Alumina Tabular

Engenharia de Refratários e Soluções Disciplina Noções de Gestão de Projetos Prof Alessandro Dias Apresentação final do projeto Aplicação do revestimento refratário em uma nova planta de ácido sulfúrico Aluno Fabiano Vieira e Larissa Mesquita Pós Graduação Lato Sensu Descrição do projeto Condições do projeto Prestação de serviço montagem de revestimento com tijolo refratário para fornalha parede vector wall dutos de interligação com a caldeira e base e ferrule de entrada da caldeira Objetivos e justificativas do projeto O projeto consiste em implantação de uma planta de Unidade de Acido Sulfurico capacidade da planta 1500 MTPD Tecnologia MECS Sua implantação sera localizada no Polo Petroquimico de Camaçari na Bahia Descrição do projeto Desafios Montagem da parede Vector Wall conforme procedimento Essa foi a etapa de maior desafio do projeto pois tivemos que interpretar o procedimento em outro idioma o fornecedor do material e do projeto não possui um setor técnico para consulta alem de não haver peças sobressalentes Problema Esse trabalhou precisou ser interrompido pois o cliente teve que adiar a conclusão do projeto hibernando a planta paralisando todas as atividades Descrição do projeto Premissas e restrições Organizacionais Fornecer toda mãodeobra especializada inclusive supervisão e administração a fim de executar os serviços de modo completo e dentro dos padrões de qualidade exigidos Externas Responsabilizarse por todas as obrigações da legislação trabalhista e previdência social referentes à mãodeobra a ser utilizada na execução dos trabalhos Ambientais Manter sempre limpo ordenado e em perfeitas condições de segurança os seus locais de trabalho Atender plenamente as Exigências legais de Segurança do trabalho Saúde e Meio Ambiente Descrição do projeto Restrições organizacionais ambientais e externas Restrições organizacionais Atender a obrigatoriedade de fornecimento de acessoandaime subcontrataremos essa demanda Interpretação das normas e procedimentos em outro idioma Escopo do Projeto EAP APLICAÇÃO REFRATÁRIO PLANTA ÁCIDO SULFÚRICO MOBILIZAÇÃO INSTALAÇÃO DO CANTEIRO HABILITAÇAO DA EQUIPE MOBILIZAÇÃO DO FERRAMENTAL EQUIPAMENTOS ETAPAS PRELIMINARES VALIDAR O QUANTITATIVO DOS MATERIAIS QUEIMADOR DE ENXOFRE MARCAÇÃO INTERNA MONTAGEM TIJOLOS ISOLANTE 70 INFERIOR MONTAGEM TIJOLOS REFATÁRIO 70 INFERIOR MONTAGEM TIJOLOS REFATÁRIO 70 INFERIOR MONTAGEM TIJOLOS ISOLANTE 30 SUPERIOR INSTALAÇÃO BANCADA PARA MONTAGEM SUPERIOR MONTAGEM TIJOLOS ISOLANTE 30 SUPERIOR MONTAGEM TIJOLOS REFATÁRIO 30 SUPERIOR PLICAÇÃO DOS FERRULES CONCRETAGEM DUTO INTERLIGAÇÂO Montagem de forma e aplicação de concreto no espelho Aplicação de concreto visores espelho e caixa dos queimadores Montagem parede Vector Wall Cronograma Macro e Custo do Projeto Escopo Queimador de Enxofre Montagem de uma camada de tijolo isolante Montagem de uma camada de tijolo refratario Aplicaçao de concreto Duto de Ligaçao visores e caixa dos queimadores Montagem parede Vector Wall Escopo Caldeira Montagem de uma camada de tijolo refratario Montagem de uma camada de tijolo isolante Aplicacao de concreto Cronograma Macro e Custo do Projeto Id Id Modo da Tarefa Nome da tarefa Duração Início Término Início da Linha de Base 1 1 CRONOGRAMA MONTAGEM DE REFRATÁRIO DUTOS DE INTERLIGAÇÃO 3813 dias 161023 0800 071223 1000 161023 0800 2 2 MOBILIZAÇÃO 513 dias 161023 0800 231023 1000 161023 0800 3 3 INSTALAÇÃO DO CANTEIRO 2 dias 161023 0800 171023 1700 161023 0800 4 4 MOBILIZAÇÃO DO FERRAMENTAL EQUIPAMENTOS 2 dias 181023 0800 201023 0900 181023 0800 5 5 HABILITAÇÃO DA EQUIPE TREINAMENTO EXAME INTEGRAÇAO CRACHÁ DE ACESSO DOCUMENTAÇAO LEGAL0 1 dia 201023 0900 231023 1000 201023 0900 6 6 ETAPAS PRELIMINARES 1 dia 201023 1000 231023 1000 201023 1000 7 7 VALIDAR O QUANTITATIVO DOS MATERIAIS 1 dia 201023 1000 231023 1000 201023 1000 8 8 QUEIMADOR DE ENXOFRE 24 dias 231023 1000 241123 1000 231023 1000 9 9 MARCAÇÃO INTERNA 4 dias 231023 1000 271023 1000 231023 1000 10 10 MONTAGEM TIJOLOS ISOLANTE 70 INFERIOR 2 dias 271023 1000 311023 1000 271023 1000 11 11 MONTAGEM TIJOLOS REFATÁRIO 70 INFERIOR 2 dias 311023 1000 031123 1000 311023 1000 12 12 INSTALAÇÃO BANCADA PARA MONTAGEM SUPERIOR 1 dia 011123 1000 031123 