Tipos de refratários – Produtos não conformados (monolítico) – Parte III

Tipos de refratários – Produtos não conformados (monolítico) – Parte III

Os produtos refratários não conformados têm o formato de um grande bloco, isento de juntas em sua disposição final, algo como a peça monolítica, cinza, opaca e densa que causa estranhamento em um grupo de macacos na famosa cena de abertura do filme “2001, uma odisséia no espaço” de Stanley Kubrick (1968). Essa configuração é particularmente importante nos revestimentos cuja função principal é conter gases, líquidos ou manter pressões positivas em vasos industriais. Esse tipo de solicitação é comum nas indústrias químicas, petroquímicas e em calcinadores de alumina Bayer.

Entre as maiores indústrias usuárias de produtos refratários não conformados estão a petroquímica e a fundição. A primeira é um dos grandes consumidores desta classe de material e aproximadamente 95%, correspondem aos materiais monolíticos.

As vantagens em relação aos materiais formados são a redução do tempo de fabricação, a diminuição de estoques de formatos especiais, a menor quantidade de juntas e a facilidade em revestir geometrias complexas, entre outras.

Essa classe de materiais é bem extensa e contempla diversas outras subclasses, como concretos, plásticos, massas de socar úmida e seca, argamassas, massas básicas de projeção e tintas cerâmicas. Quimicamente podem ser classificados como ácidos, produtos a base de matérias primas sílico-aluminosos e silicosas; básicos, óxido de magnésio ou cromita; neutros, óxido de alumínio; e especiais, carbeto de silício. Apesar de genérica, a classificação contribui para selecionar um determinado material em função do meio químico ao qual será submetido. Ainda durante a seleção e o desempenho, os parâmetros a serem analisados são equivalentes aos indicados para os produtos formados, conforme descritos na coluna anterior.

Os concretos refratários são os mais importantes dessa divisão e correspondem a cerca de 70% da produção de não formados.

Grande variedade de produtos finais, com propriedades físico-químicas que atendam às demandas específicas de aplicação pode ser desenvolvida devido à possibilidade de combinação de matérias primas, diferentes teores e qualidade de cimento aluminoso. Além disso, os concretos refratários são versáteis e podem ser aplicados com metodologias distintas, por exemplo, vertimento, vibração, fluência livre, projeção a seco e úmida, spray e “shotcrete”. Essa última é considerada a mais recente e permite a aplicação de alto volume de concretos bombeáveis em tempo muito reduzido, com o auxílio de aditivo coagulante adicionado à saída do bico de projeção.

Além das aplicações na indústria petroquímica, os concretos refratários são largamente usados nos fornos de cimento, fornos de alumínio, canais de corrida de altos fornos, incineradores, indústria de não ferrosos e fundição.

A maioria dos concretos refratários atuais ainda contém o cimento aluminoso que é usado como agente de pega, modificador de reologia e para aumento da resistência mecânica a baixas temperaturas. Seu teor determina tipos diferentes de produtos como os concretos convencionais, com baixo teor ou ultra baixo teor de cimento. Quanto menor a porcentagem de cimento, maior é o limite de temperatura de uso. Produtos mais recentes foram desenvolvidos sem a introdução de cimento aluminoso, empregando sílica coloidal e/ou por ligação fosfática. A vantagem dos produtos contendo sílica coloidal é a maior resistência a deformação em altas temperaturas. Os produtos à base de liga fosfática aderem melhor a revestimentos antigos e têm alto rendimento em fornos de fusão de elementos não metálicos. No entanto, devido à logística de produção, ao uso de aditivos líquidos e aos cuidados no processo de mistura e aplicação, as condições de trabalho devem ser bastante especificas, como no reparo de revestimentos de fornos petroquímicos, fornos de fusão de alumínio e de ferro.

Os plásticos refratários e as massas de socar úmidas, são empregados nas fundições e em fornos de reaquecimento da usinas siderúrgicas, devido à facilidade de aplicação e secagem. Já as massas secas, aplicadas por vibração ou socagem manual, são largamente usadas nos fornos de fusão de ferro e aço. Podem ser silicosas, a base de quartzito, e/ou aluminosas que contém óxidos de alumínio e magnésio visando à formação “in situ” de espinélio (aluminato de magnésio) em altas temperaturas de uso.

As argamassas refratárias são usadas para assentar peças de produtos formados e as tintas cerâmicas são empregadas para proteger a superfície de revestimentos refratários, como por exemplo, em fornos de fusão de alumínio.

Considerando a evolução dos materiais refratários nos últimos 60 anos e ainda o estilo de vida atual de nossa sociedade, a não ser que ocorra uma excepcional transformação tecnológica em curto prazo, estes materiais continuarão ser imprescindíveis nas próximas décadas. Para isso, é evidente a necessidade de cuidar de suas reservas naturais, seja através do desenvolvimento de produtos de maior durabilidade ou no investimento em processos de reutilização. Outro desafio atual é o estímulo e a formação de novos técnicos, engenheiros e pesquisadores para atuar nesse importante segmento de materiais cerâmicos.

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