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Este trabalho de dissertação analisou o desempenho de sete concretos refratários à corrosão em alta temperatura (~1550 ºC) por ferro gusa e escoria de alto-forno no estado líquido simultaneamente. Os concretos refratários testados são primariamente aqueles adequados a aplicação por shotcrete, uma técnica de instalação que possui uma maior velocidade de aplicação que a técnica tradicional por vertimento. Essa técnica também é superior que a técnica similar de aplicação por projeção gunning já que a quantidade de material perdido da aplicação por rebote, ou respingos, é menor. Também foram comparados concretos de ultrabaixos teores de cimento de aluminato de cálcio com concretos sem cimento, estes que tem potencial de demonstrar desempenho superior considerando a diminuição da basicidade das escórias atuais. Os corpos de prova foram ensaiados por um teste de corrosão dinâmico conhecido como finger test e então divididas em suas regiões de ataque e analisadas por difratometria de raios X (DRX) qualitativa e quantitativa, microscopia eletrônica de varredura com análise de energia dispersiva de raios X (MEV-EDS), densidade aparente e porosidade aparente (DA/PA) e microdifração de raios X. A análise por MEV indicou que a corrosão ocorreu pela difusão e infiltração de compostos de cálcio presentes na escória na matriz dos refratários sem exibir corrosão intragranular e sem a formação de fases intermediárias entre a composição da escória e as fases presentes no refratário além da gehlenita, com a análise por microdifração corroborando esse resultado. Não foram encontradas diferenças significativas entre o desempenho dos ligantes. This project analyzed the performance of seven refractory castables against corrosion at high temperature (~1550 ºC) by hot metal and blast furnace slag in the liquid state simultaneously. The refractory castables tested are primarily those suitable for application by shotcrete, an installation technique that has a higher application speed than the traditional technique by pouring. This technique is also superior to the similar gunning spray application technique as the amount of material lost from rebound, or splash, in the application is less. Ultra-low contente cement castable was also compared with cementless concretes. The samples were tested by a dynamic corrosion test known as the finger test. The samples after this test were divided into their attack regions and analyzed by qualitative and quantitative X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy dispersive analysis (SEM-EDS), apparent density and apparent porosity (DA/PA) and X-ray microdiffraction. The SEM analysis indicated that the corrosion occurred by the diffusion and infiltration of calcium compounds present in the slag into the refractory matrix without exhibiting intragranular corrosion and without the formation of intermediate phases between the slag composition and the phases present in the refractory with microdiffraction analysis corroborating this result. No significant differences were found between the performances of the binders.

No processo de vazamento por pressão, a panela de aço líquido é posicionada em um fosso e um tubo refratário aluminoso é acoplado a uma tampa de vedação e imergido no aço até a vedação completa do fosso. O tanque é então pressurizado e o aço é vazado via tubo refratário até o molde. Após o término do vazamento, tem sido observado a presença de incrustações na parede interna do tubo refratário, material este que pode ser desprendido durante o vazamento e acarretar inclusões nos fundidos. Este trabalho investigou o material aderido na parte interna do tubo refratário usado no processo de vazamento de aço por pressão, bem como as condições para a formação deste composto. Foram caracterizados o composto formado, as escórias do processo e os materiais refratários utilizados no processo. Para identificar e quantificar a composição e as microestruturas dos materiais e dos refratários foram utilizadas técnicas como espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), difratometria de raios X (DRX) qualitativa e quantitativa e microscopia eletrônica de varredura com análise de energia dispersiva de raios X (MEV-EDS). Por meio destas técnicas, foram identificadas as fases cristalinas presentes na incrustação formada, evidenciando a presença da faialita (Fe2SiO4). Foram identificadas as fontes geradoras dos precursores deste composto no processo e medidas de prevenção foram adotadas, culminando na redução significativa da formação desta incrustação nos tubos de vazamento de aço, tendo como consequência principal a redução de defeitos presentes nas peças fundidas. In the pressure casting process, the liquid steel ladle is placed in a pit and an alumina refractory tube is attached to a sealing cap and immersed in the steel until the pit is completely sealed. The tank is then pressurized and the steel is poured via the refractory tube into the mold. After the end of the casting, the presence of incrustations on the internal wall of the refractory tube has been observed, material that can be released during the casting and lead to inclusions in the castings. This work investigated the material adhered to the inner part of the refractory tube used in the pressure casting process of steel, as well as the conditions for the formation of this compound. The formed compound, the process slag and the refractory materials used in the process were characterized. To identify and quantify the composition and microstructures of materials and refractories, X-ray fluorescence spectrometry (XRF), qualitative and quantitative X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy with X-ray dispersive energy analysis (SEM-EDS). By means of these techniques, the crystalline phases present in the formed incrustation were identified, evidencing the presence of fayalite (Fe2SiO4). The sources that generated the precursors of this compound were identified in the process and preventive measures were adopted, culminating in a significant reduction in the formation of this incrustation in the steel pouring tubes, with the main consequence of reducing defects present in the castings.

