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Resumo Em uma aciaria, os recipientes que comportam o aço líquido, tais como o forno e a panela de aciaria, são revestidos com materiais refratários especiais para alta temperatura e elevada resistência ao desgaste. O custo desses materiais é alto e, portanto, almeja-se aumentar sua vida útil sem afetar seu desempenho. Este trabalho teve o objetivo de investigar as transformações que ocorrem no material refratário aluminoso de placas de válvula gaveta de panela de aciaria. Para tanto, a região das placas post mortem que entraram em contato com o material líquido a alta temperatura foi caracterizada por meio de análise visual e análises de composição e estrutura através das técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X e análise de microestrutura por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão em energia. Como resultado, têm-se contribuições sobre o processo de corrosão química proporcionada pelo contato de escórias residuais com o canal das placas da válvula gaveta. Constatou-se a presença de materiais com alto teor de Ca e compostos por fases como mervinita e guelenita, características de escória, aderidos às placas. Ao mesmo tempo, foi possível estabelecer que a espessura de interação entre o material aderido e a superfície da placa variou entre 0,4 e 1,2 mm. Assim, quando associada à erosão pelo fluxo de aço, a corrosão química decorrente do contato com a escória tem o potencial de intensificar o desgaste da placa refratária. Abstract In steelmaking, the refractory materials have to be special as they have to resist high temperature and wear situations in service. These special refractory materials are expensive, for this reason the steel industry aims to increase the service life of these materials keeping its performance. The goal of this work was to investigate the transformations that take place in the ladle slide gate plates material while in service. To accomplish this goal the region of post mortem plates that get in contact with the molten material was characterized by visual analysis and chemical composition analysis such as X-ray fluorescence techniques, X-ray diffraction and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy. The results are some contributions on the chemical corrosion process generated by the chemical interaction between residual slag and the plates. Materials with high calcium content and composed of merwinite and gehlenite, slag characteristic phases, were found to be adhered to the plates. Moreover, it was possible to establish that the thickness of the interaction zone between the adhered material and the surface of the plate varied between 0.4 and 1.2 mm. Thus, when combined with erosion due to steel outflow, chemical corrosion resulting from contact with the slag has the potential to intensify wear on refractory plate channel.

Foi realizada uma revisão dos principais aspectos encontrados na literatura especializada sobre corrosão de refratários, avaliando-se a viabilidade de determinados ensaios e relacionando-se com resultados experimentais. As propriedades físicas e microestruturais de refratários comerciais foram estudadas, considerando-se as diferenças entre elas e implicações com a qualidade e provável vida útil do refratário. Assim, investigou-se os diversos tipos de refratários utilizados como revestimento em uma panela de aço, como de sobre-linha (freeboard), linha de escória e linha de metal. Os refratários magnésia-carbono e doloma-carbono foram avaliados, destacando-se também as diferenças entre eles. Os materiais analisados mostraram características favoráveis a uma elevada resistência ao processo de corrosão, apresentando uma série de propriedades a serem escolhidas de acordo com a prática industrial. The main aspects found in the literature about refractories corrosion were reviewed, evaluating the feasibility of certain tests and relating them with experimental results. The physical properties and microstructure of commercial refractories were analyzed, considering the differences between them and the quality implications and probable life of the refractory. Thus, this study comprised various types of refractories used as lining on steel ladle, as on freeboard, slag line and metal line. Magnesia-carbon and doloma-carbon refractories were analyzed, highlighting the differences between them. The examined materials showed characteristics favoring high resistance to corrosion process, presenting a series of properties to be selected in accordance with industry practice.

