“Degradación oxidativa en atmósfera controlada de refractarios MgO-C de uso siderúrgico"

C. A. CALAFIORE; A.G. TOMBA M.; A.L. CAVALIERI

Santiago, Chile

Congreso; 6° Congreso Binacional de Metalurgia y Materiales CONAMET-SAM 2006; 2006

Asociación Argentina de Materiales - Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales

A los primeros refractarios básicos de MgO, introducidos en Japón durante los ’70, se les incorporó grafito para lograr una mayor resistencia a la oxidación y a las variaciones de temperatura. Luego se produjeron las primeras versiones de los refractarios de MgO-C con aditivos metálicos anti-oxidantes. Desde entonces, el uso de estos materiales en diversas industrias ha crecido en forma continua. Sin embargo, y pese a la especial combinación de propiedades de estos refractarios, las severas condiciones en servicio hacen inevitable su degradación termoquímica (ataque de escorias e interacción con la atmósfera) y termomecánica (gradientes de temperatura, solicitación mecánica y abrasión). Ambas están determinadas por la composición siempre compleja de estos materiales y sus características microestructurales. En este trabajo se estudia la degradación oxidativa de ladrillos de MgO–C de diferentes características (tipo de magnesia, tipo de ligante, contenido de C y tipo de aditivos metálicos) utilizados en la industria siderúrgica en cucharas y hornos de arco eléctrico. Los materiales se caracterizaron por análisis cualitativo de fases por DRX, medidas de densidad, porosidad, análisis térmico diferencial y termogravimétrico (ATD/ATG) en aire y en nitrógeno y resistencia a la compresión en frío (CCS). Además, se determinaron los tamaños medios de agregados de MgO por microscopía óptica y análisis digital de imágenes. Se analizó la degradación por oxidación de probetas cilíndricas (27,1 mm de diámetro y 25,0 mm de altura) obtenidas por corte a partir de los ladrillos. Los tratamientos térmicos se realizaron en aire estanco y en condiciones de atmósfera no-oxidante (Ar o N2) a temperaturas entre 1000°C-1400°C y hasta 3h de permanencia, utilizando un horno eléctrico de cámara con elementos calefactores de SiC. La atmósfera no-oxidante se genera por pasaje de una corriente gaseosa a través de un tubo de alúmina con control de las condiciones de presión y/o caudal empleadas.   El grado de avance de reacción se cuantificó a través de la pérdida de peso y del porcentaje de área decolorada (descarburizada) medida radialmente en un corte transversal de las probetas previamente incluidas en resina para minimizar el daño durante el corte. Los resultados obtenidos se analizan en función de las composiciones de los materiales y de las variaciones microestructurales que acompañan su oxidación estudiadas por observación con lupa binocular hasta 150x y/o por microscopía electrónica de barrido (SEM).