O desgaste em revestimentos refratários é um dos problemas críticos encontrados em ambientes siderúrgicos, que limita a produtividade do processo devido a necessidade de paradas para manutenção nos equipamentos industriais, em favor da substituição do revestimento refratário em regiões desgastadas. Para identificar e caracterizar os mecanismos de desgaste gerados pela ação do banho metal/escória na microestrutura de materiais refratários utilizados como revestimento de panelas de aço de aciaria elétrica, o objetivo deste trabalho foi dividido em três etapas. A primeira etapa é denominada de estudo \"Post-Mortem\", que consiste na amostragem dos tijolos refratários da panela de aço, ao qual foram preparados para análises físico-químicas e microestruturais para a identificação dos mecanismos de desgastes atuantes. A segunda etapa consistiu na preparação dos tijolos novos (mesma composição química dos tijolos post mortem) de maneira a avaliar seu comportamento em relação ao ataque por escória e/ou metal em ensaios termoquímicos e analisar os resultados obtidos com os tijolos \"Post - Mortem\". A terceira etapa foi baseada nos resultados obtidos das investigações das etapas anteriores, ao qual, foram propostos novos tijolos comerciais com diferentes formulações, em parceria com uma indústria brasileira de materiais refratários (Togni refratários), que atenda melhor as exigências das aciarias elétricas. Os resultados que foram apresentados por esta tese, comprovaram que os revestimentos próximos ao ideal, seria os refratários com matriz de cromo (amostra AC_1) e matriz de carbono (amostra AC_2). Wear on linning refractory is the critical problems found in steelmaking environments, which limits process productivity due to the need for maintenance shutdowns in industrial equipments, in favor of replacing the refractory lining on wear regions. The objective of this work was to identify and characterize the wear mechanisms generated by the action of the metal/slag bath in the microstructure of refractory materials used as coating of steel pans of electric steelmaking, in order to prolong the campaign time of steel pans. This work was divided into three steps. The first step is called a \"Post-Mortem\" study, which consists of the sampling of the refractory bricks of the steel ladle, to which they were prepared for physicochemical and microstructural analyzes to identify the mechanisms of active wear. The second step consisted in the preparation of the new bricks in order to evaluate their behavior in relation to the slag attack in thermochemical tests and to analyze the results obtained with the \"Post - Mortem\" bricks. Based on the results of these initial investigations, new commercial bricks with different formulations were proposed, in partnership with a Brazilian refractory materials industry (Togni refractory), which better meets the requirements of electric steel mills. The results presented by this thesis are innovative and have characteristics in terms of technological contribution in the steel and refractory industries.

O titanato de estrôncio é um dielétrico com elevada energia de gap entre a banda de va-lência e a banda de condução, porém quando alguns íons de oxigênio são removidos de sua estrutura cristalina, o composto se torna um semicondutor dopado do tipo n com um regime de ionização de impurezas diferente dos outros semicondutores convencionais. Além disto, o composto exibe uma supercondutividade anômala que diverge da teoria BCS no que diz respeito às interações elétron-fônon. Na medida em que o oxigênio é removido do cristal, a resistividade elétrica diminui no composto, sendo assim, este trabalho tem o objetivo de estudar a evolução do tratamento térmico que transforma o estado isolante em um semicondutor através de medidas de resistividade elétrica in situ durante o tratamento de desoxigenação de monocristais de titanatos de estrôncio crescidos pelo método Floating zone. Com o interesse de estudar as propriedades físicas do sistema Sr1-xCaxTiO3, amostras com diferentes teores de cálcio na faixa entre x = 0 e x = 0,05 foram preparadas e caracteriza-das por difratometria de raios X e medidas de calor específico. A cinética de desoxigena-ção é descrita por modelos matemáticos ajustados sobre pontos experimentais adquiridos nas medidas de resistividade elétrica in situ durante o tratamento térmico. Foi observado que a cinética de desoxigenação é de primeira ordem com energia de ativação de 1,4±0,1 eV, que concorda com os dados previamente reportados na literatura. Strontium titanate is a dielectric material with large energy gap between valence and con-duction bands. However, when some oxygen ions are removed from the crystal structure it becomes n-type semiconductor with an impurity ionization regime which differs from conventional semiconductors. Furthermore, this compound exhibits non-conventional su-perconductivity which can not be described by electron-phonon interaction predicted by BCS theory. When oxygen gets out from the sample electrical resistivity decreases. The goal of this work is study the deoxygenation kinetics during annealing which turns an insulator into a semiconductor using in situ electrical resistivity measurements during the thermal an-nealing of titanate single crystals grown by Floating zone Method. In order to study physical properties of Sr1-xCaxTiO3 system, samples with different cal-cium contents between x = 0 and 0.05 were prepared and characterized by X-ray difratom-etry and heat capacity. Deoxygenation kinetics were analyzed by models with fits the experimental data acquired at in situ electrical resistivity measurements. It was observed that deoxygenation kinetics is of first order with energy activation of 1,4±0,1 eV The estimated value for activation energy agrees with previously reported data.

