Os materiais de revestimento refratário nos fornos são essenciais para isolar o invólucro de aço das altas temperaturas e protegê-lo dos materiais corrosivos do processo.
Estes materiais podem incluir tijolos refractários, betão refratário fundido e materiais de fibra cerâmica.
A escolha do refratário depende da temperatura de funcionamento do forno, da natureza química do material processado e de outros factores como a formação de escórias e a resistência ao choque térmico.
Os materiais habitualmente utilizados incluem tijolos de alta alumina, carboneto de silício, magnésia e sílica-mulite.
4 Pontos-chave explicados: O que precisa de saber sobre materiais de revestimento refratário em fornos
1. Objetivo do revestimento refratário:
Isolamento e proteção: A principal função do revestimento refratário é isolar o invólucro de aço de altas temperaturas e protegê-lo de materiais corrosivos no interior do forno.
Isto ajuda a manter a integridade estrutural do forno e assegura uma gestão eficiente do calor.
Gestão da temperatura: Os revestimentos refractários são concebidos para manter uma queda de temperatura significativa entre as faces quente e fria, normalmente superior a 1000 °C, para manter a temperatura do invólucro abaixo dos 350 °C e evitar danos no aço.
2. Tipos de materiais refractários:
Tijolos refractários: São normalmente utilizados em revestimentos de fornos e podem ser fabricados a partir de materiais como a alta alumina, o carboneto de silício, a magnésia e a sílica-mulite.
Os tijolos são preferidos pela sua resistência ao desgaste, especialmente em ambientes com materiais abrasivos.
Betão refratário fundido: Este material também é utilizado em revestimentos de fornos, particularmente em áreas onde a temperatura é inferior a aproximadamente 250 °C.
Oferece flexibilidade no design e pode ser adaptado a requisitos térmicos e químicos específicos.
Materiais de fibra cerâmica: Os tapetes e feltros de fibra cerâmica são utilizados para melhorar a eficiência energética.
Estes materiais podem ser moldados em cilindros ou folhas e são fixados às paredes do forno com adesivos orgânicos.
Oferecem um bom isolamento térmico e são fáceis de instalar e reparar.
3. Critérios de seleção de materiais refractários:
Resistência química e à temperatura: A escolha do material refratário é fortemente influenciada pela temperatura de funcionamento do forno e pela natureza química do material processado.
Por exemplo, a sílica é utilizada para escórias ácidas, a magnésia para escórias básicas e a alumina para escórias neutras.
Resistência ao choque térmico: Os materiais refractários têm de suportar mudanças rápidas de temperatura sem rachar ou partir.
Isto é particularmente importante em fornos onde as flutuações de temperatura são comuns.
Facilidade de instalação e manutenção: A simplicidade de instalação e manutenção do revestimento refratário é outro fator crítico.
Os materiais de fibra cerâmica, por exemplo, são conhecidos pela sua facilidade de instalação e reparação.
4. Aplicações e materiais específicos:
Fornos de cimento: O tijolo de espinélio de magnésia e o tijolo de sílica-mulite são normalmente utilizados em revestimentos de fornos de cimento devido à sua elevada condutividade térmica e resistência a materiais abrasivos.
Fornos de mufla: Os tijolos de alumina de alta resistência e de carboneto de silício avançado são utilizados em lareiras de fornos de mufla, juntamente com elementos isolantes de fibra cerâmica para proteger a estrutura externa e melhorar a radiação térmica.
Métodos de instalação:
Camada de manta de feltro por camada de revestimento: Este método envolve a colocação em camadas de feltros de fibra cerâmica e a sua fixação com parafusos ou rebites cerâmicos.
É adequado para temperaturas inferiores a 1222 °C e superiores a 1223 °C, respetivamente.
Conjuntos pré-fabricados: A utilização de peças pré-fabricadas feitas de feltro empilhado ou de designs tipo acordeão oferece uma melhor eficiência energética, mas é mais dispendiosa.
Estes conjuntos são rápidos de instalar e fáceis de reparar.
Em resumo, a seleção de materiais de revestimento refratário para fornos envolve uma cuidadosa consideração das condições operacionais do forno, das propriedades químicas e térmicas do material processado e da facilidade de instalação e manutenção.
Os materiais normalmente utilizados incluem tijolos refractários, betão refratário fundido e materiais de fibra cerâmica, cada um oferecendo vantagens específicas dependendo da aplicação.
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