Nas indústrias de base ou de transformação tais como, siderúrgicas, metalúrgicas, petroquímicas, entre outras, a energia consumida para o aquecimento da carga sofre perdas tanto pela exaustão dos gases quanto pelos refratários que revestem internamente esses equipamentos industriais que trabalham em altas temperaturas. De acordo a literatura, a tinta de alta emissividade, quando aplicada sobre a superfície interna do revestimento refratário desses equipamentos, contribui para o retorno do calor ao sistema, reduzindo perdas energéticas e minimizando custos no processo produtivo. Neste artigo são discutidos os fundamentos básicos da teoria de emissividade, como a radiação térmica e a teoria de bandas de energia, e a sua correlação com a composição química e aplicação de tintas refratárias visando minimizar custos decorrentes do consumo energético e tornando a unidade produtiva mais sustentável.

For processing industries such as steelmaking, metallurgical, petrochemicals and others, the consumed energy for heating undergoes losses both by the exhaustion gases and the refractory lining of these industrial equipments which work at high temperatures. According to the literature, a high-emissivity paint applied to the inner surface of the refractory lining helps to reclaim the heat in the system, reducing energy losses and costs. This paper presents the fundamentals of the emissivity theory, such as thermal radiation and energy bands, and their correlation with the chemical composition and application of refractory paints in order to minimize the energy consumption costs and result a more sustainable production.

Por seu singular conjunto de propriedades e características, os refratários contendo carbono têm sido fundamentais para que a indústria siderúrgica alcance seus atuais níveis de produtividade. Apesar disso, investir no desenvolvimento desses materiais continua a ser necessário, sobretudo devido à crescente pressão para que o setor siderúrgico torne seus processos mais seguros e sustentáveis, objetivos esses que dependem diretamente do desempenho dos refratários utilizados ao longo da cadeia produtiva do ferro e do aço. Assim, com o intuito de indicar oportunidades de desenvolvimento ainda não exploradas, bem como de examinar as linhas de pesquisa que têm obtido êxito em aumentar a eficiência dos refratários contendo carbono, este trabalho faz uma ampla revisão dos possíveis constituintes destes materiais, tais como ligantes, fontes de carbono e aditivos diversos. Das inovações recentemente divulgadas, analisa-se o uso de adições combinadas de agentes antioxidantes e TiO2 para promover o desenvolvimento de fases com morfologias especiais (como whiskers), e a descoberta de aditivos que possibilitam a grafitização do carbono produzido pelas resinas termofixas. Este último avanço é particularmente significativo, pois proporciona às resinas uma capacidade antes exclusiva do piche de alcatrão, ligante que vem sendo evitado pelas condições insalubres que causa tanto no ambiente da indústria siderúrgica como refratarista. Já entre as possibilidades de inovação cogitadas, destaca-se a adição de agentes de acoplagem aos refratários resinados com o objetivo de otimizar, sobretudo, a sua processabilidade. Tal avanço seria especialmente desejável para os concretos refratários resinados, materiais que atualmente possuem aplicações limitadas, mas que atraem grande interesse por suas diversas vantagens em relação aos produtos pré-conformados, o que os leva a ser um importante foco para novos desenvolvimentos.

Due to their unique set of properties and characteristics, carbon containing refractories have been a key issue in order that the steelmaking industry could attain its current productivity levels. However, further development of these materials is still necessary, especially due to the increasing pressure on the steelmaking sector to make its processes safer and more sustainable, goals which directly depend on the performance of the refractories used for the iron and steel production chain. Thus, in order to identify opportunities not yet explored, as well as to examine the research lines that have been successful in increasing the carbon containing refractory performance, this paper presents an extensive review regarding likely components of these materials, such as binders, carbon sources and additives. Based on the innovations recently disclosed, it is pointed out the use of combined additions of antioxidants agents and TiO2 to promote the development of phases with special morphologies (such as whiskers), and novel additives that enable the graphitization of the carbon from the thermosetting resins. This latter advance is particularly significant, because it provides to the resins a capacity before exclusive of the coal tar pitch, binder which has been avoided due to the unhealthy conditions that it brings to the steelmaking industry workplaces, as well as to the refractories industry. Among the possibilities of innovation pointed out, it is highlighted the addition of coupling agents to the resin bonded refractories in order to optimize its processability. Such improvement would be particularly important for resin bonded castables, materials that currently have limited applications, but are attracting great interest due to their many advantages over preformed products, which make them an important target for new developments.

