Mecanismos de ataque alcalino en los refractarios de horno alto. I. Ataque alcalino en materiales del sistema SiO₂-Al₂O₃.

espanolEl ataque por los metales alcalinos y sus compuestos se considera hoy como uno de los factores mas importantes que determinan la destruccion de los refractarios en las zonas*criticas del horno alto. La informacion existente sobre el tema sugiere que el ataque alcalino de los refractarios silco-aluminosos y de alta alumina se realiza a traves de la formacion de ciertos compuestos alcalinos (tales como kaliofilita, leucita, y alumina s) en la porosidad del refractario ; estos compuestos poseen un volumen especifico y un coeficiente de expansion termica mayores a los del refractario original, lo que determina su destruccion mediante tensiones termicas y mecanicas. En el caso de los refractarios de carbono y semi-grafito se han sugerido mecanismos tales como el efecto catalitico de los compuestos de potasio en la oxidacion del carbono por el CO2, la formacion de compuestos de intercalacion K-C entre los planos reticulares del grafito, y la destruccion mecanica del refractario por la condensacion de sales de potasio. Los refractarios de carburo de silicio muestran una elevada resistencia al ataque alcalino en las condiciones imperantes en el homo alto. De los ensayos de laboratorio, y del examen de muestras tras su uso en el horno, se deduce que tanto la fase ligante como el grano de CSi son atacados por los compuestos alcalinos, aunque este ultimo en medida mucho menor. Se propone un mecanismo en el cual el refractario de CSi es atacado por carbonato potasico en fase liquida a una cierta distancia de la cara caliente definida por el gradiente termico en el revestimiento, acompanado por un ataque en fase gaseosa, menos severo, en la cara caliente del refractario . EnglishAlkali attack is widely recognised today as one of the most damaging factors affecting de life of refractories in critical areas of the blast furnace. A review of the literature suggests that the mechanism of alkali attack on fireclay and high alumina refractories involves the formation of potassium compunds (kaliophilite, leucite, and s-aivmina) within the porosity of the refractory; these compounds exhibit a larger specific volume, and a higher co-efficient or thermal expansion, than the original brick, thus leading to the failure of the lining through thermal and mechanical stresses. For carbon and semigraphite refractories, suggested mechanisms include the catalytic effect of potassium compounds on the oxidation of carbon by CO2; the intercalation of K-C compounds between the reticular planes of graphite; and the mechamical destruction of the refractory through condensation of potassium salts. SiHcon carbide refractories exhibit an improved resistance to alkali attack under blast furnace conditions. Laboratory tests and examination of used specimens reveal that both de bond phase and (to a mucha lesser extent) the SiC grain are attacked by the alkali. A mecanism is proposed involving de attack by molten potassium carbonate at some depth within de refractory wall defined by the thermal gradient through the lining, co-existing with a less severe vapor-phase attack at the refractory hot face. francaisOn considere audjourdTiui que Tattaque des alcalins est parmi les facteurs les plus importants qui determinent la destruction dels refractaires dans les zones critiques des hauts fourneaux. L'information disponible sur ce sujet indique que les refractaires argileux et dTiaute alumina sont detruits par la formation de composes alcahns (Kaliophilhte, leucite, alumina s) dans la porosite du materiel; ces composes ont un volumen specifique et une expansion termique superieur a ceux du refractaire original, conduissant a sa destruction par des tensions termiques et mecaniques. Dans le cas de refractaires de carbon et demi-grafite, on a propose des mecanismes tels que Taction caralytique du potassium sur Toxidacion du carbon par le CO2; la formation de produits d'intercalation K-C entre les plains reticulaires de grafite; et la destruction mecanique du refractaire par la condensation de sels de potassium. Les refractaires de carbure de silicium presentent una haute resistance a l'attaque des alcalins dans les conditions de l'haut fourneau .Les essais de laboratoire et l'examination des echantillons apres le service montrent que la phase liant et le grain de CSi (celui-ci a un niveau bien inferieur) sont attaques par les alcahns. On propose un mecanisme dans lequel le refractaire de CSi est attaque par le carbonate de potassium en phase liquide a une certaine distance de la face chaude definie par la gradient termique dans le revetement; avec un attaque dans la phase gazeuse, moins severe, qui aurait lieu a la face chaude. DeutschDie Atzung durch Alkalimetalle un deren Verbindungen wird heute als einer der wichtigsten Faktoren fur die Zerstorung der feuerfesten Auskleidung in den kritischen Hochofenzonen angesehen. Die in diesem Zusammenhang verfugbaren Informationen legen die Vermutung nahe, dass die alkaHsche Einwirkung auf die silizium-tonerde- und hochtonerdehaltieen feuerfesten Stoffe uber die Bildung gewisser Alkaliverbindungen (z.B. KaliophyUit, Leucit und s- Aluminiumoxid) in den Poren des feuerfesten Materials erfolgt. Diese Verbindungen besitzen eine Raumigkeit und Warmeausdehnungskoeffizienten, die uber denen des feuerfesten Stoffes liegen und daher dessen Zerstorung durch mechanische und Warmespannungen bewirken. Im Falle von Kohlenstoff- und semigraphithaltigen feuerfesten Materialien werden Mechnismen wie der Katalyse-Effekt der Kaliumverbindungen bei der Kohlenstoff-Oxydie rung durch CO2, die Entstehung von K-C-Einlagerungsverbindungen in den Gitterebenen des Graphits und die mechanische Zerstorung der feuerfesten Auskleidung durch die Kondensierung von Kalisalzen als Erklarung vorgeschlagen. Unter den im Hochofen vorherrschenden Bedingungen erweisen sich die aus Karborund bestehenden feurfesten Stoffe als besonders iderstandsfahig gegn die Alkaliatzung. Laborversuche und die Untersuchungen an Proben nach deren Einsatz im Hochofen lassen erkennen, dass sowohl die Binderphase als auch das CSI-Korn, letzteres allerdings in weit geringerem Masse, von den Alkaliverbindungen angegriffen werden. Es wird ein Mechanismus vorgeschlagen, demzufolge die CSi-Feuerfeststoffe von Kaliumkarbonat in der flussigen Pahse in einem gesiwwen, durch den Temperaturgradienten in der Auskleidung bestimmten Abstand von der heissen Seite angegriffen wurden; zugleich wurde ein weniger intensiver Angriff in der Gasphase auf der heissen Oberflache des feuerfesten Materials erfolgen.