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PRESENTAZIONE
REFRASUD INTERNATIONAL S.R.L.
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MATERIALI A BASE DI CARBONXIDE
La Refrasud International S.r.l. (in seguito denominata Refrasud), opera nel campo
dei refrattari che fornisce in differenti tipologie qualitative. Per la loro produzione viene
impiegato uno speciale condizionante chimico denominato CARBONXIDE®, che
conferisce al prodotto finito particolari caratteristiche chimico fisiche.
Il CARBONXIDE®, durante la fase di sinterizzazione, favorisce la formazione di una
microstruttura e una microporosità diffusa, meglio distribuita (vedi Foto n. 1-3-5
pag.2), rispetto a quella relativa a materiali refrattari di normale produzione (vedi Foto
n. 2-4-6 pag.2).
I vantaggi da evidenziare:
1) Riduzione di costi energetici
2) Maggiore durata dei Refrattari
3) Minori costi di manutenzione
Grazie all’introduzione sul mercato di questo condizionante che può essere utilizzato
nella quasi totalità dei prodotti refrattari (fatta eccezione per cementi o calcestruzzi
refrattari che contengono fosfati di alluminio e per mattoni alluminosi legati
chimicamente), la Refrasud è in grado di migliorare ed incrementare le performance di
tali prodotti (in termini di capacità termiche e durata).
Gran parte del merito di questa innovazione è dovuto alla particolare attenzione che
Refrasud ha posto, da sempre, nei confronti della Ricerca, ponendo al centro della
sua attività continui programmi di sperimentazione.
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Microanalisi qualitative delle strutture
refrattarie con CARBONXIDE®
Fig. 1
Microanalisi qualitativa delle strutture
refrattarie STANDARD
Fig. 2
Particolare della struttura di refrattario in cui
si rilevano fori di porosità più piccoli a parità
d’ingrandimento.
Fig. 3
Particolare della struttura di refrattario in cui si
rilevano fori di porosità più grandi a parità
d’ingrandimento.
Fig. 4
Si rilevano microcomponenti di dimensioni
molto più ridotte a parità d’ingrandimento.
Fig. 5
Si rilevano componenti di dimensioni molto più
grandi a parità d’ingrandimento.
Fig. 6
Si rilevano grani di dimensione più
piccola, a parità d’ingrandimento.
Si rilevano grani di dimensione più
grande, a parità d’ingrandimento.
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L’additivo esplica la sua azione durante la fase di sinterizzazione e/o
ceramizzazione impedendo l’ingrossamento dei grani e favorendo un consistente
aumento dei pori con un diametro più piccolo.
I prodotti trattati con i condizionanti a base di CARBONXIDE, consentono una
struttura che, pur conservando la porosità totale uguale a quella ottenuta nei
prodotti standard, si differenzia da essi per un sostanziale aumento del numero
dei pori per cm3 (dal 30÷40%) e una riduzione del diametro degli stessi (dal
30÷50%). [vedi tabella 1 e foto 1 e 2]
Si riportano di seguito i risultati ottenuti dal Dipartimento di Ingegneria
dell’Innovazione dell’Università di Lecce, i cui studi sono stati incentrati sulla
caratterizzazione strutturale di mattoni alluminosi additivati.
Nella tabella sotto riportata, vengono messi a confronto i risultati relativi a un
mattone additivato (ZH 85 A) ed un mattone (ZH 85) non additivato (entrambi con
allumina all’82%).
Tabella 1
Proprietà
Mattone ZH 85
non additivato
Mattone ZH 85 A
con CARBONXIDE
Average pore radius
(Micron) :
0.83±0.02
0.53±0.02
Total porosity (%) :
20.0±0.6
21.0±0.6
Bulk density (g/cm3) :
2.70±0.05
2.69±0.05
Valori di porosità, diametro dei pori e densità dei campioni di
refrattario ottenuti dall’analisi mediante porosimetria a mercurio
(CERTIFICATO N.1)
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Ne consegue che la formazione microporosa ottenuta con l’impiego del
CARBONXIDE® risulta più favorevole per lo “scarico” delle tensioni e più idonea
a migliorare la compattezza e la resistenza termo-meccanica dei relativi
manufatti.
