ESTUDO DE MASSAS REFRATÁRIAS DE VIBRAÇÃO A SECO PARA INDUTORES DE FORNOS DE INDUÇÃO

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  UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

  • – CCT

    PốS-GRADUAđấO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
  • – PGCEM

  

DISSERTAđấO DE MESTRADO

ESTUDO DE MASSAS REFRATÁRIAS DE

  VIBRAđấO A SECO PARA INDUTORES DE FORNOS DE INDUđấO Joinville, 2015

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SANDER BICALHO FRADE

  

ESTUDO DE MASSAS REFRATÁRIAS DE VIBRAđấO

A SECO PARA INDUTORES DE FORNOS DE

  

INDUđấO

  Dissertação apresentada ao Curso de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais do Centro de Ciências Tecnológicas, da Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais.

  Orientadora: Marilena Valadares Folgueras, Doutora.

  

Joinville, SC F799e Frade, Sander Bicalho Estudo de massas refratárias de vibração a seco para indutores de fornos de indução / Sander Bicalho Frade.

  • – 2015.

    127 p. : il.; 21 cm Orientadora: Marilena Valadares Folgueras Bibliografia: 116-127 p. Dissertação (mestrado) – Universidade do Estado de Santa Catarina, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Joinville, 2015.

1. Cerâmica. 2. Refratário de vibração. 3. Forno elétrico. 4. Compactação.

I. Folgueras, Marilena Valadares. II. Universidade do Estado de Santa Catarina.

  

Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. III. Título.

CDD: 620.14 - 23. ed.

  5

  7 Agradeço ао mundo pоr mudar аs coisas, pоr nunca fazê-las serem dа mesma forma, pois assim nãо teríamos о quе pesquisar, о quе descobrir е o quе fazer, pois através dіstо consegui concluir а minha dissertação.

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  AGRADECIMENTOS

  A Professora Doutora Marilena Valadares Folgueras pela confiança em mim apostada e pela paciência e sabedoria em transferir seus conhecimentos. Agradeço, também, as orientações e sugestões durante todo o percurso, além do tempo destinado ao nosso trabalho.

  A equipe do Laboratório de Cerâmica por todo auxílio prestado e pelas constantes discussões levantadas que levaram apenas ao crescimento e ao desenvolvimento de novas ideias.

  Aos amigos e alunos do PGCEM, Roni Cardoso da Silva, Maressa Budal Arins Bruno, Thais Schmitt Ballmann, Samoel Schwaab, Franciele Rossetti Cunico, pela fundamental ajuda e debates significantes durante o mestrado.

  A Refratek Indústria e Comércio de Produtos Refratários Ltda. pelo fornecimento de material necessário para o estudo e também pela visita disponibilizada à empresa para conhecimento prático científico.

  A Tupy S/A pela oportunidade e pelo fornecimento de material necessário, bem como, disponibilização dos laboratórios para prática experimental da pesquisa, e também pelas visitas disponibilizadas à empresa para conhecimento prático científico.

  A Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC/CCT), ao corpo docente e a equipe do Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais (PGCEM) pela oportunidade e por disponibilizar toda infraestrutura necessária dos laboratórios. A todos os professores do PGCEM que dispuseram de profissionalismo, com paciência, sabedoria e amizade, contribuindo de forma direta ou indireta com a execução desse trabalho.

  A Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (FAPESC) pela bolsa de estudos disponibilizada, sem a qual não seria possível prosseguir com os estudos.

  Aos professores Doutor Guilherme Ourique Verran (UDESC), Doutor Masahiro Tomiyama (UDESC) e Doutora Raquel Luisa Pereira Carnin (TUPY) por aceitarem o convite para participação na banca de apresentação dessa dissertação.

  Aos meus colegas estudantes pela sabedoria compartilhada, união e principalmente pela amizade fornecida durante todo o caminho percorrido dentro e fora da universidade. Em especial aos meus familiares que são minha fonte de perseverança por todo apoio.

  11 “Minha energia é o desafio, minha motivação é o impossível, e é por isso que eu preciso ser a força e a esmo inabalável.

  ” (Augusto Branco)

  13

  RESUMO

  Massas refratárias de vibração são materiais granulados secos obtidos através da combinação de diversos óxidos refratários, tais como: sílica, alumina, magnésia; magnésia-cromita e alumina-cromo. Esses materiais são normalmente aplicados pelo processo de vibração a seco e/ou por acomodação utilizando garfos especiais. No processo de avaliação do desempenho de massas de vibração a seco existe a necessidade de um adensamento adequado do material para que as propriedades tecnológicas sejam mantidas após a sinterização e queima, e que os corpos de prova preparados em laboratório tenham características semelhantes às encontradas na prática. Com o objetivo de desenvolver uma metodologia para estudo em laboratório do comportamento de refratários para fornos de indução foram selecionados dois refratários de magnésia e alumina, com formação de espinélios. Estes materiais foram adensados considerando como variáveis o tipo e quantidade de aditivo e número de impactos na compactação manual. Os resultados permitiram a construção de curvas de adensamento para determinar as condições de processamento que maximizaram a densificação. Corpos de prova obtidos por este processo foram tratados termicamente para avaliação da resistência mecânica após cura. Os resultados mostraram que a metodologia desenvolvida permite a elaboração de corpos de prova adequados para o desenvolvimento de estudos de variação dimensional e resistência de ataque por escória.

  

Palavras-chave: Refratário de vibração, Forno elétrico,

Compactação, Escória.

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  ABSTRACT

  Vibration refractory masses are dry granulated materials obtained by combination of several refractory oxides, such as: silica, alumina, magnesia; magnesia-chromite and chrome- alumina. These materials are usually applied by dry vibration process and / or accommodation using special forks. In the process of performance evaluation of dry vibration masses there is a need for proper compaction of the material so that the technological characteristics are retained after sintering and firing, and that the specimens prepared in the laboratory have similar characteristics to those found in practice. With the objective of developing a methodology to study in laboratory of the behavior of refractories for induction furnaces, two magnesia and alumina refractories were selected, with the formation of spinels. These materials were compacted considering as varying the type and amount of additive and the number of impacts on manual compression. The results allowed the construction of densification curves to determine the processing conditions that maximized the densification. Specimens obtained by this process were thermally treated for evaluating of the mechanical strength after curing. The results showed that this developed methodology allows the development of appropriate specimens for the development of studies of dimensional variation and resistance to slag attack.

  

Key-words: Vibration refractory, Electric furnace,

Compression, Slag.

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  LISTA DE ILUSTRAđỏES

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

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  LISTA DE TABELAS

  

  

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  SUMÁRIO

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

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1 INTRODUđấO

  Dentre os processos de fabricação, a fundição se destaca por permitir a produção de peças com grande variedade de formas e tamanhos como: sinos, âncoras, tubulações, implantes ortopédicos, bloco de motor, miniaturas; peças de extrema responsabilidade como as que se destinam à indústria aeronáutica e aeroespacial como: palhetas de turbina e peças mais comuns: bueiros e bancos de jardim (SOARES, 2000).

  Porém, o aumento significativo dos níveis de produção e a evolução das indústrias produtoras de aço na busca por desempenho superior com custos competitivos nos diversos mercados mundiais levaram ao desenvolvimento de materiais e métodos mais modernos. Isso foi válido também para aciarias elétricas, na busca por maior produtividade, o que veio a exigir um maior aprimoramento nas características dos materiais refratários, adequando-se a novas práticas industriais (ANDRADE, 2009).

  A utilização de materiais que proporcionem segurança e uma relação custo/benefício mais adequada são a chave para o desenvolvimento das empresas. Para tanto, faz-se necessário conhecer as características e propriedades dos tipos de materiais refratários e seu comportamento nas condições de processo, aos quais serão submetidos.

  Tratando-se de fornos elétricos, as primeiras experiências de utilização do princípio elétrico de indução na fusão de metais foram feitas por Ferranti na Inglaterra em 1887, Kjellin, em 1900, construiu na Suécia o primeiro forno de fusão industrial para aço com 80 Kg de capacidade e 78 KW de potência. Desde então, várias modalidades foram estudadas por Rochling na Alemanha e General Electric nos Estados Unidos, baseadas em fornos de núcleo de baixa frequência.

  Os dois projetos básicos de fornos de indução, o tipo de núcleo ou forno canal e o sem núcleo, certamente não são novos para a indústria. Na indústria de fundição do cobre são utilizados fornos sem núcleo para a fusão de ligas de cobre especiais. Fornos com indutores sem núcleo consomem mais energia do que indutor do tipo canal, porém, eles oferecem muito mais tempo de vida e permitem fácil esvaziamento do forno (SPITZ, 2013). O forno canal é útil para pequenas fundições com requisitos especiais para grandes peças (DUNCAN, 1985), tem aplicação na manutenção da temperatura de metais já fundidos por outro forno ou por outro meio (CESTILE, 2008).

  Em fornos canal, as bobinas de indução têm de ser protegidas contra o metal fundido por material de isolamento refratário (KIZILKAYA, 2013). De acordo com a Norma ASTM C71 (2012), refratários são definidos como materiais não metálicos com propriedades químicas e físicas que os tornam aplicáveis em estruturas, tais como carcaça de fornos ou como componentes de sistemas que são expostos a ambientes acima de 538 ° C; devem ser resistentes ao calor e resistir a diferentes graus de estresse e tensão mecânica, estresse e tensão térmica, corrosão / erosão de sólidos, líquidos e gases, de difusão de gás, e abrasão mecânica a várias temperaturas (SCHACHT, 2004). Estes materiais refratários podem ser classificados como moldado ou não moldado (refratário monolítico), em função da forma como são produzidos e aplicados nas paredes dos fornos.

  A operação de vibração a seco é geralmente usada em revestimento do forno de indução utilizando refratários monolíticos. Este pó seco tem de ser compactado com densidade homogênea porque o tempo de vida do material de revestimento depende da sua capacidade de interagir com o metal líquido e a atmosfera (KIZILKAYA, 2013). Parâmetros como densidade, porosidade, permeabilidade e tamanho dos poros para refratários são utilizados para indicar a qualidade de produção e de uso do mesmo. Estes parâmetros podem ser

  27 a propriedades como resistência mecânica, a resistência ao ataque de escória, o fluxo de gases e líquidos, a condutividade térmica e a resistência ao choque térmico. Portanto, avaliar e compreender essas propriedades e suas interações irão ajudar num melhor entendimento do desempenho desses materiais.

  Neste contexto, este trabalho está focado no estudo de massas refratárias de vibração a seco, atualmente utilizadas como revestimento de indutores de fornos elétricos a canal. A proposta é desenvolver uma metodologia experimental para avaliar o desempenho deste tipo de material quanto à eficiência de compactação. Serão utilizadas como ferramentas para avaliar o desempenho: o estudo da resistência ao ataque por escoria, avaliação da dilatação térmica, módulo de elasticidade e resistência à compressão.

  1.1 OBJETIVO GERAL Com o objetivo de desenvolver uma metodologia experimental para refratários monolíticos, foi simulado o comportamento prático desses materiais em laboratório e realizado o estudo de adensamento e preparação de corpos de prova dos mesmos para avaliar o efeito de interação deste tipo de refratário com uma escória gerada no processo de fundição de ferro fundido.

  1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Para avaliação das massas refratárias de vibração foram considerados os seguintes objetivos específicos:

   Caracterizar duas massas refratárias de vibração diferentes oferecidas no mercado considerando parâmetros físicos e químicos;

   Avaliar o comportamento de compactação destes materiais utilizando método de compactação desenvolvido em laboratório;  Analisar o comportamento de diferentes resinas adicionadas às massas refratárias de vibração;  Analisar o comportamento dessas massas refratárias de vibração quando submetidas a diferentes temperaturas de queima;  Analisar o comportamento de ataque por escoria em ensaio estático utilizando método desenvolvido em laboratório;  Avaliar a resistência à compressão de corpos de prova dos refratários com diferentes resinas ligantes e diferentes concentrações de resinas.

  29

2 REVISÃO DA LITERATURA

  2.1 FORNOS ELÉTRICOS Este equipamento, amplamente empregado na indústria de fundição, pode ser apresentado na forma de aparelho de aquecimento elétrico que tem a função de obter a temperatura desejada da carga de material por meio de energia térmica. Estes aparelhos podem ser denominados por fornos eletricos, quando compreende uma câmara de aquecimento.

