectado en la corriente de aire o aire/CO_{2}.
El activador de fraguado es una compuesto de
base orgánica, preferentemente derivados celulósicos, o bien de
base inorgánica, preferentemente sales de metales alcalinos o de
calcio.
La fluidez de las composiciones refractarias
permite utilizar una manguera de alta presión con un diámetro de
una pulgada y media y aplicar las mismas a alturas de hasta 120
metros.
La presente invención versa sobre el proceso de
aplicación de hormigones refractarios de elevada fluidez utilizando
como método de aplicación la tecnología de shotcreting en
condiciones novedosas de altura y diámetros de mangueras gracias a
la reología de la premezcla húmeda.
El método de shotcreting o gunitado en húmedo
consiste en varias etapas que pueden describirse como la premezcla
del material refractario en seco con la cantidad de agua
previamente establecida, generalmente en una mezcladora de palas de
tipo planetario, el transporte de dicha mezcla mediante un
mecanismo hidráulico hasta una boquilla y la adición de un aditivo
que permite proyectar dicho material sobre la superficie que debe
revestirse sin problemas de descuelgue o rebote elevado.
La presente invención es aplicable tanto una
composición de hormigón refractario denso como un material
aislante.
Se define el hormigón refractario denso como una
mezcla de agregados refractarios, cemento aluminoso y/o
aditivos.
Los agregados refractarios son elegidos entre
los siguientes: alúmina tabular, corindón blanco, marrón o rosa,
espinetas, bauxita, cianita, andalucita, silimanita, mullita,
chamota, arcillas, sílice, zircón, zircona, grafito y carburo de
silicio. Constituyen entre el 60 y el 99% en peso de la mezcla seca
del hormigón.
El cemento aluminoso varía en el porcentaje de
alúmina en su composición entre un 30 y un 85%. Constituye entre el
0 y el 40% en peso de la mezcla seca del hormigón.
Los aditivos pueden ser dispersantes,
superplastificantes, reductores de agua y actuar de forma estérica
y/o electrostática rodeando las partículas sólidas y consiguiendo
aumentar su movilidad reduciendo el porcentaje de agua necesario
para adquirir una elevada fluidez de la mezcla. Constituyen entre
el 0.05 y el 5% en peso de la mezcla seca del hormigón.
Un ejemplo de hormigón denso de alta fluidez
aplicable por shotcreting se presenta en la siguiente tabla, donde
el agregado refractario es alúmina tabular en un 95% en peso en la
composición seca.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
En esta composición se ha elegido como
dispersante alúmina dispersante de tipo ADS/ADW de Alcoa en una
proporción de 1.0% peso sobre el hormigón.
La cantidad de agua requerida para alcanzar una
fluidez de 130 según la norma ASTM C860 es del 4.6% sobre el peso
de la composición refractaria.
Se define el hormigón refractario aislante como
una mezcla de agregados refractarios ligeros, cemento aluminoso y/o
aditivos.
Los agregados refractarios son elegidos entre
los siguientes: Chamota ligera, vermiculita, arcilla y corindón
globular. Constituyen entre el 60 y el 99% en peso de la mezcla
seca del hormigón.
El cemento aluminoso varía en el porcentaje de
alúmina en su composición entre un 30 y un 70%. Constituye entre el
10 y el 40% en peso de la mezcla seca del hormigón.
Los aditivos pueden ser dispersantes,
superplastificantes, gelificantes y actuar de forma estérica y/o
electrostática. Constituyen entre el 0.05 y el 5% en peso de la
mezcla seca del hormigón.
Un ejemplo de hormigón aislante de alta fluidez
aplicable por shotcreting se presenta en la siguiente tabla, donde
el agregado refractario es el 63% en peso en la composición
seca.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
En esta composición se ha elegido como
dispersante uno de tipo estérico basado en copolímeros vinílicos
modificados de cadena larga en una proporción de 1.7% en peso sobre
el hormigón seco.
La cantidad de agua requerida para alcanzar una
fluidez de 140 según la norma ASTM C860 es del 54% sobre el peso
de la composición refractaria.
En ambos casos la mezcla del material
refractario con la cantidad de agua requerida se realiza en una
mezcladora de palas durante un tiempo no inferior a 10 minutos y se
transporta mediante impulsión hidráulica a través de tuberías de
alta presión hasta la boquilla de aplicación.
En dicha boquilla se mezcla con un activador del
fraguado o un agente gelificante que es introducido mezclado con
aire o una mezcla de aire/CO_{2}. El agente activador del
fraguado puede ser elegido entre los agentes de tipo orgánico,
derivados celulósicos que aumentan la viscosidad de la mezcla
proyectada evitando el descuelgue del material una vez proyectado
sobre la superficie a recubrir o de tipo inorgánico que inducen el
fraguado endureciendo rápidamente el hormigón, escogiendo entre
diversas sales de metales alcalinos (sodio o potasio) o calcio,
pudiendo ser cloruros, sulfatos, carbonatos.
