Cerâmica (Mar 2013)
Técnicas de caracterização para o desenvolvimento de massas de tamponamento para altos-fornos Characterization techniques for the development of blast furnace tap hole mixes
Abstract
As massas de tamponamento para furos de corrida de altos-fornos são materiais refratários diretamente ligados a toda logística de produção de ferro gusa, pois é um dos agentes responsáveis pela estabilidade de vazamento destes equipamentos siderúrgicos. Durante a injeção da massa no interior do furo (na operação de tamponamento do forno), toda a escória e gusa remanescentes devem ser conduzidas para dentro do forno, a fim de que o furo seja completamente preenchido. Além disso, este produto deve recompor o cogumelo, que é a parte interior do cadinho do alto-forno, formada principalmente por massa de tamponamento antiga. No momento do vazamento do forno a massa de tamponamento, que foi injetada, curada e sinterizada no furo de corrida, deve apresentar relativa facilidade de perfuração por uma broca conduzida por máquina perfuratriz, proporcionando vazamento estável do forno. Desta forma, a massa de tamponamento é um material refratário monolítico de elevado nível tecnológico, com um conjunto de características que deve atender plenamente a exigências distintas. Ao mesmo tempo em que o produto deve apresentar determinado nível de densificação para suportar o agressivo ataque do gusa e da escória líquidos, deve proporcionar também relativa facilidade de perfuração, com um adequado nível de porosidade após sua sinterização. Além disso, este produto deve suportar condições extremamente elevadas de temperatura e pressão interna do alto-forno. Neste trabalho serão apresentadas técnicas de caracterização das massas de tamponamento para altos-fornos focando o balanço entre suas principais características. Entre estas, serão considerados aspectos ligados à adesão, usinabilidade e densificação do produto. No final será aplicada a metodologia AHP (Processo de Hierarquização Analítico) para priorização e escolha da melhor formulação testada, considerando-se todos os parâmetros envolvidos.The hot metal production process is very dependent on the performance of the taphole mix, which directly influences the stability of the blast furnace. During the plugging operation the taphole mix must conduct all the metal and slag back into the furnace, thereby filling in and sealing the hole. Additionally it must also adhere to the old mix and recompose the so-called mushroom, which protects the inner part of the furnace hearth. Conversely, for the tapping operation, the mix, which has been cured and sintered, needs to be easily drilled in order to provide a stable and safe tapping? Therefore, the taphole mix is a complex and highly technological refractory product, designed to attend widely different demands. During operation it must be sintered and consolidated in order to attain good corrosion/erosion resistance against slag and hot metal, whereas for the tapping operation it must be soft enough to provide an easy drilling. Moreover, the taphole mix should resist to high temperatures and to the high pressure coming from the inner part of the blast furnace. In this work, a number of tests are presented in order to evaluate the performance of taphole mixes. The experiments were selected according to the most important demands that the mixes need to attain in actual operations: extrusion index, adhesion capacity, drilling resistance, mechanical strength, refractoriness, and others. The results of the tests were assessed according to the AHP (Analytical Hierarchy Process) method, which allows for the selection of the best formulation considering all parameters involved.