Por suas diversas vantagens em relação ao piche de alcatrão convencional, o uso das resinas termofixas fenólicas vem se expandindo na produção dos refratários contendo carbono. Contudo, apesar desta tendência, ainda se verificam poucos trabalhos publicados no meio acadêmico que se proponham a investigar como alterações nas características desses polímeros podem afetar e beneficiar o processamento e as propriedades dos refratários. Algumas pesquisas reportam os efeitos dessas alterações sobre a pirólise do termofixo isolado. Entretanto, empregar plenamente as suas conclusões nos estudos em refratários pode não ser adequado, visto que os demais componentes e os próprios métodos de processamento desses materiais podem ter uma importante influência sobre o comportamento do termofixo. Assim, procurando verificar os caminhos mais promissores para desenvolver resinas fenólicas que apresentem um desempenho otimizado para essa aplicação específica, este artigo faz uma revisão geral sobre a química desses termofixos e suas conseqüências para o processamento do refratário e para a geração de carbono. Também serão revisados alguns aditivos capazes de auxiliar a resina a alcançar tal desempenho superior, entre eles os chamados agentes grafitizantes, que teriam a função de induzir a cristalização do carbono produzido pelo termofixo, um fenômeno antes exclusivo de fontes de carbono grafitizáveis como os piches.

Based on the many advantages over the conventional coal tar pitch, the application of thermosetting phenolic resins has been expanding for the production of carbon containing refractories. Nevertheless, despite this trend, it is noticeable that there are few published technical and scientific papers aiming to investigate how modifications in these polymers characteristics could affect and benefit the refractories processing and properties. There are studies in the literature analyzing the effects of these modifications on the pyrolysis of the thermoset itself. However, to fully apply their conclusions in the refractories research may not be appropriate, because the other components and even the processing methods of these materials may have an important influence on the behavior of the thermoset. Thus, with the objective to analyze the most promising ways to develop phenolic resins with an improved performance for this specific application, this work reviews the chemistry of thermosets and its consequences for the refractory processing and carbon production. The effect of some additives which could help the resins attaining such performance are also revised, including these so-called graphitizing agents, which induce crystallization in the thermoset derived carbon, a benefit before exclusive of graphitizable carbon sources as pitches.

Encontrar aplicações sustentáveis para o resíduo de bauxita tem se mostrado um dos principais desafios da indústria do alumínio na atualidade. Com esse propósito, a geopolimerização pode se tornar uma solução interessante, uma vez que essa técnica seria capaz de tirar proveito de algumas das características mais típicas desse resíduo, como sua elevada alcalinidade e o seu significativo teor de compostos de silício e alumínio, produzindo materiais sólidos semelhantes em propriedades às cerâmicas tradicionais. Neste trabalho, o processamento, as propriedades e as possíveis aplicações dos geopolímeros compostos por resíduo de bauxita foram analisados. Além dos ensaios de porosidade aparente e resistência mecânica, as amostras preparadas também foram submetidas a um ensaio de lixiviação, de modo a já realizar uma avaliação prévia dos potenciais riscos ambientais decorrentes da utilização de um possível produto, e de quais procedimentos favoreceriam a sua passivação. Entre os principais resultados obtidos, verificou-se que a queima a 800 °C permitiu a algumas das composições desenvolvidas alcançarem valores de resistência à compressão da ordem de até 30 MPa, além de uma resistência à lixiviação muito próxima à de um tijolo de argila prensado comum, o que já permite considerar a construção civil como um dos setores mais favoráveis para a aplicação dos geopolímeros com resíduo de bauxita, principalmente pela enorme capacidade de consumo desse setor e da sua crescente demanda por produtos mais sustentáveis.

Finding sustainable applications for the bauxite residue is one of the leading challenges in the aluminium industry. For this purpose, the geopolymerization could become an interesting alternative, because this technique could make use of some of the typical characteristics of the bauxite residue, such as its alkalinity and expressive silicates and aluminates contents, resulting in solid materials with similar properties to usual traditional ceramics. In this work, the properties, processing and possible applications of such materials were analyzed. Besides the apparent porosity and the mechanical resistance tests, the obtained samples were also submitted to a leaching test, aiming to a preliminary evaluation of the potential environmental risks of application that a supposed product would represent, and which procedures could favour its passivation. As the main results, it was possible to verify that firing at 800 °C allowed some compositions to reach compression resistance values up to 30 MPa, and a leaching resistance closer to a common pressed clay brick, which makes the building materials a potential area of application for the bauxite residue geopolymers, based on the enormous consumption capacity of this area and its increasing demand for more sustainable products.