Refratários de magnésia carbono Refratários de magnésia carbono Refratários de magnésia carbono

       




Os revestimentos refratários a base de magnésia carbono representam uma das linhas de produtos mais importantes para a indústria siderúrgica, em função de suas propriedades físico-químicas. São particulamente importantes nos equipamentos onde o ferro gusa é transformado em aço, como por exemplo: conversores, panelas de aço, fornos panela e RH. Eles suportam níveis extremos de solicitações químicas, térmicas e mecãnicas, atualmente presentes nos processos de fabricação de aço. Apesar de ser asegunda maior fabricante de produtos refratários no mercado brasileiro até 1995, a IBAR - Indústrias Brasileiras de Artigos Refratários não possuía na sua linha de fabricação produtos de magnésia carbono de desempenho satisfatório. Isso a deixava praticamente fora de um nicho de mercado bastante importante: o dos produtos destinados ao revestimento da linha de escória das panelas de aço usadas nas usinas siderúrgicas. vale dizer que cerca de 60% de toda produção de revestimentos refratários do país é dirigida para a indústria siderúrgica.

Foi justamente para disputar uma fatia desse segmento que, naquele ano, a empresa iniciou uma pareceria com o LIEC da UFSCar. desde sua fundação, em 1988 o LIEC vem pesquisando e desenvolvendo materiais especiais e novas tecnologias, principalmente na área de cerâmica refratária. O objetivo da parceria era estudar os mecanismos de desgaste das panelas de aço e chegar ao desenvolvimento de uma nova linha de refratários magnésia-carbono. Contrariamente aos produtos convencionais, estes revestimentos são comósitos cerâmicos de alta tecnologia, constituídos de óxido metálico de alto grau de pureza química, grafite, aditivos metálicos e resina que serve como material ligante. O trabalho de pesquisa que envolveu diretamente oito pesquisadores do LIEC e da empresa, começou com o estudo e caracterização dos refratários e dos mecanismos que provocam a corrosão nas panelas de aço. Depois de conhecidos profundamente esses mecanismos a pesquisa evoluiu para a elaboração de novas formulações. a formulação e preparação das amostras experimentais e parte da caracterização físico-química eram realizadas pelos pesquisadores da IBAR, enquanto os pesquisadores do LIEC se encarregavam de estudar a microestrutura dos materiais e as diversas fases de corrosão.

Foram utilizadas amostras de magnésia contendo diferentes níveis de pureza, diferentes quantidades de grafite e diversas ligas metálicas. Comprovou-se por exemplo, que quanto maior a pureza do óxido de magnésio e quanto maior a quantidade da grafite presente no refratálrio, melhor sua resistência química "No final, conseguiu-se desenvolver um produto adequado para uso em panelas de aço, com alta qualidade e muito menos suscetível à corrosão do que os refratários tradicionais", diz o professor Elson Longo, coordenador da equipe de pesquisadores do LIEC. O projeto contou com a participação de Hideo Fujie, pesquisador japonês que teve seu trabalho reconhecido ao receber a comenda do Cruzeiro do Sul, por transferência de Alta Tecnologia ao Brasil. O produto desenvolvido pela IBAR/LIEC sofreu modificações para tornar o revestimento mais resistente à corrosão. Principalmente no caso de ataques químicos, como por exemplo, aqueles provocados pela escória produzida no processo de fabricação do aço. O valor investido pela empresa para o desenvolvimento do produto, em parceria com o LIEC foi de 57 mil reais. A partir dos resultados obtidos na pesquisa, que durou dois anos, a IBAR desenvolveu uma linha completa de produtos refratários de magnésia carbono.

São produtos com diferentes teores de carbono e de aditivos metálicos tendo em vista as várias aplicações e as diferentes solicitações térmicas, químicas e mecãnicas dos equipamentos siderúrgicos. Enquanto fabricava apenas refratários tradicionais, à base de alta alumina, a IBAR fornecia apenas uma parte dos revestimentos usados em áreas específicas das panelas de aço, "agora, com os novos refratários passamos a atuar com mais força em toda a linha de revestimentos para panelas de aço. Em 1998 esssa linha de produtos já representou 4,4% do faturamento da empresa e já participamos com cerca de 15% do segmento de refratários para panelas de aço", diz Waldir de Sousa Resende, gerente técnico da IBAR. Além de alavancar os negócios da IBAR o novo produto trouxe várias vantagens para os consumidores de refratários. mais resistente ao desgaste, há um substancial aumento na vida do revestimento. o que termina por reduzir o custo de fabricação de aço em função de um menor consumo específico do refratário. Este aumento é cerca de 30% superior aos produtos menos nobres.