  O emprego dos fornos elétricos apresenta uma série de vantagens, obtendo-se peças fundidas de alta qualidade pelo fato de se poder controlar a composição do produto final obtido, evitando-se toda contaminação por parte de elementos estranhos prejudiciais. Requerem menor espaço para sua instalação, podendo ser operado com maior limpeza e seu funcionamento é fácil de se controlar, não requerendo para seu emprego uma experiência tão ampla quanto à necessária para operar outro tipo de forno, como o cubilô. São utilizados para a fusão de metais tanto ferrosos como não-ferrosos.

  O critério da classificação destes fornos é baseado no método de produção e transmissão de calor (ECKENBACH, 2013), sendo definidos três grupos que são os de fornos a arco, fornos a resistência e fornos de indução.

2.1.1 Fornos a Arco

  São assim chamados, pois utilizam propriedades do arco elétrico para promover a fusão dos metais mantidos dentro de uma cuba isolada termicamente por material refratário. Eles são muito empregados nas indústrias destinadas à fusão do ferro e aço, além de outros materiais tais como: cobre, latão, bronze, e outras ligas metálicas. O arco elétrico é formado pela passagem de uma corrente entre dois eletrodos, tendo como meio ionizado geralmente o ar. A figura 1 apresenta esquematicamente o forno elétrico a arco.

  Os fornos a arco são fontes permanentes de poluição ambiental, tal é a quantidade de gases e material sólido expelidos para a atmosfera. A poeira lançada para o meio ambiente é constituída, em sua maioria, por óxidos (CaO, MnO, SiO e Fe O ).

  2

3 Figura 1- Forno elétrico a arco trifásico.

  Fonte: (CESTILE, 2008)

2.1.2 Fornos a Resistência

  Denominamos forno a resistência os fornos que utilizam o calor gerado por efeito Joule, numa determinada resistência que é atravessada por uma corrente elétrica elevada. Tais fornos não provocam oscilações na tensão da rede que os alimenta e podem ser de aquecimento direto e indireto.

  Os fornos a resistência com aquecimento indireto são

  31 mais comumente empregados na indústria de fundição. Neste tipo, o material que será trabalhado é colocado em uma câmara isolada termicamente e a transferência de calor se dá por condução, convecção e irradiação. Na indústria este forno é muito utilizado para fusão do chumbo e alumínio (CESTILE, 2008).

2.1.3 Fornos de Indução

  Basicamente dois tipos de fornos de indução são utilizados para a fusão, manutenção e fundição de metais, o forno de indução tipo de canal é o tipo de forno de indução sem núcleo (ECKENBACH, 2013). São os tipos de fornos que utilizam corrente de Foucault para produzir ou manter a fusão de um determinado metal contido dentro de um recipiente isolado termicamente por material refratário e envolvido por uma bobina indutora. Os fornos de indução operam basicamente como um transformador, no qual o primário representa a bobina de indução e o secundário, em curto circuito, equivale à carga metálica de trabalho. As bobinas de indução são geralmente fabricadas de cabos tubulares de cobre eletrolítico, dentro dos quais circula o meio refrigerante (normalmente água tratada) (CESTILE, 2008).

  O rendimento dos fornos de indução varia conforme alguns fatores, dentre eles a geometria do circuito indutivo e do material processado, as características elétricas e térmicas da carga, a intensidade do campo magnético da bobina de indução, a frequência de operação do circuito indutivo, a resistividade do material da carga e suas perdas magnéticas. Mais do que isto, o rendimento também está associado diretamente à profundidade de penetração das correntes induzidas no material da carga.

  Os fornos de indução são geralmente monofásicos, sendo as bobinas de indução ligadas entre duas fases de um circuito trifásico, provocando assim inevitavelmente um desequilíbrio de corrente no sistema alimentador (CESTILE, 2008).

  2.1.3.1 Forno de Indução sem núcleo Indutores sem núcleo já estavam sendo usados no início da década de 1980 para aquecimento de fornos de espera nas indústrias de alumínio e fundição de cobre, normalmente para manter fornos em linhas de vazamento contínuo. Tais indutores consomem mais energia do que um indutor do tipo canal, mas eles oferecem muito mais tempo de vida e permitem fácil esvaziamento do forno, segurando-o em uma base regular. A figura 2 ilustra esquematicamente o forno de indução sem núcleo.

  Figura 2- Fornos aquecidos por indutor sem núcleo.

  Fonte: (SPITZ, 2013)

  33

  2.1.3.2 Forno de Indução a canal O forno de indução a canal é destinado à fusão de metais ou à manutenção de metais fundidos a uma certa temperatura. Também chamado de forno de indução com núcleo magnético. Este forno possui um núcleo de aço magnético do tipo usado em transformadores, no qual é enrolada uma bobina, normalmente tubo de cobre refrigerado à água. A aplicação de uma diferença de potencial entre as extremidades da bobina gera uma corrente alternada (primária) que induz um campo eletromagnético alternado no canal preenchido pelo metal. Assim a potência gerada no secundário depende da corrente que circula, da resistividade elétrica e da permeabilidade magnética do metal. A geometria do forno leva à formação de um canal, como esquematizado na figura 3.

  Figura 3- Design típico de um forno do tipo canal.

  Fonte: (SPITZ, 2013)

  O forno de indução tipo canal consiste em um corpo de forno feito de aço forrado de refratário que um ou vários indutores do tipo de canal são flange para o aquecimento do metal (ECKENBACH, 2013). Estes fornos trabalham em freqüência da rede (50/60 Hz) e o canal deve conter metal líquido para facilitar a fusão e evitar entupimento do mesmo. Isto vai exigir a existência de um forno de partida e reduzir a flexibilidade, limitando alterações constantes na composição química. Assim considera-se que o forno de indução a canal é viável para grandes cargas (maiores que 10 ton.), trabalhando continuamente (min de 16h/dia). Também pode ser utilizado em operação duplex com outro forno (por exemplo, o cubilô) (SOARES, 2000).

  O transporte de calor a partir do canal, onde o calor é gerado por efeito Joule, com o banho fundido no recipiente do forno é a característica mais importante do forno de indução tipo canal, a fim de evitar um sobreaquecimento local e desgaste e finalmente destruir o revestimento refratário. Os processos de transferência de calor e massa no estado fundido do forno de indução tipo canal são tridimensionais (3D) e muito complexo. O fluxo fundido no próprio canal e na zona de transição entre o canal e o banho é altamente turbulento e influenciado principalmente por forças eletromagnéticas e, adicionalmente, pela flutuabilidade e forças de inércia (BAAKE et al., 2011).

  Investigações anteriores demonstraram que a concepção de canal desempenha um papel importante na melhoria da troca de calor e de massa e finalmente para o tempo de vida de funcionamento da unidade de indutor (BAAKE et al., 2009).

  Na indústria de fundição, o forno de indução tipo canal desempenha um importante papel juntamente com o forno cubilô, chamado de “operação duplex”, onde o forno cubilô trata de fundir o metal em questão e, em seguida o mesmo é despejado no forno de indução tipo canal que tem como

  35

2.1.4 Forno Cubilô

  O forno cubilô tem sido usado por décadas como uma das principais unidades de fusão para fundições de ferro ao redor do mundo. O princípio de fusão é obtido basicamente pela energia gerada na combustão do coque, o que promove a fusão da carga metálica. Alguns fluxantes utilizados na carga como o calcário e outros acessórios do equipamento como as ventaneiras de sopro do ar, promovem eficiência ao processo de fusão.

  Quando consideramos o conceito de fusão em forno cubilô, ele está invariavelmente centrado em torno da reação de combustão do coque e a quantidade de calor que é gerada de modo a fundir a carga de metal sólida misturada com o coque. Para auxiliar o processo de combustão, o ar é soprado através de ventaneiras de injeção como fonte de oxigênio e com o aumento da taxa de sopro este processo é acelerado (WILLIANS, 1998). O sopro de ar é realizado com base no princípio de contra corrente, ou seja, a carga metálica e o combustível possuem um fluxo contrario ao do oxigênio do ar que é o comburente.

  2.2 ESCÓRIA Escória é um importante componente nas operações de fabricação de ferro e aço devido ao seu estreito contato com metais, refratários e atmosfera do forno. Normalmente são soluções sólidas constituídas por óxidos e fluoretos de metais fundidos que flutuam no topo do aço (PRETORIUS, 1998). As principais funções deste líquido fundido na produção de aço são cobrir os eletrodos nos fornos elétricos e panela, inibindo sua oxidação; melhorar a qualidade do aço através da absorção de produtos de desoxidação e inclusões (PRETORIUS, 1998); proteger o metal contra a oxidação (RAHMAN, 2010); e

  minimizar a perda de calor (ÁVILA, 2009).

  Uma das propriedades de maior interesse no estudo das escórias é a sua basicidade. Esta característica é derivada do modelo iônico e está associada à capacidade dos óxidos de receberem ou doarem íons O

  • -2

    .

  • 2
  • 2
  • 2

  Assim, pode-se classificar os óxidos que constituem as escórias entre doadores e receptores de íon O

  . Os óxidos doadores de O

  são classificados como óxidos básicos e os receptores como ácidos. Um modo de classificar a tendência a doar ou receber O

  é através da eletronegatividade do cátion (dificuldade em remover um elétron do elemento). A tabela 1 apresenta a eletronegatividade dos principais cátions encontrados nas escórias e sua classificação (SILVA, 1998).

  Tabela 1-Eletronegatividade dos principais cátions presentes nas escórias.

  Classificação dos Óxidos Óxido Eletronegatividade do

  Cátion Básicos

  

Na

2 O 0,9 BaO 0,9 CaO 1,0

  Intermediários MnO 1,4 FeO 1,7

  ZnO 1,5 MgO 1,2

Cr

2

O 3 1,6

Al

2

O 3 1,5

Fe

2

O 3 1,8

  Ácidos

TiO

2 1,6

B

2

O 3 2,0

SiO

2 1,8

P

2 O 5 2,1

  Fonte: (SILVA, 1998)

  37 Nenhuma medida especial é usada para formar escória na operação de fornos de indução. Os óxidos formados pela oxidação dos componentes da carga criam uma espécie de "pele" única ou escória quando eles reagem com o óxido de silício do revestimento do forno. Sob certas condições, este processo facilita a formação de uma crosta de escória no revestimento. A crosta diminui a vida útil do revestimento e afeta negativamente a qualidade do metal devido ao aumento associado na quantidade de inclusões não metálicas no estado fundido (ZAVERTKIN, 2013).

  As escórias exercem ações de corrosão sobre os refratários, provocando intensas taxas de desgaste. Para que haja corrosão, é necessário que existam agentes corrosivos. As reações ocorrem entre o refratário, a escória fundida e os agentes fluxantes que tenham sido empregados. A erosão do refratário geralmente acompanha a corrosão por uma movimentação do líquido em contato com o refratário. Assim, para que ocorra a corrosão são necessárias três etapas: contato dos agentes corrosivos, reação na interface com o refratário e remoção dos produtos formados. A figura 4 apresenta quatro situações diferentes a que o material refratário está sujeito em função da sua microestrutura.

  A influência da tensão superficial entre o refratário e a escória é uma das variáveis mais importantes do processo de corrosão, pois controlam as reações entre o refratário, o líquido e o gás presente no ambiente. Figura 4-Esquematização do processo de dissolução do refratário pela escória em função da microestrutura.

  Fonte: (ACI-510 Gerdau Refratários aplicados à Aciaria Elétrica).

  PRESTES (2007), SAKO (2012), DA SILVA (2015) têm examinado os efeitos do contato entre o refratário e escória ou outros líquidos para compreender melhor o papel desempenhado pela composição química, mineralogia e da microestrutura no mecanismo de corrosão.

  2.3 REFRATÁRIOS

2.3.1 Definição e Classificação

  Uma importante classe das cerâmicas que possuem ampla utilização industrial é a dos materiais refratários. As propriedades mais relevantes destes materiais incluem a capacidade de suportar temperaturas elevadas sem fundir ou se decompor, e também manter-se inertes quando expostos a

  39 ambientes severos (CALLISTER JUNIOR, 2008).

