Evaluación de Refractarios de Cuchara

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BOL. soc. ESP. CERAM. V/DR. 28 (J 989) 5, 357-363 
Evaluación de la calidad de los refractarios de cuchara de afino 
en ACENOR, S. A. 
E. BENGURIA 
ACENOR, S. A. (Planta de Vitoria) 
J. M. SAGARDUI 
ACENOR, S. A. (Planta de Llodio) 
J . A. SAN VICENTE 
ACENOR, S. A. (Planta de Hernani) 
J. M. VALERIO 
ACENOR, S. A. (Planta de Basauri) 
J . M. CASTRESANA 
Agrupación I + D Aceros Esp. (ACENOR, S. A.) 
RESUMEN.—Evaluación de la calidad de los refracta­
rios de cuchara de afíno en ACENOR, S. A. 
Se indican los criterios de evaluación de calidad de los 
refractarios en las cucharas de afíno de las distintas ace­
rías que integran el grupo ACENOR. Se analizan los me­
canismos de desgaste que experimentan los diferentes 
materiales refractarios empleados, así como su influen­
cia sobre el proceso horno-cuchara-vacío y sobre la lim­
pieza del acero. 
Los ladrillos de dolomía-carbono y magnesia-carbón fa­
bricados con cantidades crecientes de carbono, con adi­
tivos antioxidantes y magnesita electrofundida parecen 
la alternativa más adecuada para el revestimiento de las 
cucharas. 
Se estima necesario sistematizar los análisis de óxidos 
presentes como impurezas en las magnesitas, así como el 
contenido en carbono y análisis de las cenizas, en orden 
a poder defínir mejor la duración prevista del revesti­
miento. 
ABSTRACT.-Evaluation of the quality the ACENOR, 
S. A., refining ladle refractories. 
The evaluation criteria of the quality on refining ladles 
refractories for the ACENOR steelmaking factories are 
reviewed. The wearing mechanisms on different refrac­
tories are discussed and their effect on the furnace-ladle-
vacuum process and on the steel cleaning. 
The dolomite-carbon and magnesia-carbon bricks 
manufactured with higher percent of carbon, with an­
tioxidant additives and electrocasting magnesia seem to 
be the more adequate option for the ladle linings. In order 
to establish the best durability in a lining, it is necessary 
to standarize the analysis of the components and im­
purities in the magnesites, as well as the carbon and ashes 
content. 
1. INTRODUCCIÓN 
En las acerías del grupo siderúrgico ACENOR, S. A., se 
dispone actualmente de los equipos productivos de fusión y 
de afino secundario que aparecen en la tabla I. 
TABLA I 
EQUIPOS DE FUSION Y DE AFINO DE ACENOR, S. A. 
Planta Fusión Afino secundario 
Vitoria HEA (75 t, 50 MVA) HCV (75 t, 18 MVA) 
Llodio HEA (75 t, 36 MVA) HCV (75 t, 13 MVA) 
Hernani HEA (75 t, 36 MVA) HCV (75 t, 15 MVA) 
Basauri HEA (95 t, 50 MVA) HCV (75 t, 15 MVA) 
Larrondo HEA (30 t, 15 MVA) AOD (30 t) 
Recibido el 1-4-89 y aceptado el 29-7-89. 
SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 1989 
A excepción de la Planta de Larrondo (que se dedica ex­
clusivamente a la fabricación de acero inoxidable y tiene su 
propio proceso productivo sin afino en cuchara), todas las 
demás Plantas de ACENOR, S. A., realizan análogas ope­
raciones de fusión y de metalurgia secundaria en cuchara, 
lo que conlleva la existencia de similares solicitaciones tér­
micas, químicas y mecánicas para los refractarios de cucha­
ra de las Plantas de Vitoria, Llodio, Hernani y Basauri, que 
serán estudiados conjuntamente en el presente trabajo. Se 
expondrán las características principales de las condiciones 
físico-químicas a que se ven sometidos los refractarios de 
cucharas de afino, así como los resultados económicos y me­
talúrgicos obtenidos con el empleo de distintos materiales. 
Se mostrarán asimismo los ensayos de evaluación de cali­
dad que ACENOR, S.A., realiza sobre los refractarios nue­
vos y usados, exponiéndose resultados concretos sobre la 
influencia de la calidad del revestimiento sobre su rendimien­
to operativo en las acerías. 