Si riscontrano le seguenti caratteristiche:
•
Maggiore calore specifico (20%÷30%)
•
Minore conducibilità termica (10%÷20%)
•
Minore diffusività termica (30%÷50%)
•
Migliore resistenza allo Shock termico
•
Migliore resistenza meccanica a caldo (1300÷1600°C) (20%÷30%)
•
Minori dilatazioni termiche (10%÷20%)
Tali peculiarità sono state riscontrate in numerosi tests di laboratorio eseguiti
dalla Societè Francaise de Ceramique, l’Università di Lecce, il Laboratorio
Salentec, laboratori italiani ed esteri allocati presso importanti costruttori di
refrattari.
I tests di laboratorio sono stati condotti su mattoni isolanti e su mattoni e
calcestruzzi refrattari, alcuni dei quali vengono di seguito riportati.
Un rivestimento refrattario additivato realizzato mediante l’utilizzo di tale
tecnologia, permette di ottenere un valore di diffusività termica di gran lunga
inferiore a quella riscontrabile su rivestimenti refrattari standard.
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Esempio pratico comparativo di diffusività termica relativa a un Mattone Refrattario
Alluminoso al 70% Al2O3.
MATTONE STANDARD
(70% Al2O3)
α
=
MATTONE ADDIVATO
(70% Al2O3)
λ
2,3
=
= 0,7149
CpxPs
1,214 x 2,65
α =
λ
1,886
=
=
CpxPs
1,55 x 2,65
0,4591
Dove
α = diffusività termica [m2/s] = 0,7149
Cp = calore specifico [J/KgK] = 1,214
Ps = densità [Kg/m3] = 2,65
λ = conducibilità termica [W/mK] = 2,3
α = diffusività termica [m2/s] = 0,4591
Cp = calore specifico [J/KgK] = 1,55
Ps = densità [Kg/m3] = 2,65
λ = conducibilità termica [W/mK] = 1,886
Tabella materiali con le loro proprietà.
Natura dei
materiali
Acciaio
Bauxite
Bauxite +
additivo
Chamotte
Chamotte +
additivo
Dolomite
Magnesite
Isolante
t< 10.000
Isolando
t ─ 1.400
Baux + addit.
λ
(W/mK)
50
2
C
kJ/kg K
0,795
1,214
ρ
Kg/m3
7 10 3
2,8 10 3
α
m2/hx3,6 x 10 3
32,3 10 3
2,12 10 3
A
(λ. ρ. C)1/2
527,5
82,5
1,7
1,2
1,578
1,214
2,15 10 3
2,15 10 3
1,385 10 3
1,65 10 3
86,7
56
1,02
2,9
4
1,578
1
1,32
2,15 10 3
2,81 10 3
3 10 3
1,08 10 3
3,73 10 3
3,60
58,8
90,1
125,8
0,465
1,09
1 10 3
1,54 10 3
22,5
0,581
1,92 10 3
3
2 x 0,85─
1,214 x 1,3─
2,8 10
1,385 10 3
1,70
1,578
Cham.+addit.
1,02
1,578
2,15 10 3
1,082 10 3
α. = caratterizza la velocità alla quale il materiale modifica la sua temperatura in risposta a dei
termiche.
25,2
86,7
58,8
gradients
si nota come un abbassamento del valore λ al numeratore e un contestuale aumento del
valore Cp al denominatore, comportano un decremento del valore di diffusività termica.
Essa rappresenta la velocità con cui una sostanza dissipa il calore, ed è misurata in
[m2/s].
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CERTIFICAZIONI
CONDUCIBILITA’ TERMICA
Di seguito si evidenziano i valori risultanti da prove di laboratorio condotte da la “Société Francaise
de Céramique” tra due mattoni isolanti di qualità JM26 uno di produzione standard e l’altro con
CARBONXIDE® a parità di peso specifico e porosità totale.