  Os materias refratários são aplicados em situações em que: atuam como materiais isolantes, seja a temperatura ambiente ou em condições de aquecimento; resistem a tensões térmicas e mecânicas inerentes aos processo; apresentem composição quimica compatíveis com o meio em que são utilizados (CARNIGLIA, 1992). Na prática, os refratários devem ser usados quando metais não conseguem competir em processos a quente, operacionalmente e economicamente. Estes materiais podem ser classificados de acordo com a sua função, de acordo com suas propriedades ou mesmo com base em sua composição química. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) classificou os materiais refratários em sete categorias que incluem; a) Produtos sílico-aluminosos, aqueles que contêm teor de

  Al

  3

  compreendido entre 15% (com tolerância de -1%) e 45% (com tolerância de + 2,2%), fabricados essencialmente de argilas refratárias;

2 O

  b) Produtos aluminosos, aqueles que contêm teor de Al

  2 O

  3

  superior a 50% (com tolerância de -2,5%), fabricados essencialmente de minérios aluminosos como bauxitas, oianita e outros além de argila refratária;

  c) Produtos de semi-sílica, aqueles com teor de SiO

  2

  compreendido entre 70% (com tolerância de -2%) e 90% (com tolerância de +2%), fabricados com argilas ricas em sílica livre ou misturas equivalentes; d) Produtos de sílica, aqueles que contêm porcentagem ponderal de SiO

  2

  superior a 93% (com tolerância de - 1%) fabricados essencialmente com quartzitos e outras rochas silicosas; e) Produtos de magnésia, aqueles fabricados substancialmente ou inteiramente de magnesita, cujo componente principal é o óxido de magnésio. A porcentagem mínima de MgO admissível é de 82%; f) Produtos de cromita, aqueles fabricados a partir de minério de cromita com teor de óxido de cromo mínimo de 30%;

  g) Produtos de cromita-magnésia e magnésia-cromita, aqueles fabricados a partir de misturas de cromita com magnésia em diferentes proporções. Normalmente, a primeira palavra do nome composto indica o óxido predominante. Além dos materiais já mencionados têm-se ainda os produtos de dolomita, forsterita, carbono, grafita, zirconita (silicato de zircônio), zircônia (óxido de zircônio), carbeto de silício, dentre outros que são denominados produtos especiais (SANTOS, 2011).

  Especificamente em relação a sua composição, os refratários podem ser classificados em ácidos, básicos e neutros. Os refratários de sílica são classificados como refratários ácidos, enquanto refratários de magnésia e dolomita são considerados refratários básicos. Os refratários de cromita, por sua vez, são denominados neutros (ABM, 1987). Esta classificação tem relação direta com a composição química do refratário e com seu comportamento químico frente ao meio em que é utilizado. A tabela 2 mostra um comparativo de propriedades de refratários de alta densidade e de baixa densidade.

  Tabela 2- Propriedades refratárias típicas.

  

Refratários de alta

Propriedade Fibras Cerâmicas

densidade

  Condutividade

  1.2

  0.3 térmica (w/m.K) Calor específico 1000 1000

  (J/Kg.K) 3 ) Densidade (Kg/m 2300 130

  41 Uma classificação muito empregada pelas empresas fabricantes e usuárias de refratários classifica os materiais refratários de acordo com a forma em que são apresentados. Existem assim, os refratários formados, que possuem forma definida e os refratários não formados ou monolíticos. Os refratários formados são aqueles que apresentam formas definidas como paralelos, cunhas, arcos, circulares, radiais ou peças de formatos especiais. Já os materiais que são conformados na aplicação, como cimentos, concretos, massas de socar, plásticos e argamassas são classificados como materiais não formados ou monolíticos (CARNIGLIA, 1992).

  De maneira geral, os refratários moldados e não moldados a base de MgO são utilizados para aplicação ou manutenção em todas regiões dos fornos elétricos, de acordo com suas especificações.

2.3.2 Processamento dos materiais refratários

  As propriedades e características dos refratários formados e não moldados variam bastante, não existindo uma regra universal que defina a escolha entre um ou outro tipo. Basicamente, a especificação no projeto da estrutura refratária passa por uma ampla análise de custo/benefício, esforços termodinâmicos, tempo de aplicação, tipo de ambiente, ciclo de operação, treinamento da mão de obra, entre muitos outros. A figura 5 apresenta o fluxograma geral da produção de refratários conformados (formados) e não conformados (monolíticos).

  

Figura 5- Fluxo geral da produção dos materiais refratários conformados

e não conformados.

  43 O beneficiamento das matérias primas pode ser o mais diversificado possível em função do tipo de mina, mineral, ganga, etc. De uma maneira geral, as matérias-primas naturais sofrem tratamentos que vão desde a britagem, moagem, classificação, flotação e separação magnética até a calcinação. As matérias-primas sintéticas usualmente passam por eletrofusão, britagem, moagem, separação magnética e classificação granulométrica.

2.3.3 Refratários para Fornos de Indução

  Devido ao seu elevado ponto de fusão (2800 °C) e sua boa resistência ao ataque por escórias básicas, o óxido de magnésio é uma das principais matérias-primas para produção de refratários do setor siderúrgico (SOUZA, 2013). No sistema Al O -MgO, a reação da magnésia com a alumina (a partir de

  2

  3

  1000 °C) resulta na formação de espinélio, que possui maior resistência à penetração por escórias que as composições equivalentes contendo espinélio pré-formado (ZHANG,2004).

  O espinélio denominado como aluminato de magnésio pertence a uma classe de minerais que possuem estrutura cristalina do grupo do espinélio. A fórmula geral deste grupo é expressa por AB O , onde A representa um metal bivalente

  2

  4

  (como magnésio, ferro, níquel, manganês e/ou zinco) e B um metal trivalente (como alumínio, ferro, cromo ou manganês). O espinélio é então representado por MgAl O e devido à sua

  2 4,

  estrutura cristalina, na qual um grande número de íons da escória pode ser acomodado sem causar alterações em sua rede, esta fase possibilita que os refratários apresentem elevada resistência à corrosão (BRAULIO, 2012).

  NAKAGAWA (1995), CARTER (1997) e RIGAUD (1995) afirmam que o comportamento expansivo de refratários MgO-Al O decorrente da espinelização são normalmente

  2

  3

  atribuídos à diferença de densidade dos reagente e do produto

  3

  3

  • de reação (MgO - 3,58 g/cm , Al O - 3,98 g/cm e MgAl O

  2

  3

  2

  4

  3

  3,60 g/cm ) resultando em expansão volumétrica próxima a 8 % e linear de aproximadamente 2,6 % para a mistura equimolar alumina-magnésia.

  Na prática, porém, os valores de expansão observados são inferiores ao teórico. Conforme exposto por KIYOTA (2007), a formação de poros após a difusão da magnésia é até mesmo um fator mais relevante do que a diferença de densidades mencionada acima, como a figura 6 apresenta. Este fenômeno de formação de poros é ilustrado na figura 7 para a difusão da magnésia para a alumina.

  

Figura 6- Cálculo da expansão linear considerando-se a diferença entre

as densidades ou a formação de poros devido à difusão.

  Fonte: KIYOTA (2007)

  45

  Figura 7- Fenômeno da formação de poros devido à difusão do MgO, resultando na expansão do sistema alumina-magnésia.

  Fonte: KIYOTA (2007)

  A figura 8 apresenta o diagrama de fases dos compostos que formam os refratários empregados em fornos de indução. A região circulada em vermelho corresponde à composição dos refratários estudados. Figura 8- Diagrama de fases MgO - Al O - SiO .

  2

  3

  2 Fonte: (BRAULIO, 2012)

  Misturas secas são mais perspectivas porque quase diminuem o tempo de preparação para utilização do forno e criam uma ótima estrutura de revestimento com camada de trabalho bem sinterizada, diminuindo a porosidade e compensando as tensões térmicas, evitando também o desenvolvimento de rachaduras, aumentando a vida útil do revestimento do forno de indução (TONKOV, 1989).

  De acordo com SIZOV, 2002; as últimas realizações no desenvolvimento de misturas para revestimento de forno de indução de alta qualidade estão conectadas à aplicação de misturas de espinélio e corindom secas.

  Revestimento refratário é um material consumível que é

  47 danificado com as condições do forno. Quando ocorre uma determinada intensidade de danos, a operação do forno de indução deve ser interrompida para reparar ou substituir o revestimento refratário.

2.3.4 Fatores que afetam o Revestimento dos Fornos de Indução

  As degradações termomecânicas mais comuns de revestimentos refratários durante o processo de fabricação do aço são rachaduras por choque térmico. As propriedades do material e efeitos estruturais muitas vezes explicam estas degradações (ANDREEV et al., 2001).

  Os fatores que atuam sobre o revestimento de fornos de indução são os seguintes:

  • Térmicos: alta temperatura do metal líquido, variações de temperatura acentuada durante o aquecimento e resfriamento, principalmente durante o carregamento de uma carga de frio;
  • Mecânicos: alta pressão de metal líquido, a ação de carga sólida durante o carregamento em um forno, ação erosiva de fusão em movimento sob o efeito de forças eletromagnéticas, e forças de tração e compressão do forno durante a rotação, vibração do indutor;
  • Químico: reações entre metal líquido, escória e material de revestimento (ZAVERTKIN, 2013).

  Tanto o MODERN REFRACTORY (1992) quanto ROUTSCHKA (1992) afirmam que quando um revestimento refratário não está atendendo à performance esperada, é sempre importante analisar todas as condições operacionais. Essas informações combinadas com uma investigação post-mortem do refratário empregado e com características da escória e do banho metálico em contato vão permitir a identificação (quanto ao tipo e origem) dos mecanismos de degradação atuantes.

2.3.5 Compactação de Massas Refratárias

  Processo de compactação de refratários tem sido feito por vibradores pneumáticos operados manualmente. Realizar este processo com a mão pode não garantir a compactação homogênea, gerando um tempo de vida mais curto do refratário. Além disso, o método manual leva muito mais tempo durante a instalação do refratário (KIZILKAYA, 2013).

  A operação de vibração a seco é geralmente usada em revestimento do forno de indução. Além da compactação, outros procedimentos são usados para instalar refratários monolíticos. A vida útil de um material refratário depende de quão sinterizado o refratário está, e também, a razão de compactação. Uma economia importante pode ser feita compactando a massa refratária corretamente, aumentando a quantidade de carga feita no forno. Além desta vantagem, o processo de compactação de refratário pode ser feito muito mais rápido usando máquinas de compactação (KIZILKAYA, 2013). A figura 9 apresenta esquematicamente a aplicação da massa refratária no indutor e sua montagem, respectivamente.

  49

  Figura 9- Aplicação da massa refratária e montagem do indutor.

  Fonte: (TUPY S/A, 2015)

  a b h g f e d c A aplicação da massa refratária consiste em despejar uma quantidade de massa no casco do indutor (figura 9a), espalhá-la uniformemente por toda a superfície do casco e utilizando garfos especiais (figura 9b), faz-se a acomodação da massa refratária por um tempo determinado. Em seguida, emprega-se os vibradores pneumáticos (figura 9c), acomodando e compactando uniformemente a massa refratária no casco do indutor. Quando uma determinada quantidade de camadas é aplicada no casco do indutor, instala-se o gabarito de sacrifício (figura 9d-e), que corresponde ao molde do canal do indutor, que ao início do processo de fusão, o gabarito de sacrifício funde-se juntamente com o metal líquido despejado no forno de indução canal.

  Feita a instalação do gabarito de sacrifício, dá-se continuidade a aplicação de massa refratária no indutor (figura 9f), repetindo as atividades com os garfos especiais e vibradores pneumáticos até atingir uma determinada altura do casco do indutor. Quando se atinge tal altura, a parte superior do casco do indutor (figura 9g) é instalada. Para completar a montagem do casco do indutor, instala-se a camisa (revestimento interno do indutor que fica no meio do gabarito de sacrifício) e completa-se o casco do indutor com massa refratária (figura 9h), repetindo assim, as técnicas com garfos especiais e vibradores pneumáticos. Quando a massa refratária está completamente aplicada no indutor, o mesmo é destinado a uma área próxima ao forno, onde será instalada a bobina magnética, finalizando a montagem completa do indutor de forno canal.

