Seleção de refratários para fornos de cozimento de anodo

Abstract

INTRODUÇÃOCom a crescente expansão do consumo e produção de alumínio no mundo, algumas empresas, para continuarem competitivas, optam por reduzir o custo médio de produção do metal primário. Uma alternativa interessante para se alcançar este objetivo é a adequada seleção dos materiais refratários que compõem os fornos de cozimentos de anodo em plantas com a tecnologia pre-baked para cubas eletrolíticas.Atualmente, o cozimento do anodo é uma das etapas mais caras da produção de alumínio [1] e um pequeno aumento na qualidade dos tijolos refratários resulta em consideráveis economias, além de facilitar as práticas operacionais do forno [2]. Visando aprimorar a qualidade e a produtividade dos anodos cozidos, desenvolvimentos tecnológicos nos fornos vêm sendo constantemente efetuados. Recentemente, avanços no controle de processo e de queima, permitiram que as empresas optassem por fornos de tipo aberto em detrimento aos fechados, devido aos ganhos em produtividade e redução do consumo de combustível [3].A operação de cozimento dos anodos é definida em 5 etapas principais: enfornamento dos anodos, pré-aquecimento, queima, resfriamento e desenfornamento dos blocos anódicos. A Alumar, um dos maiores produtores de alumínio da América Latina, possui 3 fornos do tipo aberto que produzem 680 anodos por dia [4]. A etapa de queima é realizada em temperaturas de 1230-1250 ºC, porém, os refratários podem estar sujeitos a temperaturas da ordem de 1400-1500 ºC, nas proximidades do queimadores [2]. No entanto, a queima não é o único fator a influenciar a vida útil dos tijolos, segundo Carroll e Grobbelaar [5], o projeto do forno, a operação e o ataque químico, também são responsáveis pelo desempenho dos refratários utilizados. ResumoNos últimos anos, a produção mundial de alumínio tem aumentado e para as empresas continuarem competitivas torna-se necessário que a média do custo de produção do metal seja reduzida. Uma das alternativas é aumentar a vida útil dos refratários usados em fornos de cozimento de anodo, bem como a sua capacidade de produção. Ambas estratégias podem resultar em maior qualidade do anodo e redução no custo de manutenção do forno. O presente trabalho tem por objetivo apresentar a caracterização termo-mecânica dos tijolos refratários utilizados em fornos de cozimento de anodo e a resistência destes materiais ao ataque químico. Os resultados indicam que a escolha da composição mais adequada depende de uma análise sistêmica das propriedades a alta temperatura, da resistência química e das práticas operacionais do forno. Palavras-chave: alumínio, refratário, anodo. AbstractIn the latest years, the worldwide production of aluminum is increasing and for the companies to keep their competitiveness it is necessary to reduce the average cost of the metal production. One