Rôle et effet de l’andalousite sur le comportement à la corrosion des céramiques réfractaires à haute teneur en alumine par les laitiers sidérurgiques

Abstract

Les processus de dégradation chimique des céramiques réfractaires par les laitiers sidérurgiques sont assez peu connus. Afin de contribuer à une meilleure connaissance de ces processus, la corosion de réfractaires à haute teneur en alumine (à base d’andalousite, bauxite, andalousite-bauxite et andalousite-corindon blanc) par des laitiers modèles (alumine-chaux, silice-chaux, …) a été étudiée à 1600C° par la méthode du creuset statique. L’analyse post-mortem des creusets testés a permis de constater le développement d’une zone de précipitation formée d’auréoles monominérales néoformées qui révèlent l’existence de gradients de composition dans la phase liquide interstitielle. Du fait de la recristallisation partielle du liquide au cours de refroidissement, le verre présent à l’ambiant n’est pas représentatif du liquide existant à 1600°C. La notion d’équilibre chimique local appliquée au système CaO-A12O3-SiO2 a permis de rendre compte de la zonation minérale observée, et quantifier la proportion et la composition du liquide à 1600C° à partir des analyses chimiques réalisées par balayage de zone au MEB. Les profils de composition obtenus à partir du diagramme CAS, ont pu être comparés à ceux obtenus par l’analyse ponctuelle du verre interstitiel de réfractaires corrodés ayant subi une trempe en fin d’essai. Les résultats concordent d’autant mieux que la composition du système laitier-réfractaire est très proche de la composition théorique. Les profils de viscosité, établis à l’aide du modèle d’Urbain à partir des profils de composition de la phase liquide à 1600°C, ont montré que l’extension de la zone d’imprégnation dans une qualité réfractaire donnée, est déterminée par la viscosité du liquide interstitiel. L’ensemble des résultats a montré que la réduction des teneurs en éléments secondaires (impuretés) dans les constituants des briques, permet de limiter la quantité de liquide présente à la température d’essai, et d’accroitre ainsi la viscosité de ce liquide à l’échelle locale. En conséquence, les résistances à la corrosion et l’imprégnation sont augmentées de manière significative.