Engenharia Química

10. Materiais Refratários e Suas Propriedades

Os revestimentos refratários dos fornos de clínquer consistem em materiais que devem possuir funções específicas de acordo com sua aplicação e localização. Entre estas funções podemos citar:

Proteção do casco do forno das elevadas temperaturas;
Proteção do casco do forno contra o ataque de gases e líquidos agressivos;
Proteção do casco do forno contra abrasão mecânica;
Redução das perdas de energia pelo casco do forno.

Nos fornos rotativos em operação até a década de 30 utilizavam-se como revestimentos refratários, argilas calcinadas que possuiam aproximadamente 40% de Al2O3. Os revestimentos da atualidade possuem uma composição química bastante diversificada e são desenvolvidos para suportar os diversos tipos de ataques químicos, térmicos e mecânicos aos quais serão submetidos nas condições de serviço.

Do ponto de vista da produção de clínquer, os custos relativos à troca de refratário representam aproximadamente 2-4% do total dos custos de fabricação. É óbvio que a expectativa de vida dos refratários é um tópico de suma importância nas questões financeiras.

Os principais fatores que determinam a expectativa de vida dos refratários estão esquematicamente mostrados na figura a seguir e indicam os tópicos que são de responsabilidade do fabricante e aqueles que são de responsabilidade do usuário.

10.1. Classificação dos Refratários

Os materiais refratários são principamente compostos de Al2O3, SiO2, MgO, CaO e Cr2O3, e estão presentes como óxido livre ou de forma combinada. Os diferentes grupos de materiais refratários, baseados na sua composição química, estão listados na tabela a seguir:

Designação
Composição
Grupo Ácido
Alta alumina – Grupo 1
Al2O3 ≥ 56%

Alta alumina – Grupo 2
45% ≤ Al2O3 ≤ 56%

Argila calcinada
30% ≤Al2O3 ≤ 45%

Argila calcinada baixa alumina
10%≤Al2O3≤30% / SiO2 80%
Magnésio-Cromo
Cromo-Magnésio