Post-mortem study of magnesia-chromite refractory used in the gas area of a Submerged Arc Furnace for the copper-making process

This work is a post-mortem study of the magnesia-chromite refractory lining of the gas area of a Submerged Arc Furnace (SAF) used for slag-cleaning at the Atlantic Copper Smelter (Spain) after a six-year working campaign. A Scanning Electron Microscope (SEM) equipped with an Energy Dispersive Spectroscopy (ESEM-EDS) system was used to identify the phases and for chemical analysis.Almost nothing on Submerged Arc Furnace operations in the copper-making industry is found in literature, and none has focused on the interactions of the magnesia-chromite refractory used in the area in contact with gases.In this work, refractory brick samples were collected from the gas area of a Submerged Arc Furnace that processed fayalitic slag after a six-year campaign. These bricks had been penetrated by gases. Lead and zinc from the gases were found on the hot face of the refractory. The post-mortem analysis was supported by thermochemical calculations using FactSage® databases. Resumen: Este trabajo está enfocado al estudio post mortem del refractario usado en la zona de gases de un horno eléctrico de arco sumergido (SAF) donde se han llevado a cabo las operaciones de limpieza de escoria durante seis años de campaña en Atlantic Copper (España). Para la identificación de las fases y los análisis químicos de las mismas se ha usado un microscopio electrónico de barrido (SEM) equipado con un espectrómetro (ESEM-EDS).En la literatura no se encuentra casi nada publicado referente a operaciones de hornos eléctricos de arco sumergido en la industria del refino del cobre y nada referente a la interacción de los gases de este proceso con el refractario de magnesia-cromita usado en los mismos.Para este trabajo se han tomado ladrillos de muestra de la zona, de gases de un horno eléctrico de arco sumergido después de seis años de operación de limpieza de escorias fayalíticas (recuperación de cobre). Estos ladrillos refractarios se han encontrado infiltrados por gases. En la cara caliente de lo refractario se ha encontrado plomo y zinc procedente de las fases contenidas en los gases de proceso. El análisis post mortem ha sido complementado con cálculos termodinámicos usando las bases termodinámicas de FactSage®. Keywords: Refractory, Magnesia-chromite, Submerged Arc Furnace, Post-mortem, Gas, Palabras clave: Refractario, Magnesia-cromita, Horno de Arco Sumergido, Post-mortem, Gas