357 
E. BENGURIA, J. M. SAGARDUI, J. A. SAN VICENTE, J. M. VALERIO, J. M. CASTRESANA 
2. EVOLUCIÓN DEL CONSUMO 
DE REFRACTARIO DE CUCHARA 
La implementacion de los equipos de horno-cuchara con 
vacío (HCV) en ACENOR, S. A., a partir de 1985-86, ha 
conducido a un gran cambio en el espectro de consumo de 
material refractario en las acerías. Como se muestra en la 
figura 1, ha disminuido marcadamente el coste de refracta­
rio de horno de arco (HEA), mientras que ha ascendido pa­
ralelamente el correspondiente consumo de revestimiento de 
cuchara (en parte debido también a las mayores temperatu­
ras de colada derivadas de la adopción progresiva de la co-
Pts/t,a.i,(unidades relativas) 
Sin H.C.V, 
IH.E.A, 
( H.C,V,(1988) 
i CUCHARA 
Fig. 1.—Coste relativo de refractario de HEA y cuchara, antes y después 
de la implementacion del afino secundario en HCV. Se ha eliminado la in­
fluencia de los paneles refrigerados en pared y bóveda del HEA. 
lada continua). No obstante, la suma global de coste ha 
descendido, manifestando una de las influencias beneficio­
sas de la adopción de afino en HCV, sobre la economía del 
proceso de fabricación de acero especial. Adicionalmente, 
el progresivo aumento en los requerimientos metalúrgicos 
que los utilizadores exigen al acero, ha llevado a un intensi­
vo empleo de materiales básicos de alta calidad (dolomía 
cocida, magnesia-carbono) y a un paulatino abandono de 
TABLA II 
EVOLUCIÓN DEL EMPLEO DE MATERIALES 
REFRACTARIOS DE CUCHARA EN LAS 
DIFERENTES ZONAS DEL REVESTIMIENTO 
Antes del afino HCV Después del HCV 
Zona 
superior 
Alta alúmina 
Dolomía temperada 
Alta alúmina 
Dolomía temperada 
Línea de 
de escoria 
Dolomía cocida 
Dolomía temperada 
Magnesia-cromo 
Magnesia-carbono i 
Dolomía cocida 
Zona de 
impacto 
Alta alúmina 
Dolomía cocida 
Magnesia-carbono 
Dolomía cocida 
Dolomía temperada 
Pared y 
fondo 
Alta alúmina 
Silicato circonio 
Dolomía temperada 
Dolomía temperada 
los refractarios de mayor índice de potencial de oxígeno, 
I.P.O. (1), tal como se expone en la tabla II. 
A partir de la puesta en funcionamiento de los equipos 
HCV, y después de un importante incremento inicial, los con­
sumos de refractario de cuchara han ido descendiendo de ma­
nera continua, como se muestra en la figura 2, debido a la 
optimizacion progresiva de la estructura del revestimiento 
Pts./t.a,I,(unidades relativas) 
1986 1987 1. semestre 1988 2. semest re 1988 
^ C U C H A R A 
Fig. 1.—Evolución del consumo de refractario de cuchara, después de la 
adopción de la metalurgia secundaria en HCV. Datos económicos relativos. 
y del proceso de añno secundario en cuchara. No obstante, 
existen todavía zonas de refractario con una gran influencia 
en el coste total (ver fig. 3), lo que justifica la continuación 
e intensificación de los estudios sobre selección y evalua­
ción de calidad de los materiales refractarios. 
LINEA DE ESCORIA 
PARED 
FONDO 
MASAS NO CONFORMADAS 
REVESTIMIENTO D^ SEGURIDAD 
Pts/t,a.[.(unidades relativas) 
E Z ] Series 1 
Fig. ?>.—Consumo de refractario en las difrrentes zonas del rcvestimicnio 
de las cucharas de afino. Datos económicos relativos. 
3. SELECCIÓN DE REFRACTARIOS 
Y EVALUACIÓN DE CALIDAD 
El desarrollo de la metalurgia secundaria, la necesidad de 
un riguroso control de la temperatura y la composición del 
acero, así como las exigencias en cuanto a su limpieza en 
inclusiones, suponen un importante reto para los criterios 
de selección de materiales refractarios para cucharas de afino. 
