Azote

Para avaliar o efeito da interação entre a escória, meio oxidante e os refratários estudados foram realizados ensaios de resistência ao ataque por escoria considerando duas condições sendo uma envolvendo ensaio estático e outra considerando ensaio dinâmico.

4.4.1 – Ensaio de ataque de escória pelo método estático

Para o ensaio estático foram consideradas três condições de adensamento dos copos de teste, confeccionados por socagem em marteles. Foram considerados 5,15 e 30 percussões em martelete. A proposta e avaliar diferentes níveis de penetração de escória nos diversos refratários testados.

Com objetivo de facilitar a avaliação dos resultados de ataque de escória, foi criada uma escala comparativa com base no residual de escória remanescente na cavidade do corpo de prova após o ensaio. As considerações para a intensidade do ataque foram definidas como (L) leve, (M) médio e (S) severo. Com base nesta escala a tabela 10 apresenta os resultados obtidos no ataque de escória pelo método estático para as massas refratárias com três níveis de compactação.

Tabela 10 – Avaliação dos resultados de ataque de escória estático das massas refratárias.

Intensidade de compactação no martelete (Nº percussões)

Amostras 5 15 30 1 M L L 2 M L L 4 S M M 5 S M M 6 S M L 9 S S S 10 S S M 11 S M M

Os resultados obtidos no ensaio de ataque de escória pelo método estático mostraram que todas as amostras apresentaram interação com a escória utilizada. As amostras obtidas com menor intensidade de compactação 5 e 15, foram as que apresentaram maiores níveis de penetração de escória. A intensidade de penetração da escória na porosidade da amostra é evidenciada pela quantidade residual de escória na cavidade do corpo de prova após o término do ensaio. A figura 38 apresenta lado a lado, dois exemplos de resultados obtidos no ataque estático com níveis considerados leve e severo, para a escala comparativa que foi adotada neste estudo.

Figura 38 – Critério de avaliação utilizado para análise do ataque de escória pelo método estático.

Intensidade do ataque Imagem do corpo de prova após ensaio

L – Leve

Pequena interação escória – refratário na superfície do corpo de prova. O volume de escória utilizado no teste permaneceu na cavidade do corpo de prova indicando mínima penetração da escória.

S – Severo

Grande interação escória – refratário na cavidade do corpo de prova. O volume inicial de escória não permaneceu na cavidade do corpo de prova indicando grande penetração de escória.

As amostras 1, 2 e 6 apresentaram os menores níveis de penetração de escória em relação as demais amostras considerando a condição de maior adensamento, com 30 golpes em martelete de laboratório. Este resultado apresenta uma correlação com a compactabilidade avaliada anteriormente, mostrando que as massas refratárias com facilidade para compactação obtiveram resultados visivelmente superiores no teste de ataque de escória estático. Para as amostras 1 e 2 os valores de densidade aparente são bastante próximos, entretanto o valor da densidade aparente da amostra 6 e bastante superior ao das duas anteriores. Isto mostra que apenas a determinação da densidade aparente não pode ser considerada como critério para atestar a resistência ao ataque por escoria dos materiais. Para estes três materiais foram obtidos valores de densidade relativa próximo, apesar de não terem sido obtidos os maiores valores de densidade relativa. Temos que salientar que fatores termodinâmicos, assim como a presença de aditivos nas massas refratárias não foram consideradas este estudo. As imagens dos corpos de prova seccionados após ataque de escória estão apresentadas na figura 39.

Figura 39 – Macrografias dos corpos de prova de ataque de escória das massas 1,4,6 e 10 com intensidade de compactação de 5,15 e 30 golpes no martelete da esquerda para direita.

Amostra Corpos de prova após ataque de escória

1

4

6

10

Fonte: Produção do próprio autor.

4.4.2 - Ataque de escória pelo método dinâmico

Ao contrário do ataque de escória estático, o ataque dinâmico promove movimentação da massa de escória e metal líquidos sobre o refratário em estudo. Esta condição possibilita avaliar o comportamento da amostra quanto a erosão, o que simula as condições práticas de operação do forno

M S L L M M M M S S L S

em regiões de grande velocidade e agitação de metal e escória, como por exemplo a região do sifão e o canal de passagem (tap hole).

Após a realização do ensaio é determinado o nível de desgaste provocado pela interação entre a escória e o refratário. O valor e fornecido na forma de mm e corresponde a profundidade desgastada em relação a superfície. Os resultados de ataque de escória pelo método dinâmico estão apresentados na tabela 11. As amostras 11, 9 e 10 respectivamente apresentaram os menores níveis de desgaste após ataque em forno rotativo a temperatura de 1550ºC pelo tempo de uma hora em atmosfera oxidante. A figura 40 apresenta as imagens dos corpos de prova após ensaio de ataque dinâmico.

Tabela 11 – Resultados de ataque de escória pelo método dinâmico das amostras de massas refratárias para fornos cubilô.

Amostras 1 2 4 5 6 9 10 11

Camada atacada

(mm) 5,37 5,87 6,80 4,07 3,10 2,13 2,57 2,03

Fonte: Saint Gobain, 2014.

Comparando os resultados de ensaios dinâmicos e estáticos foi possível observar que as amostras 1,2 e 6 apresentaram menor interação com a escória, prevenindo a penetração desta através da porosidade presente, entretanto quando considerado o efeito de erosão o resultado foi inferior as demais amostras. Isto evidencia a necessidade de avaliação do comportamento de ataque por escoria de forma diferenciada para cada situação, permitindo uma avaliação de forma efetiva dos fatores que garantirão a maior eficiência de cada refratário em determinadas condições de uso.

Figura 40 – Fotografia das amostras de massa após ataque de escória pelo método dinâmico.

Fonte: Saint Gobain, 2014