Foi realizada uma revisão dos principais aspectos encontrados na literatura especializada sobre corrosão de refratários, avaliando-se a viabilidade de determinados ensaios e relacionando-os com os resultados experimentais. Na primeira parte deste trabalho foram abordadas as principais propriedades da microestrutura dos refratários, como a qualidade dos agregados e da matriz, incluindo-se a fase ligante (como resinas ou piche), presença de carbono, porosidade e aditivos antioxidantes. Nesta segunda parte os demais aspectos ligados à corrosão, como as propriedades físico-químicas dos refratários, as características das escórias e das condições operacionais são discutidas, sempre, relacionando-se a teoria com dados da prática industrial. Especificamente, analisaram-se os refratários de linha de escória de panela de aço. In this study, the main aspects found in the literature about refractories corrosion were reviewed, evaluating the feasibility of certain tests and relating them with experimental results. In the first part of this work, the main properties of the microstructure of the refractories were discussed, such as aggregates and the matrix, including the binder phase (resins or pitch), presence of carbon, porosity, additives and anti-oxidants. In this second part, the remaining aspects of corrosion, such as physical and chemical properties of refractories, slag characteristics and operating conditions are discussed, linking the theory with data from industrial practice. Specifically, it was analyzed the refractory from slag-line of steel ladle.

Neste trabalho foi realizada uma revisão dos principais aspectos encontrados na literatura especializada sobre corrosão de refratários, avaliando-se a viabilidade de determinados ensaios e relacionando-os com resultados experimentais. O principal fator de desgaste dos refratários é considerado o ataque químico que o material sofre, porém ele é influenciado também por solicitações térmicas e mecânicas, sendo muitas vezes fatores concomitantes. O aumento da vida útil dos refratários enfrenta a compreensão de fenômenos complexos e depende de fatores operacionais, cujo controle e quantificação são difíceis no dia-a-dia da empresa, além das propriedades físicas e químicas dos refratários. Na abordagem proposta, mostram-se dados da investigação do desgaste corrosivo de refratários básicos, incluindo-se análise microestrutural, procurando relacionar os resultados experimentais com a perspectiva teórica da literatura. In this study, main aspects found in the literature about refractories corrosion were reviewed, evaluating the feasibility of certain tests and relating them with experimental results. The main cause of refractories wear is considered the chemical attack that the material suffers, but it is also influenced by thermal and mechanical factors, often concomitantly. Increased life of refractories faces the understanding of complex phenomena and depends on operational factors, whose control is difficult in routine steel company processing. In addition the physical and chemical properties of refractories must be considered. In the proposed approach, research data of corrosive wear of basic refractories, including microstructural analysis, are related to the theoretical fundamentals found in literature.

A região de Pântano Grande, RS, é conhecida pela qualidade de seus caulins. Nesta região, incluindo-se as cercanias das cidades de Gravataí e Viamão, encontra-se uma argila plástica de cor de queima clara, mas com característica refratária. Ressalva-se a importância desta argila, pela dificuldade de se obter argilas plásticas a distâncias convenientes para indústria cerâmica. Neste trabalho, foi realizada a caracterização tecnológica desta argila. As propriedades de queima foram avaliadas para a faixa de temperatura de 1200 ºC a 1400 ºC, incluindo-se uma mistura com uma argila refratária e queima a 1300 ºC. Após, investigou-se o comportamento de gresificação por meio de misturas com fundentes sódicos, potássicos e cálcicos, analisando-se também a resistência mecânica à flexão. Deste modo, obteve-se a completa caracterização da referida argila, destacando-se o potencial de aplicação da mesma. The region of Pantano Grande, RS, Brazil, is known by the quality of its kaolins. In this region, including the nearby of the cities of Gravataí and Viamão, there is a plastic clay of clear firing color, but with refractory characteristic. The use of this clay is very attractive, since it is difficulty to get plastic clays at convenient distances for the ceramic industry. In this work, it was carried out the technological characterization of this clay. The firing properties have been evaluated for the temperature range 1200 ºC-1400 ºC, including a mixture with a refractory clay and fired at 1300 ºC. It was investigated the firing behavior of mixtures with Na, K, and Ca fluxes, including the analysis of the mechanical strength. In this way, it was performed a complete characterization of the related clay, and highlighted its potential of application.

