Cerâmica (Mar 2013)
Refratários contendo carbono: propriedades, características e variáveis em sua composição Carbon containing refractories: properties, characteristics and variables in their composition
Abstract
Por seu singular conjunto de propriedades e características, os refratários contendo carbono têm sido fundamentais para que a indústria siderúrgica alcance seus atuais níveis de produtividade. Apesar disso, investir no desenvolvimento desses materiais continua a ser necessário, sobretudo devido à crescente pressão para que o setor siderúrgico torne seus processos mais seguros e sustentáveis, objetivos esses que dependem diretamente do desempenho dos refratários utilizados ao longo da cadeia produtiva do ferro e do aço. Assim, com o intuito de indicar oportunidades de desenvolvimento ainda não exploradas, bem como de examinar as linhas de pesquisa que têm obtido êxito em aumentar a eficiência dos refratários contendo carbono, este trabalho faz uma ampla revisão dos possíveis constituintes destes materiais, tais como ligantes, fontes de carbono e aditivos diversos. Das inovações recentemente divulgadas, analisa-se o uso de adições combinadas de agentes antioxidantes e TiO2 para promover o desenvolvimento de fases com morfologias especiais (como whiskers), e a descoberta de aditivos que possibilitam a grafitização do carbono produzido pelas resinas termofixas. Este último avanço é particularmente significativo, pois proporciona às resinas uma capacidade antes exclusiva do piche de alcatrão, ligante que vem sendo evitado pelas condições insalubres que causa tanto no ambiente da indústria siderúrgica como refratarista. Já entre as possibilidades de inovação cogitadas, destaca-se a adição de agentes de acoplagem aos refratários resinados com o objetivo de otimizar, sobretudo, a sua processabilidade. Tal avanço seria especialmente desejável para os concretos refratários resinados, materiais que atualmente possuem aplicações limitadas, mas que atraem grande interesse por suas diversas vantagens em relação aos produtos pré-conformados, o que os leva a ser um importante foco para novos desenvolvimentos.Due to their unique set of properties and characteristics, carbon containing refractories have been a key issue in order that the steelmaking industry could attain its current productivity levels. However, further development of these materials is still necessary, especially due to the increasing pressure on the steelmaking sector to make its processes safer and more sustainable, goals which directly depend on the performance of the refractories used for the iron and steel production chain. Thus, in order to identify opportunities not yet explored, as well as to examine the research lines that have been successful in increasing the carbon containing refractory performance, this paper presents an extensive review regarding likely components of these materials, such as binders, carbon sources and additives. Based on the innovations recently disclosed, it is pointed out the use of combined additions of antioxidants agents and TiO2 to promote the development of phases with special morphologies (such as whiskers), and novel additives that enable the graphitization of the carbon from the thermosetting resins. This latter advance is particularly significant, because it provides to the resins a capacity before exclusive of the coal tar pitch, binder which has been avoided due to the unhealthy conditions that it brings to the steelmaking industry workplaces, as well as to the refractories industry. Among the possibilities of innovation pointed out, it is highlighted the addition of coupling agents to the resin bonded refractories in order to optimize its processability. Such improvement would be particularly important for resin bonded castables, materials that currently have limited applications, but are attracting great interest due to their many advantages over preformed products, which make them an important target for new developments.
