Resumo Produtos zeolíticos foram sintetizados a partir de um resíduo industrial do processo de beneficiamento de caulim. O material de partida foi submetido a tratamento térmico a 700 °C durante 2 h. As sínteses foram realizadas com a reação do resíduo com NaOH e uma fonte adicional de sílica, em condições hidrotermais, para relações molares de SiO2/Al2O3 de 2 a 4, tempos de cristalização de 24 a 72 h e temperaturas de 90 a 120 °C. A matéria-prima inicial foi caracterizada por FRX, DRX, MEV e TG/DSC, e os produtos sintetizados por meio de DRX, MEV, TG/DSC, FTIR, área específica BET e distribuição de diâmetro de poros. O ensaio realizado a 90 °C, com 48 h de cristalização e relação SiO2/Al2O3 igual a 3 revelou melhor resultado com a formação de sodalita como única fase cristalina. A partir das técnicas de caracterização, foi possível confirmar a formação da sodalita, observando-se os principais aspectos referentes a essa zeólita.

Abstract Zeolite products were synthesized from industrial waste from kaolin processing. The starting material was submitted to thermal treatment at 700 °C for 2 h. Synthesis processes were carried out by reacting kaolin waste with NaOH and an additional source of silica, in hydrothermal conditions, for SiO2/Al2O3 molar ratios from 2 to 4, for 24 to 72 h of crystallization at 90 to 120 °C. The starting material was characterized by XRF, XRD, SEM, and TG/DSC, and the synthesized products were characterized by XRD, SEM, XRF, TG/DSC, FTIR, BET surface area, and pore diameter distribution. The product obtained at 90 °C for 48 h using the SiO2/Al2O3 ratio of 3 showed the best result, forming sodalite as the only crystalline phase. From the characterization techniques, it was possible to confirm the formation of sodalite, observing the main aspects related to this zeolite.

Resumo Em uma aciaria, os recipientes que comportam o aço líquido, tais como o forno e a panela de aciaria, são revestidos com materiais refratários especiais para alta temperatura e elevada resistência ao desgaste. O custo desses materiais é alto e, portanto, almeja-se aumentar sua vida útil sem afetar seu desempenho. Este trabalho teve o objetivo de investigar as transformações que ocorrem no material refratário aluminoso de placas de válvula gaveta de panela de aciaria. Para tanto, a região das placas post mortem que entraram em contato com o material líquido a alta temperatura foi caracterizada por meio de análise visual e análises de composição e estrutura através das técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X e análise de microestrutura por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão em energia. Como resultado, têm-se contribuições sobre o processo de corrosão química proporcionada pelo contato de escórias residuais com o canal das placas da válvula gaveta. Constatou-se a presença de materiais com alto teor de Ca e compostos por fases como mervinita e guelenita, características de escória, aderidos às placas. Ao mesmo tempo, foi possível estabelecer que a espessura de interação entre o material aderido e a superfície da placa variou entre 0,4 e 1,2 mm. Assim, quando associada à erosão pelo fluxo de aço, a corrosão química decorrente do contato com a escória tem o potencial de intensificar o desgaste da placa refratária.

Abstract In steelmaking, the refractory materials have to be special as they have to resist high temperature and wear situations in service. These special refractory materials are expensive, for this reason the steel industry aims to increase the service life of these materials keeping its performance. The goal of this work was to investigate the transformations that take place in the ladle slide gate plates material while in service. To accomplish this goal the region of post mortem plates that get in contact with the molten material was characterized by visual analysis and chemical composition analysis such as X-ray fluorescence techniques, X-ray diffraction and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy. The results are some contributions on the chemical corrosion process generated by the chemical interaction between residual slag and the plates. Materials with high calcium content and composed of merwinite and gehlenite, slag characteristic phases, were found to be adhered to the plates. Moreover, it was possible to establish that the thickness of the interaction zone between the adhered material and the surface of the plate varied between 0.4 and 1.2 mm. Thus, when combined with erosion due to steel outflow, chemical corrosion resulting from contact with the slag has the potential to intensify wear on refractory plate channel.

Resumo Os refratários utilizados em placas no sistema de válvula gaveta no controle do fluxo de aço são produtos de alta qualidade e apresentam grande relevância técnica e econômica, uma vez que demandam tempo para sua substituição, em intervalos de poucas corridas, além do custo intrínseco dos mesmos. No presente trabalho foi realizada a caracterização técnica e microestrutural desses refratários. Posteriormente, fez-se uma comparação entre diferentes tipos de refratários comerciais, incluindo sistemas de fechamento diferentes, considerando-se o desempenho na indústria. Finalizou-se com a caracterização do refratário post mortem e uma análise de falha. Verificou-se que o principal fenômeno que controla a vida útil do refratário de placa é o desgaste mecânico, no entanto, pode ocorrer o dano por choque térmico e mesmo a corrosão química pelo contato com a escória ou outro material de processo. A utilização de alumina tabular aumenta a vida útil das peças; de forma similar, aluminas de alta pureza também melhoraram o desempenho em serviço.

Abstract Refractories used in plates of the sliding gate valve system for control of steel flow are sophisticate devices. They are very important from a technical and economical point of view because of the idle time for replacement after few runs, in addition to the intrinsic cost of the piece. In the present work, it was carried out the technical and microstructural characterization of refractory. Subsequently, a comparison was made between different types of commercial refractories, including different closing systems, based on their performance in the industry. They were also investigated by post mortem refractory characterization and failure analysis. It was verified that the main phenomenon that controls the lifetime of refractory plate is the mechanical wear. However, it can also be influenced by thermal shock damage and even chemical corrosion due to contact with slag or other process material. The use of tabular alumina extends the lifetime of parts, similarly, high-purity alumina also improves the performance in service.