  Feita a aplicação do revestimento refratário e depois da compactação e sinterização, o revestimento deve proporcionar resistência à ação do material fundido tais como: manutenção dos ciclos de temperatura de trabalho e fusão de metal, resistência mecânica suficiente numa situação a frio, a possibilidade de remoção de um revestimento sem danificar um

  51 Os fatores apresentados, que afetam o empacotamento, dizem respeito apenas às características do sistema de partículas, como sua distribuição granulometria, morfologia, porosidade, entre outros. No entanto, para que esse sistema consiga atingir seu máximo empacotamento é necessário considerar como essas partículas são colocadas em suas devidas posições (PANDOLFELLI, 2000).

3 MATERIAIS E MÉTODOS

  Com o objetivo de desenvolver uma metodologia experimental para avaliar o desempenho de refratários monolíticos para fornos elétricos a indução, o trabalho foi dividido em três etapas, cujas mesmas são as seguintes:

  1. Caracterização de amostras de massas refratárias de vibração e escória;

  2. Estudo de compactabilidade dos materiais refratários;

  3. Ensaios tecnológicos em laboratório. Para o desenvolvimento da proposta, foram utilizadas duas massas refratárias, duas resinas ligantes e escória. As duas massas refratárias utilizadas (R1 e R2) são comerciais e de predominância magnesiana. A estas massas cerâmicas foram adicionadas resinas ligantes empregadas para prover ligação plástica às massas refratárias em questão. Já a escória foi empregada para a realização de ensaios de ataque por escoria nas massas refratárias após confecção de corpos de prova. A tabela 3 descreve os materiais de acordo com as especificações apresentadas pelos fabricantes.

  53

  Tabela 3- Descrição das matérias-primas.

  Nome fictício Descrição do fabricante

  Produto para vibração a seco à base de sinter de MgO de alta pureza, indicado para uso em indutores de fundição ferrosos e fornos de espera a canal. Contém na matriz óxido de magnésio de alta pureza com adição de óxido de alumínio que

  R1 durante a sinterização forma espinélio de magnesia-alumina que torna o produto resistente ao ataque de escórias básicas. A temperatura de início de sinterização está

por volta de 1300°C.

Massa refratária magnesiana aplicada a seco por vibração, composta por óxido de magnésio de alta pureza e baixa

  R2 porosidade. Temperatura máxima de uso: 1900 ºC.

  e baixo peso molecular produzido pela hidrólise do amido de Dextrina milho. Pó castanho-amarelado, com odor característico, solúvel em água.

  Líquido viscoso transparente a turvo; fórmula molecular: Na O(SiO ) , peso

  2

  2

  3 específico: 1,560 a 1,585 g/cm , Viscosidade a 25 °C: 70 a 170 cp.

  3 Silicato de Sódio

  A escória utilizada neste trabalho é provinda da fusão de metais em forno cubilô. Essa escória flutua no topo do aço fundido e quando é despejada juntamente

  Escória com o aço no forno de indução, a mesma ataca o revestimento refratário do forno.

  Fonte: (Autor).

  As concentrações de resinas ligantes empregadas foram 5 e 6%. Foram empregadas pequenas concentrações para dar plasticidade inicial satisfatória aos corpos de prova e, porque o excesso de resina ligante não afete, de forma significativa, os resultados da pesquisa.

  3.1 CARACTERIZAđấO DAS MASSAS REFRATÁRIAS E ESCÓRIA

  3.1.1 Análise Granulométrica

  Para avaliação granulométrica das massas refratárias foi feito a análise granulométrica das mesmas. Empregou-se os seguintes conjuntos de peneiras ABNT, de abertura em milímetros (mm): 3,350; 1,700; 0,850; 0,600; 0,425; 0,300; 0,212; 0,150; 0,106; 0,0075; 0,0053. O diâmetro médio foi calculado pela fórmula de Sauter, como mostrado na equação 1:

  • -1

  Equação 1)

  ( ∑ ) xn= onde, dn= (massa medida na peneira n)/(massa total da amostra). diâmetro intermediário, médio, entre as duas peneiras utilizadas onde se depositou a massa medida na peneira n.

  3.1.2 Análise Microestrutural

  As análises microestruturais dos refratários foram feitas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). O equipamento utilizado foi da marca Jeol modelo JSM-6701F capaz de produzir imagens de elétrons secundários SE (Secondary Eléctron), gerados por uma fonte de emissão de campo (FEG

  • Field Emission Gun). As amostras dos

  55 camada de ouro. Essa análise apresenta a morfologia dos refratários estudados, permitindo assim, compreender a capacidade de compactação desses materiais.

3.1.3 Moagem das Massas Refratárias

  A fim de obter uma granulometria homogênea fina, menor que 75µm, para realizar análises química semiquantitativa, as massas refratárias e a escória foram moídas em um moinho de argolas, como apresentado na figura 10a.

  Figura 10- Moinho tipo argolas.

  a b

5 Fonte: (TUPY S/A, 2015).

  Amostras de cada material foram despejadas no prato do moinho e entre as argolas (figura 10b). O tempo de moagem para cada amostra foi de 60 segundos.

  3.1.4 Análise Química Semiquantitativa e Difratometria de Raios-x

  Para avaliar a composição química das massas refratárias e da escória foram realizadas análises por fluorescência de raios X (FRX). Quanto à avaliação das fases presentes nas massas refratárias e na escória, as análises foram feitas por difratômetria de raios X. Nas análises de difratometria de raios x foi empregado tubo de cobre e intervalo de varredura de 5 a 90º. Foi utilizado avanço gradual de 2º a cada 1 minuto.

  3.1.5 Densidade Real

  Para determinação da densidade real das massas refratárias foi feita análise via técnica de picnometria a gás. Utilizou-se um picnômetro a gás modelo Accupyc II 1340 com gás não inerte. Empregou-se na análise 10 ciclos de purga para cada amostra, pressão do sistema de 20 psi e gás hélio. A figura 11 apresenta imagem do picnômetro empregado. Para cada análise foi utilizada uma massa de material de aproximadamente 5 g.

  Figura 11- Picnômetro a gás.

  57

  3.2 ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE COMPACTAđấO A confecção dos corpos de prova dos refratários iniciou-se com a mistura de cada massa refratária com cada resina ligante.

  Como citado anteriormente, duas massas refratárias para fornos de indução e duas resinas ligantes foram utilizadas para a pesquisa, onde cada resina ligante foi misturada com cada massa refratária. Foram consideradas duas concentrações em peso diferentes de cada resina ligante, formando então o total de oito misturas. A tabela 4 ilustra as misturas Massas Refratárias x Resinas ligantes.

  Tabela 4- Misturas Massas refratárias x Resinas ligante.

R1 R1 R2 R2

  Dextrina 5% 6% 5% 6% Silicato de sódio 5% 6% 5% 6% Fonte: (Autor).

  As massas e as resinas ligantes foram pesadas com o auxílio de uma balança analítica de bancada. De maneira a empregar uma resina ligante líquida, a dextrina em pó foi dissolvida em água. A estequiometria empregada foi 12% em peso de dextrina em pó adicionada à água, e utilizando um misturador eletromagnético de bancada a 1600 RPM durante 5 minutos, obteve-se a solução de dextrina líquida.

  Para preparar as misturas entre massas refratárias e resinas ligantes utilizou-se um misturador de bancada (figura 12), que por 5 minutos em operação formou uma mistura homogênea entre massa refratária e resina ligante. Em cada batelada de homogeneização foi utilizado 2 kg de refratário.

  

Figura 12- Misturador de bancada empregado para misturar refratário e

resina ligante.

  Fonte: (TUPY S/A, 2015).

  Feitas as misturas, deu-se início a confecção dos corpos de prova. Utilizou-se um martele de bancada com cilindro de dimensões de 50 mm de diâmetro e 100 milímetros de altura. O martelete aplica uma carga de 50 MPa, quando liberado de uma altura de 5 cm, em direção ao molde cilíndrico.

  O cilindro do sistema foi completado com uma mistura e então se realizou os golpes manualmente. Foram empregados 90 percussões de golpes e mediu-se a densidade aparente em 20, 40, 60, 80 e 90 golpes de cada mistura. A técnica se repetiu com todas as misturas e foram confeccionados cinco corpos de prova de cada mistura para cada ensaio realizado ao decorrer da pesquisa. Repetiu-se a técnica também para corpos de prova para ataque de escória, modificou-se apenas a tampa do cilindro empregado. A figura 13 ilustra o martelete e as tampas dos cilindros empregados, respectivamente.

  59

  Figura 13- a) Martelete de bancada utilizado para compactação dos

refratários. b) Cilindro e tampas do cilindro. c) Tampa do cilindro e seu

respectivo corpo de prova. d) Tampa do cilindro e seu respectivo corpo

de prova (Corpo de prova para ataque de escória).

  Fonte: (TUPY S/A, 2015).

  3.3 AVALIAđấO DE PROPRIEDADES TECNOLốGICAS Após a confecção dos corpos de prova, os mesmos foram levados à estufa, onde permaneceram por 24 horas em uma temperatura equivalente a 110 ºC, retirando assim a umidade dos corpos de prova. A tabela 5 mostra a quantidade de corpos de prova confeccionados na pesquisa. Tabela 5- Quantidade de corpos de prova confeccionados.

  Ensaios realizados Quantidade de corpos de prova Sinterização e Avaliação de Variação

5 CP´s * 8 misturas * 3 temperaturas

  Dimensional Utilizou-se os CP´s da Variação

  Módulo de Elasticidade Dimensional

  Resistência à Compressão

  5 CP´s * 8 misturas Ataque por Escória

  3 CP´s * 8 misturas Fonte: (Autor).

3.3.1 Sinterização e Avaliação de Variação Dimensional

  Para avaliação da variação dimensional dos corpos de prova, cinco corpos de prova de cada mistura foram sinterizados em três temperaturas diferentes: 815ºC, 1200ºC e 1450ºC. A sinterização foi realizada em forno Linn High Therm modelo HT-1700/120 com uma taxa de aquecimentos de 1,5ºC por minuto, e os corpos de prova permaneceram por duas horas nas temperaturas estipuladas. A avaliação da variação dimensional foi feita utilizando um instrumento de medição. A variação da dilatação térmica de um corpo de prova é proporcional ao seu comprimento inicial, sendo usualmente expressada como:

  • *100(%) Equação (2)

  onde:

  Vd: Variação dimensional (%); Cf: é o comprimento à temperatura qualquer;

  61 A equação 2 é válida, também, para mensurar a variação do diâmetro de um corpo de prova; cujos mesmos, foram avaliados.

  3.3.2 Módulo de Elasticidade

  O módulo de elasticidade foi calculado a partir da determinação da frequência de ressonância de vibração dos corpos de prova refratários investigados, com base na norma ASTM-E 1876, de acordo com a equação 3.

  Equação (3) onde:

  ; ; m = massa;

  = frequência de ressonância fundamental flexional;

  ] Equação (4) Para determinação da frequência de ressonância de vibração foi utilizado um equipamento de ressonância ultrassônica Sonelastic. 3 corpos de prova de cada mistura foram empregados na análise, totalizando 24 corpos de prova; os mesmos são provenientes da sinterização em 815ºC. Foi tomado frequência de ressonância ultrassônica em 3 pontos ao longo de cada corpo de prova.

  

3.3.3 Resistência à Compressão a Temperatura Ambiente

  Para a realização de ensaios de resistência à compressão, os corpos de prova das misturas foram confeccionados com as seguintes dimensões: diâmetro= 50mm; altura= 50mm, de acordo com a norma NBR 6224. Para confeccionar os corpos de prova com tais dimensões, foi necessário encontrar a massa equivalente que, ao fim de 90 percussões, obtivesse a altura padrão de 50mm. Após a confecção, os corpos de prova foram secos em estufa a 110°C.

  Os ensaios de resistência à compressão mecânica foram feitos em uma máquina universal para ensaios de resistência à compressão modelo EMIC DL 10000, conforme ilustra a figura 14.

  Figura 14- Maquina universal de ensaios mecânicos.

