Os refratários para a indústria do alumínio, em geral, são projetados para atender as temperaturas de utilização que não sejam superiores a 1200 ºC, devido ao baixo ponto de fusão desse metal quando comparado aos processos siderúrgicos, da obtenção de silício, do titânio entre outros. No entanto, algumas partes do processo dentro da extensa cadeia produtiva do alumínio apresentam temperaturas de trabalho superiores a 1400 ºC com operação sazonal ainda mais elevada, como por exemplo, a região próxima aos queimadores dos calcinadores na refinaria. Alta refratariedade e baixa quantidade de fase líquida formada, elevada resistência a erosão e boa resistência ao choque térmico são alguns dos requisitos que não são atendidos pelos atuais sistemas ligantes para concretos refratários que envolvem a combinação de cimento aluminoso e fontes de sílica (argila, microssílica, chamotes). Essas matérias-primas resultam na formação de guelenita e anortita que são indesejáveis para aplicações a alta temperatura.
Por outro lado, algumas outras aplicações, como nos ciclones na refinaria que operam entre 650 a 750 ºC necessitam de elevada resistência a erosão na faixa de temperatura onde ocorre a decomposição dos hidratos do cimento aluminoso e conseqüentemente perda de resistência mecânica que é crítica para essa aplicação. O objetivo desse trabalho é apresentar uma nova tecnologia para concretos refratários que permite atender as regiões críticas da indústria de alumínio e que pode ser instalada por vibração, fluência livre, shotcreting e até mesmo projeção convencional de acordo com a necessidade do cliente e disponibilidade do equipamento de instalação. A linha CALMAG, baseada no uso de alumina nanométrica, desenvolvida em parceria com o GEMM-UFSCar foi caracterizada pela ALCOA para atender as regiões dos queimadores dos calcinadores e do ciclone da refinaria.
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Generally, refractories for the aluminum industry are designed to work in temperatures up to 1200 ºC due to the low melting point of this metal when compared to the steel process, silicon or titanium production and others. Although, some parts in the long and complex chain of the aluminum production show working temperatures above than 1400 ºC and even higher, as for example, the region close to the burners in the refinery calciners. High refractoriness and low amount of liquid phase, high erosion resistance and good thermal shock resistance are some of the requirements that are not fulfilled by the current refractory castable binders systems for this application. Combination of alumina cement and silica sources (clay, microsilica, chamotes) results in formation of gehlenite and anhortite that are not desirable for high temperatures applications.
By the other hand, some other applications, as the cyclones in refinery that operates between 650 to 750 ºC needs high erosion resistance where the calcium aluminate cement shows the hydrates decomposition, i.e., loss of mechanical resistance that is critical for this application. This paper reports a novel technology for refractory castables that can be applied to critical regions in aluminum industry and can be installed by vibration, self flowing, shotcreting and even conventional gunning according customer needs and available installation equipment. CALMAG line is based on nano alumina binder and was developed in partnership with GEMM-UFSCar group. Products for burner zones and cyclones in refinery had their properties evaluated by ALCOA.
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