Los materiales refractarios, tal y como su nombre lo indica, por lo general, son materias primas usadas para fabricar componentes adaptables a condiciones de alta temperatura, superior a los 1200 °C (2192 °F). Son usados ampliamente en los procesos de alta temperatura a través de una gran variedad de sectores industriales, como el del acero, metales no ferrosos, materiales de construcción, química, energía, protección medioambiental y aeroespacial.

Los materiales refractarios son usados normalmente en procesos de colada continua, como las artesas o tundish de colada, vástagos de tapones, plaquetas corredizas, boquillas y otras piezas. Los más comunes en este tipo de aplicaciones comprenden los ladrillos de carbono de aluminio-circonio, aquellos de carbono de aluminio y de carbono de aluminio-magnesio.

Por tanto, determinar la composición química de los materiales refractarios es sumamente importante para asegurar su calidad, rendimiento e idoneidad de uso en aplicaciones específicas de alta temperatura. Entre los componentes normalmente analizados cuando se desea inspeccionar materiales refractarios, destacan:

1. Materias primas de óxidos
2. Productos acabados

En este blog, mostramos la comparación de dos métodos analíticos usados para inspeccionar materiales refractarios, la cual se centra en los requisitos que deben cumplirse con respecto a la preparación de muestras, al alcance de la eficiencia y a los resultados analíticos.

Comparación de métodos analíticos para elementos a fin de inspeccionar materiales refractarios

Uno de los métodos analíticos para elementos, comúnmente usado en laboratorios, es la valoración o titulación ácido-base. Sin embargo, en un laboratorio, un técnico puede llegar a producir un máximo de dos a tres resultados por muestra cada día mediante los análisis químicos húmedos.

Por tanto, considerando la dinámica industrial actual en la que se deben seguir rigurosos requisitos para los ensayos y las inspecciones regulares de los materiales entrantes, la cantidad del trabajo de investigación que deben asumir los empresas de materiales refractarios es onerosa. Además, la eficiencia de los métodos de valoración/titulación tradicionales es algo limitada debido al tiempo y al labor que requieren.

Los analizadores de fluorescencia de rayos X portátiles, también conocidos como analizadores XRF o FRX portátiles, proporcionan un método eficiente y preciso para medir el contenido de elementos en los materiales refractarios. Los técnicos pueden obtener resultados de inspección individuales en un tiempo tan corto —inferior a cinco minutos— que a la vez cumplen con los márgenes de error definidos de ±10 %.

Aquí se proporciona un breve resumen de los dos métodos:

Comparación de los requisitos de preparación de muestra y eficiencia de detección entre los métodos de fluorescencia de rayos X en modo portátil y la valoración/titulación química.

Ahora, se revisan los resultados. A continuación, se proporciona una comparación porcentual del contenido de alúmina (óxido de aluminio sintéticamente producido, o Al203) detectado en los productos acabados:

Comparación de los resultados de detección con el analizador XRF portátil Vanta Core (ensayos de 50 segundos, promedio) y los resultados con el métodos de valoración/titulación.

Para los ensayos XRF en modo portátil, se usó el modelo de analizador Vanta Core (V2CA). El gráfico permite observar la buena relación lineal entre el promedio de los resultados de inspección XRF y los resultados de laboratorio obtenidos a partir del método de valoración/titulación química. Con ello, se confirma la fiabilidad de la inspección usando un analizador XRF portátil. El analizador XRF muestra los valores de interés tras una simple calibración.

Los resultados del ensayo con el analizador XRF Vanta muestran el porcentaje del contenido de alúmina (Al203) presente en el material refractario.

Por otra parte, la tecnología XRF en modo portátil posibilita la obtención de resultados de elementos de forma rápida, precisa y sobre todo no destructiva. Esto conlleva a una mejora significativa a nivel de la eficiencia de inspección para los materiales refractarios. Para visualizar este ensayo en directo con nuestro analizador Vanta Core portátil, póngase en contacto con nuestro equipo para concertar una demostración.