1000 011123 1000 13 13 MONTAGEM TIJOLOS ISOLANTE 30 SUPERIOR 2 dias 031123 1000 071123 1000 031123 1000 14 14 MONTAGEM TIJOLOS REFATÁRIO 30 SUPERIOR 3 dias 071123 1000 101123 1000 071123 1000 15 15 CONCRETAGEM DUTO INTERLIGAÇÂO 2 dias 101123 1000 141123 1000 101123 1000 Projeto PROJETO UNIGEL LARISS Data 181223 1357 Tarefa Divisão Etapa Resumo Resumo do projeto Tarefas externas Etapa externa Tarefa Inativa Etapa Inativa Resumo Inativo Tarefa Manual Somente duração Acúmulo de Resumo Manual Resumo Manual Somente início Somente término Data limite Andamento Página 1 Riscos principais Cód Severida de Descrição do risco causa e evento Probabili dade Impacto Descrição do Impacto prazo escopo e qualidade Categoria EAP WBS Estrategia Descrição da ação Responsável Previsão Comentários 1 8 Fornecimento de mãodeobra não capacitada tecnicamente 2Baixa 4Alto Prejuísos financeiros com HH em retrabalhos atraso no escopo e não cumprimentos dos requisitos de qualidade Organizacional Gerenciamento do projeto Mitigar Treinar tecnicamente a equipe e avaliar o desempenho dos colaboradores rotineiramente Supervisor do CQ Imediato O pessoal a ser mobilizado para o projeto deverá ser avaliado tecnicamente 2 8 Não cumprimento do prazo acordado 2Baixa 4Alto Acréscimo de todos os custos variaveis do projeto alongamento do escopo e preuizos contratuais Organizacional Gerenciamento do projeto Mitigar Realizar os indicadores de controle e gerenciamento do escopo com frequencia semanal Gestor de planejamento Periodicamen te Dispor de ferramentas de controle e gerenciamento 3 6 Não atendimento aos padrões de qualidade exigidos 2Baixa 3Médio Custos com a realização de retrabalhos gerando atraso no escopo e elevação dos custos de qualidade Técnico Gerenciamento do projeto Mitigar Otimizar e monitorar os indicadores de controle de qualidade Supervisor do CQ Imediato Capacitar o setor de controle de qualidade 4 10 Não atendimento as exigencias legais de segurança do trabalho saúde e MA 2Baixa 5Muito Alto Custos aplicação de multas interrupção das atividades e consequentimente aumento do prazo não atendimento aos escopo Organizacional Organizacional Mitigar Realizar auditoria de SMS e monitoramento contante de segurança do trabalho Gestor do contrato Imediato Possuir um setor robusto de SMS 5 4 Retrabalho por falha de montagem da parede Vector Wall 2Baixa 2Baixo Impacto com aumento dos custos com retrabalho ou falhas de aplicação aumento do prazo e não cumprimento do escopo com padrões de qualidade inadequados Técnico Técnico Explorar Monitorar constantemente a montagem Inspetor de CQ Imediato Dispor de um inspetor de CQ 6 12 Falta de material por compra incorreta 3Média 4Alto Atraso com a chegada do material faltante gerando HH disponível e aumento do prazo elevação dos custos por conta da mão de obra disponível Gerenciamento do projeto Gerenciamento do projeto Mitigar Checar as quantidades necessárias com o cliente e com o fabricante do material Gestor do contrato Imediato Equipe de suprimentos experiente 7 9 Antecipaçao da entrega do projeto 3Média 3Médio Redução dos custos com a redução do prazo melhorar as margens do projeto Gerenciamento do projeto Gerenciamento do projeto Aceitar Melhorar o desempenho da equipe de aplicação otimizar os hoários e evitar osciosidade da equipe Supervisor de execução Imediato Equipe de execução Partes Interessadas Identificação das partes interessadas Cliente Fornecer as especificações do serviço afim de buscar o melhor resultado Colaboradores Proporcionar ambiente favorável para operação para melhor engajamento e compreensão Subcontratados Atender especificações do projeto Fornecedor Obter resultados produtivos e financeiros satisfatórios Considerações finais Esse projeto foi realizado em 2021onde levantamos riscos e planos de ações para tratamento dos mesmo Todas as etapas pertinentes a empresa foram atendida infelizmente por questões internas o projeto não foi concluído CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS MatériasPrimas Aluminosas PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Tipos de MatériasPrimas Aluminosas Chamotes Bauxitas Aluminas Tabular e Sinterizada Aluminas Eletrofundidas AndalusitaSilimanitaCianita Vários fatores