Microssílica para concretos refratários Al-SiC-C

I. Visão geral da solução

O revestimento refratário Al-SiC-C é utilizado principalmente em áreas críticas sujeitas a altas temperaturas, corrosão por ferro fundido e escória, desgaste mecânico e ciclos térmicos frequentes. Seu desempenho final depende não apenas da alumina, do carboneto de silício e dos materiais carbonosos, mas também está intimamente relacionado aos pós ultrafinos na matriz, ao sistema de ligantes, aos dispersantes e à distribuição granulométrica.

A microsilica é um dos componentes ultrafinos essenciais na matriz dos refratários de injeção Al-SiC-C. Sua pureza, nível de impurezas, características granulométricas, estado de dispersão e estabilidade entre lotes afetam significativamente a necessidade de água, a fluidez, a densidade de compactação, a composição das fases a altas temperaturas e o desempenho de resistência à erosão do refratário de injeção.

A MSILI oferece pó de sílica microfina de grau refratário para revestimentos de injeção Al-SiC-C, além de suporte na seleção do produto adequado para diferentes condições operacionais, sistemas de ligantes e métodos de aplicação, ajudando os clientes a melhorar a estabilidade das formulações e a confiabilidade no uso em projetos.

II. Aplicações típicas

Esta solução é aplicável principalmente a:

  • canal principal, canais secundários, canal de escória e separador de escória do alto-forno;
  • zonas de impacto, de desgaste e de reparos locais na área de vazamento de ferro;
  • refratários não moldados em cubas de ferro-gusa, equipamentos de transporte de ferro-gusa e canais de fluxo de metal fundido;
  • outras áreas de contato com metal fundido em alta temperatura, cujas formulações e condições operacionais tenham sido comprovadas.

Existem diferenças significativas entre as diversas áreas no que diz respeito à composição da escória e do ferro, temperatura de uso, intensidade de erosão e regime de ciclos térmicos; portanto, o tipo de pó de microsilício e a forma de adição devem ser validados em função da formulação específica.

III. Problemas técnicos comuns

1. Flutuações entre lotes levam à instabilidade da formulação

Variações no teor de SiO₂, nas impurezas, no estado de aglomeração e nas características granulométricas do pó de microsilício podem causar flutuações nos valores de fluidez, no tempo de solidificação e na resistência, aumentando a dificuldade de ajuste da formulação e do controle da produção.

2. Dispersão insuficiente leva ao aumento da necessidade de água

A micro-sílica com aglomeração severa ou com grau de compactação inadequado tende a tornar a pasta pegajosa e a reduzir a retenção de fluidez. A adição extra de água no local, embora possa melhorar temporariamente a aplicabilidade, também pode levar ao aumento da porosidade e à fragilidade da matriz.

3. O impacto das impurezas na composição da fase a altas temperaturas

Níveis excessivos de CaO, metais alcalinos e outras impurezas podem alterar a trajetória de reação da matriz em altas temperaturas, aumentando o risco de formação de fase líquida, oxidação ou corrosão por escória, além de enfraquecer a estabilidade estrutural do material em altas temperaturas.

4. Incompatibilidade com ligantes e aditivos

Diferentes tipos de pó de sílica microfina apresentam respostas distintas ao cimento, à micro-alúmina, aos dispersantes, aos antioxidantes e aos materiais carbonosos. Avaliar a qualidade do produto apenas com base no teor de SiO₂ muitas vezes não garante o desempenho real da formulação.

IV. Abordagem para soluções

A MSILI realiza o controle em quatro aspectos: composição química, características granulométricas, estado do pó e compatibilidade com o sistema.

Estabilização da composição química

Controlar o teor de SiO₂ e os níveis de impurezas, como CaO, Fe₂O₃ e metais alcalinos, reduzindo o impacto das variações nas matérias-primas sobre a composição da fase a alta temperatura e a estabilidade da formulação.

Otimização da dispersão e da reologia

De acordo com os equipamentos de mistura e os métodos de aplicação do cliente, selecionamos produtos não compactados, semicompactados ou compactados. Com dosagem adequada e sistema de dispersão apropriado, melhoramos a fluidez e a retenção de fluidez da pasta.

Aumento da densificação da matriz

Utilizar partículas ultrafinas para preencher os microporos entre os agregados e o pó fino, otimizando o empilhamento das partículas e reduzindo os canais potenciais de penetração de escória e ferro-líquido.

Adaptação a diferentes sistemas de ligação

Para sistemas com baixo teor de cimento, teor ultrabaixo de cimento e sem cimento, verificamos separadamente a compatibilidade do microsilicato com cimento, pó de alumina, dispersantes e aditivos de gel, em vez de utilizar um único modelo para todas as formulações.

V. Seleção e validação

A microsilica utilizada em revestimentos de Al-SiC-C não deve ser avaliada apenas quanto à pureza, mas também com ênfase nos seguintes aspectos:

  • quantidade de água adicionada e valor de fluidez inicial;
  • Tempo de retenção da fluidez;
  • desempenho de solidificação e desmoldagem;
  • densidade volumétrica e porosidade aparente após a secagem;
  • resistência à temperatura ambiente e em estado quente;
  • Variação linear após a queima e resistência ao choque térmico;
  • Resistência à oxidação;
  • profundidade de corrosão por escória, área de penetração e estrutura pós-corrosão.

Os sistemas comuns com baixo teor de cimento geralmente dão mais ênfase à dispersibilidade, à estabilidade de aplicação e ao equilíbrio de custos; os sistemas com teor ultrabaixo de cimento se concentram mais no baixo teor de impurezas, na baixa demanda de água e na alta densidade; já os sistemas sem cimento devem priorizar a verificação da atividade do microsílice, do comportamento de gelificação e da compatibilidade com aditivos específicos.

A formulação final deve ser determinada por meio de ensaios laboratoriais de formulação e validação industrial em campo.

VI. Valor para a Engenharia

A microsílice adequada pode ajudar as empresas de materiais refratários a:

  • reduzir as repetidas ajustes de formulação causados por flutuações nas matérias-primas;
  • Aumentar a consistência da fluidez e da solidificação entre diferentes lotes de betão refratário;
  • Reduzir a necessidade de água na aplicação, sob condições razoáveis de dispersão;
  • Melhorar a densidade da matriz e a estabilidade estrutural em altas temperaturas;
  • fornecer a base material para melhorar o desempenho contra erosão, infiltração e desgaste;
  • Reduzir os riscos da obra decorrentes da perda de controle sobre o desempenho da aplicação.

A MSILI oferece não apenas um único produto de microsílice, mas soluções de matérias-primas personalizadas de acordo com a localização de uso, o sistema de ligante, os equipamentos de aplicação e as propriedades almejadas dos revestimentos de Al-SiC-C.

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