"Influencia de la temperatura de calcinación de refractarios monolíticos de uso siderúrgico en su comportamiento frente al choque térmico"

M.H. TALOU; A.G. TOMBA M.; A.L. CAVALIERI; L. MARTORELLO; P.G. GALLIANO

Santiago, Chile

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

Asociación Argentina de Materiales y Sociedad Chilena de Metalurgia y Materiales

La zona central del techo de los hornos de arco eléctrico utilizados en la industria siderúrgica soporta severos cambios de temperatura por su cercanía a los electrodos y las aperturas periódicas del horno para la carga. En su construcción se emplean materiales refractarios monolíticos cuya calidad afecta fuertemente la ‘performance’ del horno. En este trabajo, mediante ensayos de laboratorio, se estudió la influencia de la temperatura de calcinación de un material monolítico de base alúmina/cromia con fibras orgánicas, sobre la resistencia al choque térmico. El material presenta características comunes a los empleados en el techo de los hornos eléctricos utilizados por la industria siderúrgica. Las condiciones experimentales de estos ensayos se fijaron sobre la base de las condiciones de utilización del material en servicio. La mezcla refractaria se caracterizó mediante análisis granulométrico por tamizado y análisis cualitativo de fases por DRX, y las fibras orgánicas contenidas se identificaron por DSC. Se conformaron probetas cilíndricas (diámetro: 30 mm; espesor: 25 mm) por apisonado de mezclas del corte granulométrico del polvo menor a 3 mallas (< 6,35 mm) y 9% en peso de agua. Los cilindros se curaron 24 horas a 110°C en estufa y 1 hora a 200°C en mufla. Finalmente, las probetas se separaron en dos grupos que se calcinaron en horno eléctrico a distintas temperaturas, 1400ºC y 600°C, durante 5 horas. Los ensayos de choque térmico de ambos grupos de probetas a una temperatura inicial de 1600°C se realizaron por enfriamiento en aire a temperatura ambiente y diferentes números de ciclos, 1 y 5. La evaluación del daño se realizó por inspección visual, estimación de la densidad aparente y determinación de la resistencia mecánica residual mediante ensayos en compresión diametral a temperatura ambiente. Para estos ensayos se empleó una máquina servohidráulica INSTRON 8501, en control por desplazamiento (0,2 mm/min). En las probetas calcinadas a 1400°C la disminución en la resistencia mecánica a medida que aumenta el grado de daño (mayor número de ciclos), está de acuerdo con una mayor cantidad y severidad de fisuras observadas, sin variación de la densidad aparente. Por el contrario, en las probetas calcinadas a 600°C con bajos valores de densidad aparente y resistencia mecánica por estar poco consolidadas a esta temperatura, se registró un importante aumento de la resistencia mecánica después del primer ciclo de choque térmico, atribuido a un aumento en el grado de sinterización de las probetas a la temperatura del ensayo de choque térmico (1600°C). Entre 1 y 5 ciclos el comportamiento fue cualitativamente similar al de las probetas calcinadas a la más alta temperatura, aunque los valores de las propiedades determinadas resultaron siempre menores.