Desenvolvimento e aplicação de um novo teste para avaliar a resistência à corrosão de refratários magnesianos por óxidos de enxofre

Autor: Daniela Mancini Fonseca
Přispěvatelé: Eduardo Henrique Martins Nunes, Clenice Moreira Galinari, Sérgio Luiz Cabral da Silva
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: The degradation of refractory linings by sulfur gases is one of the main lining wear mechanisms observed in the copper industry. SO2/SO3 gases infiltrate into the pore structure of basic refractory bricks, combine with their raw materials through expansive reactions leading to the densification of their cold face, and possibly cause premature failure of the refractory lining. A novel, simple, cost-effective, and reliable procedure to evaluate the chemical resistance of basic refractories to sulfur gases is introduced in this work. This test is based on the measurement of apparent porosity and bulk density of MgO-based samples before and after heat treatment in an SO2/SO3-rich atmosphere. It was demonstrated that the more considerable the variation in these properties, the lower the corrosion resistance of the refractory. This method was used to investigate the influence of the CaO to SiO2 (C/S) ratio on the chemical resistance and physical properties of refractory bricks. Samples with C/S ratios below 0.5 showed higher corrosion resistance due to the presence of forsterite (Mg2SiO4) as the primary interstitial phase, which does not react with the sulfur gases to form magnesium and calcium sulfates. The generation of such sulfates may cause partial blocking of the pore structure and lead to spalling of the refractory lining. It was shown that the refractory's initial apparent porosity also plays a significant role in the sample's corrosion resistance. This novel procedure provided consistent and statistically significant results, which are in line with the behavior commonly observed during operation and the findings reported in previous post-mortem studies. This test could be beneficial to select refractory grades for the non-ferrous industry and predict their performance. A degradação de revestimentos refratários por gases de enxofre é um dos principais mecanismos de desgaste dos revestimentos utilizados na indústria do cobre. Os gases SO2/SO3 infiltram-se nos poros dos tijolos refratários básicos, combinam-se com suas matérias primas através de reações expansivas, causam a densificação de sua face fria e podem levar à falha precoce dos mesmos. Neste trabalho é introduzido um procedimento novo, simples, econômico e confiável para avaliar a resistência química de refratários básicos a gases sulfurosos. Este teste é baseado na avaliação da densidade e porosidade aparente de amostras de tijolos básicos antes e após tratamento térmico em atmosfera rica em SO2/SO3. Foi demonstrado que quanto maior a variação destas propriedades, menor a resistência à corrosão do refratário. Este método foi também empregado para investigar a influência da relação CaO/SiO2 (C/S) na resistência química e propriedades físicas dos tijolos refratários. Amostras com relação C/S abaixo de 0,5 mostraram maior resistência à corrosão devido à presença de forsterita (Mg2SiO4) como a fase intersticial primária, a qual não reage com os gases de enxofre para formar sulfatos de magnésio e cálcio. A geração de tais sulfatos pode causar o bloqueio parcial da estrutura dos poros e levar à sua falha por termoclase estrutural. Foi demonstrado que a porosidade aparente inicial do refratário também desempenha um papel importante na resistência à corrosão da amostra. Este novo procedimento forneceu resultados consistentes e estatisticamente significativos que estão de acordo tanto com o comportamento comumente observado durante a operação quanto com os resultados relatados em estudos post-mortem anteriores. Esta ferramenta pode ser muito útil para selecionar refratários para a indústria de não-ferrosos e prever seu desempenho.
Databáze: OpenAIRE
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