Implementation of an equipment to assess the chemical degradation of MgO-C refractories by the atmosphere at high temperature

Se presenta el diseño y construcción de un equipo para evaluar la corrosión de refractarios sensibles a la atmósfera. Se estudiaron materiales MgO-C, ligados con alquitrán químicamente modificado, con 12 y 8 % p/p de grafito, en atmósferas de argón y aire sintético, a 1000 °C. Los materiales fueron previamente pirolizados a 1000 °C en lecho de grafito, de tal forma que al ser ensayados contenían grafito y carbono residual (proveniente de la resina). Bajo atmósfera inerte (argón) se detectó un muy bajo nivel de reacción. En aire sintético, la mayor pérdida de peso se encontró en el material con mayor contenido de grafito el cual, sin embargo, no llegó a perder la totalidad del carbono durante el ensayo. El porcentaje de carbono oxidado fue proporcionalmente mayor en el refractario con menor contenido de grafito, en el que se perdieron completamente los componentes carbonosos (grafito y carbono residual) antes de finalizar el ensayo.In particular, this work presents the design and construction of an equipment to evaluate the corrosion of refractories that are sensitive to the surrounding atmosphere. MgO-C materials bonded with chemically modified pitch, with 12 and 8 wt. % of graphite, were studied. Argon and synthetic air were used as testing atmosphere, at a maximum temperature of 1000 °C. The refractories were previously pirolyzed at 1000°C in graphite bed, so that when tested containing residual carbon and graphite (from the resin). Under inert atmosphere (argon), a very low level of reaction was observed. Under synthetic air, the highest weight loss was found in the material with the greater graphite content, which however did not lose all carbon during the test. The percentage of oxidized carbon was proportionally higher in the refractory with the less graphite content, where the carboneous components (graphite and residual carbon) were completely lost before the end of the test.Fil: Moliné, Marcos Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Informe científico de Beca de Estudio 1º año: Moliné, Marcos Nahuel (2015) 

Las actividades desarrolladas durante el ciclo a informar, que se corresponden con el cronograma tentativo planteado, pueden ser divididas en varias secciones, que se fueron trabajando paralelamente. Las mismas se relacionan al logro de los siguientes objetivos particulares: - diseñar una metodología experimental y analítica a escala laboratorio mediante la cual abordar la evaluación del comportamiento de refractarios MgO-C frente al ataque químico de gases calientes, considerando aspectos termodinámicos y cinéticos, - caracterizar los refractarios MgO-C de uso siderúrgico de diferentes composiciones, incluyendo el análisis de su evolución térmica. *Revisión bibliográfica Actualización y lectura de bibliografía sobre diferentes temáticas relacionadas con el trabajo de tesis a desarrollar (propiedades de los materiales, diseño del equipo/ensayo). *Mejora del equipo de corrosión gaseosa Partiendo del equipo diseñado y construido durante la tesis de grado, se implementaron modificaciones tendientes a mejorar el sistema: a) Modificaciones del homo. --Controladores/elementos calefactores. Previamente, el horno era monitoreado en base a una computadora con sistema operativo DOS, conjunto que fue reemplazado por un sistema comercial con controladores. También fue necesario efectuar un completo reemplazo de los elementos calefactores y se amplió el espesor de la pared superior del horno, buscando una mejor aislación de la “zona fría de los mismos. --Aislación térmica. Buscando mejorar la eficiencia del uso de manta térmica, así como por cuestiones de salubridad, se incopraron placas de acero, recubiertas con pintura para elevada temperatura, que contienen a la manta cerámica. --Problemas de corrosión. Se apreció sobre las barras de metal que sirven como sostén de la estructura del horno y se procedió a detenerlo mediante herramientas y pinturas térmicas, realizando previamente un correcto acondicionamiento. b) Estructura. Se diseñó y contruyó una nueva mesada adaptada especialmente para este sistema, teniendo en cuenta los diversos dispositivos utilizados en la actualidad y los que se prevee colocar, de modo de reducir la altura de ciertos elementos (principalmente la balanza, producto del largo de la sonda de oxígeno). c) Sistema de adquisición de datos. Se inició el diseño de un programa de computadora que permite adquirir datos automáticamente, de forma de automatizar los ensayos. d) Caudalímetros. Se incorporaron fichas de ‘acople rápido - Festo’ para realizar modificaciones en forma más práctica y segura de los gases a utilizar durante los ensayos. e) Puesta a punto del deshidratador. Se realizó un mantenimiento general del dispositivo, incluyendo los filtros y se modificaron las válvulas de entradas y de control. Se efectuaron 3 puebas conluyentes, debiendo descartar su uso por problemas de conectividad con el resto de dispositivos, dado que se necesita trabajar con presiones superiores a 4 atm, mientras que el resto trabaja correctamente a presiones cercanas a la normal de 1 atm. Se prevé el reemplazo de este deshidratador por algún otro sistema disponible comercialmente (trampas de aguas, otros deshidratadores) que cumplan la misma función a presión atmosférica. <em>(Párrafo extraído a modo de reumen)</em

Implementación de un equipo para evaluar la degradación química de refractarios MgO-C por la atmosfera a alta temperatura

