Análise sistêmica para seleção de refratários para transporte de alumínio líquido

Abstract

ResumoAs vantagens econômicas decorrentes da comercialização de alumínio líquido por meio de cadinhos ressaltam a importância da correta seleção dos revestimentos refratários, a fim de otimizar o processo. Uma primeira etapa na seleção se relaciona ao estudo da composição química do refratário e a busca por soluções que reduzam a corrosão. Para tanto, é fundamental a escolha de composições contendo óxidos termodinamicamente estáveis e aditivos anti-molhantes, os quais colaboram para o aumento da vida útil do revestimento. Além do aspecto químico, o controle da distribuição de tamanho de poros é outra variável relevante quando se procura retardar a infiltração do metal fundido no material. Como, durante a operação, o revestimento está sujeito a uma variedade de mecanismos de desgaste, as propriedades mecânicas dos refratários também devem ser consideradas, além das características físicas que influenciam diretamente na carga útil para o transporte. Adicionalmente, os aspectos de transferência de calor, tais como cálculos de fluxo de calor e temperatura da face fria, podem ser realizados simulando-se as respostas que diferentes propostas de revestimento trariam, sem a necessidade de experiências ou riscos, quando aplicados em escala industrial. Desta forma, uma análise sistêmica para a escolha do revestimento foi desenvolvida, a qual busca englobar todos os fatores que interferem no desempenho do cadinho e na análise econômica, visando-se encontrar a melhor alternativa para conservação de energia, e aumento da vida útil e da capacidade de carga. Palavras-chave: alumínio, refratário, cadinho. Abstract The growing interest in molten aluminum transportation, due to economic reasons, highlights the importance of the correct refractory lining selection for the ladles used in this operation. The chemical composition of the refractory and the search for solutions that reduce the corrosion are the first topics to be addressed. For this purpose, it is of utmost importance to select thermodynamically stable oxides and anti-wetting containing refractories, in order to extend ladle lining life. Besides the chemical approach, another central issue to delay the infiltration of molten aluminum is the control of the pore size distribution. However, the material is also subjected

Refratários para o transporte do alumínio líquido: fundamentos, simulação e prática industrial

“…[ Table II [3,6] é muito mais adequado no quesito relacionado à limpeza do cadinho, pois a erosão de CS1 foi bem mais elevada e o corpo CS2 furou.…”

“…A liga de alumínio utilizada foi a 7075 com uma adição de 4% de magnésio metálico, a qual foi inserida em cadinho refratário com dimensões 114 x 114 x 63 mm 3 , com uma cavidade de 50 mm diâmetro e o fundo distante 15 mm da base. Todo o sistema foi fechado com uma argamassa sílico-aluminosa comercial e uma lajota de concreto de alta alumina.…”

“…Para isso, foram necessários corpos de prova nas dimensões 228 x 114 x 63 mm 3 . As simulações térmicas foram executadas em software desenvolvido pela empresa parceira deste trabalho em conjunto com o grupo de pesquisa do autor [3]. Como dados de entrada, foram necessários valores de condutividade térmica, densidade aparente, espessura de parede e composição química.…”

“…que a escolha do material refratário para o revestimento de cadinhos de transporte deve ser feita de maneira sistêmica, relacionando os fatores termodinâmicos, microestruturais, termomecânicos, térmicos e até mesmo o projeto do revestimento [3]. Este trabalho procura validar essa teoria por meio da caracterização laboratorial de alguns refratários comerciais, procurando também simular o comportamento térmico do cadinho pelo uso de um software desenvolvido.…”

“…Na busca de materiais mais eficientes nesse aspecto, um novo revestimento refratário foi escolhido. A seleção do material foi efetuada após uma elaborada análise sistêmica, a qual se mostrou eficaz pelos resultados positivos, gerando simultaneamente uma contribuição tecnológica [3]. A limitação antes existente quanto ao pré-aquecimento pôde ser contornada pelo uso de um material de maior difusividade térmica.…”