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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-se com resultados experimentais. Refratários magnésia-carbono e doloma-carbono post mortem foram caracterizados quanto às suas propriedades microestruturais, avaliando-se essas em relação ao mecanismo de corrosão. Foram investigados os tijolos refratários utilizados como revestimento da linha de escória em uma panela de aço. A análise post mortem mostra a interface de reação entre as superfícies de corrosão e do refratário íntegro, as fases formadas, como produtos da corrosão, a perda de carbono e a infiltração de escória na matriz do refratário. Em face dessa análise, é possível se compreender o mecanismo de corrosão. Aliando-se esse conhecimento com a prática operacional, pode-se estabelecer critérios para a seleção de refratários com maior vida útil. A caracterização de um tijolo novo que apresentou recorde em sua utilização mostra as características desejáveis em um refratário.

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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.

Revestimentos refratários são severamente solicitados pela erosão causada por partículas que se movem pneumaticamente através de vasos e dutos em calcinadores de leito fluidizado. Esse tipo de desgaste constitui um fator chave para a degradação do revestimento desse equipamento. Consequentemente, o desempenho desses refratários tem um efeito imediato no lucro da empresa, uma vez que paradas para reparos tem um impacto direto no cronograma operacional e nos custos de manutenção da unidade produtiva. Apesar da temperatura de operação dos calcinadores variar entre 200 e 1250 ºC, a resistência a erosão, que é uma das principais propriedades selecionadas para avaliar materiais usados nessa aplicação, geralmente é medida somente à temperatura ambiente. Porém, esse tipo de avaliação não representa fielmente as condições de operação. Portanto, é necessário um estudo mais realista na tentativa de encontrar alguma relação entre a severidade de erosão e a temperatura. Visando alcançar esse objetivo, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento e aplicação de um equipamento de erosão à quente para avaliação de concretos refratários para calcinadores de leito fluidizado.Refractory linings are heavily damaged by the erosion caused by particles moving pneumatically through vessels and pipes in fluid flash calciners. This sort of wearing constitutes one of the key factors for equipment lining degradation. Consequently, the performance of materials has an immediate effect on a company's profit, as each maintenance call has a direct impact on the operational schedule and costs. Although the operation temperature of the calciners ranges from 200 up to 1250 ºC, the erosion resistance, which is one of the main properties selected to evaluate the materials used in this application, is mostly measured only at room temperature. Nevertheless, this sort of evaluation does not represent the actual working environment. Therefore, it is worth studying this subject in more depth in order to find out some relationship between the severity of erosion and the temperature. In order to reach this target, the present work comprises the development and application of hot erosion equipment concerning the evaluation of refractory castables for fluid flash calciners.

A literatura indica diversos tipos de ensaios e diferentes métodos de avaliação de dano por choque térmico. Adicionalmente sabe-se que, em determinadas aplicações, esse tipo de dano é um dos principais responsáveis pela degradação do revestimento refratário. Neste contexto e buscando a melhor forma de reproduzir as condições em serviço do revestimento refratário, o presente trabalho foi realizado visando analisar qual tipo de ensaio de choque térmico e método de avaliação do dano são os mais adequados para avaliar o desempenho destes materiais. Essa análise foi baseada em uma revisão bibliográfica e resultados obtidos em laboratório, em que se comparou e avaliou as vantagens e desvantagens dos métodos mais relevantes encontrados na literatura. Por fim, com o auxilio da ferramenta SWOT foi possível verificar se o método adotado pelos autores desse trabalho é adequado para auxiliar na seleção do refratário para aplicação em calcinadores de leito fluidizado.The literature shows different tests and techniques for evaluating the thermal shock damage. Additionally, it is known that, for certain applications, this type of wear mechanism is one of the main causes of fluid flash calciner refractory degradation. Within this context and in order to find the best way to reproduce the refractory lining service conditions, this work was carried out to point out which thermal shock test and damage assessment method are more suitable to evaluate these materials. This analysis was based on a literature review and laboratory experiments, comparing and evaluating the advantages and disadvantages of the most important methods available. Finally, with the support of the SWOT tool it was possible to evaluate whether the method adopted by the authors of this work is appropriated for helping the selection of the refractories for calciners application.