Investigou-se a atuação de uma rocha com espodumênio como fundente em massas cerâmicas, analisando-se sua reatividade com outras matérias-primas, como quartzo e caulim. Primeiramente, caracterizou-se petrograficamente o pegmatito de onde se extrai esse fundente. Posteriormente avaliou-se o comportamento de moabilidade, fundência e deformação piroplástica da rocha com espodumênio. Analisou-se então sua influência nas propriedades tecnológicas finais das peças, principalmente em relação à temperatura de queima, às fases e à microestrutura. Comparou-se a gresificação com outros fundentes comerciais como a albita e o feldspato. O espodumênio mostrou maior capacidade de reduzir a temperatura de gresificação das peças que os fundentes tradicionais, promovendo a densificação por fluxo viscoso. A spodumene rock was used as a flux in ceramic bodies, analyzing its reactivity to other raw materials such as quartz and kaolin. The petrology properties of the pegmatite (parent rock) from which the flux is extracted was characterized. The grindability, fluxing strength and pyroplastic deformation of the spodumene rock were investigated. The influence on technological properties of the final pieces, mainly in relation to the firing temperature, phases formation and microstructure were also further analyzed. The firing behavior to other commercial flux such as albite and feldspar were then compared. The spodumene rock was considered an effective flux, capable of reducing the firing temperatures of the tested bodies by viscous flow.

O uso de fundentes enérgicos "alternativos" foi investigado em uma formulação de porcelana de ossos em ciclo de queima rápida. As propriedades dos corpos-de-prova foram avaliadas em diferentes formulações, variando-se o tipo de fundente. A wolastonita, o espodumênio e o pó de vidro foram empregados, substituindo-se parcialmente um feldspato potássico. Os resultados da caracterização tecnológica, formações de fases e microestrutura foram comparados em diferentes temperaturas. Os fundentes utilizados propiciaram uma redução na temperatura final de queima e ao mesmo tempo um amplo intervalo de gresificação. Os resultados da caracterização tecnológica das peças, após a queima das formulações propostas, mostraram que as propriedades técnicas são compatíveis com os produtos porcelânicos almejados. Strong fluxes were investigated in a bone china composition by applying a fast firing cycle. The technical properties of the ceramic bodies were evaluated. The conventional flux (potash feldspar) was partially replaced by strong fluxes (wollastonite or spodumene or waste glass). A comparative analysis of the data, including technical properties, microstructure, and phase's development at different firing temperature was performed. Due to the utilization of these strong fluxes, a reduction of firing temperature and, simultaneously, a broad firing range was achieved. Then, the main technical aspects concerning the firing of these new compositions were investigated. The final properties of the pieces were considered good for the production of bone china.

Este trabalho objetivou o desenvolvimento de metodologia para o aproveitamento do resíduo de catalisador de craqueamento de hidrocarbonetos, na produção de refratários silicoaluminosos. Esse resíduo foi utilizado em substituição às matérias-primas convencionais, com o conseqüente ganho ambiental e econômico. Com base em composições químicas e mineralógicas, foram selecionadas formulações de massas refratárias, as quais foram queimadas em temperaturas similares às utilizadas para queima de refratários silicoaluminosos comerciais. A análise das propriedades tecnológicas apresentadas, dentre as formulações propostas, definiu que a formulação que continha 15% em peso de catalisador gasto, obteve as melhores características, sendo estas semelhantes às de um material refratário comercial. This work aimed the development of methodology for the utilization of the residue of catalyst from of hydro-carbons catalytic cracking process in the production of alumina-silica refractory. This residue was used in substitution of part of conventional raw materials, with the consequent ambient and economic profit. It was selected some formulations based on the chemical and mineralogical compositions of refractory masses. They were fired in similar temperatures to the ones used for production of commercial refractories. The analysis of the technological properties of the formulations proposed, defined that the composition that contained 15% wt of catalyst waste got the best characteristics. The final product showed technical parameters similar to the ones of commercial refractory material.

