Influencia de la Adición de Aluminio en la Corrosión de Refractarios MgO-C Mediante Ensayos de Laboratorio y Simulación Termodinámica

TOMBA MARTINEZ, ANALÍA G.; E. BRANDALEZE; WALTER A. CALVO

Rosario

Congreso; 4ta Jornada Nacional de Investigación en Cerámica; 2019

Asociación Técnica Argentina de Cerámica (ATAC)

El uso de materiales MgO-C se ha extendido enla industria siderúrgica como revestimiento de trabajo de hornos de arcoeléctrico, convertidores y cucharas. El elevado punto de fusión de la magnesiay su excelente compatibilidad con escorias básicas, hacen que estos refractariossean aptos para las condiciones de trabajo de los recipientes siderúrgicos.Además, el grafito disminuye el mojado por la escoria y el metal líquidos, aumentandola resistencia a la corrosión, y mejora las propiedades termomecánicas, incrementandola conductividad térmica y la tenacidad.Los refractarios MgO-C constan de agregados gruesosde periclasa y una matriz  que contiene losfinos de MgO y escamas de grafito. Además, en algunos casos se adicionan antioxidantes,entre los cuales el aluminio metálico es el más utilizado. Estos componentes seunen con un ligante orgánico como alquitrán o resina fenólica.Este trabajo propone estudiar el efecto delcontenido de aluminio sobre la corrosión por escorias de dos ladrillos MgO-C,denominados R12-1 y R12-2. Ambos materiales contienen 12% m/m de grafito,resina fenólica y 2 % m/m de Al sólo en el caso de R12-1. Se llevó a cabo un ensayode inmersión (dipping test) a 1600°C,en aire, con una velocidad de rotación de 30 rpm, durante 1 h. Además, se llevóa cabo la simulación termodinámica de la corrosión, a partir de la cual secalculó la composición de equilibrio del sistema refractario-escoria medianteun modelo de cálculo iterativo, que simula el cambio en la composición deescoria a medida que penetra el material. Se utilizó el programa FactSage y se despreciaronlos componentes minoritarios del refractario y la escoria.En la figura se muestra la imagen de R12-1 antesy después del ensayo de inmersión (a y b, respectivamente). La simulación termodinámicaarrojó los siguientes resultados: a) la misma cantidad de etapas de cálculopara que cese el ataque de la escoria (~10), b) una menor cantidadde líquido en equilibrio en el material R12-2, pero menos viscoso, y c) laformación de espinela MgAl2O4 sólida en R12-1. Losensayos de laboratorio mostraron un desgaste del 8% para el material R12-1 y19% para R12-2. Si bien de los resultados de la simulación termodinámica no resultaclaro el efecto del la incorporación de Al en la resistencia a la corrosión delos materiales, los ensayos mostraron que el refractario sin aluminio sufrió undesgaste mayor. El mayor grado de cohesión alcanzado en el material R12-1,producto de la formación de espinela antes de entrar en contacto con la escorialíquida, es una de las causas del mejor desempeño observado en este material, alo que se suma su mayor resistencia a la oxidación.