A alumina fundida branca (WFA) desempenha um papel fundamental nos fornos de panela de aço (SLF) como material refratário de alto desempenho, utilizado principalmente em revestimentos e componentes funcionais para suportar condições operacionais severas. As suas principais funções giram em torno da proteção da estrutura do forno, da garantia da qualidade do aço e do prolongamento da vida útil, com funções específicas detalhadas abaixo:
1. Revestimento refractário para zonas críticas do forno
A cinza volante é uma matéria-prima fundamental para o fabrico de tijolos/moldados refractários utilizados no revestimento de fornos de panela de aço, com foco em áreas de elevado desgaste e elevada corrosão:
- Revestimento da panela de fundição : Misturado com outros materiais refractários (ex.: bauxite, espinélio) para produzir tijolos/betões refractários de alta alumina, formando uma barreira de isolamento térmico e anti-erosão entre a carcaça de aço e o aço fundido/escória.
- Zona da linha de escória : A linha de escória está sujeita a uma erosão química severa pela escória fundida (rica em CaO e SiO₂) e abrasão mecânica. O elevado teor de Al₂O₃ (≥98%) e a estrutura densa do WFA resistem à penetração e dissolução da escória, reduzindo o desgaste do revestimento.
- Zonas de fundo e bocal : Utilizadas em componentes refractários, como fundos de panelas de fundição e bocais de entrada submersa (SEN), aproveitando a sua elevada resistência mecânica para suportar o impacto do aço fundido e evitar danos estruturais.
2. Componentes Refratários Funcionais
A WFA é processada em peças funcionais especializadas que participam diretamente nas operações do forno:
- Panela de cozedura (tampões porosos para panela) : O WFA é utilizado como principal agregado para tampões porosos, que injectam árgon na panela de cozedura para agitar o aço fundido. A sua elevada estabilidade térmica e resistência à corrosão impedem o entupimento ou danos nos tampões causados pelo aço fundido/escória, garantindo uma agitação uniforme.
- Betões refractários para reparação : Os betões refractários à base de cinzas volantes (baixo ou ultrabaixo teor de cimento) são utilizados para a reparação in loco de revestimentos desgastados. Possuem boa fluidez e propriedades de cura rápida, permitindo uma manutenção ágil e prolongando o ciclo de vida útil da panela de fundição.
3. Melhoria da qualidade do aço e da estabilidade operacional do forno
- Minimizar a contaminação por impurezas : O WFA possui um teor de impurezas ultrabaixo (Fe₂O₃, SiO₂ ≤1,5%), pelo que não introduz elementos nocivos (por exemplo, Fe, Si) no aço fundido durante a utilização, garantindo a pureza dos aços especiais (por exemplo, aço-liga, aço inoxidável).
- Resistência ao choque térmico e à deformação estrutural : Os fornos de panela de aço são sujeitos a ciclos frequentes de temperatura (temperatura ambiente até mais de 1600 °C). A resistência moderada ao choque térmico e o baixo coeficiente de expansão térmica do WFA previnem o aparecimento de fissuras ou lascas no revestimento, mantendo a integridade estrutural e evitando riscos de fuga de aço fundido.
- Prolongamento da vida útil : Comparativamente aos materiais refratários convencionais (por exemplo, coríndon castanho), a resistência superior à corrosão e ao desgaste do WFA prolonga a vida útil dos revestimentos e componentes de panelas de fundição em 20 a 50%, reduzindo o tempo de inatividade para substituição do revestimento e diminuindo os custos de produção.
4. Otimização do desempenho de materiais refratários através de formulações compostas
Em aplicações práticas, o WFA é frequentemente combinado com outros materiais para equilibrar o desempenho:
- Misturado com espinélio (MgAl₂O₄) para melhorar a resistência ao choque térmico, adequado para zonas de panelas de fundição com alterações frequentes de temperatura.
- Misturado com materiais carbonosos (ex. grafite) para aumentar a resistência à escória, visando zonas de linhas de escória com elevada propensão para a corrosão.
- Utilizado como aditivo em pó fino em betões refractários para aumentar a densidade e reduzir a porosidade, melhorando a capacidade geral de resistência à erosão do material.