The bonding system in low cement castables is achieved by the use of calcium aluminate cement, microsilica and reactive alumina. The lime/silica ratio critically impacts the liquid phase formation at high temperatures and subsequently the corrosion resistance and the mechanical and physical properties of the refractory. In the current study, the effects of microsilica and cement contents on the corrosion resistance and the physical and mechanical properties of Andalusite Low Cement Castables (LCCs) refractories were investigated. Alcoa Cup test was used to evaluate the corrosion resistance of the castables at 850 ºC and 1160 ºC. The study showed that an increase in the microsilica/cement ratio improves the physical and mechanical properties of the castable, but at the expense of the corrosion resistance. When a fixed amount of BaSO4 was added to the base refractory material, barium celsian along with glassy phase formation was observed to increase with the increase in the microsilica/cement ratio in the refractory. The presence of the glassy phases was noted to lower the positive effect of Ba-celsian formation on improving the corrosion resistance of the refractory. The observed results were validated using thermodynamic calculations which indicated that Ba-celsian phase was more resistant than Ca-anorthite for applications involving contact with molten aluminum.O sistema de ligantes em concretos de baixo cimento é produzido com o uso de cimento de aluminato de cálcio, microsílica e alumina reativa. A razão cálcia/sílica tem importância crucial na formação de fase líquida a altas temperaturas e posteriormente na resistência a corrosão e nas propriedades mecânicas e físicas do refratário. Neste trabalho foram investigados os efeitos do teor de microsílica e de cimento na resistência à corrosão e nas propriedades mecânicas e físicas de refratários de baixo teor de cimento Andalusita (LCC). O teste da Alcoa foi usado para avaliar a resistência à corrosão dos concretos a 850 ºC e 1160 ºC. O estudo mostrou que um aumento na razão microsílica/cimento melhora as propriedades mecânicas e físicas do concreto, mas às custas da resistência à corrosão. Quando um teor fixo de BaSO4 foi adicionado ao material refratário base, observou-se um aumento de barium celsian junto com a formação de uma fase vítrea com o aumento da razão microsílica/cimento no refratário. Foi observado que a presença de fases vítreas diminui o efeito positivo da formação Ba-celsian na melhora da corrosão à resistência do refratário. Os resultados observados foram validados por meio de cálculos termodinâmicos que indicaram que a fase Ba-celsian era mais resistente que a Ca-anortita para aplicações envolvendo contato com alumínio líquido.

O desenvolvimento do setor siderúrgico está intimamente relacionado aos progressos obtidos na produção de refratários. Nas panelas de siderurgia, uma das principais exigências são revestimentos que apresentem excelentes propriedades termomecânicas para suportar os ciclos térmicos, além de uma boa resistência à corrosão e à penetração de escórias básicas. Em concretos refratários aluminosos, essas características são obtidas pela incorporação de espinélio pré-formado ou pela espinelização in-situ, onde nesta segunda rota os óxidos de alumínio e de magnésio reagem entre si em temperaturas elevadas durante o uso do revestimento. O objetivo do presente trabalho foi a análise comparativa e sistêmica destas duas classes de concretos aluminosos espinelizados, visando-se avaliar as diferenças em suas propriedades principalmente após sinterização. Foi observado que os concretos contendo espinélio in-situ apresentaram propriedades mecânicas superiores após queima a 1500 ºC, além de maior variação dimensional. Adicionalmente, o efeito da adição de frações grosseiras de espinélio pré-formado indicou a influência dos agregados sob a estabilidade volumétrica de concretos espinelizados in-situ.Considering that developments on refractories performance are of utmost importance to the steel industry advances, thermo-mechanical properties and the corrosion and slag penetration resistance of the lining material are constantly being improved to extend steel ladle working life. These benefits could be attained in high alumina refractory castable by adding pre-formed spinel or magnesia, in order to result in the latter condition in in-situ spinel during the first use of the lining. The objective of the present work was to compare between high alumina castables with pre-formed or in situ spinel in order to verify their main properties differences. In addition, pre-formed spinel was used as aggregate replacing tabular alumina in alumina-magnesia compositions to analyze the effect of coarse particles in the expansion behavior of this type of castable. The results showed higher expansion and better mechanical performance for castables with in-situ spinel after firing at 1500 ºC. Also, the use of different aggregates in the same composition resulted in distinct expansion values.

