Volumen II - SAM

RESUMEN:
COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE REFRACTARIOS DE Al2O3-MgO-C
DE USO EN SIDERURGIA: EVOLUCION MICROESTRUCTURAL
V. Muñoz (1) , A.L. Cavalieri (1) , A.G. Tomba M. (1) ) , P.G. Galliano (2)
(1) Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA)
Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata, Argentina
(2) Tenaris Siderca – Research & Development, Argentina
Se estudió la evolución microestructural de ladrillos refractarios comerciales de Al2O3-MgO-C de uso
siderúrgico en cucharas en relación con su comportamiento esfuerzo-deformación. Los materiales se
caracterizaron por medidas de densidad (aparente y picnométrica) y de porosidad (verdadera y aparente) y
análisis mineralógico (XRD), térmico diferencial/termogravimétrico (DTA/TGA) y microestructural (SEM).
Las curvas esfuerzo-deformación obtenidas en compresión y a velocidad de desplazamiento constante (0,1
mm/min) se determinaron a temperatura ambiente, 700, 1000 y 1260 °C, en aire. Se utilizaron una máquina
universal de ensayos mecánicos INSTRON 8501 servohidráulica y un extensómetro capacitivo para medidas
de deformación axial (± 0,6 μm), adecuado para medidas a alta temperatura. Se emplearon probetas
cilíndricas (diámetro: 27 mm; longitud: 40 mm) obtenidas por corte a partir de los ladrillos y mecanizado.
Las modificaciones en las características microestructurales y composicionales de los materiales, estudiadas
por XRD, inspección óptica y SEM/EDX, se relacionaron con las diferencias registradas en el
comportamiento mecánico de los refractarios y los parámetros calculados (resistencia a la fractura y su
deformación correspondiente y módulo de Young).
Palabras calve: refractarios óxido-C, curvas esfuerzo-deformación, microestructuras
1.INTRODUCCION
La demanda creciente de refractarios óxido-C en la industria siderúrgica se debe a las condiciones de
operación cada vez más severas: cargas mecánicas a altas temperaturas (incluyendo abrasión y erosión),
gradientes térmicos y entornos químicamente muy agresivos (escorias, gases, partículas sólidas). Dentro de
estos materiales, el grupo de refractarios Al2O3-MgO-C se emplea principalmente en paredes y pisos de
cucharas de acería. Las partículas gruesas de alúmina (α-Al2O3) forman espinela (MgAlO4) por reacción con
la periclasa (MgO). Este proceso está acompañado por microfisuración, la cual si bien puede llevar a la
penetración de la escoria, favorece la tenacidad del material.
A pesar de las excelentes propiedades de estos refractarios, las severas condiciones que prevalecen en
servicio conducen a su inevitable degradación. De ahí la importancia de contar con un amplio conocimiento
de sus propiedades termomecánicas y termoquímicas con vistas a aumentar su vida útil, disminuyendo costos
y el impacto medioambiental.
El objetivo de este trabajo es contribuir a entender el comportamiento de ladrillos refractarios Al2O3-MgO-C
de uso siderúrgico comerciales, a través del estudio de curvas esfuerzo-deformación en función de la
temperatura analizándolas en relación con su composición y evolución microestructural.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
2.1 MATERIALES
Se evaluaron ladrillos comerciales de Al2O3-MgO-C (AMC1 y AMC2) usados en cucharas en la industria
siderúrgica. Estos refractarios, según datos de la hoja técnica del proveedor, poseen agregados de alúmina
tabular (AMC1: 92 % p y AMC2: 66 % p) y magnesia sinterizada (AMC1: 6 % p y AMC2: 32 % p), similar
contenido de C como grafito (AMC1: 6 % p y AMC2: 8 % p), resina como ligante y aditivos antioxidantes.
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