influenciam o tipo de matériaprima alumina a ser utilizada M Bradley and T Hutton An Overview of Refractory Raw Materials Part I Alumina The Refractories Engineer May 2011 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Fases e temperaturas de trabalho do sistema Al2O3SiO2 Surendranathan A O An Introduction to Ceramics and Refractories 2014 Tipos de refratários CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Chamotes PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Chamotes aluminosos Produzidos principalmente a partir de argilas refratárias compostas por caulinita e gibbsita Normalmente sinterizados em fornos rotativos a temperaturas de 15001600C Principais fases mineralógicas são mulita cristobalitatridimita quartzo e fase vítrea M Bradley and T Hutton An Overview of Refractory Raw Materials Part I Alumina The Refractories Engineer May 2011 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Estrutura da Caulinita e outras argilas Caulinita camadas de tetraedros de SiO4 e octaedros de Al2O6 ligados por camadas de H2O pontes de hidrogênio Al2O32SiO22H2O 395 Al2O3 466 SiO2 139 H2O Outras argilas como a montmorilonita também são formadas por camadas de tetraedros de SiO4 e octaedros de Al2O6 ligados por camadas de H2O Mas neste caso o número de camadas de tetraedros de SiO4 é maior devido ao teor de sílica mais elevado Al2O35SiO2nH2O Muitas argilas são compostas por combinações de diferentes tipos de minerais como por exemplo caulinita e montmorilonita ou caulinta e gibbisita resultando em composições químicas intermediárias As impurezas mais comuns são os óxidos de sódio e potássio álcalis além dos óxidos de titânio e ferro PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Estrutura da gibbsita Al O H Gibbsita octaedros de Al3 ligados a O2 e camadas de OH Al2O33H2O 654 Al2O3 346 H2O A gibbisita é o mineral predominante nas bauxitas refratárias encontradas na América do Sul as bauxitas também podem ser compostas pelos minerais diásporo ou bohemita Contudo também pode ser encontrada em combinação com outros argilominerais tais como a caulinita gerando argilas refratárias de alto teor de alumina As impurezas mais comuns são óxidos de álcalis sódio potássio magnésio e cálcio titânio e ferro PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Lavra Corrêa WLP Contribuição à gênese e caracterização tecnológica das argilas da região de Uberaba Minas Gerais Tese de Doutorado USP 2006 CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Beneficiamento se necessário Exemplo de processo para remoção de quartzo Eleva o teor de Al2O3 Reduz problemas na queima PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Compactação e Queima PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Chamotes Propriedades M Bradley and T Hutton An Overview of Refractory Raw Materials Part I Alumina The Refractories Engineer May 2011 Monteiro RR et al Preparação de mulita a partir do mineral topázio Cerâmica v 50 n 316 2004 Mulita 3Al2O32SiO2 Resistência ao Creep e ao Choque Térmico CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita A bauxita refratária é um tipo especial menos comum do que a metalúrgica M Bradley and T Hutton An Overview of Refractory Raw Materials Part I Alumina The Refractories Engineer May 2011 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita Principais fases mineralógicas do minério América do Sul China JA Sampaio e CHB Neves Bauxita MSL Minerais SA CT200218300 Comunicação Técnica elaborada para o Livro Usina de Beneficiamento de Minérios do Brasil CETEM 2002 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita Normalmente sinterizada em fornos rotativos verticais ou round a temperaturas 1600C Principais fases mineralógicas são córindom e mulita M Bradley and T Hutton An Overview of Refractory Raw Materials Part I Alumina The Refractories Engineer May 2011 CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita Fornos utilizados para sinterização Rotary Kiln Round Kiln PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita Características de algumas bauxitas JA Sampaio e CHB Neves Bauxita MSL Minerais SA CT200218300 Comunicação Técnica elaborada para o Livro Usina de Beneficiamento de Minérios do Brasil CETEM 2002 