Claims (10)
1. Composición refractaria susceptible de ser
proyectada a alta velocidad y alturas hasta 120 m,
caracterizada porque está formada por:
- entre un 60 y un 99% de agregado
refractario
- entre un 0 y un 40% de cemento aluminoso
- entre un 0,05% y un 5% de aditivos
2. Composición refractaria según la
reivindicación 1, caracterizada porque cuando la composición
presenta una fluidez de hasta 130 (ASTM C 860), el agregado
refractario comprende todos o algunos de los siguientes
compo-
nentes:
nentes:
alúmina (tabular o reactiva), andalucita,
arcillas, bauxita, carburo de silicio, chamota, cianita, corindón
blanco, marrón o rosa, espinetas, grafito, mullita, sílice,
silimanita, zircón y zircona.
3. Composición refractaria según la
reivindicación 1, caracterizada porque cuando la composición
presenta una fluidez de superior a 140 (ASTM C 860), el agregado
refractario comprende todos o algunos de los siguientes
componentes:
chamota ligera, corindón globular y
vermiculita.
4. Composición refractaria según las
reivindicaciones 1-3, caracterizada porque el
cemento aluminoso contiene una proporción de alúmina comprendida
entre el 30% y el 85%.
5. Composición refractaria según las
reivindicaciones 1-4, caracterizada porque
los aditivos pueden ser de base fosfática o de base orgánica,
preferentemente poliglicoles y policarboxilatos.
6. Procedimiento para aplicar a alta velocidad
una composición refractaria densa que presenta una fluidez de hasta
130 según las reivindicaciones 1,2, 4 y 5, caracterizado
porque comprende las siguientes etapas:
- mezcla de la composición refractaria con agua
en una proporción comprendida entre el 3,5% y el 8% respecto al
peso de composición refractaria.
- transporte de la mezcla de composición
refractaria densa con agua formada en la etapa anterior mediante
impulsión hidráulica a través de tuberías y, en el último tramo, de
una manguera de longitud comprendida entre 3 y 7 metros.
- expulsión de la mezcla húmeda a través de una
boquilla en la cual se inyecta aire ó una mezcla de aire y CO_{2}
en proporción comprendida entre 1/100 y 100, a presión comprendida
entre 6 y 7 Kg/cm^{2} y un caudal comprendido entre 6 y 15
m^{3}/min junto con un activador de fraguado previamente
inyectado en la corriente de aire o aire/CO_{2}.
7. Procedimiento para aplicar a alta velocidad
una composición refractaria aislante que presenta una fluidez
superior a 140 según las reivindicaciones 1,3, 4 y 5,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- mezcla de la composición refractaria con agua
en una proporción comprendida entre el 40% y el 120% respecto al
peso de composición refractaria.
- transporte de la mezcla de composición
refractaria aislante con agua formada en la etapa anterior mediante
impulsión hidráulica a través de tuberías y, en el último tramo, de
una manguera de longitud comprendida entre 3 y 7 metros.
- expulsión de la mezcla húmeda a través de una
boquilla en la cual se inyecta aire ó una mezcla de aire y CO_{2}
en proporción comprendida entre 1/100 y 100, a presión comprendida
entre 6 y 7 Kg/cm^{2} y un caudal comprendido entre 0,5 y 5
m^{3}/min junto con un activador de fraguado previamente
inyectado en la corriente de aire o aire/CO_{2}.
8. Procedimiento para aplicar a alta velocidad
una composición refractaria según las reivindicaciones 6 y 7,
caracterizado porque el activador de fraguado es una
compuesto de base orgánica, preferentemente derivados celulósicos, o
bien de base inorgánica, preferentemente sales de metales alcalinos
o de calcio.
9. Procedimiento para aplicar a alta velocidad
una composición refractaria según las reivindicaciones 6, 7 y 8,
caracterizado porque la fluidez de las composiciones
refractarias permite utilizar una manguera de alta presión con un
diámetro de una pulgada y media.
\newpage
10. Procedimiento para aplicar a alta velocidad
una composición refractaria según las reivindicaciones
6-9, caracterizado porque la fluidez de las
composiciones refractarias permite aplicar las mismas a alturas de
hasta 120 metros.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200401008A ES2242538B1 (es) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Composicion refractaria y procedimiento de aplicacion. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200401008A ES2242538B1 (es) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Composicion refractaria y procedimiento de aplicacion. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2242538A1 ES2242538A1 (es) | 2005-11-01 |
| ES2242538B1 true ES2242538B1 (es) | 2007-03-16 |
Family
ID=35276745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200401008A Expired - Fee Related ES2242538B1 (es) | 2004-04-16 | 2004-04-16 | Composicion refractaria y procedimiento de aplicacion. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2242538B1 (es) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU85107A1 (fr) * | 1983-11-28 | 1985-07-17 | Tunjet A G | Composition de beton refractaire et application en metallurgie |
| CA1247151A (en) * | 1985-06-24 | 1988-12-20 | Thomas R. Kleeb | Abrasion resistant refractory composition |
-
2004
- 2004-04-16 ES ES200401008A patent/ES2242538B1/es not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2242538A1 (es) | 2005-11-01 |
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