358 BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. VOL. 28 - NUM. 5 
Evaluación de la calidad de los refractarios de cuchara de afino en Acenor, S. A. 
La selección no está fijada solamente por aspectos econó­
micos (duración y coste), sino que debe integrar aquellas va­
riables metalúrgicas que el comportamiento de los refrac­
tarios puede alterar de forma notable, tales como: 
— rendimiento de las ferroaleaciones adicionales en 
cuchara; 
— velocidad de los procesos de desulfuración y desoxi­
dación; 
— contenido de oxígeno del producto final. 
La optimización de estas variables restringe el espectro 
de selección, pues son los óxidos básicos (CaO y MgO) los 
materiales metalúrgicamente más adecuados como refracta­
rios de cuchara de afino, pero plantean diversosproblemas 
operativos tales como su elevada conductividad calorífica y 
su baja resistencia al choque térmico. Debido a ello, la pro­
gresiva adopción de refractarios de magnesia (MgO) y do­
lomía (CaO + MgO) en las cucharas, ha obligado, por un 
lado, a la instalación y/o perfeccionamiento de los meche­
ros de precalentamiento en las acerías, y, por otro lado, al 
aumento progresivo del contenido en carbono de los mate­
riales básicos suministrados por los fabricantes de refrac­
tarios. 
La vida de un revestimiento refractario de cuchara viene 
dada por el efecto combinado de los siguientes factores: 
— corrosión química (por acción del acero, los vapores 
y las escorias); 
— erosión física (vuelco, desescoriado y agitación con gas 
inerte); 
— reblandecimiento térmico (por las altas temperaturas); 
— fisuración por choque térmico (que conduce a la rotu­
ra por «spalling»). 
Todas estas causas de desgaste actúan con distinta inten­
sidad en las diversas zonas de las cucharas (ver fig. 4), lo 
cual obliga a emplear varios materiales refractarios para con­
trarrestar los diferencias en la velocidad relativa de desgaste. 
El afino secundario de los aceros especiales en los HCV 
de ACENOR, S. A., se caracteriza por la existencia de con-
^ ^ Zona 1 (Zona superior) : choque térmico. 
^ ^ Zona 2 ( Linea de escoria): corrosión química. 
Zona 3 ( Paredes): erosión física y corrosión química, 
l i l i l í Zona U (Zona de impacto): erosión física. 
^ Zona 5 ( Fondo ) : erosión física. 
Fig. A.—Esquema de una cuchara de afino secundario, mostrando las 
diversas zonas del revestimiento de trabajo, y las principales causas 
de desgaste. 
diciones físico-químicas muy agresivas para los revestimien­
tos refractarios: 
— Escorias de alta basicidad y diversos grados de oxida­
ción (ver tabla III), muy fluida y con alta temperatura 
(aprox. 1.500°-1.700°C). 
— Elevada agitación del acero líquido y de la escoria me­
diante altos caudales de gas inerte (aprox. 2-4 Nm^ 
por tonelada de acero y por minuto) inyectados por el 
tapón poroso del fondo de cuchara (ver fig. 4). 
— Acción directa del arco eléctrico, durante las etapas de 
calentamiento. 
— Largas permanencias totales del acero en cuchara 
(aprox. 75 minutos de tratamiento con gas inerte, ca­
lentamiento y vacío). 
Estos elevados requerimientos suponen un intenso «test» 
de calidad para los refractarios de cuchara, y de hecho los 
estudios «post-mortem» de los ladrillos usados permiten ob­
tener información muy valiosa sobre la adecuación de los 
distintos tipos de refractarios a las condiciones de trabajo 
habituales en los LEV. Para la realización de estos estudios 
sobre refractarios usados, ACENOR, S. A., dispone de los 
siguientes medios instrumentales: 
— Microscopio electrónico de barrido ZEISS DSM 950, 
con microsondas de análisis EDX (LINK AN 10000/ 
85 S) y WDX (MICROSPEC WDX-2 A). 
— Analizador de imagen IBAS-2000. 
— Espectómetros de fluorescencia de rayos X para mues­
tras empastilladas. 
— Espectrofotómetros de absorción atómica. 
— Analizadores rápidos simultáneos de carbono y azufre 
LECO CS-244. 
— Microscopios ópticos. 
