A literatura indica diversos tipos de ensaios e diferentes métodos de avaliação de dano por choque térmico. Adicionalmente sabe-se que, em determinadas aplicações, esse tipo de dano é um dos principais responsáveis pela degradação do revestimento refratário. Neste contexto e buscando a melhor forma de reproduzir as condições em serviço do revestimento refratário, o presente trabalho foi realizado visando analisar qual tipo de ensaio de choque térmico e método de avaliação do dano são os mais adequados para avaliar o desempenho destes materiais. Essa análise foi baseada em uma revisão bibliográfica e resultados obtidos em laboratório, em que se comparou e avaliou as vantagens e desvantagens dos métodos mais relevantes encontrados na literatura. Por fim, com o auxilio da ferramenta SWOT foi possível verificar se o método adotado pelos autores desse trabalho é adequado para auxiliar na seleção do refratário para aplicação em calcinadores de leito fluidizado.

The literature shows different tests and techniques for evaluating the thermal shock damage. Additionally, it is known that, for certain applications, this type of wear mechanism is one of the main causes of fluid flash calciner refractory degradation. Within this context and in order to find the best way to reproduce the refractory lining service conditions, this work was carried out to point out which thermal shock test and damage assessment method are more suitable to evaluate these materials. This analysis was based on a literature review and laboratory experiments, comparing and evaluating the advantages and disadvantages of the most important methods available. Finally, with the support of the SWOT tool it was possible to evaluate whether the method adopted by the authors of this work is appropriated for helping the selection of the refractories for calciners application.

Panelas de refino secundário do aço apresentam importante papel na cadeia produtiva da indústria siderúrgica. O adequado desempenho destas está atrelado ao seu revestimento refratário, composto em sua maior parte por concretos espinelizados que protegem a carcaça metálica do contato direto com o aço fundido. No entanto, o desgaste causado pela ciclagem térmica compromete a sua vida útil, aumentando a necessidade de parada para reparo e elevando os custos operacionais. A degradação por choque térmico pode ser minimizada por meio da incorporação de mecanismos de tenacificação que dificultam a propagação das trincas. O objetivo deste trabalho é incorporar estes mecanismos nesta classe de concretos, variando-se o tamanho e a pureza dos grãos de magnésia, que é uma das matérias-primas utilizadas na formação de espinélio in-situ em concretos aluminosos. Os resultados indicam que as diferenças microestruturais na porosidade e no microtrincamento causadas pelos distintos tamanhos e purezas de MgO alteraram o dano sofrido por choque térmico.

Spinel containing aluminous refractory castables are currently used in steel ladles as lining protection due to the corrosive action of molten steel. The vessel's performance is directly associated with the refractories one. However, the castables are subjected to abrupt temperature changes due to the heating and cooling cycles which most likely are one of the main causes of the working life shortening, increasing the production cost. The thermal shock resistance can be improved by toughening mechanisms which increase the work of fracture of these castables, consequently reducing the crack damage. Therefore, the objective of this work was to characterize the MgO grain size and purity effects on the microstructure of in-situ spinel castable and their consequences on damage due to thermal shock. The attained results indicated that the differences on porosity and microcracking caused by MgO grain size and purity affect the thermal shock performance.

Concretos refratários aluminosos contendo espinélio são amplamente utilizados como revestimentos de panelas siderúrgicas, devido a sua elevada resistência à corrosão. Além do bom desempenho anti-corrosivo, estes materiais devem suportar as variações bruscas de temperatura causadas pela ciclagem térmica, responsáveis pela diminuição da vida útil do revestimento. Neste contexto, a análise da resistência ao dano por choque térmico se torna parâmetro fundamental para a correta seleção do revestimento refratário. Esta propriedade pode ser melhorada por meio da incorporação de mecanismos de tenacificação à estrutura do concreto. Uma fase que auxilia na tenacificação do material é o CA6, que está associada ao cimento de aluminato de cálcio (CAC), matéria-prima usada como ligante. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar o efeito do teor de cimento na microestrutura do concreto e suas conseqüências nos danos causados por choque térmico. Os resultados obtidos indicam que concretos com valores intermediários de cimento possuem melhor desempenho em relação ao choque térmico, nas temperaturas de uso das panelas. Dessa forma, o controle do teor de cimento possibilita aumentar a resistência ao dano por choque térmico e, consequentemente, a vida útil do revestimento.

Spinel containing aluminous refractory castables are currently used in steel ladle due to their high corrosion resistance. Besides this property, these materials have to withstand sudden temperature variations caused by thermal cycling, which could be one of the main causes for shortening the lining's working life. Within this context, the thermal shock damage resistance analysis becomes a fundamental variable for the correct refractory selection. This property can be improved by toughening mechanisms, such as the presence of CA6, associated to calcium aluminate cement in the castable composition. Therefore, the objective of this work is to characterize the cement content effect in the microstructure of in-situ spinel formation castable and its consequences on damage due to thermal shock. The attained results indicated that castables with intermediate cement contents have better thermal shock performance within the range of the ladles' working temperatures. By controlling the amount of cement added to the composition it is possible to increase the thermal shock damage resistance and, therefore, increase the castable working life.

O desempenho de uma panela siderúrgica está atrelado ao seu revestimento refratário. Devido à elevada agressividade da escória presente no aço fundido, é fundamental a utilização de revestimentos de alta resistência à corrosão. Concretos refratários aluminosos contendo espinélio são amplamente utilizados em tal aplicação por apresentarem esta característica. Neste contexto, destacam-se os concretos refratários do sistema alumina-magnésia, uma vez que a formação de espinélio in-situ é benéfica em termos termodinâmicos e microestruturais. Considerando-se que as panelas sofrem constantemente variações bruscas de temperatura, devido à ciclagem térmica, a análise da resistência ao choque térmico é um parâmetro fundamental para a correta seleção do revestimento refratário. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar o efeito das variações dos componentes da matriz dos concretos Al2O3-MgO e suas conseqüências nos danos causados por choque térmico. Os resultados mostraram que os concretos com espinelização in-situ apresentaram desempenho inferior àqueles com adição de espinélio pré-formado em ambientes sem constrição. Adicionalmente, a presença de microssílica aumentou o dano sofrido pelos concretos. Porém, deve-se considerar que o ensaio de caracterização foi realizado em temperaturas inferiores às de transição vítrea, podendo influenciar no resultado. A associação destes conhecimentos possibilita encontrar a melhor solução termomecânica associada a uma elevada resistência à corrosão química, resultando em maior vida útil e superior desempenho das panelas siderúrgicas.

The steel ladle working life is directly related with the refractory lining performance. Considering the great corrosion promoted by basic slags in the secondary steelmaking industry, the use of a high quality material is essential. The corrosion resistance is attained by the use of alumina-magnesia refractory castables, as the in-situ spinel formation leads to a better chemical performance. The steel ladles are also subjected to abrupt temperature changes, due to heating and cooling cycles. Therefore, the thermal shock evaluation is of utmost importance to a proper material selection. The objective of this paper is the analysis of the matrix components and its consequences on the thermal shock damage in order to attain the most suitable thermo mechanical solution coupled with a high corrosion resistance, resulting the increase of the life expectancy of a steel ladle. The results presented show that alumina-spinel castables had better performance than alumina-magnesia castables when there is no constraining. The presence of microssilica increased the thermal shock damage, and this may be related to the testing temperature range.