"Caracterización de las materias primas de ladrillos refractarios comerciales por microscopia electrónica de barrido"

V. MUÑOZ; W.A. CALVO ; P. PENA; A.G. TOMBA MARTINEZ

La Falda

Congreso; 5°Congreso Argentino de Microscopía SAMIC; 2018

SAMIC

Los ladrillos refractarios alúmina-magnesia-carbono (Al2O3-MgO-C, AMC) se utilizan principalmente en revestimientos de paredes y fondos de cucharas de fabricación de acero, teniendo estos recipientes un papel fundamental en los actuales procesos metalúrgicos. La aplicación de estos ladrillos AMC en la línea de escoria es limitada debido a su susceptibilidad al ataque del fundido básico a alta temperatura . Los refractarios AMC están constituidos por una fase discontinua de partículas gruesas (agregados) de alúmina y magnesia de distintos tipos, calidades y tamaños, rodeados de una matriz continua (fase ligante) que contiene finos de alúmina y magnesia, grafito y aditivos antioxidantes, generalmente aluminio , unidos con una resina fenólica. Como materias primas se usan generalmente: alúmina tabular y electrofundida marrón, partículas de magnesia sinterizada o electrofundida, y grafito en escamas. El conocimiento de la calidad de estas partículas, determinada por la impureza, tamaño de grano y porosidad, es fundamental para la mejora del comportamiento en servicio.En este trabajo se analizan las materias primas que componen tres ladrillos refractarios comerciales de diferentes calidades, denominados AMC1, AMC2 y AMC3, y la microestructura resultante. El estudio se llevó a cabo por microscopía electrónica de barrido (SEM) acoplada a espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS) sobre superficies pulidas de probetas extraídas directamente de los ladrillos originales por corte con disco y broca diamantados. Se utilizaron dos equipos diferentes: Philips XL30 (ICV-España) y Jeol JSM-6460 (UNMDP-Argentina).En las imágenes obtenidas (Figura 1) se observó la presencia de agregados de alumina de diferentes tipos: alumina tabular (AT) y alumina electrofundida marrón (EF) en los tres materiales, y bauxita (Bx) solo en el refractario AMC3. La inclusión de alumina electrofundida marrón no está informada en la hoja técnica de los materiales. En el caso de AMC1, se identificaron agregados deAT de diferentes calidades, en una proporción más elevada respecto a la EF, y al porcentaje de AT en los otros dos refractarios.Solo se detectaron agregados de magnesia sinterizada de granulometria hasta » 1 mm en AMC2,que es el refractario con el mayor contenido de MgO según lo reportado en las hojas técnicas. El análisis microscópico de la fase ligante revelo la presencia de grafito en escamas y partículas metálicas de aluminio. En la Figura 2 se muestran mapeos elementales de la matriz de los tres materiales AMC obtenidos por SEM/EDS. Junto con el grafito y el aluminio, se detectó la presencia de finos de alumina y magnesia en los tres materiales.En los agregados de EF, los granos de corindón presentan Ti en solución sólida, para todos los refractarios estudiados. En las zonas entre los agregados, en los tres casos se observó la presencia de impurezas de Ti como: TiO (75 % p/p de Ti y 25 % p/p de O), acompañado de fases conteniendo Si, Mg y Al; en algunos casos, se identificó anortita (CaO.Al2O3.2SiO2. CAS2) como fase silícea, y TiO2 (60 % p/p de Ti y 40 % p/p de O), con Al en solución sólida, como se muestra en laFigura 3. Se confirmó la presencia de las fases informadas en la hoja técnica del proveedor y se determinó la presencia de alumina electrofundida marrón (EF) en los tres materiales, y bauxita (Bx) solo en el refractario AMC3, no informada en la misma.