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.

Em função da corrosão acentuada apresentada pelos refratários utilizados nos processos siderúrgicos e diante da necessidade de se tentar minimizar e entender as interações entre escórias e metais fundidos com estes materiais, a técnica da molhabilidade parece ser uma boa alternativa a ser utilizada. São poucos os trabalhos encontrados que abordam o estudo de tais sistemas, mas este pode vir a ser o passo inicial para se tentar entender e reduzir a corros��o química sofrida pelos refratários. Desta forma, os conceitos teóricos, as técnicas experimentais e os fatores que influenciam o comportamento da molhabilidade são abordados nesta revisão. Para se aprofundar no estudo da corrosão do sistema escória/refratário é necessário entender os mecanismos da etapa de molhamento quando estes materiais entram em contato. Uma vez que este processo é fundamentalmente equacionado, então se podem entender os demais passos seqüenciais da corrosão e assim no desenvolvimento de materiais de alto desempenho.Due to the high corrosion presented by refractory materials used in the steelmaking processes and the need to minimize and understand the interactions between molten slag and metals with these ceramics, the wettability technique seems to be appropriate. Nevertheless, there are few works applying this approach to refractory materials. Therefore, the use of this technique could be the first step to try to reduce the chemical corrosion that these materials are subjected. The theoretical concepts, experimental techniques and the factors that can influence the wetting behavior are discussed in the present review article. To understand the slag / refractory corrosion process, it is first necessary to understand the mechanisms of the wettability when these materials first come into contact. Once this process is fundamentally equated, then one can proceed to understand the sequential steps of the corrosion such as in the development of the high performance materials.

A projeção a úmido de concretos refratários consiste em aplicar o material como um jato de "spray" sobre a superfície, resultando numa elevada taxa de instalação e uma eficiente compactação do material. Esta técnica dispensa o uso de moldes devido à adição de aditivos aceleradores de pega e/ou coagulantes que reduzem rapidamente a fluidez do concreto projetado sobre a superfície. Usualmente, a definição do tipo e do teor de aditivo tem sido baseada unicamente na porcentagem de material aderido sobre a superfície e nas propriedades termomecânicas do concreto instalado, desconsiderando a secagem do material. Por esta razão, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes aditivos de projeção sobre a permeabilidade e a velocidade de secagem de concretos projetáveis de alta alumina. Os resultados obtidos identificaram uma acentuada influência do tipo de aditivo em relação ao risco de explosão durante a secagem, mesmo em baixas taxas de aquecimento.Wet shotcrete is a technique that consists on spraying the castable over a surface, allowing high placing rate and efficient material packing. Wet shotcrete does not require the use of molds due to the presence of accelerating admixtures or coagulants, which immediately reduce fluidity of the castable sprayed on the surface. The common choice of type and amount of additive has been based only on the percentage of material that adheres on the surface and on the thermomechanical properties of the castable after placing, without concerning about the drying behavior of the material. Thus, the purpose of this work was to evaluate the influence of shotcrete additives on the permeability and drying behavior of high alumina castables. The results show a great impact of the additives on the explosion risks during the drying process, even at low heating rates.

A utilização de fibras poliméricas em concretos refratários tem sido motivada principalmente pela possibilidade de se elevar a velocidade de secagem sem acentuar o risco de explosão destes materiais. As fibras quando empregadas em concretos aplicados por projeção a úmido podem melhorar o ancoramento e reduzir a formação de trincas de secagem do material. Contudo, os benefícios que as mesmas exercem sobre a adesão do concreto na superfície precisam ainda ser investigados e quantificados, sendo estes os objetivos principais deste trabalho. Para tanto, foi utilizada a técnica de reometria de concretos para investigar a influência da adição de fibras de polipropileno, em tamanhos (3 mm e 6 mm) e teores (0,045% e 0,09% em peso) distintos, sobre o desempenho de projeção de uma composição bombeável de alta alumina. Os resultados demonstraram que o impacto das fibras em concretos de projeção depende da condição inicial do sistema onde são adicionadas.The use of polymeric fibers in refractory castables has been motivated due to the possibility of improving the drying performance and reducing the explosion risks of these materials. For shotcrete castables, fiber addition can also promote bridging and avoid drying-cracks. However, the benefits resulting by fiber-containing castables on the surface adhesion still need to be evaluated and quantified. This was the main purpose of this work which was based on the castables reometry's technique in order to analyze the influence of polypropylene fibers of different sizes (3 mm and 6 mm) and amounts (0.045% and 0.09% on weight) on the shotcrete performance of a pumpable high-alumina composition. The results showed that the fiber's benefits depend on the material initial characteristics.