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Alumina Alfa Mulita Vidro Fase peso Teor de Alumina peso PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita Fases chamotes x bauxita Chamotes Bauxita C Pascoal e V C Pandolfelli BAUXITAS REFRATÁRIAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA FASES E PROPRIEDADES PARTE I CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Bauxita Chamotes Bauxita PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Efeito das Impurezas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 00 02 04 06 08 10 12 Óxido Potássio peso Módulo Ruptura a 1550ºC MPa Efeito do teor de álcalis Efeito do Fe2O3 para uma relação SiO2TiO2 20 C Pascoal e V C Pandolfelli BAUXITAS REFRATÁRIAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA FASES E PROPRIEDADES PARTE I e II PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Solução Sólida do Ferro 0 2 4 6 8 10 12 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 Temperatura ºC Fe2O3 peso 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 Temperatura ºC peso Fe2O3 TiO2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 Temperatura ºC Fe2O3 peso Solubilidade do Fe nas diferentes fases da bauxita Favorecida para o Fe3 formado em atmosfera oxidante Alumina Tialita Mulita C Pascoal e V C Pandolfelli BAUXITAS REFRATÁRIAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA FASES E PROPRIEDADES PARTE I e II PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Propriedades Termomecânicas Efeito das fases secundárias e do processamento Tialita AT Alumina Tialita Homogeneização Calcinação prévia A Caballero etal Refractory bauxites How processing can improve high temperature mechanical properties Ceramics International 1986 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS A Caballero etal Refractory bauxites How processing can improve high temperature mechanical properties Ceramics International 1986 Efeito das fases secundárias e do processamento Mulita A3S2 Alumina Mulita Homogeneização Calcinação prévia Propriedades Termomecânicas PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 00 05 10 15 20 25 y M3 M2 M1 Expansão Térmica Temperatura ºC Mulitização secundária em refratários reação da bauxita com componentes do tijolo ex argila 00 05 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 30 Grau de Mulitização Expansão Secundária Y S1 S2 S3 S4 R2 08494 1500 1520 1540 1560 1580 1600 1620 1640 1660 00 02 04 06 08 10 12 14 Soma de óxidos alcalinos e alcalinoterrosos da bauxita Temperatura de máxima expansão ºC C Pascoal e V C Pandolfelli BAUXITAS REFRATÁRIAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA FASES E PROPRIEDADES PARTE I e II Mulitização Secundária CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Aumina Obtida a partir do refino da bauxita pelo processo Bayer Após calcinação gerase a alumina calcinada A alumina calcinada pode ser sinterizada para gerar a alumina tabular ou sinterizada A alumina calcinada também pode ser eletrofundida para gerar a alumina eletrofundida branca A alumina eletrofundida escura é obtida a partir da eletrofusão da bauxita sob condições redutoras PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Aumina Calcinada A bauxita metalúrgica é convertida em hidróxido de alumínio por meio do processo Bayer O hidróxido de alumínio é então convertido em alumina em um processo de calcinação que pode ser realizado em fornos rotativos ou em calcinadores de leito fluidizado tipo flash calciners Os fornos rotativos são os mais utilizados para a obtenção de alumina alfa utilizada na maioria das aplicações refratárias TJ Carbone Production processes properties and applications for calcined and high purity aluminas Alumina Chemicals Science and Technology Handbook 1990 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Extração Bauxita Moagem Bauxita Digestão Clarificação Precipitação Calcinação Extração de Bauxita nas Minas Planalto de Poços de CaldasMG Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA Processo Bayer PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Adequação do tamanho de partícula para o ataque com hidróxido de sódio Extração Bauxita Moagem Bauxita Digestão Clarificação Precipitação Calcinação