A AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA - REFRATÁRIOS

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

ENGENHARIA DE MATERIAIS

Anderson Eugênio Corrêa

Oseias Luiz de Oliveira Souza

                                                

                                                 

Professor(a): Luciana Boaventura Palhares

AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA - REFRATÁRIOS

 

 

Belo Horizonte

 2022

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO        2

2 PRODUTO        3

3 PROPRIEDADES        3

4  PROCESSO DE FABRICAÇÃO        4

5  AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA REFRATÁRIO        5

   5.1 MOTIVAÇÃO DO CICLO DE VIDA        5

   5.2 RESULTADOS DO CICLO DE VIDA        6

6  CONCLUSÃO        7

7  REFERÊNCIAS        8

 1 INTRODUÇÃO

O ciclo de vida de um material é uma técnica que visa estudar, ao longo do tempo, desde o processo de extração da matéria-prima até o seu destino final, ou seja, sua vida do material. Esse ciclo é uma proposta produtiva que, baseada nas cadeias e ciclos de energia da natureza, propõe uma visão mais sistêmica do processo em questão, integrando todas as suas fases e procurando minimizar seus possíveis efeitos negativos e estudar os positivos.

Diariamente, torna-se cada vez mais necessário o estudo do ciclo de vida de um material devido a redução dos impactos ambientais. Um bom exemplo de método para ajudar nesse objetivo é a análise de ciclo de vida, isto é, a “Avaliação do Ciclo de Vida” (ACV), que é definida como é uma técnica desenvolvida para mensuração dos possíveis impactos ambientais causados como resultado da fabricação, sejam estes. por exemplo, a utilização e descarte de determinado produto ou serviço[5]. Além disso, é importante ressaltar que esse ciclo de vida refere-se, como mencionado previamente, com as seguintes etapas de produção: extração das matérias-primas, passando pela produção, distribuição até o consumo até chegar ao seu descarte final ponderando, ainda, fatores que existam reciclagem ou até mesmo o reúso.

Devido a esse fato, o presente trabalho fará a análise da vida dos refratários, materiais cerâmicos, capazes de manter sua resistência a altas temperaturas e bastante utilizados em revestimentos de fornos, incineradores e reatores. Nesse sentido, são diversos os fatores que afetam a vida útil do revestimento, à exemplo do refratário de um forno de reaquecimento podem ter causas diversas: o projeto do forno e do revestimento refratário; a sua montagem; as condições operacionais e a qualidade do refratário. Como exemplo desses dados, a vida útil típica dos revestimentos refratários destes fornos é de cerca de 10 a 20 anos para as paredes e entre 5 a 15 anos para o teto, dependendo das zonas do forno[7].

2 PRODUTO

Os materiais refratários são aqueles grupos reconhecidos por resistirem a altas temperaturas ou locais não muito favoráveis, sempre mantendo sua composição e sem perder suas propriedades. Nesse grupo de materiais, as cerâmicas refratárias possuem posição de destaque, porém existem também os metais refratários [1].

Esses materiais podem ser classificados em Refratários Avançados que são peças menores com formatos mais complexos, utilizados em veículos espaciais e em ferramentas de corte e laminação, por exemplo. E em Refratários Estruturais que podem ser classificados em dois grupos: conformados e monolíticos[1].

Os materiais cerâmicos são materiais inorgânicos e não metálicos que estão sujeitos a condições de alta temperatura durante a fabricação ou uso. Quando se trata de materiais refratários, o principal grupo que representa esta categoria são as cerâmicas refratárias, que se diferenciam dos materiais cerâmicos comuns principalmente por serem resistentes a altas temperaturas e permanecerem inertes em ambientes agressivos[2].

Os materiais refratários podem ser feitos de argila, cromita ou zircônia. Eles podem ser encontrados em diversos eletrodomésticos comuns no dia a dia, como estufas, dampers, caldeiras, churrasqueiras e diversos tipos de fornos. Inclui equipamentos de aquecimento e metalurgia para a produção de vidro ou materiais não ferrosos como cal, cimento e cerâmica. Um grande número de dispositivos possui peças feitas de materiais refratários de alta temperatura, como vários tipos de resistores cerâmicos, tubos e placas. Eles são usados ​​para reparo ou substituição e, portanto, existem em ambientes domésticos e industriais. [2].

3 PROPRIEDADES

Dentre as propriedades dos materiais refratários, a porosidade e a resistência mecânica à compressão são as mais proeminentes, e as duas estão diretamente relacionadas. Quando a porosidade é aberta, o potencial de ataque químico ao material é aumentado devido à maior interação com fluidos corrosivos. Entre outros fatores, a porosidade é reflexo do processo de fabricação do refratário. A presença de vazios na estrutura reduz o valor da resistência mecânica, considerando que as fissuras são melhor iniciadas a partir de defeitos estruturais superficiais[3].

Além dessas propriedades que os refratários possuem outras importantes são[1]:

• Estabilidade ao choque térmico;
• Baixa condução térmica e elétrica;
• Baixa permeabilidade;
• Estabilidade química;
• Alta refratariedade;
• Estabilidade mecânica;
• Estabilidade dimensional (quando aquecidos não dilatam).

4  PROCESSO DE FABRICAÇÃO

        Desde o início da utilização dos materiais cerâmicos a produção há milhares de anos, inicialmente, se dava na natureza de forma natural. O que difere a cerâmica, fazendo com que seja usada desde a fabricação de panelas de barro à revestimentos de foguetes, é a tecnologia desenvolvida para a manipulação dos materiais.

Para os quesitos dos tratamentos térmicos na confecção desses produtos refratários, pode-se dividir nos seguintes processos: o de sinterização e o de eletrofusão.