Contribución al Análisis de la Corrosión de Materiales Refractarios Usados en los Procesos de Conversión de Matas de Cobre.
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Date
2005
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
La comprensión de los mecanismos de corrosión de refractarios por fases fundidas es de
gran importancia debido a que permite analizar un problema relevante que afecta la
disponibilidad de los equipos y limita la posibilidad de tener procesos más intensivos. En el
caso específico de de los convertidores Pierce Smith (CPS) usados en la conversión de
matas de cobre se ha identificado como estructura general del mecanismo de corrosión la
contribución de fenómenos de infiltración, disolución y fatiga térmica
Por otra parte, no se encuentra en la bibliografía ecuaciones de corrosión, por mecanismo
abrasivos en función de las propiedades del fundido y del material refractario, tampoco son
frecuentes las ecuaciones de corrosión química que tradicionalmente se han planteado para
interpretar las interacciones líquido –refractario.
Por lo tanto el objetivo del presente trabajo, es determinar las factores preponderantes en
la velocidad de corrosión.
Se han tomado en cuenta los fenómenos de infiltración, disolución química y fatiga térmica
como las más relevantes, donde el efecto conjunto de estos fenómenos es el causante de la
degradación generalizada del ladrillo.
Una de las propiedades relevante es la temperatura, por lo que se ha realizado un estudio
térmico en dos campañas de operación en la Fundición Chagres- Chile, en donde se ha
podido determinar la influencia de esta en la velocidad de corrosión, complementariamente
se lleva a cabo un estudio microestructural que pretende identificar las partes del ladrillo
más afectadas por el proceso de conversión, con la finalidad de actuar sobre ellas para
aumentar la calidad del refractario y al mismo tiempo, incrementar la vida útil del mismo.
Se ha determinado además que la periclasa es atacada mayormente por la escoria fayalítica
formando compuestos de magnesiowüstita de menor punto de fusión que permite la
infiltración.
Se realizaron test de corrosión en dos tipos de muestra refractaria alternativas: magnesia
carbono y magnesia alúmina, utilizando técnicas de análisis no destructivas y de gran
sofisticación, como son el microscopio electrónico, el proceso de imágenes y la microsonda
electrónica. Se obtienen datos cualitativos y cuantitativos que permiten comparar ambas
muestras entre ellas, y determinar que la muestra MgO-Al2O3 es más adecuado en la
interacción refractario-escoria, ya que se comporta de manera similar a los ladrillos que
actualmente se utilizan en el proceso de cobre (MgO-Cr2O3), con la ventaja de que este
ladrillo no provoca emanaciones toxicas.
Se ha propuesto modificación en la composición de la escoria y del refractario, que
conjuntamente disminuyen a la mitad la velocidad de penetración por la porosidad abierta
del ladrillo, este fenómeno ha sido expresado mediante ecuaciones matemáticas en función
del tiempo.
Siendo la viscosidad de la escoria una variable importante en la infiltración, se aplico en
este estudio una técnica rápida de medición de potencial aplicación en planta, que permita
guiar al operador al alargamiento de la vida útil del convertidor.
Description
Tesis presentada como requisito para optar al grado de Doctor en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Metalurgia.
Keywords
Corrosión, Materiales Refractarios, Cobre - Metalurgia, Industria del Cobre - Chile.