Recubrimientos cerámicos resistentes al desgaste y al choque térmico a alta temperatura

Abstract

En la industria de la coquización del carbón, se utilizan hornos colmena construidos de ladrillos de arcilla roja o adobe. En el proceso los hornos son sometidos a cambios bruscos de temperatura que van desde los 1000 ◦C hasta los 300 ◦C en promedio, en el deshorne se utiliza un rastrillo de acero para remover el coque, lo que ocasiona un desgaste abrasivo por rozamiento entre el rastrillo, el coque y el piso, a temperaturas elevadas. Con el tiempo el piso se deteriora y es necesario reemplazarlo, lo que ocasiona grandes costos de mantenimiento. Con el fin de prolongar la vida útil del piso del horno se hace un recubrimiento con un material resistente al desgaste a altas temperaturas. Uno de los materiales de mejor desempeño en estas condiciones es la circona, que mezclada adecuadamente con alúmina brinda una excelente protección a las superficies frente al desgaste y el choque térmico. Para elaborar los recubrimientos se escoge la técnica de proyección térmica por llama oxiacetilénica, por su versatilidad y economía. Los recubrimientos se caracterizan morfológicamente con microscopía óptica MO y microscopía electrónica de barrido MEB, la microestructura se analiza por difracción de DRX, la resistencia al desgaste con tribómetro en la configuración bola-disco a temperatura ambiente y 500 ◦C sin abrasivo, la microdureza con indentaciones Vickers y la resistencia al choque térmico con ciclos de calentamiento de 500 ◦C y enfriamiento a temperatura ambiente. Se encuentra que todos los recubrimientos presentaron una resistencia al desgaste muy superior a la del sustrato sin recubrir de al menos un orden de magnitud y que el recubrimiento protege al sustrato en al menos 30 ciclos de choque térmico.