A fratura de refratários é considerada sob o ponto de vista tradicional de resistência mecânica além da perspectiva da mecânica da fratura. Resistência mecânica e tenacidade à fratura são relacionadas por meio do tamanho dos agregados em refratários, o que ilustra a importância dos aspectos microestruturais dos agregados refratários na resistência. O método de análise da integral-J e a técnica experimental da separação de cunha (wedge-spliting) são revisados devido ao fato destes serem convenientes para explicar o caráter não-linear da curva força-deslocamento para refratários. Este último aspecto é associado ao conceito de curva-R crescente, que é discutido sob o ponto de vista fenomenológico. Curvas-R crescentes estão diretamente relacionadas ao agregado refratário através dos mecanismos de tenacidade que são ativos na zona de processo de trinca, tanto na frente como atrás da trinca em propagação. Os processos de tenacificação de refratários são responsáveis pelas regiões não-lineares das curvas ou diagramas de tensão-deformação e força-deslocamento e das curvas-R crescentes. O dano por choque térmico, originalmente apresentado sob o ponto de vista convencional de resistência mecânica é abrangido no conceito de curva-R crescente. Concluiu-se que a natureza dos agregados de refratários, bem como seu tamanho e distribuição, tem importância decisiva no fenômeno de fratura em refratários. Isso é devido ao papel crucial que agregados assumem na região de propagação da trinca. A distribuição do agregado deve ser o foco do arranjo microestrutural para melhores características de fratura, quando todos os outros fatores são de igual importância ao refratário como um todo.

Concretos refratários no sistema Al2O3-SiC-SiO2-C vêm sendo amplamente utilizados em indústrias siderúrgicas como revestimento de canais de corrida de altos-fornos, em virtude principalmente da sua elevada refratariedade aliada a altas resistências ao choque térmico e ao ataque por escória e metal fundido. Neste trabalho, investigou-se a influência de diferentes tipos de aditivos na trabalhabilidade e dispersão de concretos refratários de ultra-baixo teor de cimento nesse sistema. Apesar da sua alta capacidade de complexar íons de cálcio, moléculas de citrato não foram capazes de controlar adequadamente o tempo de pega do concreto estudado, contradizendo a idéia geral de que os íons de citrato devem ser utilizados para controlar a sua trabalhabilidade. Por outro lado, o aditivo polimetacrilato de sódio mostrou-se eficiente na otimização simultânea da dispersão e da trabalhabilidade do concreto devido provavelmente ao retardamento da dissolução dos íons advindos do cimento.

A crescente utilização de procedimentos automatizados para a instalação de concretos refratários, como bombeamento e projeção, deve-se ao entendimento simultâneo das solicitações de cada técnica de instalação e dos fatores que determinam a natureza reológica destes materiais. No caso dos concretos de projeção, importante ainda é avaliar a ação dos aditivos (floculantes, aceleradores de pega, etc.) normalmente utilizados para auxiliar a consolidação e adesão do material na superfície aplicada, reduzindo o desperdício (rebote) durante a aplicação. Contudo, os procedimentos convencionais de análise, baseados em ensaios de consistência ou em análises pós-cura, não permitem simular a influência dos aditivos na projeção do material. Neste trabalho, foi desenvolvida uma nova técnica experimental baseada na reometria de concretos, a qual foi utilizada na análise de aditivos comerciais, além de outros que teoricamente possuem potencial para auxiliar a consolidação da aplicação de concretos por projeção. Os resultados comprovaram a eficácia da técnica de ensaio desenvolvida e possibilitaram a identificação de novos aditivos que elevam a eficiência da projeção.