Asimismo, los imperativos de la calidad del acero y de 
la seguridad de operación hacen que estos equipos se estén 
empleando progresivamente para los ensayos de recepción 
de los refractarios nuevos, fundamentalmente de cara a la 
determinación de la composición química y mineralógica, 
puesto que éstas no sólo forman la base de las clasificacio­
nes de los materiales refractarios (ISO 1109, UNE-61-102, 
etc.), sino que constituyen también la información fundamen­
tal para prever el comportamiento en operación, p.e., Ja re­
sistencia al ataque de escorias, y el efecto sobre la limpieza 
del acero. De hecho, incluso para materiales base razona­
blemente puros (p.e., magnesia y dolomía) la presencia de 
muy pequeñas cantidades de óxidos extraños puede influen­
ciar notablemente el resultado operativo (2). 
En la tabla IV se recogen las diferentes determinaciones 
ya implantadas o en período de introducción en ACENOR, 
S. A., para el estudio de los refractarios nuevos o usados, 
concretados para los ladrillos de magnesia-carbono y dolo­
mía, que suponen conjuntamente alrededor del 75% del coste 
total del revestimiento de cuchara. 
Estos estudios se efectúan a través de la colaboración en­
tre los Departamentos de Acería de cada Planta y de la Agru­
pación I-hD, y se establecen tanto por criterios de muestreo 
estadístico como a resultas de casos puntuales de grave des­
gaste del refractario de las cucharas. En los siguientes apar­
tados se exponen algunos resultados obtenidos tras la 
realización de estos estudios, para diferentes tipos de mate­
rial refractario de cuchara. 
SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 1989 359 
E. BENGURIA, J. M. SAGARDUI, J. A. SAN VICENTE, J. M. VALERIO, J. M. CASTRESANA 
4. REFRACTARIOS DE ALTA ALUMINA 
Los ladrillos de alta alúmina, tanto los cocidos como los 
ligados químicamente, manifiestan un desgaste caracteriza­
do por una fuerte penetración de la escoria (y de los mate­
riales producidos por reacción química entre la escoria y el 
refractario). En estos ladrillos la capa atacada posee espe­
sores de 50 a 100 mm, a pesar de que los desgastes totales 
son bajos, del orden de 2 mm/colada en la pared y 4 mm/co-
lada en la zona de impacto. 
Los estudios «post-mortem» de los refractarios usados de 
alta alúmina han mostrado unos perfiles de concentración 
del tipo de los mostrados en las figuras 5 y 6. El aumento 
de concentración de azufre (fig. 5) conforme disminuye la 
distancia a la cara caliente, nos indica la profundidad de pe-
20 40 60 80 100 120 
Distancia a la cara caliente (mm) 
160 
Fig. 5.- -Perfil de concentración de azufre en los ladrillos de alta alúmina 
de la pared. 
netración de la escoria de alto contenido en azufre, usual en 
las cucharas de afino en las cuales se realiza la desulfura­
ción del acero. Los perfiles de concentración de Fe203 y 
SÍO2 manifiestan un máximo en el interior del ladrillo, lo 
que parece indicar que la escoria más acida y oxidada pre­
sente en los momentos iniciales del afino en cuchara (ver 
tabla III), penetra en el refractario y es sólo parcial y super­
ficialmente eliminada por la escoria básica y desoxidada de 
las etapas medias y finales del afino. 
Las elevadas concentraciones de SÍO2 y Fe203 en la cara 
caliente suponen un problema de los refractarios de alta alú­
mina, ya que estos óxidos fácilmente reducibles ocasionan 
un menor rendimiento de ferro-aleaciones, disminuyen las 
velocidades de desulfuración y elevan el contenido de oxí­
geno del acero (3). Adicionalmente, su escasa resistencia 
Concentración {%) 
20 40 60 80 100 120 
Distancia a la cara caliente (mm) 
140 
- S i 0 2 - Fe203 
Fig. 6.—Perfiles de concentración de SÍO2 y Fe20^ en los ladrillos de 
alta alúmina de la pared. 
frente a escorias (4) ocasiona un fuerte desgaste si la línea 
de escoria fluctúa y llega hasta la pared de alta alúmina, in­
cluso cuando este alcance es sólo discontinuo en el tiempo 
como sucede en la fila de ladrillos inmediatamente inferior 
a la línea de escoria, cuyo desgaste medio llega en ocasio­
nes hasta 4 mm/colada. 
