Development and applicability of a novel test to evaluate the corrosion resistance of magnesia refractories to gaseous sulfur oxides

Abstract

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.