  Fonte: (TUPY S/A, 2015)

3.3.4 Ataque por escória

  O Ataque de escória foi realizado em 3 corpos de prova de cada mistura empregada e em 3 condições de adensamento para cada uma; sendo elas: 60, 80 e 90 percussões. Cabe ressaltar que a escória empregada é provinda da fusão de ferros fundidos em fornos cubilôs. A quantidade de escória utilizada para cada corpo de prova corresponde a 1/3 da cavidade interna

  63 dos corpos de prova, ou seja, 6 gramas de escória, aproximadamente.

  De acordo com ABNT NBR 9641:1995, os corpos de prova para ataque de escória devem ser mantidos a 1400ºC pelo tempo de 3 horas em atmosfera não inerte. O ataque por escória dos corpos de corpos de prova foi realizado em forno Linn High Therm modelo HT-1700/120, e uma taxa de aquecimento equivalente a 1,5ºC por minuto. Para avaliação dos resultados do ataque por escória, os corpos de prova foram cortados ao meio com o auxilio de uma máquina de corte e disco metálico fino, posteriormente, a análise de ataque por escória foi feita de forma visual, de acordo com a área atacada nos corpos de prova.

4 RESULTADOS E DISCUSÃO

  A seguir serão apresentados e discutidos comparativamente os resultados da caracterização química e física das duas massas refratárias e da escória, resultados de compactação e densidade aparente das massas refratárias, bem como resultados dos ensaios mecânicos de dilatação térmica, resistência à compressão e ataque por escória dos corpos de prova confeccionados.

  4.1 CARACTERIZAđấO DAS MASSAS REFRATÁRIAS A caracterização das massas refratárias e da escória, como etapa inicial do trabalho, permitiu o conhecimento fundamental dos materiais estudados e a compreensão de futuros resultados como parte sequencial do trabalho.

4.1.1 Análise Química Semiquantitativa

  Com a técnica de FRX, foi identificada a composição química das duas massas refratárias e da escória empregada, em % de massa, conforme a tabela 6. Os dados foram apresentados na forma de percentual de óxidos.

  65

  Tabela 6- Composição química das massas refratárias e da escória.

  Refratário 1 Refratário 2 Escória Componente (%) (%) (%)

  MgO 59,84 53,36 1,6 Al O 35,19 42,77 8,2

  2

  3 SiO 3,28 2,03

  47

  2 CaO 0,92 0,94

  27 Fe O 0,27 0,42 3,8

  2

3 MnO 0,04 0,09 4,1

  NiO

  • 0,01 0,00 8,3 - - Outros
  • PF 0,45 0,39 100 100 100

  Total Fonte: (Autor).

  Tanto o refratário 1 quanto o refratário 2 apresentaram como seus principais componentes o MgO com 59,84% para o refratário 1 e 53,36% para o refratário 2; Al O com 35,19%

  2

  3

  para o refratário 1 e 42,77% para o refratário 2; e SiO com

  2

  3,28% para o refratário 1 e 2,03% para o refratário 2, respectivamente. Os demais componentes não ultrapassaram a somatória 1%. A escória apresentou SiO (47%), CaO (27%) e

  2 Al O como seus componentes prevalentes.

  2

3 Com a informação dos principais óxidos constituintes da escória, foi possível calcular o seu índice de basicidade (Ib).

  A equação utilizada para este cálculo foi a seguinte:

  Equação (5) Aplicando a equação 5 para os valores da tabela 6, temos: Ib = %CaO / % SiO 27/47

  2 = Ib = 0,57 (caráter ácido)

  Os valores de índice de basicidade inferiores a 1 caracterizam escórias ácidas. A escória empregada apresenta esta característica devido à grande quantidade de sílica (SiO )

  2

  presente na sua composição (DA SILVA, 2015). Analisando o sistema de diagrama ternário dos óxidos predominantes da escória (CaO - Al O - SiO ), podemos visualizar onde está

  2

  3

  2

  situada quimicamente as fases que constituem a escória empregada neste experimento. A figura 15 apresenta o diagrama do sistema CaO - Al O - SiO onde foi evidenciado

  2 3 2,

  com um círculo azul a região de composição da escória provinda de forno cubilô.

  Cabe ressaltar que, a escória utilizada é provinda de fornos cubilôs, ou seja, a escória que ataca o revestimento refratário do indutor do forno canal vem do topo do ferro fundido em fornos cubilôs. Quando o metal líquido é despejado no forno canal, juntamente, a escória é despejada, que por sua vez, são escórias de caráter ácido. E refratários magnesianos possuem melhor desempenho contra escórias básicas. Portanto, é de grande interesse estudar e compreender os mecanismos de forma real, empregando esse tipo de escória nesta pesquisa e avaliar o ataque por escória em refratários magnesianos.

  67

  Figura 15- Diagrama ternário CaO - Al O - SiO .

  2

  3

  2 Fonte: (DA SILVA, 2015).

  As composições dos dois refratários apresentam diferentes proporções de MgO e Al O , porém, mostrou que a carga

  2

  3

  refratária magnesiana das massas refratárias não apresentou grande variação de composição entre elas. De acordo com a literatura, os teores de óxidos de refratários a base de MgO e refratários MgO calcinados foram semelhantes estudados por DE ANDRADE (2009), apresentando pouca variação. A percentagem da perda ao fogo

  • – PF foi de 0,45 % para o refratário 1 e 0,39% para o refratário 2. Este resultado se deve, provavelmente, à decomposição de minerais argilosos, assim
como a combustão da matéria orgânica (resinas ligantes), relacionada a refratários com baixo teor de aditivos e grafite.

4.1.2 Difratometria de Raios-x

  A análise pela técnica de difratometria de Raios-x revelou os picos dos compostos presentes nos refratários analisados. Tais resultados são apresentados nas figuras 16 e 17 para a massa refratária 1 e 2, respectivamente.

  Figura 16- Análise de raios-x do refratário 1.

  Fonte: (Autor).

  69

  Figura 17- Análise de raios-x do refratário 2.

  Fonte: (Autor).

  Nas análises de raios-x apresentadas para as duas

  massas refratárias permite identificar como componentes majoritários óxido de magnésio e óxido de alumínio. Sendo que os picos característicos da presença de óxido de magnésio apresentam maior intensidade relativa. No refratário 1 não foi possível identificar fases minoritárias, enquanto para o refratário 2 foi possível identificar a presença de sílica (SiO )

  2

  na forma de quartzo e NaAl O . A presença de sódio não foi

  7

  

11

  identificada na análise química, o que permite concluir que o aditivo minoritário seja um aluminato, não necessariamente de sódio, cuja identificação foi dificultada pela baixa intensidade relativa dos picos característicos da presença desta fase, o que está associado ao baixo teor de aditivo adicionado.

  A análise de raios-x permitiu, também, identificar as fases presentes nos corpos de prova sinterizados dos dois refratários. Nas análises das fases formadas, foram utilizados corpos de prova sinterizados a 1200 ºC e as principais fases formadas nos dois refratários são apresentadas na tabela 7.

  

Tabela 7- Fases formadas durante sinterização dos corpos de prova dos

refratários a 1200ºC.

  Fase Formada Fórmula Química

  Espinélio MgAl O

  2

  4 Harkerita Ca Mg Al(CO ) (BO ) (SiO )

  

12

  4

  3

  5

  3

  3

  4

  4 Sakhaita Ca Mg(BO ) (CO )

  3

  3

  2

  3 Fonte: (Autor).

4.1.3 Análise Morfológica

  As macrografias das massas refratárias estudadas estão apresentadas na figura 18.

  Figura 18- Macrografias das massas refratárias.

  Fonte: (Autor).

  As duas massas refratárias analisadas são semelhantes, havendo apenas uma diferença na coloração, o que está associado a maior concentração de Al O para a massa

  2

  3

  71 a massa refratária 1. As micrografias apresentadas na figura 19 enfatizam a morfologia das duas massas refratárias. Os dois materiais possuem fração fina (Fig.19 c e d) e fração grosseira (Fig. 19 a e b), com partículas de formato irregular, o que deve ter influência sobre o comportamento de compactação dos refratários.

  

Figura 19- Micrografia representativa da morfologia das partículas que

compõem os refratários. (a) e (c) refratário 1, (b) e (d) refratário 2.

  a b c d

  Fonte: (Autor).

4.1.4 Análise Granulométrica

  As curvas obtidas no resultado da distribuição de tamanho de partículas dos Refratários 1 e 2 estão apresentadas na figura 20. Aproximadamente 50% das duas massas refratárias possuem tamanho de partícula superior a 0,85 mm. Para o refratário 1, cerca de 23% do material possui tamanho de partícula inferior a 0,15 mm. Para o refratário 2, este valor é aproximadamente a 31% do material. Partículas muito finas podem causar uma dificuldade adicional na obtenção de altas densidades, e uniformidade, de empacotamento por possuir uma maior tendência à aglomeração. Essa tendência surge em virtude do aumento das forças coesivas interparticulares, devido à sua maior relação entre a área superficial e o volume (massa). Esse efeito de aglomeração tende a inibir a coordenação espacial que leva às maiores densidades de empacotamento (PANDOLFELLI, 2000).

  Figura 20- Distribuição Granulométrica dos Refratários.

  

Distribuição Granulométrica

100 do dos Refratários

  Refratário 1 Refratário 2 umula

  50 ) c a (% e nt a s s a P Malha (mm) Fonte: (Autor).

  Comparando os dois refratários, pode-se afirmar que a distribuição granulométrica dos dois é bastante semelhante, o que seria um indicativo de comportamento similar de adensamento na compactação. As curvas de distribuição granulométrica com comportamento mais aberto estão

  73 diretamente associadas a uma maior eficiência no arranjo de partículas em um processo de compactação. Este conceito foi observado em modelos teóricos apresentados por Alfred e que foram aperfeiçoados por Furnas e Andreasen.

  Utilizando o modelo teórico proposto por Alfred, foi construído o diagrama de porcentagem volumétrica de partículas menores que o diâmetro D (CPFT), contra o tamanho de partícula em mm. Para a construção da curva teórica de Alfred foi utilizada a equação 6, citado por CASTRO e PANDOLFELLI (2009). Neste cálculo foi considerado o valor de 0,37 para o coeficiente q, que de acordo com estudos realizados por FUNK e DINGER (1993), é um valor que favorece o máximo empacotamento de partículas. Considerou- se também o menor tamanho de partícula como sendo 0 mm e o maior tamanho de partícula de 3,65 mm.

  Para a construção das curvas correspondentes a cada massa refratária foram utilizados os dados experimentais apresentados da figura 20 e as mesmas considerações para os tamanhos mínimos e máximos de partícula. Estes resultados estão apresentados na figura 21.

  [ ] 100 Equação (6) onde:

  

CPFT = Porcentagem volumétrica de partículas menores que o diâmetro D;

D = É o diâmetro da maior partícula; L q = É o módulo ou coeficiente de distribuição.

  

Figura 21- Valores de CPFT das massas refratárias em comparativo ao

modelo teórico de Alfred com q = 0,37.

  

Distribuição acumulada em comparativo com

modelo teórico para obtenção de melhor fator de

empacotamento.

  ) (% Alfred Refratário 1

  CPFT Refratário 2

  Diâmetro da partícula (mm) Fonte: (Autor).

  As duas massas refratárias apresentaram valores de CPFT aproximados ao modelo teórico, principalmente a massa refratária 2, indicando que a distribuição de tamanho de partícula nos dois casos aproxima-se à distribuição ideal para maximizar o empacotamento do material.

  Em relação aos modelos teóricos, deve-se destacar que estes estão baseados em partículas esféricas, sendo que já foi comprovado que quanto mais as partículas se afastam deste formato, menor é a eficiência de compactação; ou seja, mesmo que a curva de distribuição de tamanho de partícula de uma amostra esteja muito próxima da curva ideal teórica, para máxima eficiência de compactação, não pode ser associado diretamente à boa eficiência de compactação de materiais particulados. Assim, para os materiais refratários estudados neste trabalho, pode-se afirmar a menor eficiência de

  75

4.1.5 Densidade Picnométrica

  Através da análise via técnica de picnometria a gás, determinou-se a densidade picnométrica das massas refratárias.

