"Estudio experimental del comportamiento de refractarios utilizados en la zona de toberas de reactores de fusión en baño de concentrados de cobre"

Abstract

A pesar de las mejoras y avances en las fundiciones de concentrados de cobre en términos de productividad, seguridad y sustentabilidad, aún persisten problemas que afectan su negocio. Dentro de estos problemas, los materiales refractarios utilizados en sus hornos han cobrado vital importancia, tanto por su efecto en los costos, su disponibilidad y sustentabilidad ambiental. Por otro lado, una de las tecnologías chilenas para la fusión de concentrados de Cu es el horno Convertidor Teniente (CT), el cual tiene como principal parámetro para el termino de campaña el desgaste del material refractario de la zona de soplado. En este escenario, cualquier mejora o modificación que se desarrolle en el material refractario, impactara positivamente en el desempeño de la operación. La presente tesis de magister tuvo como objetivo evaluar tipos de refractarios factibles de utilizar en la zona de soplado del CT. Estos materiales fueron probados en condiciones relevantes de reactividad, temperatura y atmosfera, obteniéndose como resultado el efecto de las fases fundidas (metal blanco y escoria) en 12 tipos de refractarios, agrupados en refractarios base MgO, SiC, Al2O3 y finalmente MgO-Cr2O3, que son los actualmente utilizados en los hornos. Las principales conclusiones de este estudio fueron: - Refractarios bases SiC, presentan baja reacción con el metal blanco. Sin embargo, estos refractarios presentaron una zona de reacción con la escoria 3 veces mayor que los refractarios de MgO-Cr2O3 (0.5 mm) y Al2O3-Cr2O3 (0.7 mm). - Los refractarios de Al2O3 presentaron en promedio 4 % más de zona de reacción que los refractarios de MgO-Cr2O3. - Un contenido de Cr2O3 entre 24.8-25.3 % y una densidad aparente >3310 Kg/m3 disminuye la infiltración de la fase oxidada en refractarios MgO-Cr2O3. - Refractarios de MgO-Cr2O3 y Al2O3-Cr2O3 son recomendables de utilizar en la línea de soplado del CT, donde coexistencia fases sulfuradas y oxidadas. - Refractarios SIC son recomendables de utilizar en zonas del reactor en que predominen fases sulfuradas.