Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jan 2022)
The main role of the ZrO2–MgO–CaO and ZrO2–MgO–CaO–SiO2 systems in the field of refractories
Abstract
The increasing severity of the working conditions of refractories together with the necessity of available and economically feasible raw materials have changed the design approaches towards materials experiencing “in situ” modifications during use.The systems ZrO2–MgO–CaO and ZrO2–MgO–CaO–SiO2 are key ones in refractory technology due to the high temperatures for liquid formation involved. Apart from the well-known ZrO2, MgO, MgO-C and MgO·CaO commercial refractories, calcium zirconate (CZ, CaZrO3)-based materials have been proposed due to the low thermal conductivity and high refractoriness of CZ. Naturally occurring minerals as dolomite, baddeleyite or zircon are potential raw material candidates for the fabrication of relatively low cost MgO-CZ-based refractories.This work discusses guidelines for the formulation of basic refractories with CZ-based matrices. The effect of composition on the microstructural development, the mechanical behaviour and the corrosion resistance against cement clinker are discussed. Resumen: El incremento en la severidad de las condiciones de trabajo de los nuevos materiales refractarios y la necesidad de disponer de materias primas económicamente viables, han dado lugar a cambios en el enfoque del diseño microestructural hacia materiales que experimentan modificaciones «in situ» durante su uso.Los sistemas ZrO2-MgO-CaO y ZrO2-MgO-CaO-SiO2 son clave en la tecnología refractaria debido a las altas temperaturas de formación de líquidos involucradas. Además de los refractarios comerciales ZrO2, MgO, MgO-C y MgO.CaO, se han propuesto materiales a base de circonato cálcico (CZ, CaZrO3) debido a la baja conductividad térmica y alta refractariedad del CZ. Los minerales como la dolomita, la baddeleyita o el circón son candidatos potenciales a materias primas para la fabricación de refractarios basados en MgO-CZ de costo relativamente bajo.Este trabajo analiza las pautas para la formulación de refractarios básicos con matrices basadas en CZ. Se discute el efecto de la composición sobre el desarrollo microestructural, el comportamiento mecánico y la resistencia a la corrosión frente al clínker de cemento.