MATTONE NORMALE
TEMP. MEDIA °C
W / Mk
540
0.281
1083
0.335
MATTONE CON CARBONXIDE®
TEMP. MEDIA °C
W / Mk
552
0.240
1108
0.285
Certificati SFR (Sociètè Francaise de Cèramique) n.88939 e n.88938 (ex Ifintur)
(CERTIFICATO N.2 e CERTIFICATO N.3)
CONDUCIBILITA’ TERMICA
Di seguito si evidenziano i valori risultanti da prove di laboratorio condotte dalla “Société Francaise
de Céramique” su campioni di calcestruzzo refrattario Refrasud qualità Carbovibro 50 LI uno tal
quale e l’altro con aggiunta di CARBONXIDE® a parità di peso specifico e porosità totale.
CARBOVIBRO 50 LI (N) NORMALE
TEMP. MEDIA °C
W / Mk
208
0.92
1105
1.08
CARBOVIBRO 50 LI (A) CON CARBONXIDE®
TEMP. MEDIA °C
W / Mk
286
0.73
1177
1.01
Certificati SFR (Sociètè Francaise de Cèramique) n.97061 e n.97060 (ex Ifintur)
(CERTIFICATO N.4 e CERTIFICATO N.5)
CALORE SPECIFICO
Prove effettuate su n.2 campioni (uno additivato con CARBONXIDE® ed uno non additivato) a
parità di peso specifico e porosità totale.
CARBOVIBRO 50 LI (N) NORMALE
TEMP. °C
J / kGK
1250
1197
1300
1242
1350
1239
1400
1276
CARBOVIBRO 50 LI (A) CON CARBONXIDE®
TEMP. °C
J / kGK
1250
1313
1300
1381
1350
1451
1400
1554
Certificati SFR (Sociètè Francaise de Cèramique) n. 97482 e n.97483 (ex Ifintur)
(CERTIFICATO N.6 e CERTIFICATO N.7)
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PROVE COMPARATIVE DI DISSIPAZIONE DI CALORE
Per dimostrare la differente dissipazione termica nel tempo tra due refrattari
alluminosi (uno additivato con CARBONXIDE® ed uno non additivato), si evidenziano
i risultati delle prove effettuate presso i laboratori della Refrasud su due campioni di
calcestruzzo (a parità di peso specifico e porosità totale), portati a 600°C ed a 900°C
in forno per 20 ore e successivamente monitorati nel tempo fino a totale
raffreddamento.
CALCESTRUZZO SENZA ADDITIVO
CALCESTRUZZO CON CARBONXIDE®
Temperatura forno: 600°C - Temperatura ambiente: 29°C
Tempo
Temperatura
Tempo
Temperatura
Uscita dal forno
303°C
Uscita dal forno
313°C
dopo 10 minuti
218°C
dopo 10 minuti
227°C
dopo 20 minuti
145°C
dopo 20 minuti
147°C
Certificato Refrasud International n. 2378/11
(CERTIFICATO N.8)
CALCESTRUZZO SENZA ADDITIVO
CALCESTRUZZO CON CARBONXIDE®
Temperatura forno: 900°C - Temperatura ambiente: 34°C
Tempo
Temperatura
Tempo
Temperatura
Uscita dal forno
435°C
Uscita dal forno
468°C
dopo 10 minuti
280°C
dopo 10 minuti
318°C
dopo 20 minuti
184°C
dopo 20 minuti
215°C
Certificato Refrasud International n. 2380/11
(CERTIFICATO N.9)
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MODULO DI ROTTURA PER FLESSIONE A CALDO (1500°C)
Prove effettuate su n.2 campioni (uno additivato ed uno non additvato) a parità di
peso specifico e porosità totale.
CARBOVIBRO 50 LI (N) NORMALE
PROVE
MPA
1
0.91
2
0.80
3
0.69
MEDIA
0.80
CARBOVIBRO 50 LI (A) CON CARBONXIDE®
PROVE
MPA
1
1.10
2
1.15
3
0.92
MEDIA
1.06
Certificati SFR (Sociètè Francaise de Cèramique) n.97442 e n.97441 (ex Ifintur)
(CERTIFICATO N.10 e CERTIFICATO N.11)
Prodotti a base di CARBONXIDE®
I condizionanti chimici CARBONXIDE® (additivi innovativi liquidi o in polvere)
opportunamente miscelati nei prodotti refrattari, sono in grado di conferire proprietà
termiche e meccaniche superiori ai prodotti std.
