ALTOS – FORNOS: e a atuação da engenharia de materiais
Qual Tipo de Material Compõe esses Fornos Industriais?
Os altos – fornos da indústria são compostos de uma classe importante de cerâmicas, que é utilizada em larga escala, chamada materiais refratários. Esses materiais possuem propriedades características como a capacidade de resistirem a temperaturas elevadas sem se fundir, de permanecerem inertes quando expostos a ambientes extremos, bem como de proporcionarem isolamento térmico. Os refratários são comercializados em diversas formas, porém sua forma mais comum e conhecida são os tijolos. Como aplicações mais conhecidas pode-se citar os revestimentos de fornos industriais, para o beneficiamento de metais, a fabricação de vidros, os tratamentos térmicos metalúrgicos e a geração de energia.
O Porquê desse Material para Compor os Altos-fornos?
O desempenho de um material refratário depende, principalmente, da sua composição. Dessa forma, existem várias classificações desse material como a argila refratária, básica e refratários especiais. As matérias-primas da maioria desses materiais comerciais consistem tanto em partículas grandes quanto em partículas finas, que por sua vez podem ter composições diferentes. Durante a queima, as partículas finas são responsáveis pela formação de uma fase de ligação, a qual proporciona maior resistência ao tijolo. A temperatura na qual o forno trabalha é, normalmente, inferior àquela na qual a peça refratária foi cozida na sua produção. A porosidade é uma propriedade microestrutural, que deve ser controlada para produzir um tijolo refratário adequado. A resistência mecânica é outra propriedade que indica a capacidade de suportar carga, assim essa aumenta quando há a redução da porosidade, enquanto as características de isolamento térmico e a resistência a choques térmicos são diminuídas. Outrossim, é indubitável que a porosidade desejada depende também das condições de serviço. Sendo assim, na produção desses fornos industriais deve-se controlar a formação de porosidade para atingir a resistência mecânica, o isolamento térmico e a resistência ao choque ideais a fim de otimizá-lo.
Atuação da Engenharia de Materiais nesses Fornos
Elson Longo é especialista em materiais cerâmicos, docente na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) em área que abrange desde a argila para louças, incluindo também revestimentos de fornos da indústria siderúrgica, até pisos, azulejos, sensores e semicondutores. Ele foi capaz de de identificar as necessidades tanto do meio acadêmico, quanto do mundo da iniciativa privada, acarretando o seu grande desenvolvimento nesse meio, na maioria das vezes foi precursor em diversas pesquisas no país, por exemplo, teve projetos que levam o conhecimento científico e tecnológico para grandes empresas como a Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), grupos de pequenas e médias indústrias em polos cerâmicos de cidades paulistas como Porto Ferreira, Santa Gertrudes e Pedreira, todos na área de materiais cerâmicos. Na indústria siderúrgica ele colaborou diversas vezes na mudança do processamento do aço, uma vez que para na produção do aço são utilizados fornos na queima para o beneficiamento do metal. Desse modo, seu trabalho rendeu milhões de reais para a indústria, uma vez que otimizou os fornos da CSN, melhorando o rendimento e a vida útil deles. Diante disso, o laboratório do estudioso mudou a concepção dos refratários para fabricar aço.
Como foi a Contribuição da Engenharia de Materiais na CSN
Em 1982, Elson teve seu primeiro contato com a CSN, RJ-Volta Redonda. Havia muitos acidentes de trabalho e problemas técnicos. Nessa viagem foi resolvido um problema em que técnicos japoneses haviam estudado e diziam que a solução seria derrubar os dois fornos refratários de cerâmica, o que demandaria alto custo e tempo para reconstruí-los, devido a um possível problema de choque térmico. Nesse cenário, Elson decidiu realizar uma análise que mostrou que o ar entrava com uma determinada quantidade de nanopartículas de óxido de ferro, reagindo com o silício, que era o refratário, formando silicato de ferro e, por isso, o forno estava vertendo líquidos devido à fusão desse sal, prejudicando seu desempenho, causando uma corrosão significativa no equipamento. Sob essa ótica, foi colocado um filtro de ar que possibilitou a solução do problema.
A partir dos pontos supracitados, pode-se pensar: Por que uma equipe que veio do Japão não conseguiu resolver o problema? Segundo Elson, apesar deles serem técnicos de alto nível, estavam desacostumados a pensar como um pesquisador. O especialista brasileiro, utilizando seus conhecimentos em engenharia de materiais, logo percebeu que o líquido que caía era silicato de ferro, e que o óxido de ferro estava reagindo com a sílica e destruindo o refratário, assim concluiu que se fosse filtrado, o problema seria sanado.
Até hoje o estudioso realiza projetos para a CSN, atualmente trabalha também na área de meio ambiente, reutilizando cerca de 80% dos rejeitos da usina siderúrgica. Agora há uma equipe de pesquisadores que dá consultoria para eles.
O Papel da Materiais Jr
O Brasil é um dos países mais importantes do mundo em cerâmica, principalmente, nessa área da cerâmica tradicional, que inclui os altos-fornos. Dessa maneira, assim como o especialista brasileiro, a função da Materiais Jr é auxiliar nossos clientes a solucionar seus problemas da forma mais prática e acessível, utilizando nossos serviços e nossos conhecimentos na área de engenharia de materiais, para garantir uma solução completa e satisfatória.
0 comentário