O aprimoramento dos processos de instalação de concretos refratários (auto-escoamento, bombeamento, projeção, etc.) tem intensificado a necessidade de otimização e controle do comportamento reológico destes materiais. A distribuição granulométrica e a concentração de sólidos, além da natureza das matérias-primas e dos aditivos químicos presentes no sistema, são os principais fatores que determinam sua reologia. Em conseqüência, a correta escolha dos agentes dispersantes é uma das tarefas fundamentais para o desenvolvimento sistemático de concretos. Contudo, os critérios tradicionalmente empregados para esta seleção, os quais se baseiam no ensaio de fluidez ou na caracterização reológica da matriz, não avaliam o comportamento do material frente às solicitações diversas de seu processamento e de sua aplicação. Sendo assim, neste trabalho foi proposto um novo método para avaliação e seleção de dispersantes, o qual analisa o comportamento do concreto desde a etapa de mistura até seu fluxo sob cisalhamento intenso. Dois aditivos usualmente empregados em concretos de alta alumina, polimetacrilato de sódio e ácido cítrico, além de dois novos dispersantes de última geração, foram então avaliados pelo método proposto e pela tradicional fluidez. Os resultados demonstraram a eficiência da nova técnica, além de atestarem o superior desempenho dos novos dispersantes avaliados.

A refratariedade e a resistência ao choque térmico dos materiais estão intrinsecamente ligadas às fases que os compõem, de modo que a identificação destas fases através da técnica de difração de raios X é atualmente imprescindível para a completa caracterização de matérias-primas de produtos cerâmicos. Em 1969, H. M. Rietveld desenvolveu um software de refinamento por mínimos quadrados que permite a completa caracterização cristalográfica de um material mono ou multifásico. Apesar de possuir mais de trinta anos, a técnica ainda não é utilizada de maneira regular na análise quantitativa de matérias-primas naturais. O presente estudo busca utilizar o método de Rietveld em conjunto com outras metodologias, na quantificação da fase vítrea de bauxitas refratárias, analisando as vantagens e limitações desta técnica, bem como os resultados obtidos. Foram escolhidas a partir da literatura quatro técnicas cuja proposta comum é a determinação da fase vítrea em refratários e/ou outras classes de cerâmicas utilizando-se o método de Rietveld como base teórica. Uma quinta técnica, denominada dissolução química, foi utilizada como meio de comparação. Os resultados ilustram que, apesar dos esforços, nenhuma das técnicas estudadas pode ser utilizada de forma rápida e principalmente confiável para a determinação da quantidade de fase vítrea em refratários.

Bombeamento é o processo no qual o concreto é transportado através de tubulações, diretamente do local de mistura até o de moldagem a elevadas taxas de cisalhamento. Convencionalmente assume-se que concretos fluidos são os mais indicados para este tipo de aplicação. Contudo, esta afirmação não é necessariamente verdadeira, visto que estudos sistemáticos do comportamento reológico de concretos bombeáveis não são comuns em literatura. Além disso, as técnicas de caracterização reológica convencionais são incapazes de simular o material na condição de bombeamento, quando o mesmo está submetido a elevadas taxas de cisalhamento e a uma acentuada restrição volumétrica. Assim, este trabalho tem como objetivo utilizar uma nova técnica para caracterização reológica de concretos bombeáveis, a qual simula, utilizando um reômetro acoplado a um câmara de ensaios com restrição de volume, o fluxo do concreto dentro da tubulação. Adicionalmente, o trabalho também descreve a avaliação do comportamento reológico e do aquecimento de distribuições granulométricas distintas, baseadas no modelo de Andreasen com coeficientes de distribuição q = 0,21, 0,26 e 0,31, identificando a que melhor se comporta durante o bombeamento, em comparação com uma composição bombeável comercial. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da técnica desenvolvida na simulação das condições de bombeamento e indicaram a composição, formulada de acordo com o coeficiente q = 0,26, como a mais adequada ao bombeamento.

A correta determinação de curvas de aquecimento para materiais refratários é uma tarefa complexa, e a sua inadequação pode resultar até mesmo na destruição de um revestimento refratário. Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito de diferentes taxas de aquecimento no desempenho termomecânico de refratários utilizados em fornos de reaquecimento. O estudo considera desde curvas de aquecimento típicas indicadas por fornecedores, até velocidades de aquecimento de 180 ºC/h. É apresentada uma avaliação comparativa entre os resultados térmicos medidos em um forno simulador e resultados calculados pela técnica de elementos finitos. Os perfis térmicos medidos e calculados foram empregados para a determinação das tensões termomecânicas geradas dentro das peças, analisando a probabilidade de falha em função da velocidade de aquecimento. São destacadas as diferenças existentes nestas tensões quando se consideram propriedades medidas à quente e à temperatura ambiente.

Face à complexidade, ao custo e à duração dos testes cíclicos para avaliação da resistência ao choque térmico, os refratários contendo carbono têm sido tipicamente selecionados com base na sua superior condutividade térmica. Por essa razão, é importante uma avaliação das principais propriedades dos refratários, visando não apenas estabelecer critérios de seleção, mas, também, permitir à engenharia de projetos efetuar modificações na sua microestrutura, possibilitando assim superior desempenho do revestimento. Este trabalho apresenta os principais aspectos teóricos e a técnica adotada na Usiminas para avaliação da resistência ao choque térmico de materiais contendo carbono. A metodologia contempla a medida da energia de fratura utilizando a técnica de CMOD (crack mouth opening displacement) e a determinação dos parâmetros de resistência ao dano por choque térmico, R'''' e Rst.

A bauxita apresenta uma ampla faixa de aplicações industriais, de acordo com sua composição química e mineralógica. No setor de refratários, esta matéria-prima tem adquirido grande importância, uma vez que pode substituir parcial ou totalmente agregados de alumina eletrofundida em formados e monolíticos, devido a sua alta refratariedade e custo inferior. Entre os maiores produtores mundiais encontram-se a China, a Guiana e o Brasil. Embora seja um dos maiores produtores mundiais de bauxita refratária, no Brasil pouco se conhece de suas características químicas e mineralógicas, bem como suas propriedades em serviço a altas temperaturas. Esta seqüência de artigos apresenta uma revisão sobre as aplicações, fases cristalinas, características e propriedades a alta temperatura de bauxitas refratárias chinesas e sul-americanas. Nesta segunda parte serão consideradas suas propriedades mecânicas a alta temperatura e um problema freqüente na utilização de bauxitas refratárias, a expansão térmica secundária.

O desempenho dos materiais refratários, os quais são freqüentemente submetidos a elevadas temperaturas e altos esforços mecânicos, está intimamente relacionado com a evolução microestrutural durante a sua vida em serviço. Neste contexto, foi realizado um estudo da evolução microestrutural de refratários de alumina contendo diferentes teores de agregado mulita-zircônia, submetidos à tratamentos térmicos de 2, 6 e 18 dias, à 1400 ºC e 1500 ºC. Foram formulados ainda, alguns tijolos contendo microssílica afim de induzir a formação de mulita. Para comparação, esses tijolos foram submetidos ao tratamento térmico de 6 dias à 1500 ºC. Os tratamentos térmicos aplicados permitiram aproximar-se do uso do refratário considerando apenas o efeito do tempo e da temperatura. Neste trabalho, foram utilizadas a microscopia eletrônica de varredura e a difração de raios X para identificação e caracterização das fases presentes. Aplicou-se o método de Rietveld para a análise quantitativa das fases. Reações de interface entre a alumina e o agregado e entre a alumina e a microssílica, ativadas pela temperatura, puderam ocorrer, resultando na mulitização do sistema em questão. O efeito da mulitização foi especialmente notado nos resultados de módulo de ruptura para os materiais que continham microssílica.

Os concretos auto-escoantes de reduzido teor de cimento aliam facilidade de aplicação a um bom desempenho em temperaturas elevadas. Estudos anteriores mostraram que a auto-escoabilidade e o empacotamento de partículas necessário para redução do teor de cimento são função da granulometria e do estado de dispersão da matriz do concreto. Bonadia e outros propuseram, então, uma metodologia de formulação de concretos baseada nestes dois conceitos, enfocando a otimização dos parâmetros granulométricos. Com a granulometria otimizada, Studart et al. geraram mapas de estabilidade, que fornecem as condições ideais para dispersão de uma matriz contendo apenas alumina. Com o auxílio destes mapas foi possível preparar concretos auto-escoantes isentos de cimento (zero-cimento). Devido à importância da microssílica como precursora da fase mulita no concreto, o objetivo deste trabalho foi gerar mapas de estabilidade para matrizes contendo alumina e microssílica. Os resultados mostraram uma correlação entre a fluidez dos concretos e as regiões de menor viscosidade e tensão de escoamento indicadas nos mapas.