Sin embargo, los refractarios de alta alúmina presentan 
una fuerte resistencia al choque térmico, lo que les hace in­
sustituibles como revestimiento en cucharas en las que no 
pueda garantizarse un ciclo térmico de funcionamiento sin 
grandes variaciones de temperatura. En las acerías moder­
nas se dispone actualmente de mecheros de secado y preca-
lentamiento y de una adecuada programación de coladas, lo 
cual ha restringido el uso de la alta alúmina a aplicaciones 
puntuales, dictadas por condiciones locales de penetración 
de acero en juntas, polución durante el secado de la cucha­
ra, precios relativos, nivel de oxígeno total exigido en el ace­
ro, etc. 
5. REFRACTARIOS DE DOLOMÍA TEMPERADA 
Los ladrillos de dolomía alquitranada son los más emplea­
dos actualmente en las cucharas de afino secundarioen ACE-
NOR, S. A., en cuanto a peso de refractorio por cuchara. 
La dolomía alquitranada se caracteriza por una pequeña 
penetración de escoria y una delgada capa de ataque, que 
normalmente es menor de 2-3 mm. El resto del ladrillo per­
manece virtualmente inalterado, lo que posibilita realizar de­
terminaciones de composición química, etc., del refractario 
original, una vez que se ha conocido su duración y resulta­
do operativo. 
TABLA III 
COMPOSICIÓN Q U Í M I C A USUAL DE ESCORIAS DE CUCHARA, DURANTE LAS DISTINTAS ETAPAS DEL AFINO HCV 
Porcentaje peso SiO, FeO MnO ALO, CaO MgO 
En cuchara, después del vuelco del HEA 
Después del desgasificado 
Final proceso HCV 
Final HCV, aceros de decoletaje 
10-18 1-4 1-6 6-12 30-40 7-18 0,1 
5-10 0,50 0,25 5-18 55-65 4- 8 2,0 
5-10 0,25 0,10 5-18 55-65 5-10 2,5 
10-15 2-4 4-10 10-20 30-40 20-25 — 
360 BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. VOL. 28 - NUM. 5 
Evaluación de la calidad de los refractarios de cuchara de afino en Acenor, S. A. 
Los ladrillos de dolomía alquitranada poseen una peque­
ña resistencia al choque térmico y son susceptibles de des­
composición por absorción de humedad por debajo de 
600°-800°C, por lo cual sólo pueden ser utilizados con alto 
rendimiento en acerías que dispongan de mecheros de seca­
do y precalentamiento, y que tengan un ciclo de trabajo muy 
continuo. 
Los estudios de evaluación de calidad efectuados en ACE­
NOR, S. A., han mostrado una elevada influencia del con­
tenido de carbono residual y de óxidos extraños, sobre el 
desgaste operativo de los refractafios de dolomía. Como se 
indica en la tabla V, el aumento del nivel de carbono tiene 
un efecto muy fuerte sobre la intensidad del desgaste. Asi­
mismo, la disminución en las concentraciones de SÍO2, 
AI2O3 y Fe203 tiene también una positiva influencia sobre 
la resistencia de la dolomía frente al acero y la escoria. 
El efecto del nivel de carbono es muy llamativo, ya que 
nos indica la conveniencia de emplear ladrillos de dolomía-
carbono (C>7%) y de bajo contenido en SÍO2, AI2O3 y 
Fe203, a la vista de la gran diferencia de duración entre los 
refractarios usuales de dolomía con bajo carbono y los en­
sayados de alto carbono (aprox. 5% de C, prácticamente 
dolomía-carbono) y reducido contenido en óxidos residuales. 
En la tabla VI se muestra la composición química óptima 
de los refractarios de dolomía temperada, de acuerdo con 
los resultados obtenidos hasta ahora en los estudios realiza­
dos por ACENOR, S. A. 
6. REFRACTARIOS DE MAGNESIA-CARBONO 
Los ladrillos de magnesia-carbono constituyen el refrac­
tario más universalmente empleado para la línea de escoria 
de cucharas de afino. 
