Title

Desenvolvimento e aplicação de placas de válvula gaveta deslizantes de magnésia–Espinélio para aços com alto teor de cálcio

Development and Application of magnesia-spinel slide gate plate for high-calcium steel

Authorship

MA, SHUJUN; MU, YUNPENG; HAN, RANSONG; BARBOSA, WELLINGTON FERREIRA

MA, SHUJUN

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MU, YUNPENG

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HAN, RANSONG

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BARBOSA, WELLINGTON FERREIRA

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DOI

10.5151/2594-5300-43694

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Abstract

Para evitar o desgaste severo das placas de válvula gaveta tradicionais de Al2O3–ZrO2C, causado pela reação do cálcio presente no aço líquido com Al2O3 e SiO2 com formação de fases de baixo ponto de fusão, foi desenvolvida uma placa de válvula gaveta de magnésia-espinélio de alto desempenho. O refratário foi fabricado utilizando magnésia fundida de cristais grandes, espinélio fundido e pó metálico de alumínio como matérias-primas, grafite lamelar como fonte de carbono e resina termofixa líquida como ligante. Otimizações de material e do processo de fabricação aumentaram com sucesso a resistência mecânica, a resistência à corrosão, a estabilidade ao choque térmico e o rendimento de produção da placa. Ensaios industriais em campo confirmaram que a placa de válvula gaveta de magnésia-espinélio superou os refratários convencionais de Al2O3–ZrO2C, atendendo a todos os requisitos operacionais e melhorando significativamente a vida útil e a segurança do lingotamento. Por fim, foi realizada uma análise microestrutural post-mortem para elucidar o mecanismo de erosão entre o aço de alto teor de cálcio e o refratário básico.

To prevent the severe wear of traditional Al2O3 - ZrO2C slide gate plate caused by calcium in liquid steel reacting with Al2O3 and SiO2 to form low-melting-point phases, a high-performance magnesia-spinel slide gate plate was developed. The refractory was fabricated using large-crystal fused magnesia, fused spinel, and metallic aluminum powder as raw materials, flake graphite as the carbon source, and a liquid thermosetting resin binder. Material and manufacturing process optimizations successfully enhanced the plate's mechanical strength, corrosion resistance, thermal shock stability, and production yield. Industrial field trials confirmed that the magnesia-spinel slide gate plate outperformed conventional Al2O3 - ZrO2C refractories, meeting all operational requirements while significantly improving service life and casting safety. Finally, post-mortem microstructural analysis was conducted to elucidate the erosion mechanism between the high-calcium steel and the basic refractory.

Keywords

Cálcio, espinélio, magnésia, aço, placa, deslizante, gaveta, performance, otimização, erosão

Calcium, steel, magnésia, spinel, slide, gate, plate, performance, optimization, erosion