Granulometria após Moagem 50 a 60 passante na malha 325 Necessitase de 4t Bauxita para produzir 2t Al2O3 que produz 1t Al Metálico pode variar de acordo com a qualidade da bauxita teor de Alumina Aproveitável Processo Bayer Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Processo Bayer Etapa que se dissolve a Gibbsita AlOH3 presente na Bauxita AlOH3 NaOH AlOH4 Na 155ºC Extração Bauxita Moagem Bauxita Digestão Clarificação Precipitação Calcinação 22 libras Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA Sódio principal impureza presente na alumina calcinada e seus derivados CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Processo Bayer Separação dos sólidos Resíduo Bauxita da solução de aluminato de sódio Extração Bauxita Moagem Bauxita Digestão Clarificação Precipitação Calcinação Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Processo Bayer RSA 7 RSA 8 RSA 6A RSA 6 RSA 5 RSA 4 RSA 2 Cell 1 Cell 2 Cell 3 Área de deposição de resíduo de bauxita Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA Algumas refinarias já migraram para um processo de empilhamento de resíduo de bauxita a seco por meio da utilização de filtroprensa ex Actech em Ouro Preto e Alcoa em Poços de Caldas PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Processo Bayer Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA Precipitação do AlOH3 a partir da solução de aluminato de sódio O contrário do que acontece na Digestão AlOH3 NaOH AlOH4 Na Semente Resfriamento Extração Bauxita Moagem Bauxita Digestão Clarificação Precipitação Calcinação Precipitador agitação por 30h à temperature de 62oC PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Processo Bayer Slide cortesia da Alcoa Alumínio SA Processo de retirada da água estrutural do hidróxido AlOH3 para a formação dos óxidos de alumínio Al2O3 2 AlOH3 Al2O3 3 H2O 1000 1250ºC Extração Bauxita Moagem Bauxita Digestão Clarificação Precipitação Pátio Hidrato Calcinação PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Calcinada Hidróxido de Alumínio Alumina Metalúrgica 950C Alumina Alfa 1250C CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO Aluminas Especiais PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Fornos de Calcinação Forno Rotativo Mais adequado para produzir alumina alfa Flash Calciner Mais adequado para produzir alumina metalúrgica TJ Carbone Production processes properties and applications for calcined and high purity aluminas Alumina Chemicals Science and Technology Handbook 1990 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Calcinada 0 50 100 150 200 250 300 350 400 100 300 500 700 900 1100 1300 TEMPERATURA OC ÁREA SUPERFICIAL m2 g Grau Metalúrgico Alumina Alfa Usada para eletrofusão e produção de alumínio Usada para refratários PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Calcinada r AS 2m2g r AS 60m2g Área Superficial Geométrica x Estrutura PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Aplicações da Alumina Calcinada Fonte GEMM DEMaUFSCar PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Aluminas Especiais O advento dos concretos refratários devido à facilidade de instalação e mão de obra menos especializada demandou novas matériasprimas para a fração granulométrica fina desses materiais Novas matériasprimas foram desenvolvidas tais como a microssílica e as aluminas calcinas especiais e reativas R KockegeyLorenz etal Review of Matrix Aluminas for Refractory Formulations UNITECR 2011 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Aluminas Moídas Moinho a bolas contínuo ou micronizador Muito utilizada em tijolos e em concretos de baixo teor de cimento Contém aglomerados acima de 20 micra Aglomerados com porosidade aberta absorção de água Granulometria semelhante a outros minerais moídos apesar da maior pureza Microssílica ou alumina eg OP1000 necessários para preencher os vazios abaixo de 2 micra em concretos de baixo e ultrabaixo teor de cimento PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Aluminas Totalmente Moídas Fully Ground Moinhos a bola de batelada Fully Ground Poucos aglomerados não moídos baixa absorção de água Poucas partículas acima de 20 micra e a maioria abaixo de 3 micra Mais finas do que outros minerais moídos Normalmente