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Previous issue date: 2004-08-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The high competitiveness generated by the world metallurgical scenery
has been taking the Integrated Steelworks to look for an incessant way the
increase of the efficiency of the refine pre-treatment processes, especially Pig
Iron Hot Metal Desulfurization at Torped Car. As collateral effect, the refractory
lining used in these equipment has been submitted to operational conditions
more and more severe leading to an increasing the wear rate. In this sense, the
Post Mortem Study of a based Al2O3/SiC/C/MgAl2O4 refractory lining (ASCM)
used at CSN Torped Cars was carried out. It was concluded that a slag
containing a big amount of calcium aluminum-silicate, interacts with the
refractory microstructure promoting the corrosion. It was also identified a
concurrent mechanism by alkaline incorporation, besides corundum to betaalumina
transformation and SiC oxidation by Na2O resulting in better conditions
to the graphite of protection, and consequently, improving the refractory lining
campaign. In order to prevent the corrosion of the Torped Car Refractory Lining,
a new technology was developed by using a Impregnation Technique of the
Cerium Solution SIT/Ce, which the Cerium Solution is able to fill up partially the
opened porous of the ASCM microstructure, improving the corrosion resistance
and thermal-mechanical properties. The protection mechanism was identified
carrying out dynamic slag test and fracture energy test, followed by
microstructure characterization by using of the Scanning Electronic Microscopy
(SEM), X-Ray Diffraction and Mercury Porosimeter. Another New Protection
Technology of Torped Car Refractory Lining was also developed based on
Protecting Layer Formation - FPL. This technique consists of changing the Slag
Composition, resulting in an improved wear resistance. Preliminary simulations
were carried out in order to optimize the dopant concentration at the slag,
followed by tests in rotative oven simulating the wettability refractory material by
doped slag. As consequence the Technology of FPL was implemented at
Industrial Scale resulting in an additional Protection Mechanism of CSN Torped
Car Refractory Lining. By taking account the ASCM refractory lining
microstructure, it was observed that main corrosion spots are located in the
material fine fraction (matrix). Besides, the matrix which includes the primary
bonding system, additional pores are generated to the existing ones as
consequence of the resin oxidation during Torped Car heating up. Therefore, it
was evaluated the effect of the Doping Bonding System in relation to the
thermal and mechanical properties and corrosion resistance. It was achieved an
improvement of both indicating the feasibility of The Doping Technique of the
Bonding System – DBS/CeO2. / A elevada competitividade introduzida pelo Cenário Siderúrgico Mundial
tem conduzido as Usinas Siderúrgicas Integradas a buscarem de forma
incessante o aumento da eficiência dos processos de pré-tratamento de refino,
conduzindo a necessidade da dessulfuração de Ferro Gusa em Carros
Torpedos. Como efeito colateral, o revestimento refratário empregado nestes
equipamentos tem sido submetido a condições operacionais cada vez mais
severas conduzindo ao aumento da taxa de desgaste. Estudos Post Mortem do
revestimento refratário de Al2O3/SiC/C/MgAl2O4 (ASCM) empregados em
Carros Torpedos da CSN foram realizados com o objetivo de determinar o
mecanismo de corrosão desenvolvido durante a aplicação industrial. Concluiuse
que a escória rica em alumino-silicatos de cálcio, interage com a
microestrutura refratária promovendo a corrosão do material. Como principal
resultado deste estudo foi identificada a introdução de mecanismo concorrente
de incorporação alcalina, decorrente da combinação da fase MgAl2O4 com o
Na2O, resultando na produção da fase NaMg2Al15O25, adicional à
transformação do Corundum em Beta-alumina e à oxidação do SiC por Na2O,
concorrendo para maior proteção do Grafite, e conseqüentemente, para o
acréscimo na vida útil do revestimento refratário. Visando prevenir à corrosão
dos revestimentos refratários à base de ASCM, foi desenvolvida uma nova
tecnologia a partir do emprego da Técnica de Impregnação de Solução
Portadora de Cério – ISP/Ce, baseada no emprego de uma solução aquosa
portadora de cério capaz de ocupar parcialmente a porosidade aberta da
microestrutura do refratário, resultando em aumento da resistência à corrosão e
incremento das suas propriedades termo-mecânicas. O mecanismo de
proteção foi equacionado mediante a realização de ensaios de escorificação e
de energia de fratura, seguidos de caracterização da microestrutura refratária
utilizando-se das técnicas de microscopia eletrônica de varredura acoplada à
microssonda eletrônica, difração de raios-X e porosimetria de mercúrio. Outra
nova tecnologia de proteção do revestimento refratário de Carros Torpedos foi
desenvolvida mediante a Formação de Camada Protetora – FCP. A Técnica
consiste na saturação da escória do processo, resultando em aumento da
resistência ao desgaste do revestimento refratário de Carro Torpedo. Foram
realizadas Simulações Laboratoriais preliminares visando otimizar a
concentração de dopantes na escória, seguido de testes em forno rotativo
simulando a molhabilidade do refratário de Carro Torpedo pela escória
saturada. Como consequência foi implantada a Tecnologia de FCP em escala
industrial resultando na proteção do revestimento refratário de Carro Torpedo
da CSN. Tomando-se a microestrutura refratária de refratários à base ASCM,
observa-se que os sítios de corrosão concentram-se na fração fina do material
(matriz). Em adição, é na matriz onde se localiza o sistema de ligação primário
à base de resina fenólica, região onde são gerados poros adicionais aos
intrínsecos à microestrutura, decorrentes da degradação da resina durante
aquecimento dos Carros Torpedos. Desta forma, foi estudado o efeito da
Dopagem do Sistema de Ligação sobre as propriedades termomecânicas e de
resistência à corrosão. Como resultando foram obtidos aumentos expressivos
de ambas propriedades sinalizando a viabilidade do emprego da Técnica de
Dopagem do Sistema de Ligação – DSL/CeO2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7982 |
| Date | 13 August 2004 |
| Creators | Justus, Sergio Murilo |
| Contributors | Silva, Elson Longo da, Leite, Edson Roberto |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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