Title

Estudo post-mortem dos mecanismos de desgaste de refratários em panela de gusa

Post-mortem study of refractory wear mechanisms in pig iron ladle

Authorship

SANTOS, ALINE ANANIAS DOS; NASCIMENTO, ARIOVALDO DO; FINI, DIOGO SCHIAVON; CAMARGO, JOÃO ARTHUR VIEIRA PEREIRA DE; ORSOLINI, HELOISA DALTOSO; BORGES, RONALDO ADRIANO ALVARENGA; SAKO, ERIC YOSHIMITSU

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ORSOLINI, HELOISA DALTOSO

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BORGES, RONALDO ADRIANO ALVARENGA

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SAKO, ERIC YOSHIMITSU

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DOI

10.5151/2594-5300-43955

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Abstract

Este trabalho investigou os mecanismos de desgaste de revestimentos refratários à base de Al₂O₃–SiC–C (ACS) utilizados em panelas de gusa, visando correlacionar a degradação do refratário com o tempo de campanha e as condições operacionais. Foram realizadas análises post-mortem em tijolos refratários coletados de duas panelas após diferentes vidas úteis, combinando caracterização física, química e microestrutural. Os resultados indicaram degradação progressiva iniciada na face quente, associada principalmente à infiltração de escória e de metal líquido, à corrosão química, à ciclagem térmica e a esforços mecânicos. As análises químicas e microestruturais mostraram dissolução dos grãos de alumina, oxidação do carbono, formação de trincas e enriquecimento em Ca, Si e Fe na face quente, indicando interação com a escória, o gusa líquido e os agentes dessulfurantes. A comparação entre as campanhas mostrou danos mais severos na panela exposta a maior tempo de serviço, confirmando o caráter cumulativo do desgaste. Os resultados sustentam um modelo de degradação baseado na infiltração de escória através de poros, juntas e microtrincas, seguida do enfraquecimento da matriz, do desprendimento de partículas e do desgaste progressivo do revestimento.

This work investigated the wear mechanisms of Al₂O₃–SiC–C (ACS)-based refractory linings used in pig iron ladles, aiming to correlate refractory degradation with campaign time and operating conditions. Post-mortem analyses were performed on refractory bricks collected from two ladles after different service lives, combining physical, chemical and microstructural characterization. The results indicated progressive degradation initiated at the hot face, mainly associated with slag and liquid metal infiltration, chemical corrosion, thermal cycling and mechanical stresses. Chemical and microstructural analyses showed alumina grain dissolution, carbon oxidation, crack formation and the enrichment of Ca, Si and Fe at the hot face, indicating interaction with slag, hot metal and desulfurizing agents. The comparison between campaigns showed more severe damage in the ladle exposed to longer service time, confirming the cumulative nature of wear. The results support a degradation model based on slag infiltration through pores, joints and microcracks, followed by matrix weakening, particle detachment and progressive lining wear.

Keywords

Pig iron ladle, Wear mechanisms, Refractory wear, Post-mortem

Pig iron ladle, Wear mechanisms, Refractory wear, Post-mortem