La calidad de los refractarios de magnesia-carbono depende 
tanto de las características de la magnesia (natural, de agua 
de mar, electrofundida, etc.) como del grafito (natural en 
escamas, etc.) y del ligante (brea, resina, etc.) empleado en 
la conformación del ladrillo. 
Los refractarios de magnesia-carbono se desgastan según 
un mecanismo que incluye descarburación superficial, ata­
que de la escoria, y disolución consecuente de la zona de-
TABLA IV 
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LOS REFRACTARIOS DE CUCHARA, A TRAVÉS DE ENSAYOS SOBRE LADRILLOS 
NUEVOS Y USADOS. CASO DE LOS MATERIALES DE MAGNESIA-CARBONO Y DOLOMÍA 
Determinación Equipo Método 
03 
0 
\ 0 
OH 
u 
% C 
% S 
LECO CS-244 Análisis rápido simultáneo por 
descomposición térmica 
03 
0 
\ 0 
OH 
u 
% MgO 
% CaO 
% SÍO2 Laboratorio de vía húmeda 
Complexometría y gravimetría 
03 
0 
\ 0 
OH 
u 
% Fe203 
% AI2O3 
Absorción atómica 
Cuantificación de la magnesia 
electrofundida 
Microscopio óptico Examen de probetas por métodos 
estadísticos 
Caracterización de las cenizas del grafito 
(porcentaje, composición) 
Microscopio electrónico y 
microsonda EDX y WDX. 
Análisis de probetas por métodos 
estadísticos 
Tamaño y características de la escama 
de grafito 
Microscopios óptico y electrónico Examen de probetas por métodos 
estadísticos 
Densidad y porosidad del ladrillo — UNE 61-032. UNE 61-033 1 
Constancia de medidas dimensionales — Examen durante la construcción de la 
cuchara 
TABLA V 
ALGUNOS EJEMPLOS DE DESGASTE DE LOS LADRILLOS DE DOLOMÍA TEMPERADA 
EN FUNCIÓN DE SU COMPOSICIÓN QUÍMICA 
Composición química (%) 
Desgaste 
(mm/colada) 
Base calcinada 
C S 
Desgaste 
(mm/colada) 
SÍ02 Al203-hFe203 CaO MgO 
C S 
Desgaste 
(mm/colada) 
1,79 
1,61 
0,54 
2,94 
3,66 
2,13 
49,3 46,1 
44,9 49,8 
57,8 39,5 
2,85 
2,65 
5,90 
0,074 
0,051 
0,041 
3,1 
4,8 
2,4 
SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 1989 361 
E. BENGURIA, J. M. SAGARDUI, J. A. SAN VICENTE, J. M. VALERIO, J. M. CASTRESANA 
TABLA VI 
COMPOSICIÓN QUÍMICA OPTIMA 
DE LOS REFRACTARIOS DE DOLOMÍA 
TEMPERADA PARA REVESTIMIENTO 
LA PARED DE CUCHARAS DE AFINO 
Base calcinada Según se recibe 
SÍO2 AI2O3 Fe203 CaO MgO C S 
< 1 < 1 < 1 < 60 > 38 > 5 < 0,08 
carburada. La capa de ataque es muy estrecha (aprox. < 1 
mm), lo que permite (al igual que en el caso de la dolomía 
temperada) determinar las características del interior del la­
drillo, que permanece virtualmente inalterado. 
La calidad del grafito depende principalmente de su con­
tenido en cenizas y de las características de la escama, va­
riables que pueden ser determinadas por microscopía 
electrónica y microsonda de análisis, como se indica en la 
tabla IV. 
La calidad de la magnesia viene dada por su origen (sinte-
rizada o electrofundida) determinable por microscopía ópti­
ca, y por su composición química obtenible por vía húmeda, 
fluorescencia de rayos X y análisis simultáneo LECO 
CS-244. 
Una vez conformado el ladrillo, el análisis químico de la 
magnesia ha de realizarse con calcinación previa, lo que oca­
siona que las cenizas del grafito se incorporen al residuo de 
magnesia, originando valores más altos de, p.e., SÍO2, 
AI2O3 y Fe203 que los presentes en la magnesia original. 
Sin embargo, estos análisis de ladrillos calcinados son total­
mente válidos, ya que el material refractario que se pone en 
contacto con la escoria no es la magnesia pura, sino la mag­
nesia más las cenizas formadas por descarburación de la su-
perficio del ladrillo. 
