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Los expertos de la industria predicen que el sector siderúrgico de China generará 500 millones de toneladas de residuos sólidos anuales para 2025, de los cuales aproximadamente el 1,5%-2% corresponderá a materiales refractarios gastados del sistema de canal de colada, estimándose una producción anual de 750.000-1 millón de toneladas. Actualmente, unas 300.000 toneladas de refractarios usados ingresan al sistema de reciclaje (incluyendo tanto el reciclaje interno por empresas como el reciclaje público), resultando en una tasa de reciclaje global del 30%-35%, significativamente inferior a la tasa de aprovechamiento de residuos sólidos masivos como la escoria de alto horno (99,94%). El vertido del remanente provoca desperdicio de recursos, incremento de costos y contaminación ambiental. Los refractarios del sistema de canal se reemplazan frecuentemente (cada tres meses, con algunas vidas útiles aún más cortas), representando el 12% del proceso de fundición. Por tanto, existe amplio margen para reducir costos de consumo refractario en este sistema.

Las tecnologías clave para el aprovechamiento de refractarios gastados en canales de colada incluyen:

Primero, tecnología de áridos reciclados. Los refractarios reciclados (de alta alúmina, corindón, Al2O3-SiC-C) sometidos a trituración, cribado y clasificación pueden reemplazar el 15%-50% de áridos vírgenes (arcilla calcinada, corindón marrón, etc.). Esta tecnología ofrece ventajas significativas: reduce considerablemente los costos de materias primas; mitiga el agotamiento de recursos minerales naturales no renovables; y tras su servicio a alta temperatura, los cristales del material se desarrollan más completamente, mejorando la resistencia al choque térmico y la estabilidad volumétrica a altas temperaturas del hormigón refractario reciclado.

Segundo, se emplea micronización de matriz. Los refractarios reciclados de composición estable se muelen ultrafinos para reemplazar parcialmente componentes de matriz como polvo fino de Al2O3, optimizando la microestructura de la matriz y reduciendo costos materiales.

Tercero, fabricación de componentes prefabricados funcionales. Se manufacturan elementos como tapas de canal y vertederos de escoria usando áridos reciclados como materia prima principal, permitiendo reemplazo rápido y mejorando uniformidad de servicio.

Cuarto, aprovechamiento de alto contenido en capas no trabajantes. Uso a gran escala de materiales reciclados en capas permanentes, aislantes y otras áreas sin contacto directo con hierro fundido, logrando reciclaje eficiente de recursos. 

Quinto, caso de uso típico de materiales refractarios Al2O3-SiC-C como muestra la siguiente figura.

¿Cuál es el futuro de los refractarios usados en sistemas de canal de colada de alto horno? ¿Cuáles son los impulsores clave?

Los expertos respondieron: Primero, políticas y regulaciones impulsan esta tendencia. La estrategia nacional de "doble carbono" promueve el aprovechamiento de residuos industriales; impuestos ambientales y a recursos minerales fuerzan la transformación empresarial.

Segundo, se enfatizan beneficios económicos de ciclo completo. Esto puede reducir el costo total de refractarios en el canal ≥30%, disminuir costos de almacenamiento y disposición de refractarios gastados, y establecer un circuito cerrado de valor en la cadena "reciclaje-procesamiento-regeneración".

Tercero, se logran avances en madurez tecnológica. Ejemplos: tecnología de reconocimiento espectral mejora precisión en clasificación de chatarra; procesos de tratamiento térmico y en frío se estandarizan; se optimiza tecnología de control de reacción secundaria de mulita en fórmulas regeneradas; sistema inteligente de clasificación usa fluorescencia de rayos X (XRF) + IA con precisión del 99,2% en separación de impurezas metálicas/no metálicas; y tecnología de activación de micropolvos emplea métodos mecanoquímicos para producir polvo reciclado nano (d50 ≤ 1,2μm), aumentando superficie específica a 8,5m²/g.

Cuarto, brinda garantías confiables para seguridad de recursos estratégicos. Esto implica mitigar riesgos de suministro de recursos como bauxita de alto grado y corindón fundido.

¿Cuáles son los principales desafíos en la aplicación de refractarios gastados en canales de colada? ¿Qué contramedidas técnicas adoptar?

Los expertos respondieron: Primero, el control de calidad de materiales reciclados es difícil. El cuello de botella técnico son impurezas de bajo punto de fusión como ZnO y K₂O que afectan resistencia a corrosión por escoria.

Soluciones posibles: Establecer sistema de trazabilidad; desarrollar tecnología de captura de iones impuros; implementar estrategia de mezcla graduada.

Segundo, falta un sistema estandarizado. El problema sectorial es la carencia de indicadores de control para composición faseal de áridos reciclados y criterios de evaluación de desempeño. La solución es desarrollar normas YB/T para regular clasificación y límites de aplicación de áridos reciclados.

Tercero, existen barreras para industrialización y difusión. Limitaciones cognitivas: algunas empresas temen que áridos reciclados afecten calidad del hierro y vida útil del canal.

Mecanismo colaborativo: establecer activamente sistema de intercambio de datos entre acerías, empresas refractarias y plataformas de reciclaje; y crear línea demostrativa de producción de 10.000 toneladas.

En resumen, la aplicación de refractarios gastados en canales ha formado una ruta técnica completa. El desarrollo futuro avanzará hacia mayores niveles de mezcla (>50%), piezas prefabricadas recicladas funcionalizadas, gestión inteligente de proceso integral y certificación estandarizada, convirtiéndose en componente indispensable de la metalurgia verde.