Corrosion En Materiales Refractario

CORROSIÓN EN MATERIALES REFRACTARIOS

Los refractarios son cierto tipo de materiales que poseen buena resistencia a altas temperaturas sin descomponerse, gran parte de refractarios tiene aplicación en los recubrimientos de hornos. Es lógico que en los refractarios las reacciones químicas corrosivas ocurran a altas temperaturas, por lo general el ambiente corrosivo de estos sistemas poseen una fase liquida (derretida) la cual reacciona con el refractario ocasionado un degaste de este. En estos casos los cambios físicos pueden ser consecuencias aceleradas de la corrosión.

En términos generales la corrosión de refractarios se puede definir como un desgaste del material (perdida de espesor o masa) de este, sobretodo en la cara expuesta al fluido corrosivo, a consecuencia de un ataque químico por el fluido corrosivo, en el cual el refractario y el fluido reaccionan tendiendo a un equilibrio químico en la zona de contacto. Las reacciones en la corrosión se basan en dirección al equilibrio químico, por ende, es importante el uso adecuado de los diagramas de equilibrio de fases para planear estrategias y minimizar la corrosión.

Existen ciertos principios fundamentales que el investigador puede aplicar en cualquier sistema de corrosión, el primero de ellos es el Primer Principio Fundamental de la compatibilidad Refractario y Escoria. Dicho principio afirma que refractarios ácidos tienden a una mejor resistencia a las escorias acidas, a comparación de las escorias básicas, y viceversa, los refractarios básicos tienen mejor resistencia corrosiva a las escorias básicas que a las acidas. En un ambiente corrosivo refractario donde las temperaturas son supremamente altas, se puede considerar un material acido a un exceso de contenido de Sílice, mientras un material básico contribuye en las reacciones corrosivas con Oxido de Calcio y Oxido de Magnesio.

El Segundo Principio Fundamental de la porosidad y tasas de corrosión afirma que cuando un refractario posee buena porosidad, el medio corrosivo puede penetrar al refractario causando reacciones destructivas dentro de la fase caliente expuesta o en la matriz del refractario. Por tal razón se procura obtener refractarios de alta densidad con muy baja porosidad y por ende menor tasa de desgaste. Sin embargo, los refractarios muy densos poseen menor resistencia conduciendo a tasas más elevadas de desgaste por choques térmicos.

El fenómeno de la corrosión más que todo se basa en el contacto de la cara expuesta del refractario o la cara caliente al reactivo corrosivo llamado escoria. En esta interface la corrosión comienza y continúa a través del revestimiento. El refractario por lo general posee un gradiente de temperatura de la cara caliente a la superficie fría, donde la temperatura más alta declina a través del grosor del refractario hasta la zona fría. El fluido corrosivo puede penetrar el refractario y alcanzar la zona fría.

El Tercer Principio Fundamental de las reacciones y los gradientes de temperatura afirma que el gradiente térmico afecta el grado del fenómeno corrosivo. Es decir, en un gradiente de temperatura muy empinado, puede haber muy poca penetración de escoria, por ende las reacciones corrosivas ocurren más que todo en la interface de contacto.

Cuando la corrosión ocurre en un refractario de pared muy delgada, las reacciones primero ocurren en la superficie caliente y puede haber muy poca penetración del fluido corrosivo o en algunas casos no existe intrusiones de este. Se ha analizado que la temperatura de la superficie caliente afecta directamente la tasa de las reacciones corrosivas. Si la temperatura de la superficie caliente se encuentra por debajo del punto donde los productos se funden, la corrosión será supremamente lenta o en algunos casos no existirá. Por el contrario, si la superficie caliente se mantiene 20°C por encima de la temperatura de derretimiento, la corrosión

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