"Corrosión de refractarios alúmina-magnesia-carbono: evaluación experimental y simulación termodinámica"

M.L. DIGNANI; W.A. CALVO; S. CAMELLI; V. MUÑOZ; A.G. TOMBA MARTINEZ

Buenos Aires

Jornada; 2º Jornada Nacional de Investigación Cerámica JONICER; 2016

Asociación Técnica Argentina de Cerámica (ATAC) y CETMIC

Los refractarios son materiales cerámicos estructurales usados en grandes volúmenes en procesos industriales donde prevalecen condiciones de elevadas temperaturas y medios corrosivos (metales fundidos, escorias líquidas, atmósferas agresivas). La industria siderúrgica ocupa el primer lugar como consumidora de estos materiales. La creciente necesidad de incrementar la vida útil de los materiales refractarios y de reducir su impacto ambiental ha hecho fundamental el estudio de los mecanismos por los cuales estos materiales se degradan.Los materiales refractarios alúmina-magnesia-carbono (Al2O3-MgO-C, AMC) son altamente heterogéneos y están consituídos por agregados inmersos en una matriz carbonosa. Los agregados otorgan la resistencia a la corrosión del material, mientras que la matriz es la zona más susceptible al ataque por escorias y gases. La incorporación de grafito a los materiales refractarios mejora su comportamiento en servicio, aumentando su resistencia al choque térmico y a la corrosión por escorias, pero aumenta su susceptibilidad a atmósferas oxidantes. Estos ladrillos se utilizan comúnmente en el piso y en la línea metal de las paredes de las cucharas de acería, siendo susceptibles al ataque de las escorias básicas presentes en esta etapa del proceso siderúrgico. El presente trabajo tiene como objetivo estudiar la corrosión por escorias líquidas de materiales AMC del mismo origen y de diferentes calidades, usando métodos experimentales y la simulación termodinámica del sistema refractario-escoria. Los materiales seleccionados para este estudio contienen resina como ligante orgánico y aluminio como antioxidante.Fueron realizados ensayos de corrosión dinámicos (dipping test) a una temperatura máxima de 1600°C (horno de inducción) durante 30 min, y una velocidad de rotación de la probeta de 25 rpm. Se evaluó una escoria de proceso típica, con una basicidad (relación en peso CaO/SiO2) de 10,6. Luego de los ensayos, las probetas fueron caracterizadas para evaluar el grado de ataque mediante: evaluación del desgaste, análisis de las fases formadas por difracción de rayos X (DRX), análisis térmico diferencial y termogravimétrico (ATD/TG) y determinación de densidad global y porosidad aparente. Los resultados son comparados con los obtenidos por ensayos estáticos (cup test) sobre los mismos materiales. Además, se llevó a cabo la simulación termodinámica de la corrosión de los materiales AMC con la escoria para lo cual se utilizó el software FactSage 6.4 (Módulo Equilib) y se obtuvo la composición de equilibrio del sistema escoria-refractario. Los datos obtenidos son comparados con los resultados experimentales, con el objetivo de evaluar el desempeño de los distintos materiales.