"Influencia de la adición de aluminio en la corrosión de refractarios MgO-C mediante ensayos de laboratorio y simulación termodinámica"

W. A. CALVO; E. BRANDALEZE; A.G. TOMBA MARTINEZ

Rosario

Jornada; 4tas Jornadas de Investigación en Cerámica JONICER 2019; 2019

varias

El uso de materiales MgO-C se ha extendido en la industria siderúrgica como revestimiento de trabajo de hornos de arco eléctrico, convertidores y cucharas. El elevado punto de fusión de la magnesia y su excelente compatibilidad con escorias básicas, hacen que estos refractarios sean aptos para las condiciones de trabajo de los recipientes siderúrgicos. Además, el grafito disminuye el mojado por la escoria y el metal líquidos, aumentando la resistencia a la corrosión, y mejora las propiedades termomecánicas, incrementando la conductividad térmica y la tenacidad[1].Los refractarios MgO-C constan de agregados gruesos de periclasa y una matriz que contiene los finos 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 se unen con un ligante orgánico como alquitrán o resina fenólica.Este trabajo propone estudiar el efecto del contenido 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 ensayo de inmersión (dipping test) a 1600°C, en aire, con una velocidad de rotación de 30 rpm, durante 1 h. Además, se llevó a cabo la simulación termodinámica de la corrosión, a partir de la cual se calculó la composición de equilibrio del sistema refractario-escoria mediante un modelo de cálculo iterativo, que simula el cambio en la composición de escoria a medida que penetra el material[2]. Se utilizó el programa FactSage y se despreciaron los componentes minoritarios del refractario y la escoria.En la figura se muestra la imagen de R12-1 antes y después del ensayo de inmersión (a y b, respectivamente). La simulación termodinámica arrojó los siguientes resultados: a) la misma cantidad de etapas de cálculo para que cese el ataque de la escoria (10), b) una menor cantidad de líquido en equilibrio en el material R12-2, pero menos viscoso, y c) la formación de espinela MgAl2O4 sólida en R12-1. Los ensayos de laboratorio mostraron un desgaste del 8% para el material R12-1 y 19% para R12-2. Si bien de los resultados de la simulación termodinámica no resulta claro el efecto del la incorporación de Al en la resistencia a la corrosión de los materiales, los ensayos mostraron que el refractario sin aluminio sufrió un desgaste 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 escoria líquida, es una de las causas del mejor desempeño observado en este material, a lo que se suma su mayor resistencia a la oxidación.