Princípios e importância do material refratário
Para a aplicação e desempenho de materiais refratários na indústria cimenteira, é essencial compreender suas definições, importância e os fatores que influenciam sua durabilidade em serviço.
O que é um material refratário?
Definição ABNT ( NBR 8826 / 98 ) - Refratários são materiais naturais ou artificiais, geralmente não metálicos (mas podem conter componentes metálicos), capazes de suportar temperaturas elevadas e solicitações químicas, térmicas e mecânicas em condições específicas de emprego sem se deformarem acentuadamente. O cone pirométrico mínimo para que o material possa ser considerado refratário corresponde a C.O. 15 ( 1430°C ).
Definição ASTM ( C-71 ) - Material usualmente não metálico usado para resistir a altas temperaturas.
Por que usar refratários na indústria cimenteira?
Para proteger a virola de ataques térmicos e químicos. Além de minimizar perdas de energia térmica por meio de condução e irradiação.
Importância dos refratários
Muito além da influência do custo dos refratários no custo do clínquer, uma escolha e instalação adequada dos refratários condiciona fortemente a fiabilidade das instalações.
Fatores que influenciam a escolha e duração
- Qualidade da farinha
- Virola (eventuais deformações)
- Chama (a sua forma, temperatura, atmosfera, cinzas, tipos diferentes de combustíveis).
Variações de temperatura devido à condução do processo, exemplos: Queda de crosta, sobreaquecimentos, paradas e arranques do forno são condicionantes térmicas muito influentes na vida útil e desempenho do material refratário.
Onde os refratários são utilizados
- Forno
- Arrefecedor
- Queimadores
- Pré-aquecimento
- Pré-calcinador
- Conduta de ar terciário
Classificação por composição química
Silicosos
- Teor de SiO2 >93%
- À base de quartzito
- Refratários ácidos.
Sílico-aluminosos
- Teor de Al2O3 <45%
- À base de chamote
- Refratários ácidos.
Aluminosos
- Teor de Al2O3 >45%
- Refratários neutros
- À base de chamote, bauxita, mulita ou minerais da família da andalusita.
Alta alumina
- Teor de Al2O3 >90%
- Refratários neutros
- À base de alumina fundida ou tabular.
Básicos
- Magnesianos
- Magnésia-cromita (MgO >50%)
- Cromo-magnesianos (MgO <50%)
- Dolomíticos
- Magnésia-espinélio.
Principais ações de exposição do material refratário
Esforços mecânicos
- Pela rotação do forno e deformação da virola (Compressão, flexão, tração e cisalhamento)
- Pelo material (Erosão e choque)
Ataque químico
- Corrosão devido aos voláteis (condensação dos 700 aos 1000 ºC)
- Corrosão devido à fase líquida (infiltração e corrosão acima de 1 300 ºC)
- Reação redox