INVESTIGADORES
GALLIANO Pablo German
congresos y reuniones científicas
Título:
Comportamiento termomecánico de refractarios de MgO-C-Al conteniendo resina fenólica y alquitrán ecológico
Autor/es:
S. GASS; P. GALLIANO; N. BELLANDI; A. TOMBA
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Jornada; 3°Jornadas de Investigación en Cerámica JONICER 2017; 2017
Institución organizadora:
INTEMA
Resumen:
En este trabajo, se evaluó el comportamiento mecánico de dos ladrillosrefractarios de MgO-C que difieren en el tipo de ligante orgánico (resinafenólica R y alquitrán ecológico SB, 3% p/p), mientras que el resto de loscomponentes es común a ambos: 12% p/p de grafito, 2% p/p de antioxidante(aluminio) y 83% p/p de magnesia (70/30 electrofundida/sinterizada). Laevaluación mecánica fue llevada a cabo mediante ensayos de compresión atemperatura ambiente (Tamb), 600°C, 1000°C, 1200°C y 1400°C, sobre probetascilíndricas (Ø: 30 mm, altura: 45 mm), empleando una máquina universalservohidráulica (Instron 8501) con velocidad de 0.1mm/min y un extensómetrocapacitivo (Instron ± 0.6 μm) para medir la deformación longitudinal, encontacto directo con la probeta (Fig. 1). En los ensayos a alta temperatura, seutilizó un horno eléctrico con elementos calefactores de SiC, una velocidad decalentamiento de 5°C/min y flujo de argón (5l/min), permitiendo laestabilización térmica durante 30 minutos antes del incremento de la carga. Comoresultado de los ensayos mecánicos se obtuvieron las curvastensión-deformación, a partir de las cuales se determinaron la resistencia (σF)y la deformación (F) a la fractura y el módulo de Young aparente (E0.001). Losladrillos, denominados R12-1 y SB12-1, se diferencian en diversascaracterísticas debido al tipo de ligante utilizado el cual, además decondicionar el proceso de mezclado de las materias primas y los requerimientospara obtener la estabilización de la liga orgánica, da lugar a la formación deestructuras carbonosas en completa dependencia del precursor que da origen a suformación. A partir de la pirólisis de la resina fenólica se obtienenestructuras amorfas (?glassy carbon?) propias de los polímeros termorrígidos,sin cambios de viscosidad, mientras que durante la pirólisis del alquitrán(modificado), la formación de una mesofase conlleva cambios de la viscosidad enfunción de la temperatura, lo cual permite obtener estructuras mejordistribuidas y grafitizables. Las temperaturas adoptadas para la evaluaciónmecánica fueron seleccionadas considerando las principales transformaciones queocurren en este tipo de refractario. A < 600°C el principal proceso atañe alligante (pirólisis). Al elevar la temperatura hasta 1000°C interviene elantioxidante interactuando con el carbono residual y/o grafito dando lugar a laformación de carburos. Conforme asciende la temperatura alcanzando los 1200°C,la descomposición de carburos y procesos en los cuales interviene a su vez laMgO, dan lugar a la formación de óxidos, espinela y especies gaseosas [1], yfinalmente, al transitar este último tramo hasta 1400°C, progresa la formaciónde espinela y se presenta la reducción carbotermal de la magnesia por el C, conformación de especies volátiles y re-oxidación de Mg (g) en presencia de O2. Lascaracterísticas de los diferentes ligantes, resina ó alquitrán ecológico,modifican las propiedades mecánicas de los ladrillos MgO-C [2], debidoposiblemente al efecto de las diferentes estructuras carbonosas provenientes dela carbonización de estos componentes, y su interacción con las tranformacionesfísico-químicas mencionadas.