EVALUACIÓN DE LA CORROSIÓN DE REFRACTARIOS ÓXIDO-C MEDIANTE SIMULACIÓN TERMODINÁMICA

CALVO WALTER ANDRÉS; A.G. TOMBA MARTINEZ

Mar del Plata

Congreso; Terceras Jornadas Nacionales de Investigación en Cerámica; 2018

Asociación Técnica Argentina de Cerámica (A.T.A.C); y co-organizadas por el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA-CONICET-UNMdP)

La simulación termodinámica es una poderosa herramienta que permiteconocer las fases en equilibrio de un sistema a partir de su composición,temperatura y presión. Esta metodología ha sido exitosamente utilizada para lasimulación de la corrosión de materiales refractarios en contacto con escorialíquida. Además de contribuir a la interpretación del mecanismo de corrosión,tiene como ventaja el poder alterar fácilmente las condiciones iniciales, yprever cómo va a evolucionar el sistema.En este trabajo se llevó a cabo la simulación termodinámica de la corrosiónde dos materiales refractarios Al2O3-MgO-C con diferentescontenidos de MgO, AMC2 (26,9 % p/p) y AMC4 (6,6 % p/p), por una escoriaindustrial de cuchara de acería, a 1450°C. Para ello se utilizó el softwareFactSage 7.0 y una base de datos integrada desarrollada por Thermfact/CRCT(Montreal) y GTT-Technologies (Aachen). La simulación se llevó a caboconsiderando la composición química de la escoria y de los materialesrefractarios, obtenidas experimentalmente a partir de técnicas decaracterización. Los componentes minoritarios de los refractarios fueronañadidos a la composición de la escoria. El contenido de componentes orgánicosfue omitido en el cálculo debido a que las bases utilizadas no tienendisponibles datos de este tipo de sustancias.Para el cálculo se empleó un proceso iterativo en cuyo primer paso seponen en contacto 100 g de escoria con 100 g de refractario a una determinadatemperatura y presión. El líquido remanente en cada etapa se vuelve a hacerreaccionar con 100 g de refractario de composición original. El procedimientose repite hasta que no se obtiene líquido en la composición final, consideradacomo la condición en la que cesa la corrosión; esta cantidad de etapas se tomacomo un indicador de la resistencia a la corrosión de cada materialrefractario. Para AMC2 la cantidad de etapas requeridas para alcanzar dichacondición fue de 15, mientras que para AMC4 sólo fueron necesarias 2 etapas decálculo para que llegar al equilibrio refractario-escoria. También fueronobtenidas las fases resultantes del sistema refractario-escoria para un mejorentendimiento del mecanismo de corrosión del material.Los resultadosde la simulación termodinámica fueron comparados con los obtenidos en ensayos delaboratorio. Se usó el método de cup-testen crisoles de 5x5x5 cm3, a 1450°C (2 h) en aire [1, 2]. El desgasteproducido por el ataque de la escoria, obtenido midiendo el área desgastada deuna sección transversal del crisol (Figura 1), resultó de 12% para AMC2 y 6%para AMC4, en concordancia con lo predicho por la simulación termodinámica. Enambos refractarios se detectó la formación de espinela MgAl2O4y compuestos alumino-cálcicos en la zona de la interface escoria-refractario,en acuerdo con algunas de las fases de equilibrio predichas por la simulacióntermodinámica.