Se presenta el diseño y construcción de un equipo para evaluar la corrosión de refractarios sensibles a la atmósfera. Se estudiaron materiales MgO-C, ligados con alquitrán químicamente modificado, con 12 y 8 % p/p de grafito, en atmósferas de argón y aire sintético, a 1000 °C. Los materiales fueron previamente pirolizados a 1000 °C en lecho de grafito, de tal forma que al ser ensayados contenían grafito y carbono residual (proveniente de la resina). Bajo atmósfera inerte (argón) se detectó un muy bajo nivel de reacción. En aire sintético, la mayor pérdida de peso se encontró en el material con mayor contenido de grafito el cual, sin embargo, no llegó a perder la totalidad del carbono durante el ensayo. El porcentaje de carbono oxidado fue proporcionalmente mayor en el refractario con menor contenido de grafito, en el que se perdieron completamente los componentes carbonosos (grafito y carbono residual) antes de finalizar el ensayo.In particular, this work presents the design and construction of an equipment to evaluate the corrosion of refractories that are sensitive to the surrounding atmosphere. MgO-C materials bonded with chemically modified pitch, with 12 and 8 wt. % of graphite, were studied. Argon and synthetic air were used as testing atmosphere, at a maximum temperature of 1000 °C. The refractories were previously pirolyzed at 1000°C in graphite bed, so that when tested containing residual carbon and graphite (from the resin). Under inert atmosphere (argon), a very low level of reaction was observed. Under synthetic air, the highest weight loss was found in the material with the greater graphite content, which however did not lose all carbon during the test. The percentage of oxidized carbon was proportionally higher in the refractory with the less graphite content, where the carboneous components (graphite and residual carbon) were completely lost before the end of the test

Effect of Humidity on Steelmaking White Slag Weathering

Slag waste from the steelmaking industry is generated in high amounts, so its reuse and recycling technologies are matters of industrial and academic interest. To get information for seeking new alternatives for reuse and/or recycling, white steelmaking slag obtained at the end of a ladle campaign was subjected to environmental conditions with different humidity (wet, normal and dry), with the aim of evaluating how the weathering process was modified. Slag degradation was monitored under these conditions for 49 days (7 weeks) via the evaluation of granulometric and mineralogical changes. Moreover, thermal treatments at 150 C and 650 C were performed on degraded samples to obtain additional information of the weathering process. The results showed that modifying the humidity by the used procedures can be an effective way to control the slag degradation. However, the weathering mechanism was not altered in the different environments, since the hydration of CaO and calcium aluminates was mainly responsible for the degradation just during the first 24 hours, even in a dry environment. Under wet conditions, a significant acceleration in weathering caused higher slag pulverization and the complete hydration of the lime; non-reacted MgO and calcium aluminates still remained at the end of the evaluation.Fil: Moliné, Marcos Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Tomba Martinez, Analia Gladys. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Galliano, Pablo German. Tenaris Rede Ar.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Slag corrosion of alumina-magnesia-carbon refractory bricks by different approaches

Laboratory static and dynamic tests are currently used to evaluate the corrosion resistance of refractory materials used in steelmaking vessel linings. Nevertheless, there are not many available studies aimed at comparing the influence of different experimental testing conditions in the corrosion process. In this study, a detailed comparison is made between a static and a dynamic slag-corrosion test of an AMC refractory material performed at 1600 °C and also between the results obtained from each test. Differences in the wear and the distribution of new solid phases in the corroded material were identified; a more controlled slag/refractory contact was attained in the static test, while oxidation and erosion resistance were determining material characteristics in the dipping test. The results obtained in a previous post-mortem study of the same type of brick were analyzed in light of those reported in this paper, thus improving our understanding of the in-service wear of AMC refractories.Fil: Calvo, Walter Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Moliné, Marcos Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Camelli, Silvia. Universidad Tecnológica Nacional; ArgentinaFil: Tomba Martinez, Analia Gladys. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Ambient weathering of steelmaking ladle slags

During cooling and permanence outside, the solidified slag involved in the refinement process taking place in the steelmaking ladles suffers attack by environmental components such as water vapor and gaseous CO2 (weathering). The reactions involved are hydration and carbonation, and as a consequence, the pulverization of the slag occurs. In the present paper, the results of a study of the degradation of a typical steelmaking ladle slag over a period of eighteen weeks (126 days) are reported. To monitor the slag evolution, several experimental techniques were used, some of them rarely employed in this context, after dividing the initial slag batch in four granulometric fractions between > 7.2 mm and < 1.4 mm: granulometry by sieving, X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), and thermogravimetric (TGA) and thermal differential (DTA) analyses. As was already known, the main elements responsible for the slag degradation are free lime, followed by calcium aluminates and magnesia. It was also found that anhydrous and hydrated calcium aluminates are concentrated in the finest granulometric fractions and contribute to the generation of fines mainly during the final stage of hydration. The high percentage of particles smaller than 1.4 mm, with cementitious properties provided mainly by the presence of anhydrous calcium aluminates, are promising characteristics for alternative reusing of the studied ladle slag. Furthermore, slag weathering mechanisms are critical for understanding other steelmaking processes in which the slag is deeply involved, such as the protective role of the remaining thin slag layer against decarburation of ladle or converter working lining refractory bricks.Fil: Moliné, Marcos Nahuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Calvo, Walter Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Tomba Martinez, Analia Gladys. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Galliano, Pablo German. Siderca S.a.i.c.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin