ALBERT

Description: Diversos fatores interferem no desempenho e na vida-útil do revestimento refratário em unidades de calcinação de alumina. O desconhecimento das melhores práticas de seleção e qualificação dos materiais para esta aplicação foi a força motriz para este trabalho. Foram caracterizados dois materiais comerciais aplicados por projeção (um via wet-shotcrete e outro por dry-gunning), indicados para o revestimento refratário dos vasos e dutos de calcinadores de alumina. Tais técnicas são importantes, uma vez que reduzem o tempo de aplicação e o lucro cessante da unidade. Os materiais em análise foram submetidos a baterias de testes laboratoriais, os quais seguem normas técnicas internacionais. Os ensaios foram divididos segundo a representatividade das solicitações que ocorrem no revestimento em operação, e os resultados obtidos foram usados para avaliar o seu potencial desempenho. O embasamento técnico e científico utilizado neste trabalho pôde orientar o desenvolvimento, a seleção e a aplicação de novas cerâmicas refratárias para o revestimento interno de calcinadores, com o objetivo de elevar a vida-útil, a disponibilidade e a confiabilidade das unidades, possibilitando diminuir o custo com manutenções.

Description: Na indústria do alumínio primário, um dos principais responsáveis pela deterioração do revestimento refratário nas cubas de redução eletrolítica é o ataque por banho criolítico com alta concentração de NaF, que penetra e reage com o refratário podendo, em condições extremas, causar a parada prematura de operação da cuba e grandes prejuízos econômicos. Baseando-se nos mais recentes estudos de caracterização de refratários para cubas, uma boa correlação tem sido encontrada entre a resistência à corrosão e a permeabilidade, a qual é calculada pela equação de Forchheimer para a obtenção das constantes k1 Darciana (efeito viscoso) e k2 não Darciana (efeito inercial). Entretanto, na maioria das situações, as medidas da permeabilidade têm sido efetuadas à temperatura ambiente, embora o refratário em uso esteja a superior temperatura. Este trabalho visa avaliar como esta permeabilidade se altera em temperaturas de até 700 ºC buscando, assim, uma melhor correlação dos resultados com as condições reais de operação. Pretende-se também, investigar essa propriedade em refratários empregados no revestimento de cadinhos para o transporte de alumínio líquido, com o intuito de verificar a aplicabilidade da permeametria como uma ferramenta de caracterização desses materiais cujo interesse de aplicação e desenvolvimento tem sido cada vez maior.

Description: A trabalhabilidade de concretos refratários é determinada principalmente pela cinética de hidratação do ligante hidráulico. Têm-se observado que o processo de gelificação/hidratação desse material em meio aquoso é sensivelmente influenciado pela presença de aditivos dispersantes. Em virtude disso, este trabalho investigou a correlação entre a trabalhabilidade de concretos refratários de ultra-baixo teor de cimento no sistema Al2O3-SiC-SiO2-C e as características apresentadas por suspensões aquosas de cimento na presença de diferentes aditivos. A influência desses aditivos no processo de hidratação do cimento foi estudada através de ensaios de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, sedimentação, condutividade elétrica e ensaios reológicos. Os resultados obtidos indicam que a "pega" inicial do concreto ocorre devido à aglomeração das partículas induzida pela formação de um produto coloidal amorfo ("gel") entre elas. Observou-se que o citrato de sódio favorece a formação de uma quantidade significativa de "gel" entre as partículas, reduzindo a trabalhabilidade do concreto.