Adicionalmente, tal como se indica en la tabla IV, en ACE-
NOR, S. A., se puede determinar el contenido y la compo­
sición química de las cenizas del grafito, a través de la 
microsonda de análisis EDX y WDX del microscopio elec­
trónico instalado en la Agrupación I-hD. 
En la figura 7 se muestra la relación existente entre la pu­
reza de la magnesia y el contenido de carbono residual, so-
Desgaste (mm/colada 
94 
MgO [% peso) 
bre el desgaste producido en la zona de la cuchara en la que 
es mayor la agitación producida por el gas inerte. Se puede 
observar una dependencia inversa entre el desgaste y el con­
tenido de MgO, lo cual manifiesta la importancia de contro­
lar y evaluar la calidad del refractario de cuchara, máxime 
cuando para altos niveles de desgaste existe el problema de 
perforación del revestimiento que, de acuerdo con los datos 
de la figura 7, aparece para contenidos menores de 92% de 
MgO en el ladrillo, sobre base calcinada. 
Como resultado de los estudios «post-mortem» realizados 
hasta ahora en ACENOR, S. A., se ha obtenido la composi­
ción química óptima de los refractarios de magnesia-carbono, 
que se muestran en la tabla VIL 
7. CONCLUSIONES 
Los estudios de evaluación de la calidad de los refracta­
rios de cuchara de afino, tanto para ladrillos nuevos como 
usados permiten establecer los mecanismos de desgaste que 
presentan los distintos materiales, así como su influencia so­
bre el proceso de horno-cuchara-vacío (HCV) y sobre la lim­
pieza del acero. 
TABLA VE 
COMPOSICIÓN QUÍMICA OPTIMA DE LOS LADRILLOS 
DE MAGNESIA-CARBONO, EMPLEADOS PARA LINEA 
DE ESCORIA DE CUCHARA DE AFINO 
Base calcinada Según se recibe 
SÍO2 AI2O3 Fe203 CaO MgO C S 
< 1 < 0,5 < 0,5 < 2 > 96 15-20 < 0,08 
Fig. 1 .—Efecto del contenido en MgO de los refractarios de magnesia-
carbono, sobre el desgaste encuchara, en la vertical del tapón poroso. 
A igualdad de calidad obtenida en los procesos de confor­
mación, resulta muy clara la notable relación existente en­
tre la composición química del ladrillo y los desgastes reales 
en cuchara, lo cual posibilita establecer los características 
óptimas que han de cumplir los refractarios de dolomía 
temperada y magnesia-carbono, para conseguir un adecua­
do resultado bajo las agresivas condiciones físico-químicas 
características en los equipos HCV. Los ladrillos de dolomía-
carbono y magnesia-carbono, fabricados con materias pri­
mas de alta pureza, y en parte electrofundidas (5), junto con 
aditivos antioxidantes y cantidades crecientes de carbono (6) 
parecen la alternativa más cercana para el revestimiento de 
las cucharas. La inspección de los ladrillos nuevos en cuan­
to a densidad, medidas dimensionales y concentración de 
óxidos residuales (SÍO2, Fe203, AI2O3, ...), así como en 
cantidad de carbono y contenido en cenizas del mismo, po­
sibilitarán un aumento de regularidad de la duración y una 
mejor planificación del consumo de refractario. 
La intensificación de los estudios de evaluación de cali­
dad permitirá una correcta definición de las especificacio­
nes óptimas del resto de los materiales refractarios de 
cuchara, así como un mayor control de recepción de los mis­
mos, lo cual redundará en una mayor seguridad del proceso 
HCV y en una mejora de la calidad del acero producido. 
362 BOL.SOC.ESP.CERAM.VIDR. VOL. 28 - NUM. 5 
Evaluación de la calidad de los refractarios de cuchara de afino en Acenor, S. A. 
8. BIBLIOGRAFÍA 
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J. I. : Effect of refractory on deoxidation in molten steel. 
105th ISIJ Meeting, S-278, Trans. ISIJ, vol. 23, n. 8, 
B-289 (1983). 
2. PLOCKINGER, M . E . , y ETTERICH, O . (Eds.): Electric 
Furnace Steel Production. John Wiley & Sons, Chiches­
ter, Gran Bretaña (1985). 