Os concretos refratários auto-escoantes com reduzido teor de cimento têm se destacado pelo fato de associarem a facilidade de aplicação dos concretos de elevada fluidez, com o bom desempenho termomecânico dos refratários contendo baixo teor de CaO. Através do controle simultâneo da distribuição granulométrica e do estado de dispersão da matriz, é possível eliminar o cimento aluminoso (fonte de CaO) e quaisquer outros ligantes hidráulicos do concreto, mantendo sua auto-escoabilidade. Os concretos obtidos, denominados zero-cimento, apresentam resistência mecânica a verde compatível com aplicações industriais e excelentes propriedades a altas temperaturas. Neste trabalho, são apresentadas as condições de dispersão da matriz necessárias para a obtenção dos concretos zero-cimento, após um ajuste granulométrico prévio. As faixas de pH e de teor de dispersante ideais para a otimização da reologia da matriz são apresentadas graficamente em um mapa de estabilidade, o qual mostrou-se uma ferramenta bastante útil para a formulação dos concretos auto-escoantes zero-cimento.

Refractories containing magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) are materials for emerging technology in several applications like cement and steelmaking processes. In order to deep the understanding of these castables, this work presents the microstructural characteristics of an alumina-magnesia/self-forming spinel castable. Several variables such as MgO content, firing temperature and spinel formation are analyzed through XRD and SEM analysis. The results showed that the processes of spinel formation and nucleation are not strongly affected by the MgO content, but that the crystal growth is enhanced for samples with 6.0 wt% MgO. Hibonite (CA6) bonding in the castable matrix showed a needlelike structure that could increase hot properties of the material. MgO content in the castable seems to affect the hibonite development. The development of a self-forming spinel castable without any synthetic spinel grains appears to be promissory for optimum refractory linings.Refratários contendo espinélio de aluminato de magnésio (MgAl2O4) são materiais para tecnologia emergentes em várias aplicações tais como cimento e processos siderúrgicos. Com a finalidade de melhorar o entendimento destes refratários, este trabalho apresenta as características microestruturais de um refratário espinélio auto-formado de alumina-magnésia. Várias variáveis tais como teor de MgO, temperatura de queima e formação de espinélio são analisadas por meio de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que os processos de formação de espinélio e de nucleação não são fortemente influenciados pelo teor de MgO, mas que o crescimento de cristal é aumentado para amostras com 6.0% em peso de MgO. A ligação hibonita (CA6) na matriz do refratário mostrou uma estrutura tipo agulha que poderia melhorar as propriedades a quente do material. O teor de MgO no refratário parece influenciar o desenvolvimento da hibonita. O desenvolvimento de um refratário tipo espinélio auto-formado sem quaisquer grãos de espinélio sintético parece ser promissor para uso em revestimentos refratários otimizados.

A distribuição granulométrica dos concretos, além de determinar o seu empacotamento, influencia sua fluidez, o que a torna uma ferramenta indispensável para a formulação de concretos auto-escoantes. Neste trabalho, comparou-se dois modelos teóricos de empacotamento de partícula: Alfred e Andreasen; sendo que este último, ao contrário do primeiro, desconsidera o diâmetro mínimo de partícula (D S). Avaliou-se o comportamento reológico de concretos refratários de alta alumina em função do modelo de empacotamento utilizado, uma vez que Alfred reproduz com maior fidelidade sistemas particulados reais, mantendo-se o coeficiente de distribuição (q) constante. Os resultados foram analisados segundo o parâmetro MPT (Maximum Paste Thickness), já conhecido para concretos de construção civil, porém ainda inexplorado na área de concretos refratários. Tal parâmetro estima a distância média entre os agregados (partículas maiores que 100mm) no concreto. Valores de auto-escoabilidade na faixa de 80 a 110% foram obtidos com os concretos formulados segundo o modelo de Andreasen. Observou-se que, de um modo geral, a fluidez se reduz com o aumento de D Se diminuição do MPT, tornando as características da massa similares às de um concreto vibrado. Propõe-se, no presente trabalho, uma nova metodologia para a formulação de concretos com base na curva-alvo acumulada, análise do MPT e avaliação do comportamento reológico da matriz.