Description: A produção de espumas cerâmicas através da aeração de suspensões associada ao processo "gelcasting" pode proporcionar cerâmicas porosas celulares com excelentes propriedades mecânicas, em uma ampla faixa de densidades. Entretanto, o uso deste material em aplicações específicas, como filtragem, isolamento térmico e suporte para catálise, requer adequações macroestruturais que favoreçam as propriedades desejadas, tais como permeabilidade, condutividade térmica e área superficial. Tais propriedades decorrem de características como densidade, distribuição de tamanho de célula e conectividade entre células vizinhas, as quais são definidas durante a produção da espuma. Neste trabalho estudou-se a influência do processo de aeração sobre a macroestrutura da espuma cerâmica. Foram utilizados dois tipos de aerador, sendo um do tipo planetário e outro constituído de um borbulhador acoplado a um agitador mecânico. Suspensões de alumina contendo diferentes concentrações de agente espumante foram submetidas a ciclos de agitação nos dois tipos de aerador. Após a gelificação, os corpos obtidos foram sinterizados e avaliados quanto à permeabilidade ao ar e quanto à distribuição de tamanho de célula utilizando as técnicas de análise de imagem e de porosimetria de mercúrio. Os resultados mostram que o processo de aeração pode influenciar sensivelmente a densidade e o tamanho médio dos poros, com efeitos significativos sobre a permeabilidade do material. Verificou-se ainda que a caracterização da distribuição de tamanho de poro por porosimetria de mercúrio e por microscopia ótica leva a diferentes resultados, mas que ambas as técnicas podem ser úteis, dependendo do objetivo com que são usadas.

Description: A crescente utilização de processos automatizados durante a etapa de bombeamento e na projeção de concretos refratários é o resultado do entendimento simultâneo das características microestruturais de empacotamento e da natureza reológica destes materiais. A projeção a úmido de concretos refratários desperta interesse tecnológico por não necessitar de moldes para o revestimento de equipamentos siderúrgicos. A técnica consiste em aplicar o material pulverizado sobre a superfície de instalação, onde a fluidez do concreto projetado é instantaneamente reduzida devido à ação de aditivos coagulantes, resultando em uma elevada taxa de deposição. O presente trabalho teve como objetivos identificar os fatores que influenciam o desempenho da projeção a úmido por meio da avaliação de concretos comerciais para canais de corrida, estabelecer critérios sistêmicos para formulação e aperfeiçoar uma técnica para caracterização reológica multi-estágios. Os resultados têm possibilitado o estabelecimento de critérios tecnológicos para a classificação de desempenho e para o desenvolvimento desta importante classe de materiais.

Description: Os cimentos de aluminatos de cálcio (CAC) são os ligantes hidráulicos mais utilizados em concretos refratários. No entanto, a presença de CaO em sua composição pode limitar seu uso em elevadas temperaturas nos sistemas Al2O3-SiO2 e Al2O3-MgO. Como importante alternativa ao uso do CAC, destaca-se a sílica coloidal, que proporciona, dentre outras vantagens, maior velocidade de secagem e reatividade ao sistema. Estudos anteriores dos autores deste trabalho indicaram que a adição de microssílica e alumina hidratável podem otimizar o desempenho de concretos contendo sílica coloidal como agente ligante. No entanto, investigações sobre esses sistemas em elevadas temperaturas de trabalho são escassas na literatura. Neste trabalho, o comportamento em diferentes temperaturas de sistemas contendo sílica coloidal foi avaliado quanto à retração linear após queima, porosidade aparente, resistência mecânica a frio e a quente. Como referência, foi utilizada uma formulação de concreto contendo cimento de aluminato de cálcio como agente ligante.

Description: O desgaste de revestimentos refratários é um dos principais problemas em processos industriais onde as linhas de transferência estão sujeitas à alta velocidade de fluidos contendo partículas sólidas. Os trabalhos encontrados na literatura sobre desgaste erosivo em materiais refratários são raros. Como conseqüência, o desenvolvimento de materiais mais resistentes à erosão tem sido lento e, em geral, por meios empíricos. Este trabalho teve como objetivos apresentar uma revisão sobre a importância da erosão nas aplicações industriais e averiguar a resistência ao desgaste de concretos refratários em unidades de fabricação de alumínio e em petroquímicas. As variáveis avaliadas foram: o ângulo de impacto, a pressão da linha, a granulometria e a dureza do agente erosivo, e a temperatura do tratamento térmico a que o material foi submetido. Verificou-se que o histórico do tratamento térmico pode levar a comportamentos distintos quanto ao desgaste erosivo, devido a mudanças nas características dos aditivos ligantes usados em cada material. Constatou-se que o maior desgaste ocorre com um ângulo de impacto de 90º entre o jato erosivo e o material, decrescendo gradativamente até o ângulo de 30º. Verificou-se também que maiores valores de velocidade, dureza e raio da partícula resultam em maior erosão.