A porcelana de cinza de ossos é amplamente aceita e alcança alto valor de mercado, entretanto, sua produção ainda é pouco difundida, de modo que sua fabricação e pesquisa são restritas a poucos países. Sendo o Brasil grande produtor de gado, apresenta grande potencial para a reciclagem de ossos, podendo-se encontrar aplicação destes em materiais cerâmicos. Neste trabalho foi feita uma análise comparativa das características técnicas entre uma formulação de porcelana obtida com cinzas de ossos conforme a receita tradicional inglesa e uma formulação de porcelana tradicional. Os resultados mostraram que a sinterização de porcelana de cinzas de ossos requer cuidados extras em ciclos rápidos de queima quando comparada à porcelana tradicional, devido a um menor intervalo de gresificação. No entanto, a maior resistência mecânica e as qualidades estéticas, destacando-se a elevada alvura, fazem desta porcelana bastante atrativa em termos de potencial de aplicações industriais. Porcelains from bone ash are widely accepted and present high market value, however, their manufacture and research are still restricted to few countries. As a great producer of cattle, Brazil presents great potential for the recycling of cattle bone into ceramic materials. In this work, it was realized a comparative investigation of technical properties of a typical porcelain composition manufactured from bone ash according to English traditional composition and a traditional porcelain. The results revealed that it is more difficult to sinter bone porcelain in fast firing cycles, once it showed shorter firing intervals compared to traditional porcelains. However, the higher mechanical strength and better aesthetic qualities, especially its whiteness, make bone porcelains very attractive materials in terms of industrial applications potential.

A microestrutura de uma porcelana tradicional, queimada a diferentes temperaturas, foi analisada e relacionada com suas propriedades técnicas. Investigou-se por ceramografia a morfologia de fases, determinando-se a presença de quartzo, mulita primária e mulita secundária. Este estudo foi apoiado por análise de microssonda EDX e difratometria de raios X. As propriedades dos corpos-de-prova sinterizados mostram-se fortemente influenciadas pela fase vítrea e pelas fases cristalinas presentes, estas últimas preponderantes na definição da resistência mecânica final e tenacidade das peças. The microstructure of traditional porcelain sintered at different temperatures was analyzed and related to technical parameters. The morphology of the phases was investigated. Quartz, primary mullite and secondary mullite were found. The results were supported with experimental data using EDX and X-ray diffraction analysis. The properties of the sintered samples show to be strongly affected by vitreous phases, and this determine the quality of the ceramic pieces. The best sintering temperature was also a consequence of vitreous phase properties, like porosity. The crystalline phases were found responsible for the achieved strength .

As propriedades finais de uma porcelana tradicional, incluindo sua resistência mecânica, são conseqüência do processamento cerâmico que lhe deu origem, desde as matérias-primas e suas características, processo de conformação e temperatura, tempo, tipo e atmosfera de queima. Estes fatores determinam a complexidade da microestrutura, a partir do desenvolvimento de fases que promovem. São na sua maioria variáveis de difícil controle, tornando difícil a previsão das propriedades finais e, dentre essas, a resistência mecânica do corpo cerâmico. Desde o século passado, várias teorias surgiram na tentativa de se explicar os fenômenos que governam a resistência mecânica. Algumas dessas foram recentemente revisadas devido à disponibilidade de novas técnicas analíticas. Este trabalho apresenta um overview da literatura sobre resistência mecânica de porcelanas, utilizando trabalhos de vários pesquisadores e acrescendo dados de investigações próprias e recentes sobre o tema. The properties of traditional porcelain, including its mechanical strength, are a consequence of the ceramic processing that formed the piece, and then, raw materials and their characteristics, forming process, firing atmosphere, time and temperature. These parameters determine the complexities of microstructure and phase development, which are difficult to be controlled and makes almost impossible to predict porcelain final properties. Since the last century, many theories have been developed to explain the strength of porcelain, and some have recently been revised and improved due to the development of new analytical techniques. This work shows an overview on the literature, which comprises new discussions and theories about porcelain strength, including authors´ own investigations.