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Volumen II - SAM

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RESUMEN:<br />

COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE REFRACTARIOS DE Al2O3-MgO-C<br />

DE USO EN SIDERURGIA: EVOLUCION MICROESTRUCTURAL<br />

V. Muñoz (1) , A.L. Cavalieri (1) , A.G. Tomba M. (1) ) , P.G. Galliano (2)<br />

(1) Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA)<br />

Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata, Argentina<br />

(2) Tenaris Siderca – Research & Development, Argentina<br />

Se estudió la evolución microestructural de ladrillos refractarios comerciales de Al2O3-MgO-C de uso<br />

siderúrgico en cucharas en relación con su comportamiento esfuerzo-deformación. Los materiales se<br />

caracterizaron por medidas de densidad (aparente y picnométrica) y de porosidad (verdadera y aparente) y<br />

análisis mineralógico (XRD), térmico diferencial/termogravimétrico (DTA/TGA) y microestructural (SEM).<br />

Las curvas esfuerzo-deformación obtenidas en compresión y a velocidad de desplazamiento constante (0,1<br />

mm/min) se determinaron a temperatura ambiente, 700, 1000 y 1260 °C, en aire. Se utilizaron una máquina<br />

universal de ensayos mecánicos INSTRON 8501 servohidráulica y un extensómetro capacitivo para medidas<br />

de deformación axial (± 0,6 μm), adecuado para medidas a alta temperatura. Se emplearon probetas<br />

cilíndricas (diámetro: 27 mm; longitud: 40 mm) obtenidas por corte a partir de los ladrillos y mecanizado.<br />

Las modificaciones en las características microestructurales y composicionales de los materiales, estudiadas<br />

por XRD, inspección óptica y SEM/EDX, se relacionaron con las diferencias registradas en el<br />

comportamiento mecánico de los refractarios y los parámetros calculados (resistencia a la fractura y su<br />

deformación correspondiente y módulo de Young).<br />

Palabras calve: refractarios óxido-C, curvas esfuerzo-deformación, microestructuras<br />

1.INTRODUCCION<br />

La demanda creciente de refractarios óxido-C en la industria siderúrgica se debe a las condiciones de<br />

operación cada vez más severas: cargas mecánicas a altas temperaturas (incluyendo abrasión y erosión),<br />

gradientes térmicos y entornos químicamente muy agresivos (escorias, gases, partículas sólidas). Dentro de<br />

estos materiales, el grupo de refractarios Al2O3-MgO-C se emplea principalmente en paredes y pisos de<br />

cucharas de acería. Las partículas gruesas de alúmina (α-Al2O3) forman espinela (MgAlO4) por reacción con<br />

la periclasa (MgO). Este proceso está acompañado por microfisuración, la cual si bien puede llevar a la<br />

penetración de la escoria, favorece la tenacidad del material.<br />

A pesar de las excelentes propiedades de estos refractarios, las severas condiciones que prevalecen en<br />

servicio conducen a su inevitable degradación. De ahí la importancia de contar con un amplio conocimiento<br />

de sus propiedades termomecánicas y termoquímicas con vistas a aumentar su vida útil, disminuyendo costos<br />

y el impacto medioambiental.<br />

El objetivo de este trabajo es contribuir a entender el comportamiento de ladrillos refractarios Al2O3-MgO-C<br />

de uso siderúrgico comerciales, a través del estudio de curvas esfuerzo-deformación en función de la<br />

temperatura analizándolas en relación con su composición y evolución microestructural.<br />

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL<br />

2.1 MATERIALES<br />

Se evaluaron ladrillos comerciales de Al2O3-MgO-C (AMC1 y AMC2) usados en cucharas en la industria<br />

siderúrgica. Estos refractarios, según datos de la hoja técnica del proveedor, poseen agregados de alúmina<br />

tabular (AMC1: 92 % p y AMC2: 66 % p) y magnesia sinterizada (AMC1: 6 % p y AMC2: 32 % p), similar<br />

contenido de C como grafito (AMC1: 6 % p y AMC2: 8 % p), resina como ligante y aditivos antioxidantes.<br />

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