A formação, em concretos aluminosos, de compostos eutéticos de baixo ponto de fusão do sistema Al2O3.SiO2.CaO motivou, ao longo dos anos, uma gradual redução do teor de CaO nestes refratários com o intuito de otimizar seu desempenho a altas temperaturas. Após o desenvolvimento dos concretos de baixo (BTC) e ultra-baixo teor de cimento (UBTC) e a tentativa de substituição do cimento por outros ligantes hidráulicos contendo r-Al2O3, apresenta-se neste trabalho uma nova classe de concretos refratários isentos de ligantes hidráulicos (zero-cimento). A boa resistência mecânica a verde destes concretos (módulo de ruptura a frio » 2 MPa) é resultado de um apurado controle da sua distribuição granulométrica e da aditivação. Comparou-se, neste trabalho, concretos de alta alumina UBTC e zero-cimento, com e sem microssílica. Dentre as vantagens dos concretos zero-cimento estão a inexistência da etapa de cura, a elevada resistência mecânica após queima entre 300 e 1400 oC e a ausência de compostos eutéticos do sistema Al2O3.SiO2.CaO.

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Since 2008, Usiminas has initiated a series of actions aiming to increase the life of the refractory lining for the steel ladles and boost technological development in this area. The limitation of the lining was the performance of the bricks used in the slag line. In this sense, the results of tests that show the evolution of the main properties of MgO-C bricks used in this area are presented and discussed. The permanent characterization has permitted the selection of those with best suited properties for the Usiminas process conditions, and assisted refractory suppliers in the development of these materials. These efforts provided an average increase in the lining campaign about 6%, since the beginning of the actions in 2008, without increase the cost. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The article discusses the refractories corrosion in steel metallurgy, aspect of corrosion, the chemical and physical properties of refractories microstructure such as the matrix and aggregates.

The article focuses on a study on refractories corrosion in the literature, in which the feasibility of certain tests are evaluated and related with experimental results.

This paper presents a methodology to quantify the stored heat in a steel ladle in a Steelmaking Shop in order to calculate the heat input required by the drying and heating process by using a natural gas heater. The current situation is mathematically modeled in order to obtain the combustion energy balance. Through finite element modeling in transient state it is possible to obtain the thermal profile, measure process losses and propose adjustments to the drying and heating curves. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

The article presents a study on hot erosion evaluation of refractory castables for fluid flash calciners. The measurement of the erosion resistance is conducted at room temperature though their operation temperature is between 200 and 1250 °C. Further evaluation is needed to determine the relationship between the severity of erosion and the temperature. The development and application of hot erosion equipment about the evaluation of refractory castables for these calciners are noted.

The article presents a study on the effects of microsilica and refractory cement contents on the physical and mechanical properties of andalusite based Low Cement Castables used in aluminum casthouse. The study uses Alcoa Cup test to evaluate the corrosion resistance of the castables at 850 degrees Celsius and 1160 degrees Celsius. The result shows that the physical and mechanical properties of the castable are improved by increasing the microsilica/cement ratio.

The article discusses a study which aims at determining the most effective thermal shock test and damage assessment method for fluid flash calciner refractories. The study analyzes and compares the advantages and disadvantages of various methods by conducting a literature review and laboratory experiments. Moreover, the researchers employ the strengths, weaknesses, opportunities and threats (SWOT) tool to evaluate the suitability of such methods in helping the selection of refractories.

The article presents a study that tests which among in-situ formation and pre-formed spinal addition is better for high alumina refractory castable. The study aims to verify and analyze the main properties of the two materials and the effect of their coarse particles in the expansion behavior in refractory castables. The study concludes that higher expansion and better mechanical performance for castables with in-situ spinel was noted after application of a certain heat.

The current results of laboratory tests used for evaluating the wear mechanisms of magnesia-carbon bricks for BOF are presented and discussed. The laboratory evaluations indicated that the wear of magnesia-carbon bricks for BOF at Usiminas derived from an association of phenomena such as that lead to crack propagation, carbon oxidation, erosion and corrosion. [ABSTRACT FROM AUTHOR]