combinadas com aluminas calcinadas moídas para compor a distribuição granulométrica Reduz a demanda de água em concretos de baixo e ultrabaixo teor de cimento Aluminas como a OP1000 Actech ou RG4000 Almatis podem substituir parcialmente a microssílica Algumas aluminas possuem distribuição granulométrica que melhora a reologia dos concretos tais como as bimodais OP500 Actech e CL370 Almatis PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Portfólio de Aluminas Calcinadas Aluminas totalmente moídas e tabulares finas Aluminas multimodais R McConnell etal Responding to the refractory industrys need for fully ground matrix aluminas ALAFAR 2002 CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Tabular o Produzida a partir da sinterização da alumina calcinada o Antes da sinterização a alumina é moída e aglomerada em um processo de pelotização adição de água para formação de esferas que se unem por força capilar num processo de tamboramento o A sinterização ocorre em fornos verticais tipo RCE a temperaturas da ordem de 1850C note a diferença em relação à temperatura de calcinação das aluminas especiais 1250C PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS o Alumina calcinada é moída finamente antes de ser aglomerada com água ligante em um processo de tamboreamento o Os aglomerados são sinterizados em fornos verticais chamados convertedores o Após as etapas de britagem e moagem o material precisa passar por um sistema intensivo de desmagnetização para remover partículas ferrosas contaminantes o Teor de Na2O é definido pela matéria prima embora possa se utilizar ácido bórico para auxiliar na vaporização do sódio durante a sinterização o Em alguns casos MgO é utilizado em pequenas quantidades para auxiliar na sinterização Alumina Tabular G MacZura Production processes properties and applications for tabular alumina refractory aggregates Alumina Chemicals Science and Technology Handbook 1990 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Tabular o Efeitos da porosidade e do Na2O na resistência a fluência de refratários com alumina tabular o A deformação aumenta bastante para porosidades abaixo de 2 e acima de 5 o Deformação mínima ocorre para 006 Na2O o Quantidades insuficientes de sódio evitam a sinterização via fase líquida e reduzem a formação de mulita o Quantidades elevadas de sódio promovem a deformação por excesso de fase líquida G MacZura Production processes properties and applications for tabular alumina refractory aggregates Alumina Chemicals Science and Technology Handbook 1990 CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Branca Fusão da Alumina Calcinada Alumina Eletrofundida Escura Fusão Redutora da Bauxita Processo realizado em fornos elétricos a arco Alumina Eletrofundida PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Fluxograma de fabricação Segregação do Na2O no bloco eletrofundido concentração na região central superior Alumina Eletrofundida Branca PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Tabular Eletrofundida Branca Apesar das diferenças essas aluminas são Intercambiáveis em boa parte das aplicações Muitas vezes o fator decisivo é o custo D Zacherl etal Comparison of Fused and Sintered High Alumina Refractory Aggregates Perceptions Characteristics and Behaviour in Different Refractories UNITECR PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Creep Sob Carga Choque Térmico Alumina Eletrofundida Branca vs Tabular algumas diferenças S Schaffoner etal Refractories containing fused and sintered alumina aggregates Investigations on processing particle size distribution and particle morphology Ceramics International 2016 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Branca vs Tabular algumas diferenças Resistência ao Choque Térmico dos Agregados G Büchel etal Review of tabular alumina as high performance raw material Interceram 2007 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Escura ou Marrom Obtida a partir da fusão redutora da bauxita Bauxitas naturais possuem até 40 de água quimicamente ligada livre São britadas 50mm e calcinadas a 1100⁰C para reduzir perda ao fogo a 13 antes da fusão por questões operacionais do FEA e a fim de reduzir o consumo de energia elétrica Bauxitas