Efecto de la adición de la espinela hercinita sobre las propiedades de un refractario magnesia - dolomita

Díaz Tato, Leonel (2020) Efecto de la adición de la espinela hercinita sobre las propiedades de un refractario magnesia - dolomita. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

En los últimos años los refractarios libres de cromo se han venido estudiando para el revestimiento de los hornos rotatorios en la producción del clínker de cemento. Para este tipo de hornos rotatorios para lo producción de cemento, el material refractario base es seleccionado teniendo en cuenta el perfil de temperatura y la carga química con respeto a la característica química de la alimentación del horno. Debido a la alta refractariedad altos puntos de fusión y el bajo potencial de reacción química con el clínker de cemento altamente básico, la magnesia (MgO) y la cal (CaO) proporcionada por la dolomita son materias primas bases muy apropiadas para áreas de alta carga térmica en hornos rotatorios para la producción de cemento. Sin embargo, la alta fragilidad y porosidad de la magnesia y la susceptibilidad de la dolomita a la hidratación son grandes problemas que se presentan a la hora de utilizar estos ladrillos en la industria. Los investigadores han dirigido sus estudios hacia la incorporación de nano y micropartículas de diferentes composiciones refractarias para darle una solución a estos inconvenientes. La presente investigación va dirigida hacia la obtención de mejoras en estas cuestiones mencionadas. Se desarrollaron ocho combinaciones refractarias, a nivel laboratorio, basadas en matrices de MgO y dolomita. A dos de las combinaciones no le fue adicionado el espinel hercinita (FeAl2O4), y fueron nombradas como bases. Para la elaboración de sus composiciones se tomaron como referencias las formulaciones más comúnmente utilizadas en la industria. La idea de tener dos formulaciones bases nos permite comparar si hay mejoras en los resultados obtenidos. Para las restantes 6 muestras se les fue aumentando el porcentaje de hercinita desde 1 hasta 15%. Por medio de una prensa hidráulica fueron compactados 8 probetas cilíndricas de las 8 combinaciones diferentes, para obtener un total de 64 muestras. Posteriormente, fueron secadas y sinterizados a 1600°C en un horno de laboratorio de alta temperatura. Las probetas cilíndricas fueron caracterizadas mediante técnicas de DRX, MEB y espectroscopia Raman, las cuales nos sirvieron para identificar fases y obtener características de morfología microestructural. Se realizaron tres pruebas físicas y dos pruebas mecánicas a las probetas experimentales, teniendo como referencia los estándares de la ASTM. Las pruebas físicas realizadas fueron importantes para anticipar el desempeño de las probetas experimentales. Porosidad, densidad y resistencia a la hidratación fueron evaluados. Las pruebas mecánicas corroboraron las mejoras obtenidas mediante la adición de hercinita, y estas fueron: resistencia a la compresión en frío y microdureza. Los resultados obtenidos, indican que el sistema refractario, magnesia-dolomita con micropartículas de la espinela hercinita, son candidatos prometedores para la elaboración de ladrillos para la zona de sinterización de hornos rotatorios de cemento.

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