Tendo em vista a natureza finita dos minerais naturais, torna-se evidente a necessidade de utilizarmos este recurso de maneira estratégica. Desta forma, diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas principalmente nas áreas químicas, metalúrgicas e mineralógicas desde as etapas de extração, beneficiamento, aplicação e reutilização dos resíduos de minérios. Portanto, é extremamente importante a intensificação dos estudos para aumentar o conhecimento quanto às características e propriedades físico-químicas destes minerais, visando melhorar o seu aproveitamento e longevidade das jazidas naturais, como as fontes de bauxita, que é a principal matéria-prima para a produção de óxido de alumínio fundido. Na sua forma cristalina mais comum, denominada coríndon, ou óxido de alumínio ?, sua baixa condutividade elétrica, baixo calor específico, alta condutividade térmica, alto ponto de fusão, elevada dureza e resistência mecânica, o torna adequado para uso em produtos refratários, cerâmicos e abrasivos tais como, lixas, rebolos, ferramentas de corte e de polimento. Na síntese deste produto as principais impurezas que afetam a qualidade dos grãos são Fe, Si, Ca, K, Na e Zr, oriundas da matéria prima bauxita e da carta de mistura, composta por ilmenita, limalha de ferro, carvão vegetal e coque de petróleo. Desta forma, o presente trabalho assumiu o objetivo de estudar a dispersão das propriedades físico-químicas em blocos de alumina fundida marrom obtida em fornos Higgins a arco por eletrofusão, produzidos na Saint-Gobain Abrasivos, unidade de Lorena, SP. Por fim, foram utilizadas técnicas de caracterização físico-químicas de difratometria de raios X (DRX), análises químicas de fluorescência de raios X (FRX), ensaio de dureza Knoop e caracterização microestrutural via (MEV/EDS). Desta forma, foi definido o mapeamento composicional nos blocos de alumina eletrofundida marrom, que servirão como referência técnico-científica para subsidiar ações de melhoria deste produto, em decorrência do avanço do estado da arte deste referido assunto. The mineral ores are not renewable sources and we need to use it in the best way possible. In this way, a large number of researches are being developed around the world aiming the improvement of current methods of production mainly in chemical, metallurgy, mineralogical from the steps of extraction, processing, application and reuse of waste ore. Therefore, it is extremely important to intensify the studies to increase the knowledge about the characteristics and physicochemical properties of these minerals, in order to improve their utilization and longevity of natural deposits, such as sources of bauxite, which is the main raw material to product aluminum oxide fused. In its most common crystalline form, called corundum or ?-aluminum oxide, its low electrical conductivity, low specific heat, high thermal conductivity, high melting point, high hardness and mechanical strength, making it suitable for use as refractories, ceramics and fine or coarse abrasives. The synthesis of this product major impurities that affect quality of grain is Fe, Si, Ca, K, Na and Zr, derived from the raw material bauxite and the mixture chart consisting of ilmenite, iron filings, charcoal and coke oil. Thus, this shows the dispersion of physicochemical properties of brown fused alumina blocks produced by eletrocfusion at Higgins furnace process in the company Saint Gobain Abrasivos, Lorena- SP. Finally, the samples were physicochemical analyzed by X ray diffraction (XRD), chemical analyses by X ray fluorescence (XRF), hardnes using Knoop method, microstructural characterization by (SEM). The results of this work show a compositional gradient map of the fused alumina block; that shows the main physicochemical differences into the block, to support changes in the alumina production process; and it is also important to improve the actual state of art of this particular theme.