  3 O refratário 1 apresentou densidade de 3,524 g/cm e o

  3

  refratário 2 densidade de 3,505 g/cm . A densidade picnométrica para as duas massas refratárias possuem valores próximos. Este resultado permite afirmar que as variações de densidade dos corpos de prova obtidos por compactação estarão associadas apenas ao efeito de densificação durante a conformação, o que pode ser associado a morfologia e distribuição granulométrica dos particulados que compõem os refratários.

  4.2 EFICIÊNCIA DE COMPACTAđấO E DENSIDADE APARENTE As tabelas 8, 9, 10 e 11 apresentam os resultados dos percentuais compactados do refratário 1 em função do número de golpes com cada resina ligante empregada e suas diferentes concentrações. Foram medidos valores em cinco corpos de prova e calculado a média dos mesmos. Tabela 8- Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 1 com adição de 5% de Dextrina.

  5% DEXTRINA % Compactada Número de pancadas Média dos Desvio CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP´s Padrão 20 40,5 40,0 39,0 38,0 40,0 39,5

  • /- 1,95

  40 42,0 41,0 40,5 39,5 41,5 40,9 +/- 1,85 60 43,0 42,0 41,5 40,0 42,0 41,7 +/- 2,43 80 43,5 42,5 42,0 40,5 42,5 42,2 +/- 2,43 90 43,5 42,5 42,0 40,5 42,5 42,2 +/- 2,17

  Fonte: (Autor). Tabela 9- - Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 1 com adição de 6% de Dextrina.

  6% DEXTRINA % Compactada Número de pancadas Média dos Desvio CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP´s Padrão

  20 36,0 39,5 37,5 37,0 37,5 37,5

  • /- 2,55

  40 38,5 41,5 40,0 39,5 39,5 39,8 +/- 2,17 60 40,0 43,0 41,5 41,0 41,0 41,3 +/- 2,17

  80 41,0 44,0 42,5 42,5 42,5 42,5 +/- 2,12

  90 41,5 44,5 43,0 42,5 42,5 42,8 +/- 2,17 Fonte: (Autor).

  77

  Tabela 10- - Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 1 com adição de 5% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 5% SILICATO DE SÓDIO % Compactada CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão 20 37,0 37,0 37,5 37,5 37,0 37,2

  • /- 0,52

  40 38,5 38,5 39,0 39,0 39,0 38,8 +/- 0,52 60 39,5 39,5 40,0 40,0 39,5 39,7 +/- 0,52 80 39,5 40,0 40,5 40,5 40,0 40,1 +/- 0,83 90 40,0 40,0 40,5 40,5 40,5 40,3 +/- 0,52

  Fonte: (Autor). Tabela 11- Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 1 com adição de 6% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 6% SILICATO DE SÓDIO % Compactada CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão 20 35,0 32,5 34,0 33,5 34,0 33,8

  • /- 1,81

  40 36,5 34,5 35,5 35,0 36,0 35,5 +/- 1,51 60 37,5 35,5 37,0 36,0 37,5 36,7 +/- 1,67 80 38,0 36,0 37,5 38,5 39,0 37,8 +/- 2,04 90 38,5 36,5 38,0 39,0 39,5 38,3 +/- 2,04

  Fonte: (Autor).

  Para melhor visualização, as médias dos resultados de compactação do refratário 1 em função do número de golpes foram expressas graficamente na figura 22.

  Figura 22- Porcentagem compactada x Número de golpes para o refratário 1 Fonte: (Autor).

  Ao final de 90 golpes do martelete, o refratário 1 com 6% de dextrina obteve 42,8% de compactação. Com 5% de dextrina, a compactação corresponde a 42,2%. Utilizando o silicato de sódio como resina ligante, os valores obtidos foram de 38,3% de compactação com 6% e 40,3% de compactação com 5% de silicato de sódio, respectivamente. Com o aumento no teor de dextrina, a eficiência de compactações obtidas foram maiores; já o aumento no teor de silicato de sódio teve efeito contrário para o refratário 1.

  As tabelas 12, 13, 14 e 15 apresentam os valores de compactação para o refratário 2 em função do número de golpes com cada resina ligante empregada e suas diferentes concentrações.

  79

  Tabela 12- Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 2 com adição de 5% de Dextrina.

  Número de pancadas 5% DEXTRINA % Compactada CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão 20 31,5 30,0 29,0 27,5 30,0 29,6

  • /- 2,93

  40 33,0 32,0 31,0 29,5 32,0 31,5 +/- 2,61 60 34,0 33,0 31,5 30,5 33,0 32,4 +/- 2,72 80 34,5 33,5 32,5 31,0 33,5 33,0 +/- 2,61 90 35,0 33,5 32,5 31,5 33,5 33,2 +/- 2,59

  Fonte: (Autor). Tabela 13- Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 2 com adição de 6% de Dextrina.

  Número de pancadas 6% DEXTRINA % Compactada CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão 20 32,0 29,5 30,0 30,0 32,0 30,7

  • /- 2,11

  40 34,5 32,0 32,5 32,5 34,5 33,2 +/- 2,11 60 36,0 33,5 33,5 34,0 35,5 34,5 +/- 2,17

  80 37,0 34,5 34,5 35,0 36,5 35,5 +/- 2,17

  90 37,5 35,0 35,0 35,5 37,0 36 +/- 2,17 Fonte: (Autor). Tabela 14- Percentual compactado x Número de golpes para Refratário 2 com adição de 5% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 5% SILICATO DE SÓDIO % Compactada CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão 20 28,5 26,0 25,0 25,0 25,0 25,9

  • /- 2,92

  40 31,0 29,0 28,0 28,0 28,0 28,8 +/- 2,51 60 32,0 30,0 29,5 29,0 29,5 30 +/- 2,30

  80 33,0 31,0 30,5 30,0 30,0 30,9 +/- 2,35 90 33,0 31,5 30,5 30,5 30,5 31,2 +/- 2,10 Fonte: (Autor).

Tabela 15- - Percentual compactado x Número de golpes para Refratário

2 com adição de 5% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 6% SILICATO DE SÓDIO % Compactada CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão 20 28,5 28,0 26,0 25,0 25,5 26,6

  • /- 2,94

  40 31,0 30,5 28,5 28,0 28,5 29,3 +/- 2,60

  60 32,5 32,0 30,0 29,5 30,0 30,8 +/- 2,60 80 33,0 33,0 31,0 30,0 31,0 31,6 +/- 2,63 90 33,5 33,0 31,0 30,5 31,0 31,8 +/- 2,60 Fonte: (Autor).

  Para melhor visualização, a figura 23 expressa

  81 para o refratário 2. A adição de 6% de dextrina resultou na maior compactação para o refratário 2, atingindo 36% de compactação, seguindo da adição de 5% de dextrina com 33,2%. O uso do silicato de sódio resultou em 31,8% de compactação com a adição de 6% e 31,2% de compactação com a adição de 5%.

  Para ambos os materiais refratários estudados, o percentual de compactação aumenta com o aumento do número de golpes, entretanto, a eficiência do processo é maior quando utilizada a dextrina como resina ligante.

  Figura 23- Porcentagem compactada x Número de golpes para o refratário 2.

  Fonte: (Autor).

  A adição de resina ligante é necessária devido ao fato de que massas refratárias (refratários monolíticos) a base de óxido de magnésio não possuem características plásticas. Portanto, faz-se necessário o uso de resinas ligantes em massas refratárias a base de óxido de magnésio para proporcionar plasticidade a esse tipo de material, possibilitando assim, a conformação de corpos de prova. Como o objetivo do trabalho é desenvolver um método experimental de análise de materiais refratários à base de óxido de magnésio e prever o seu comportamento prático, a adição de resinas ligantes deve ser mínima e proporcionar plasticidade necessária para conformação de corpos de prova desse material. A adição excessiva de resinas ligantes pode afetar de forma significativa os resultados dos ensaios realizados.

  PRIMACHENKO (2010) utilizou dextrina dissolvida em água como resina ligante para confeccionar corpos de prova e estudar refratários a base de óxido de magnésio para revestimento de fornos de indução.

  Comparando os resultados entre os dois refratários, a adição de 6% de dextrina resultou numa melhor compactação para ambos, obtendo 42,8% para o refratário 1 e 36% para o refratário 2. Esta diferença na eficiência de compactação entre os dois tipos de refratários não pode ser relacionado, inicialmente, à distribuição granulométrica, devendo ser associado à morfologia das partículas.

  Os valores de densidade aparente em função do número de golpes para o refratário 1 são expressos nas tabelas 16, 17, 18 e 19, de acordo com as resinas ligantes empregadas e suas concentrações. São apresentados valores medidos em 5 corpos de prova.

  83

  Tabela 16- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 1 com adição de 5% de Dextrina.

  5% DEXTRINA 3 Número de Densidade (g/cm ) pancadas Média dos Desvio CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP´s Padrão

  20 2,65 2,64 2,63 2,64 2,65 2,64

  • /- 0,015

  40 2,72 2,69 2,70 2,70 2,71 2,70 +/- 0,022

  60 2,77 2,73 2,75 2,73 2,74 2,74 +/- 0,033

  80 2,80 2,76 2,77 2,75 2,76 2,77 +/- 0,037 90 2,80 2,76 2,77 2,75 2,76 2,77 +/- 0,037 Fonte: (Autor). Tabela 17- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 1 com adição de 6% de Dextrina.

  6% DEXTRINA 3 Densidade (g/cm ) Número de pancadas Média dos Desvio CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP´s Padrão

  20 2,65 2,64 2,63 2,64 2,65 2,64

  • /- 0,015

  40 2,72 2,69 2,70 2,70 2,71 2,70 +/- 0,022

  60 2,77 2,73 2,75 2,73 2,74 2,74 +/- 0,033

  80 2,80 2,76 2,77 2,75 2,76 2,77 +/- 0,037 90 2,80 2,76 2,77 2,75 2,76 2,77 +/- 0,037 Fonte: (Autor). Tabela 18- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 1 com adição de 5% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 5% SILICATO DE SÓDIO Densidade (g/cm 3 ) CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão

  20 2,50 2,48 2,49 2,48 2,46 2,48

  • /- 0,022

  40 2,56 2,54 2,55 2,54 2,55 2,55 +/- 0,016 60 2,61 2,58 2,59 2,58 2,57 2,57 +/- 0,026 80 2,61 2,60 2,61 2,61 2,59 2,60 +/- 0,013 90 2,63 2,60 2,61 2,61 2,61 2,61 +/- 0,022

  Fonte: (Autor). Tabela 19- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 1 com adição de 6% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 6% SILICATO DE SÓDIO Densidade (g/cm 3 ) CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão

  20 2,47 2,44 2,42 2,38 2,39 2,42

  • /- 0,068

  40 2,53 2,52 2,48 2,44 2,47 2,49 +/- 0,072 60 2,57 2,55 2,54 2,48 2,53 2,53 +/- 0,067 80 2,60 2,57 2,56 2,58 2,59 2,58 +/- 0,030 90 2,62 2,59 2,58 2,60 2,61 2,60 +/- 0,030

  Fonte: (Autor).

  85 Os resultados das médias das densidades aparente em função do número de golpes são, também, apresentados graficamente de acordo com a figura 24.

  Os resultados de densidade aparente em função do número de golpes para o refratário 2 são expressos nas tabelas 20, 21, 22 e 23 de acordo com as resinas ligantes empregadas e suas respectivas concentrações.

  90 D e n si d ad e ( g/ cm 3 )

  

80

  60

  40

  20

  2,1 2,3 2,5 2,7 2,9

  3 .

  Figura 24- Densidade x Compactação - Refratário 1.

  . Adicionando silicato de sódio ao refratário 1, tanto 5% como 6%, o valor médio de densidade aparente obtido foi de 2,51 g/cm

  3

  com a adição de 6% de dextrina. Com a adição de 5% de dextrina, o valor médio de densidade obtido foi de 2,77 g/cm

  3

  Os resultados mostram que a densidade aparente tem valores crescentes de acordo com o aumento do número de batimentos de compactação, e que o refratário 1 apresentou densidade média máxima de 2,98 g/cm

  Fonte: (Autor).

  Número de Golpes Densidade - Refratário 1 Dextrina 5% Dextrina 6% Silicato de sódio 5% Silicato de sódio 6%

  

Tabela 20- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 2

com adição de 5% de Dextrina.