Sono utilizzati per:
• Cementi refrattari;
• Mattoni isolanti;
• Mattoni refrattari alluminosi e/o basici;
• Calcestruzzi refrattari;
• Prefabbricati refrattari;
• Materiali da spruzzo refrattari.
Per quanto riguarda gli additivi liquidi, le percentuali da inserire nelle miscele refrattarie
sono comprese tra lo 0,1% e lo 0,5% sul peso totale della miscela da trattare.
Per quanto riguarda gli additivi in polvere, le percentuali variano dall’ 1,5% al 3%.
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CAMPI DI APPLICAZIONE della
TECNOLOGIA REFRASUD RELATIVA A REFRATTARI:

“Siviere acciaio (Lay-out tipico)” (Relazione N.1)

“Paniere (Tundish)” (Relazione N.2)

“Carri siluro” (Relazione N.3)

“Porte cokerie” (Relazione N.4)

“Forni da riscaldo: moduli prefabbricati per tubazioni
interne e rivestimenti refrattari” (Relazione N.5)

“Forni rotatori per cementerie”
Nelle pagine a seguire, sono meglio ripresi ed analizzati tutti i campi di
applicazione sopra citati, evidenziando caratteristiche e vantaggi derivanti
dall’utilizzo della tecnologia Refrasud.
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REFERENZE:
CLIENTI
La REFRASUD fornisce i suoi prodotti sia sul mercato italiano che estero, i suoi
principali Clienti sono:
• ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni S.p.A. – Italia
• EZDK Al Ezz Dekheila Steel Co – Egitto
• Duferco, La Louvière – Belgium
• Carsid, Marcinelle – Belgium
• Acciaierie Valbruna S.p.A. – Vicenza – Italia
• Lucchini S.p.A. – Piombino – Italia
• Loi Italimpianti Tenova – Genova – Italia
• Metinvest Trametal – Udine – Italia
• Green Project srl – Genova – Italia
• ILVA S.p.A. – Riva Group – Taranto – Italia
• ABS Acciaierie Bertoli Safau S.p.A. – Cargnacco – Italia
• Grigoli S.p.A. – Verona – Italia (ora NLMK Verona S.p.A.)
• Verona Steel S.p.A. – Verona – Italia (ora NLMK Verona S.P.A.)
• Mobarakeh Steel Co. – Iran
• DANIELI – ABS Acciaierie Bertoli Safau S.p.A. – Cargnacco – Italia
• DANIELI – ACINDAR – Argentina
• DANIELI – Duferco, La Louvière – Belgium
• TECHINT – BHUSHAN – India
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Forno Walking Beam, SIDMAR, Gent – Belgium
Forno Walking Beam, DUFERCO, Clabecq – Belgium
Forno Walking Beam, Techint – Lucchini, Piombino –
Forno a spinta, THYSSENKRUPP, Stahl Edelsthalwerk Witten – Germania
Forno Walking Beam, Techint - DUFERCO, La Louvière – Belgium
Forno Walking Beam, Techint – TATA STEEL, Jamshedpur – India
Forno a spinta, Techint – SSAB, Oxelösund – Sweden
Forno Walking Beam, Techint – STOMANIA, Pernik – Bulgaria
Forno Walking Beam, Techint – HKMK, Novokuznetsk – Russian
Forno Walking Beam, Techint/Vai – HADEED F2, Al Jubail – KSA
Forno Walking Beam, Techint – SIDERAR, San Nicolas – Argentina
Forno Walking Beam, Techint – HYLSA, Mexico 2006
Forno Walking Beam, Techint – ACRONI – Slovenia
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PLAYERS/PARTNERS
Tra i players/partners della REFRASUD abbiamo:
• TRL Krosaki Refractories Limited – INDIA (mattoni dolomite zona bagno –
•
•
•
•
mattoni in magnesite)
Refraco s.r.o. – SLOVAKIA (mattoni in magnesite – mattoni in allumina)
Thermal Ceramics Italiana s.r.l. – LODI (calcestruzzo – mattoni isolanti)
Alexandria Co. For Refractories – CAIRO (mattoni in allumina – calcestruzzo)
Sheffield Refractorie Ltd – UK (calcestruzzo)
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