Elson Longo é Assistente Técnico de Gabinete e Professor Vinculado a Pós-Graduação do IQ e POSMAT da UNESP. Professor Emérito, Titular e Professor Vinculadodo à Pós-Graduação do DQ e DEMa UFSCar, doutor em Físico-Química pelo Instituto de Física da USP-São Carlos, publicou mais de 608 artigos em revistas internacionais, possui 17 pedidos de privilégios e gerou mais de 460 trabalhos em congressos nos últimos 13 anos. Desenvolveu mais de 37 projetos e convênios com os governos Federal e Estadual, e também com empresas (só com a CSN foram mais de 42 Projetos). Orientou e co-orientou mais de 58 teses e dissertações. Recebeu mais de 20 prêmios e menções honrosas. Mantém forte intercâmbio com instituições nacionais e internacionais de pesquisa na Espanha, França, EUA e Itália. Atualmente é o Diretor do Centro Multidisciplinar de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos um centro, financiado pela FAPESP, que foi concebido para o desenvolvimento de pesquisa, básica e tecnológica, ensino e transferência de tecnologia ao setor privado. Membro da Academia Internacional de Cerâmica (World Academy of Ceramics). Ex-Presidente da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat).

A patente PI 9204594 - COMPOSIÇÃO REFRATÁRIA PARA FABRICAÇÃO DE TIJOLOS DE MAGNÉSIA-CARBONO CONFORMADOS POR PRENSAGEM UNIAXIAL refere-se a uma composição refratária para fabricação de tijolos de Magnésia-Carbono conformados por prensagem uniaxial, visando prevenir a oxidação da grafita através da adição de ante-agentes oxidantes metálicos, para revestimento refratário de panelas de aço. A nova composição refratária desenvolvida é constituída essencialmente de um chamote refratário e de um ligante orgânico líquido. O dito chamote refratário é uma mistura, em peso, de 82 a 90% de sínter de magnésia (MgO), 6 a 14% de grafite (c) e 2 a 8% de aditivos metálicos. O sínter de magnésia (MgO) é composto de uma fração grossa, contendo em peso, de 34 a 42% de grãos maiores que 1mm; de uma fração média contendo de 44 a 52% de grãos entre 0,3 e 1mm; e de uma fração fina contendo de 10 a 18% de grãos menores que 0,3mm. O grafite apresenta teor de carbono superior a 77% e mais de 40% da sua granulação inferior a 325 mesh. Os aditivos metálicos utilizados como agentes anti-oxidantes são uma mistura, em peso, contendo de 84 a 92% de liga de Al-Mg, de 8 a 12% de pó metálico de silício e de 4 a 8% de pó metálico de alum ínio. A liga de Al-Mg apresenta em sua composição química cerca de 85 a 90% de alumínio e 10 a 15% de magnésio e mais de 70% da sua granulação inferior a 250 mesh. O pó metálico de silício apresenta pureza superior a 95% e mais de 75% da sua granulação a 325 mesh. O pó metálico de alumínio apresenta pureza superior a 98% e mais de 75% da sua granulação inferior a 325 mesh. O ligante orgânico líquido é composto de uma mistura, em peso de 80 a 90% de piche 110 e 10 a 20% de antrafen, que é um subproduto da destilação do alcatrão. O dito ligante orgânico líquido é adicionado na proporção de 5 a 9% da massa de sólidos constituída pelo chamote refratário e deve apresentar um teor de carbono fixo superior a 35%. O chamote refratário, previamente homogeneizado, e o ligante orgânico são misturados em um misturador tipo galga com aquecimento, para manter a fluidez do piche e promover a sua perfeita distribuição entre os grãos do dito chamote refratário.

Fonte: Tecnologia & Inovação para a indústria, Sebrae, 1999, página 148
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