  Número de pancadas 5% DEXTRINA Densidade (g/cm 3 ) CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão

  20 2,60 2,59 2,58 2,59 2,59 2,59

  • /- 0,014

  40 2,65 2,65 2,64 2,63 2,64 2,64 +/- 0,016 60 2,70 2,68 2,66 2,66 2,66 2,67 +/- 0,034 80 2,72 2,70 2,69 2,68 2,68 2,69 +/- 0,031 90 2,72 2,70 2,69 2,70 2,71 2,70 +/- 0,022

  Fonte: (Autor).

Tabela 21- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 2

com adição de 6% de Dextrina.

  Número de pancadas 6% DEXTRINA Densidade (g/cm 3 ) CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão

  20 2,68 2,64 2,66 2,67 2,63 2,65

  • /- 0,034

  40 2,75 2,73 2,73 2,73 2,72 2,73 +/- 0,021 60 2,80 2,78 2,78 2,78 2,77 2,78 +/- 0,019 80 2,85 2,83 2,83 2,80 2,82 2,82 +/- 0,036 90 2,85 2,83 2,83 2,83 2,82 2,83 +/- 0,019

  Fonte: (Autor).

  87

  Tabela 22- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 2 com adição de 5% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 5% SILICATO DE SÓDIO Densidade (g/cm 3 ) CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão

  20 2,37 2,35 2,34 2,34 2,37 2,35

  • /- 0,027

  40 2,45 2,43 2,43 2,41 2,41 2,42 +/- 0,030

  60 2,49 2,47 2,45 2,44 2,45 2,46 +/- 0,039

  80 2,51 2,48 2,49 2,48 2,48 2,49 +/- 0,025 90 2,51 2,48 2,49 2,48 2,48 2,49 +/- 0,025 Fonte: (Autor). Tabela 23- Densidade aparente x Número de Golpes para o refratário 2 com adição de 6% de Silicato de Sódio.

  Número de pancadas 6% SILICATO DE SÓDIO Densidade (g/cm 3 ) CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 Média dos CP´s Desvio Padrão

  20 2,41 2,38 2,36 2,37 2,35 2,37

  • /- 0,040

  40 2,47 2,44 2,42 2,42 2,41 2,43 +/- 0,043 60 2,51 2,48 2,46 2,46 2,45 2,47 +/- 0,043 80 2,53 2,50 2,48 2,48 2,48 2,49 +/- 0,042 90 2,53 2,52 2,50 2,50 2,48 2,51 +/- 0,031

  Fonte: (Autor).

  Com o objetivo de melhorar a compreensão, os resultados das médias das densidades aparente do refratário 2 em função do número de golpes são apresentados na figura 25.

  Figura 25- Densidade aparente x Número de golpes - Refratário 2.

  

Densidade - Refratário 2

) 3 Dextrina 5% 2,8

  2,6 (g/cm

  Dextrina 6% ade d 2,4 si

  Silicato de sódio en

  2,2 5% D

  20

  40

  60

  

80

  90 Silicato de sódio Número de Golpes

  6% Fonte: (Autor).

  A adição de 6% de dextrina ao refratário 2 obteve maior

  3

  valor de densidade aparente, equivalente a 2,83 g/cm , seguida

  3

  da adição de 5% de dextrina com 2,71 g/cm . Corpos de prova com 6% de silicato de sódio resultaram numa densidade média

  3

  de 2,51 g/cm , enquanto a adição de 5% de silicato de sódio

  3 resultou em 2,49 g/cm .

  Tanto para o refratário 1, quanto para o refratário 2, a adição de 5 e 6% de silicato de sódio resultaram em valores médios semelhantes de densidade aparente. Quanto à adição de

  3

  6% de dextrina, o refratário 1 resultou em 2,98 g/cm e 2,83

  3

  g/cm para o refratário 2. E a adição de 5% de dextrina resultou

  3

  3

  em 2,77 g/cm para o refratário 1 e 2,71 g/cm para o refratário 2, respectivamente.

  Esta maior densidade pode ser associada à maior eficiência de compactação, com base no conceito de que ocorre

  89 a acomodação dos grãos, sendo que os grãos médios tendem a preencher os interstícios dos grãos maiores, que por sua vez, tem os interstícios preenchidos pelos grãos menores (PANDOLFELLI, 2000).

  Considerando os resultados de densidade aparente dos corpos de prova que obtiveram maiores valores (6% de dextrina) ao fim de 90 golpes, e a densidade picnométrica das massas refratárias obtidas via técnica picnométrica, é possível estimar a densidade relativa para os dois refratários através da relação entre densidade aparente/densidade picnométrica. Considerando a densidade picnométrica do refratário 1 de

  3

  3

  3,524 g/cm e do refratário 2 de 3,505 g/cm , temos os valores de densidade relativa de 84,3% e 80,7% para os refratários 1 e 2, respectivamente. É importante ressaltar também que os dois refratários apresentam densidade picnométrica semelhantes, o que confirma a ideia de que a maior densidade aparente está relacionada apenas à maior eficiência de compactação do refratário 1.

  4.3 ENSAIOS TECNOLÓGICOS Com os resultados de caracterização e a confecção dos corpos de prova dos materiais refratários estudados, deu-se início aos ensaios tecnológicos com os corpos de prova dos refratários.

4.3.1 Análise de Variação Dimensional

  A tabela 24 e a figura 26 apresentam os resultados obtidos de variação do diâmetro e da altura do refratário 1 de acordo com as resinas ligantes em função das temperaturas empregadas para aquecimento.

  Tabela 24- Variação dimensional do Refratário 1.

  

VARIAđấO DIMENSIONAL DO REFRATÁRIO 1

[Diâmetro] (%)

815 °C 1200 °C 1450 °C 5% 6% 5% 6% 5% 6% Silicato de sódio

  1,6 Dextrina

  

VARIAđấO DIMENSIONAL REFRATÁRIO 1

[Altura] (%)

815 °C 1200 °C 1450 °C 5% 6% 5% 6% 5% 6%

  

Silicato de sódio 0,47 0,30 -2,74

Dextrina 1,01 0,86 -7,89 -8,52 Fonte: (Autor).

  Nas temperaturas de 815 e 1200ºC não houve nenhuma variação no diâmetro de nenhum corpo de prova avaliado. Em 1450ºC, corpos de prova com 5% de silicato de sódio resultaram numa expansão de 1,6%. Na temperatura de 815ºC, também, não houve variação na altura dos corpos de prova.

  Em 1200ºC, a adição de 5% de silicato de sódio resultou numa expansão de 0,47% da altura do corpo de prova,

  91 variação. Corpos de prova contendo dextrina expandiram 1,01% com adição de 5% e 0,86% com a adição de 6% de dextrina, respectivamente.

  Na sinterização à 1450ºC, corpos de prova contendo 5% de silicato de sódio expandiram 0,3%, e corpos de prova contendo 6% resultaram numa retração de 2,74% na altura. Corpos de prova contendo dextrina resultaram em retração, onde a adição de 5% retraiu 7,89% e 6% retraiu 8,52%, respectivamente.

  Figura 26- Variação dimensional (Altura) - Refratário 1.

2 V

  • 10
  • 9
  • 8
  • 7
  • 6
  • 5
  • 4
  • 3
  • 2
  • 1

  Fonte: (Autor).

  1

  a ria ç ã o (% ) 1200 °C

Variação dimensional Refratário 1

(Altura)

  Silicato de sódio Dextrina 1200 °C

  

1450

°C 1450°C 5% 6% 5%

  6% A tabela 25 e a figura 27 apresentam os valores de variação dimensional para o refratário 2, com as resinas ligantes e suas respectivas concentrações.

  Tabela 25- Variação dimensional do Refratário 2

  

VARIAđấO DIMENSIONAL DO REFRATÁRIO 2

[Diâmetro] (%)

815 °C 1200 °C 1450 °C 5% 6% 5% 6% 5% 6% Silicato de sódio

  4

  4

  4

  4 Dextrina

  

VARIAđấO DIMENSIONAL REFRATÁRIO 2

[Altura] (%)

815 °C 1200 °C 1450 °C 5% 6% 5% 6% 5% 6%

  Silicato de sódio -0,73 -1,02

  • 11,98 -12,65

  Dextrina Fonte: (Autor).

  93

  Figura 27- Variação dimensional (Altura) - Refratário 2

Variação dimensional Refratário 2

(Altura)

  2

  1 5% 5% 6% 6%

  • 1

  )

  • 2
  • 3

  (%

  • 4

  o

  • 5

  ã Silicato de Sódio

  ç -6

  • 7

  Dextrina ria

  • 8

  a

  • 9

  V

  • 10
  • 11
  • 12
  • 13

  

1200

°C Fonte: (Autor).

  Na temperatura de 815ºC não houve nenhuma variação dimensional com adições das resinas ligantes empregadas na altura dos corpos de prova. Corpos de prova com adição de 5 e 6% de silicato de sódio apresentaram expansão de 4% em seus diâmetros nas temperaturas de 1200 e 1450ºC, enquanto corpos de prova contendo dextrina como resina ligante e mesmas temperaturas, não apresentaram variações no diâmetro.

  Corpos de provas com adições de dextrina e silicato de sódio sinterizados em 815 e 1450ºC não apresentaram variações na altura. Na sinterização à 1200ºC, corpos de prova com adição de 5% de silicato de sódio retraíram 0,73% na sua altura. Com a adição de 6%, retraíram 1,02%. Ao empregar 5% de dextrina, os corpos de prova sinterizados à 1200ºC retraíram 11,98% na altura, e corpos de prova contendo 6% de dextrina retraíram 12,65% na altura.

4.3.2 Avaliação da Resistência à Compressão

  Os resultados de resistência à compressão dos corpos de prova contendo resinas ligantes e suas respectivas concentrações são apresentados na tabela 26.

  Tabela 26- Determinação da Média da Resistência à Compressão em Temperatura Ambiente. Norma: NBR 6224 2001.

  

Resistência à compressão em temperatura ambiente (MPa)

Refratário 1 Refratário 2

  

5%Dex 6%Dex 5%Sili 6%Sili 5%Dex 6%Dex 5%Sili 6%Sili

7,4 6,9 20,9 31,1 5,5 2,3 10,7 17,6

Fonte: (Autor).

  A adição de silicato de sódio proporcionou maior resistência à compressão para os dois refratários. Ao adicionar 5% de silicato de sódio, corpos de prova do refratário 1 obtiveram resistência à compressão de 20,9MPa, enquanto a adição de mesma concentração de silicato de sódio para o refratário 2 resultou em 5,5MPa. Com aumento da concentração de silicato de sódio para 6%, corpos de prova do refratário 1 obtiveram resistência à compressão de 31,1 MPa e 17,6MPa para o refratário 2, respectivamente.

  O aumento da concentração de silicato de sódio resultou em maior resistência à compressão. Isso se deve ao fato de quanto mais resina ligante adicionada, maior será a interação refratária, devido ao aumento de plasticidade proporcionado.

  95 DE ANDRADE (2009) ao estudar refratários a base de

  óxido de magnésio com adição de carbono, encontrou valores superiores (57,2 MPa) de resistência à compressão em temperatura ambiente. Tal resultado se deve ao fato da adição de carbono a matriz do refratário MgO, que por sua vez, preenche interstícios do refratário e proporciona maior resistência à compressão e ataque e penetração por escória.

4.3.3 Avaliação do Módulo de Elasticidade

  Os resultados de módulo de elasticidade são expressos de acordo com a tabela 27. Corpos de prova do refratário 1 contendo silicato de sódio obtiveram maiores valores de módulo de elasticidade, onde a adição de 5% corresponde a 67,65 GPa e 6% a 68,17 GPa, respectivamente. Para corpos de prova contendo dextrina, os valores são 34,88 GPa (5%) e 44,63 GPa (6%).

  Tabela 27- Média do módulo de elasticidade dos corpos de prova.

  

Refratário 1 (GPa)

5% 6% 5% Silicato de Sódio 6% Silicato de sódio Dextrina Dextrina

  34,88 44,63 67,65 68,17

Refratário 2 (GPa)

5% 6% 5% Silicato de Sódio 6% Silicato de sódio Dextrina Dextrina

  55,01 48,58 49,65 48,37 Fonte: (Autor). Para o refratário 2, ao utilizar dextrina, os valores obtidos foram 55,01 GPa (5%) e 48,58 GPa (6%), respectivamente. Empregando o silicato de sódio como resina ligante, obteve-se 49,65 GPa (5%) e 48,37 GPa (6%).

