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.
