Control de escorias y de refractarios de hornos de fusión: composición, basicidad y desgaste del revestimiento

Fundamento

La escoria se analiza por fluorescencia de rayos X sobre perla fundida o sobre pastilla prensada, y por vía húmeda para los elementos que la fluorescencia resuelve mal; de la composición se calculan los índices de basicidad, que relacionan los óxidos básicos con los ácidos y que gobiernan tanto la capacidad de la escoria para retener azufre y fósforo como su agresividad frente al revestimiento: una escoria ácida ataca un refractario básico y viceversa, de modo que la compatibilidad entre ambos es la primera regla de operación. Se determinan además la temperatura de fusibilidad de la escoria y su viscosidad estimada, que definen si fluye y cubre el baño o si queda pastosa, y el contenido de hierro, que mide la pérdida de metal en la escoria. Los refractarios se caracterizan por su composición, su porosidad y densidad aparentes, su resistencia a la compresión en frío y en caliente, su refractariedad bajo carga y su resistencia al choque térmico por ciclado, que es lo que realmente los destruye en los hornos que se vacían en cada colada. El desgaste del revestimiento se sigue midiendo el espesor remanente con escaneo o con sondas y correlacionándolo con las coladas y con la composición de la escoria, y los ladrillos retirados se examinan por metalografía y microanálisis para identificar el mecanismo de ataque, que suele ser la infiltración de escoria y la formación de fases de bajo punto de fusión.

Analito (qué se mide)

Óxidos de calcio, silicio, aluminio, magnesio y hierro en escorias y en refractarios

Matriz (en qué muestra)

Escorias de hornos de arco, de inducción y de cubilote; escorias de cuchara y de desulfuración; ladrillos y masas refractarias de revestimiento; refractarios desgastados retirados de servicio; fundentes y cales

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Espectrómetro de fluorescencia de rayos X con perladora; equipo de análisis por vía húmeda; horno de determinación de fusibilidad de cenizas y escorias; equipos de porosidad y de densidad aparente; prensa y horno de refractariedad bajo carga; microscopio electrónico con microanálisis; escáner o sondas de espesor de revestimiento.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Fundentes para perlas; patrones y materiales de referencia de escorias y de refractarios; ácidos de disolución; agua desmineralizada.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Moldes de perla y de pastilla; crisoles; probetas de refractario; portamuestras; planillas de seguimiento del revestimiento por colada.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Fundentes y patrones; crisoles; probetas; muestras de escoria.

Unidad

kg/kg · composición de la escoria por óxidos (%) e índices de basicidad · temperatura de fusibilidad (°C) · hierro perdido en la escoria (%) · porosidad, densidad y resistencia del refractario · espesor remanente del revestimiento (mm) y coladas acumuladas · mecanismo de ataque identificado

Rango de referencia

La compatibilidad entre la escoria y el revestimiento es el criterio central: un revestimiento ácido exige escoria ácida y uno básico, escoria básica, y operar fuera de esa correspondencia acorta la vida del horno de manera drástica aunque todo lo demás esté bien

Norma que lo exige

Las especificaciones de compra de refractarios y de fundentes; las normas de producto de materiales refractarios; las normas de higiene y seguridad para operación de hornos de fusión y para el manejo de escorias calientes; las normas ambientales sobre disposición y sobre valorización de escorias, varias de ellas aprovechables como material de construcción; los requisitos del sistema de calidad de la fundición

Norma que describe la técnica

Las normas internacionales de ensayo de materiales refractarios: porosidad, densidad, resistencia en caliente, refractariedad bajo carga y choque térmico; las normas de análisis de escorias por fluorescencia de rayos X y por vía húmeda; los manuales de metalurgia de hornos sobre índices de basicidad y compatibilidad escoria-refractario; los procedimientos del proveedor del revestimiento

Edición y vigencia de la norma

Normas internacionales de ensayo de refractarios y de análisis de escorias vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. Cientos de gramos de escoria y probetas de refractario

Conservación y transporte

La escoria se muestrea del baño con cuchara precalentada y se enfría rápido, porque una escoria que solidifica lentamente segrega fases y una muestra tomada del piso del horno no representa lo que está trabajando sobre el metal. Las muestras se identifican por colada y por momento del proceso, ya que la composición cambia entre la fusión y el afino. El seguimiento del espesor del revestimiento se hace siempre en los mismos puntos y se registra junto con las coladas acumuladas, dado que la tendencia es lo que permite programar la reparación antes de la rotura.

Límite de detección típico

La fluorescencia de rayos X determina los óxidos mayoritarios con resolución de centésimas de por ciento

Incertidumbre típica

Del orden del 1 al 3 % relativo en los óxidos mayoritarios; los índices de basicidad heredan esa incertidumbre

Área

Metalurgia; Química analítica; Materiales/industrial

Fecha de última actualización: 10/9/2026