  Em uma análise comparativa entre valores de módulo de elasticidade e resistência mecânica foi observado que para o refratário 1 existe uma relação direta entre o aumento do módulo de elasticidade e o aumento da resistência mecânica. Já para o refratário 2, este comportamento não se repete. Da mesma forma, não existe relação direta entre o módulo de elasticidade e a densidade aparente dos refratários, indicando que existem outros fatores, além da eficiência de compactação, que interferem no desempenho dos refratários. Assim, podemos afirmar que para a definição de uma metodologia para avaliação em laboratório do desempenho dos refratários deve considerar sempre a avaliação individual de densidade, resistência mecânica e módulo de elasticidade. Estes dados podem ser utilizados depois para avaliar o desempenho dos refratários em relação à resistência ao choque térmico.

4.3.4 Avaliação da Resistência ao Ataque por Escória

  Com objetivo de facilitar a avaliação dos resultados de ataque de escória, foi criada uma escala comparativa com as seguintes considerações para a intensidade do ataque de escória obtido, definidos como ( ) leve, ( ) médio e ( ) severo. Essa

  L M S

  escala foi criada de acordo com a área superficial do corpo de prova avaliada atacada pela escória. Com base nesta escala, a tabela 28 apresenta os resultados obtidos no ataque de escória pelo método estático para as massas refratárias com três níveis de compactação: 60, 80 e 90 percussões no martelete. Corpos de prova contendo percentuais de silicato de sódio, tanto para o

  97 prova contendo 5% de dextrina com 60 e 80 percussões do refratário 1, não foram possíveis avaliar o ataque por escória por não possuírem resistência suficiente durante o corte dos mesmos.

  Tabela 28- Ensaio de Ataque por Escória.

  Nº de Refratário 1 Refratário 2 Percussões 5%Dex 6%Dex 5%Si 6%Si 5%Dex 6%Dex 5%Si 6%Si

  • 60 S - - - - M S

  80 M S - - L -

  90 S L M M - - - - Fonte: (Autor).

  Os corpos de prova do refratário 1 que contêm 6% de dextrina apresentaram os melhores resultados de resistência ao ataque e penetração de escória dentre os corpos de prova avaliados. Acredita-se que este comportamento está associado ao maior empacotamento de partículas apresentado por estes materiais nos ensaios de compactação. A figura 28 apresenta imagens dos corpos de prova seccionados, ilustrando as interações escória/refratário de maior interesse neste estudo. Ao avaliar o ataque por escória nos corpos de prova, observou- se que em nenhum corpo de prova a escória foi retida completamente dentro da cavidade dos mesmos, penetrando então, na porosidade dos corpos de prova. Ressalta-se ainda, que analisando de forma visual os corpos de prova, não é possível identificar a profundidade de penetração da escória nos refratários.

  

Figura 28- Macrografias de ataque por escória dos corpos de prova dos

refratários 1 e 2.

  Refratário 1 5% Dextrina, 90 golpes

  ( S ) Refratário 1

  6% Dextrina, 60 golpes ( S )

  Refratário 1 6% Dextrina, 80 golpes

  ( L )

  99 Refratário 1

  6% Dextrina, 90 golpes ( L )

  Refratário 2 5% Dextrina, 60 golpes

  ( M ) Refratário 2

  5% Dextrina, 80 golpes ( M )

  Refratário 2 5% Dextrina, 90 golpes

  ( M ) Refratário 2

  6% Dextrina, 60 golpes ( S )

  Refratário 2 6% Dextrina, 80 golpes

  ( S )

  101 Refratário 2

  6% Dextrina, 90 golpes ( M ) Fonte: (Autor).

  Na tentativa de identificar a profundidade de penetração da escoria nos refratários, foram utilizados dois materiais para avaliação através de microscopia eletrônica de varredura. Foram consideradas uma amostra de refratário 1 com adição de dextrina e uma amostra do refratário 2 com adição de silicato de sódio. O primeiro material corresponde a um corpo de prova de maior densidade inicial e o segundo a um corpo de prova de menor densidade inicial. A análise foi realizada de forma visual observando as características do material situado próximo à interface escória refratário e o efeito de distanciamento em relação a esta superfície. Para os dois casos foi possível observar que o refratário que estava inicialmente em contato direto com a escória ocorreu um efeito de penetração da escória nos poros presentes no refratário (Fig. 29), o que favoreceu a interação química entre o refratário e a escória. Este efeito diminui com o distanciamento em relação à interface refratário escoria, mas não foi possível identificar de forma clara e inquestionável a profundidade de penetração da escória.

  

Figura 29- Micrografia da seção transversal do corpo de prova utilizado

para ensaio de resistência ao ataque por escoria. Imagens

correspondentes à região próxima a interface entre escória e refratário.

(a) e (c) refratário 1; (b) e (d) refratário 2.

  b a c d Fonte: (Autor).

  Na análise das imagens obtidas para os refratários em região distante da região de contato escoria/refratário foi possível identificar que não houve efeito da escória sobre as características do material refratário, mantendo este a aparência de material poroso, com a presença de poros contínuos. Nestas imagens (figura 30) percebe-se que as partículas que compõem o refratário mantiveram sua morfologia original.

  103

  

Figura 30- Micrografia da seção transversal do corpo de prova utilizado

para ensaio de resistência ao ataque por escoria. Imagens

correspondentes à região distante da interface entre escória e refratário.

(a) e (c) refratário 1; (b) e (d) refratário 2.

  a b c d Fonte: (Autor).

5 CONCLUSÕES

  De acordo com os resultados obtidos durante a pesquisa, as observações e aprendizado durante a revisão da literatura referente às massas refratárias para fornos de indução a canal, pode-se concluir que:

   Quanto à caracterização das massas refratárias e escória: Os dois refratários estudados apresentam composição química semelhante e típica de refratários do sistema MgO-Al O ,

  2

  3

  sendo difícil a identificação da presença de aditivos minoritários. As curvas de distribuição granulométrica das massas refratárias são semelhantes entre si e apresentam comportamento próximo ao definido em modelos teóricos para materiais particulados com boa eficiência de compactação, enquanto a análise morfológica do material particulado mostrou que este é constituído por partículas de formato irregular. Estas observações permitem afirmar que o bom desempenho destes materiais no que diz respeito à conformação de componentes refratários está associado à distribuição granulométrica adequada e pode ser prejudicada pela presença de partículas de morfologia irregular e a formação de aglomerados do material fino.

   Quanto ao comportamento de compactação: O método de avaliação da compactabilidade desenvolvido em

  105 massas refratárias de vibração. Com base nestes resultados pode-se estimar o comportamento de adensamento destes materiais em campo industrial sem a necessidade de ensaios de laboratórios mais onerosos e que dispendam maior tempo de análise. Estes resultados mostraram a dependência significativa da densidade dos refratários conformados com o número de golpes empregados na compactação, sendo que a maior densidade atingida é relacionada ao máximo número de golpes. Os resultados de compactabilidade obtidos apresentaram coerência com o estudo teórico de empacotamento de partículas realizado. Ao comparar os resultados de distribuição granulométrica obtidos com o modelo teórico de Alfred, podemos afirmar que todas as composições estudadas podem ser otimizadas do ponto de vista granulometria. Considerando os refratários estudados, estes apresentaram curva de compactabilidade com tendência semelhante, entretanto o refratário 1 apresentou melhor desempenho atingindo valores de compactabilidade maiores.

   Quanto ao comportamento de diferentes resinas adicionadas: O estudo da possiblidade de uso de resinas ligantes foi considerado como uma alternativa para a obtenção de corpos de prova com resistência mecânica suficiente para a realização de ensaios específicos para avaliação do comportamento dos refratários tanto do ponto de vista químico como mecânico. Tanto a adição de dextrina como a adição de silicato de sódio, proporcionaram resistência inicial satisfatória para a confecção de corpos de prova. A adição de 6% de dextrina apresentou os melhores resultados de compactação e densidade de compactação quando comparados com as demais concentrações empregadas e diferentes resinas ligantes. Comparando todas as curvas de compactação obtidas, o uso do ligante não alterou a tendência de comportamento dos materiais. Assim, do ponto de vista da avaliação do comportamento de compactabilidade, o uso do ligante não interferiu na avaliação dos resultados, permitindo a identificação do refratário 1 como o de melhor eficiência de compactação.

   Quanto à resistência à compressão: Ao avaliar a resistência à compressão dos corpos de prova em temperatura ambiente, foi possível observar que, independentemente do tipo de refratário, o uso de dextrina como aditivo de compactação resultou em menor resistência mecânica, enquanto o uso do silicato de sódio, apesar de não ser tão eficiente no processo de compactação e adensamento, resultou em corpos prova com maior resistência. Este comportamento deve ser associado à melhor coesão entre partículas resultantes do uso deste tipo de aditivo. Comparando estes resultados é possível afirmar que do ponto de vista de desenvolvimento de metodologia para a obtenção de corpos de prova para estudos de resistência ao ataque por escoria, o ideal é utilizar o silicato de sódio como aditivo de compactação pois garante uma maior resistência mecânica a verde dos corpos de prova.

  107  Quanto ao comportamento das massas refratárias de vibração quando submetidas a diferentes temperaturas de queima:

  Ao avaliar o comportamento dos refratários conformados frente ao aquecimento foi possível verificar que o uso de dextrina resultou em maior efeito de expansão durante o aquecimento. Esta maior expansão pode estar associada à maior densidade a verde do refratário. Esta expansão térmica está em parte associada ao efeito de formação de espinélios durante o aquecimento, sendo que os valores obtidos neste estudo são inferiores aos obtidos em outros estudos. Do ponto de vista de desenvolvimento de metodologia para a obtenção de corpos de prova para estudos de resistência ao ataque por escoria, o ideal é utilizar o silicato de sódio como aditivo, depois este resulta em menor efeito de expansão durante o aquecimento, mas o uso de dextrina é possível, visto que a expansão térmica neste tipo de refratário é comum.

   Quanto à resistência de ataque por escória: A determinação da resistência ao ataque por escoria é um dos pontos principais da definição de uma metodologia para conformação de corpos de prova. Neste caso, os resultados foram avaliados de forma subjetiva através da realização de ensaios de resistência ao ataque por escória estático. Os resultados foram favoráveis quando avaliada a resistência dos corpos de prova para o desenvolvimento do experimento, entretanto, não foi viável a quantificação do grau de degradação do refratário frente a escoria utilizada. Em parte, estes resultados podem ser explicados pela elevada porosidade do material e também pela elevada agressividade da escória. Comparando os resultados obtidos para os dois refratários, pode-se afirmar que o refratário 1 que apresentou melhor eficiência de compactação, também apresentou maior resistência ao ataque por escoria, o que estabelece uma relação direta entre porosidade e resistência à penetração da escoria. Acredita-se que maiores resultados de compactação proporcionam maiores resultados de densidade de compactação que, por sua vez, resultam em menor porosidade. Sendo assim, ao investigar a porosidade na superfície dos corpos de prova, o refratário 1 apresentou os melhores resultados, o que confirma seu melhor desempenho nos resultados de ataque por escória.

  Com o objetivo de simular e compreender o comportamento prático dos refratários monolíticos em laboratório, a presente pesquisa proporcionou resultados satisfatórios do ponto de vista caracterização e ensaios tecnológicos.

  Para tanto, conclui-se que os demais procedimentos experimentais realizados nesta pesquisa são suficientes para avaliar refratários monolíticos em laboratório antes de seu uso em campo industrial.

6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

  Com base nas literaturas utilizadas neste trabalho foi possível identificar a importância de se estudar materiais refratários. Como citado por alguns autores, o refratário monolítico a base de MgO-Al O possui vida útil e, esse é um fator importante.

  2

3 Portanto, torna-se necessário o estudo de refratários MgO-

  109 outras resinas ligantes no processo de confecção de corpos de prova desses refratários. Avaliar o comportamento desses materiais ao sinterizá-los em temperaturas superiores a 1450ºC

  

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