Evolução dos concretos refratários e seus agentes ligantes: perspectivas e novas tendência
Ana Paula da Luz, é atualmente Professora do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Possui doutorado em Ciência e Eng. de Materiais pela UFSCar (2010), mestrado em Eng. de Materiais pela Escola de Eng. de Lorena (EEL-USP, 2006) e graduação em Eng. Industrial Química pela Faculdade de Eng. Química de Lorena (FAENQUIL, 2004). Recebeu 5 prêmios internacionais: Alfred Allen Award – USA (2017), ALAFAR Congress – Chile e Colombia (2016 e 2018), Italian Ceramic Technology Award – Itália (2015), Gustav Eirich Award – Alemanha (2014). Publicou 1 livro escrito em inglês e editado na Alemanha pela editora Goller Verlag (com tradução para o farsi e re-edição no Irã) e mais de 80 artigos publicados em revistas internacionais e nacionais de elevado reconhecimento na área de materiais cerâmicos. Atua na área de Eng. de Materiais, no desenvolvimento e coordenação de projetos com diversas empresas fabricantes ou usuárias de refratários ou fornecedores de matérias-primas para tal aplicação (p.e., Alteo, Imerys Aluminates, Petrobras, RHI-Magnesita, etc.), sendo seu foco principal os seguintes temas: processamento e propriedades de cerâmicas refratárias, sistemas ligantes avançados, engenharia de microestrutura de materiais cerâmicos, simulações termodinâmicas, entre outros.
Ana Paula da Luz is currently a Professor at the Materials Engineering Department (DEMa) of the Federal University of São Carlos (UFSCar). She earned her PhD in Materials Science and Engineering from UFSCar (2010), master degree in Materials Engineering from Engineering School of Lorena (EEL-USP, 2006) and B.Sc in Chemical Engineering from Chemical Engineering Faculty of Lorena (FAENQUIL, 2004). She earned 5 international awards: Alfred Allen Award – USA (2017), ALAFAR Congress – Chile e Colombia (2016 e 2018), Italian Ceramic Technology Award – Italy (2015), Gustav Eirich Award – Germany (2014). She has co-authored 1 book written in English and published in Germany by Goller Verlag (which was translated and re-published in farsi in Iran) and more than 80 published papers in national and international peer-reviewed journals. She works in the Materials Engineering area, with the development and coordination of projects and interaction with several companies that produce or use refractories or supply raw-materials for these ceramics (i.e., Alteo, Imerys Aluminates, Petrobras, RHI-Magnesita, etc.), where her main research themes are: processing and properties of refractory ceramics, advanced binding systems, ceramic materials microstructure engineering, thermodynamic simulations, and others.
Ana Paula da Luz
Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa), São Carlos, Brasil
Resumo
A evolução dos concretos refratários observada nos últimos anos, em termos de melhores propriedades e procedimentos de instalação, está fortemente relacionada com os contínuos esforços derivados das áreas de pesquisa, desenvolvimento e aplicação destes materiais. Melhorias na qualidade das matérias-primas, no uso de novos ligantes, pós ultra-finos, aditivos eficientes e na otimizada distribuição de tamanho de partículas das composições também foram verificadas, as quais são responsáveis pelos principais avanços observados até o momento. Em virtude da importância dos agentes ligantes e sua influência no desempenho dos refratários a verde e em altas temperaturas, esta palestra apresentará um panorama geral sobre os tipos, vantagens e desvantagens de diferentes materiais que desempenham tal função. Além dos ligantes hidráulicos tradicionais (cimento de aluminato de cálcio e alumina hidratável), outros compostos como fosfatos, sistemas coloidais e materiais alternativos (p.e., óxido de magnésio, carbonato de cálcio, etc.) também serão abordados, dando-se destaque a resultados recentemente publicados na literatura. Considerando a necessidade de se reduzir gastos dos processos industriais e garantir uma maior economia de energia, seja na etapa de preparação ou no uso dos refratários, alguns tópicos como a antecipação da sinterização (a temperaturas menores) e a realização da sinterização via líquido transiente também serão discutidos, visto que estas transformações podem ser favorecidas para alguns sistemas refratários dependendo do tipo de ligante escolhido.
Abstract
The refractory castables’ evolution observed in the latest years, regarding their better properties and casting procedures, is highly related to continuous efforts derived from the areas of research, development and application of these materials. Improvements in the raw-materials quality, in the use of new binders, ultra-fine powders, efficient additives and optimized particle size distribution of the compositions could also be verified, which are responsible by the main advances identified so far. Due to the importance of the binder agents and their influence in the refractories performance at low and high temperatures, this talk will present a general view about the types, benefits and disadvantages of different materials that play this role. In addition to the traditional hydraulic binders (calcium aluminate cement and hydratable alumina), other compounds such as phosphates, colloidal systems and alternative materials (i.e., magnesium oxide, calcium carbonate, etc.) will also be discussed, giving some attention to recent results published in the literature. Considering the need to reduce costs of industrial processes and favor greater energy savings, in both stages preparation and use of refractories, some topics such as earlier sintering (at lower temperatures) and transient liquid sintering will also be presented, as these transformations might be induced in some refractory systems depending on the selected binder.