3. SAVER, J.; HUNDT, L . , y MLAKER, G. : Basische Fut­
ter in Stahl-Giesspfannen und Behandlungspfannen. 
Fachberichte Hüttenpraxis Metall., vol. 24, n. 10, 844 
(1986). 
PROVOST, G.: Critères de choix des produits réfractai-
res pour revêtement des poches à acier. Rev. Met. CIT, 
n. 2, 109 (1987). 
BARTHA, P.; METZ, F., y NITSCH, K.-H.: Electrosin-
tered periclase as raw material for magnesia-carbon 
bricks. Stahl u. Eisen, vol. 197, n. 13, 93 (1987). 
ENDRES, H . G. ; JESCHKE, P., y SEEGER, M.: Mag­
nesia-carbon an dolomite-carbon brick in BOF vessels 
in France and Germany. 5th Iron and Steel Congr., 
Washington, USA (1986). 
SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 1989 363 
PUBLICACIONES EDITADAS POR LA SOCIEDAD ESPAÑOLA 
DE CERÁMICA Y VIDRIO 
Materiales Refractarios y Siderurgia 
(Jornadas de Arganda del Rey, 4-5 mayo 1984 
CONTENIDO: 
I. Experiencias y perspectivas de la utilización de 
materiales refractarios en la industria siderúrgica. 
D. Ernesto Badía Atucha, Jefe de obras y refrac­
tarios de Altos Hornos de Vizcaya, y D. Ignacio 
Larburu Ereño: Refractarios para hornos altos 
en ÁHV. 
D. Gabino de Lorenzo y D. Francisco Egea 
Molina: Revestimientos refractarios en Horno 
Alto de EN SI D ESA. 
D. Jesús María Valerio, de S.A. Echevarría: 
Cucharas de tratamiento secundario de acero. 
D. Jesús Valera, ENSIDESA-Veriña: Evolución 
de la duración de revestimientos en las acerías de 
ENS I DES A. 
D. J.A. Pérez Romualdo, Jefe de Colada Conti­
nua de Altos Hornos del Mediterráneo: Refracta­
rios en cucharas de acero y colada continua de 
slabs. 
II. Investigaciones en el campo de materiales refrac­
tarios en el Instituto de Cerámica y Vidrio. 
Prof. Dr. Salvador de Aza, Director del ICV: El 
Instituto de Cerámica y Vidrio. Estructura y 
objetivos. 
D. Emilio Criado Herrero: El sector español de 
refractarios y la industria siderúrgica. Evolución 
y perspectivas. 
Dr. Francisco José Valle Fuentes: Tendencias en 
el análisis de materiales refractarios. 
Dr. Serafín Moya Corral: Materiales cerámicos 
tenaces basados en mullita-circón. 
Dra. Pilar Pena Castro: Materiales refractarios 
basados en circón. 
D. Angel Caballero Cuesta: Evolución de las 
propiedades refractarias y termomecánicas de las 
bauxitas. 
Dr. Rafael Martínez Cáceres: Cementos refracta­
rios. 
160 PAGINAS PRECIO: 4.500 PESETAS 
Vocabulario para la Industria 
de los Materiales Refractarios 
ISO/R 836-1968 
" 
CONTENIDO: 
I. Terminología general. 
II. Materias primas y minerales. 
III. Fabricación. 
IV. Tipos de refractarios. 
V. Los hornos y la utilización de productos refracta­
rios: 
— Metalurgia. 
— Industria del coque y gas. 
— Generadores de vapor. Calderas. 
— Industria vidriera. 
— Cales y cementos. 
— Cerámica. 
VI. Características y métodos de ensayo. 
• Contiene 4 índices alfabéticos en 
castellano, francés, inglés y ruso; con 
un código numérico que permite la 
localización de cada uno de los tér­
minos en los otros tres idiomas. 
• Incorpora más de 1.100 términos 
relativos a la industria de refracta­
rios e industrias consumidoras. 
190 PAGINAS, 50 FIGURAS. 
PRECIO: 4.500 PESETAS 
La reserva de ejemplares y los pedidos deben dirigirse a: SOCIEDAD ESPAÑOLA DE CERÁMICA Y VIDRIO 
Ctra. Valencia, Km. 24,300 
ARGANDA DEL REY (Madrid)