sinterizadas também podem ser utilizadas e tendem a reduzir o consumo específico de energia na eletrofusão em comparação com as calcinadas A fusão redutora arco elétrico curto se faz necessária para que as impurezas da bauxita sejam reduzidas Além da condição redutora adicionase um agente redutor carbono para promover o processo de purificação CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Escura o Fusão redutora em forno elétrico a arco diferente da alumina branca com reações de carboredução Líquido Eletrodo Arco Elétrico Alta Tensão Líquido Eletrodo Baixa Tensão Fusão Redutora CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Escura o A fusão em condição redutora se faz necessária para que as impurezas da bauxita sejam parcialmente eliminadas o Principais impurezas o Fe2O3 o SiO2 o TiO2 o Além do arco redutor adição de uma fonte de Carbono acelera as reações Fe2O3 3C 2Fe 3CO SiO2 2C Si 2CO TiO2 2C Ti 2CO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Escura Diagrama de Ellingham mostra as temperaturas em que ocorrem as reduções de Fe2O3 SiO2 e TiO2 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Escura Redução parcial das principais impurezas Fe2O3 3C 2Fe 3CO SiO2 2C Si 2CO TiO2 2C Ti 2CO Variação da composição química da alumina marrom em função da posição no bloco P cichy Fused alumina pure and alloyed as an abrasive and refractory material Alumina Chemicals Science and Technology Handbook 1990 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Alumina Eletrofundida Escura P cichy Fused alumina pure and alloyed as an abrasive and refractory material Alumina Chemicals Science and Technology Handbook 1990 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Espinélio Eletrofundido o Fusão de Alumina Calcinada Magnésia sínter ou cáustica CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Hercinita Eletrofundida Espinélio Ativo Flexibilizers used in MagSpinel bricks thermal misfit between MgO and spinel MA is the traditional raw material Active spinels reduce the alumina content in the brick improving the corrosion resistance while keeping its flexibility Fused Hercynite FeOAl2O3 and Galaxite MnOAl2O3 Diffusion of Fe2 and Mn2 into the MgO Partial diffusion of Mg2 into the hercynite or galxite to form more spinel in situ continuous process during operation CLASSIFICAÇÃO DO DOCUMENTO INTERNO PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Grupo da Silimanita PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Andalusita Cianita Silimanita Polimorfos anidros com composição estequiométrica de 63 Al2O3 e 37 SiO2 Al2SiO5 Quando calcinados convertemse nas fases mulita e sílica vítrea A proporção dos produtos é de 88 mulita e 12 vidro de sílica e estes se mantêm estáveis até mais de 1800ºC Temperaturas de reação e variações volumétricas Andalusita 13801400ºC 45 de expansão Cianita 13501380ºC 1618 de expansão Silimanita 1550ºC 67 de expansão Minerais do grupo da Silimaninta do mais para o menos utilizado 3 Al2SiO5 Al6Si2O13 SiO2 silimanita mulita Ihlen PM 2000 Utilisation of sillimanite minerals their geology and potential occurrences in Norway an overview Norges geologiske undersøkelse Bulletin 436 113128 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Minerais do grupo da Silimaninta Anadalusita e silimanita como expandem menos do que a cianita são comumente utilizados sem qualquer tratamento térmico prévio tais como calcinação ou sinterização Para muitas aplicações a cianita precisa ser calcinada antes da sua utilização Há situações contudo em quem a cianita é utilizada justamente por causa da sua característica de expansão na queima compensa a retração de secagem em monolíticos ou para contribui para fechamento de juntas em sistemas de tijolos Principais produtores África do Sul França e Peru Andalusita Estados Unidos Cianita Ihlen PM 2000 Utilisation of sillimanite minerals their geology and potential occurrences in Norway an overview Norges geologiske undersøkelse Bulletin 436 113128 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Exemplos de especificações de Andalusita Fonte Imerys Fonte Andalucita SA PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Exemplos de especificações de Cianita Fonte Virginia Kyanite