A tendência por unidades de produção mais sustentáveis vem obrigando a indústria de alumínio a adotar estratégias para reduzir o consumo de energia e minimizar a geração de resíduos. Procedimentos nesta direção têm sido implementados em fornos de cozimento de anodo, onde alguns aprimoramentos têm permitido a redução no consumo de energia. Entretanto, sabe-se que durante a etapa de queima do anodo, elevada quantidade de calor é ainda dissipada para o ambiente, aumentando os custos com energia. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo apresentar alternativas de redução do consumo de combustível do forno de cozimento de anodo considerando, para isto, o transporte de calor das câmaras de combustão desde as paredes refratárias até o bloco de carbono, passando pelo coque fluido. Os resultados aqui obtidos indicam que uma possível mudança da distribuição do tamanho de partículas do coque, bem como, a adição de uma manta isolante no topo do forno pode aperfeiçoar o desempenho do sistema quando o foco é sustentabilidade e otimização do processo.

The trend for sustainable production units induced the aluminum industry to adopt strategies of reducing the energy consumption and waste generation. In this sense, several procedures have been carried out in the anode baking furnace, reducing its energy consumption. However, during the carbon block thermal treatment, a great amount of heat is still released to the environment, increasing the energy cost. Therefore, the present work aims to show alternatives of reducing the anode furnace energy consumption considering the heat flow from the combustion chamber, via the flue wall and the fluid coke, till the anode. The results point out that a change in the fluid coke particle size distribution as well as placing an insulating blanket on the top of the furnace can optimize the anode furnace performance when the focus is sustainability and the process optimization.

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.

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.

Nos últimos anos a produção mundial de alumínio tem aumentado e para as empresas continuarem competitivas torna-se necessário que a média do custo de produção do metal seja reduzida. Uma das alternativas é aumentar a vida útil dos refratários usados em fornos de cozimento de anodo, bem como a sua capacidade de produção. Ambas estratégias podem resultar em maior qualidade do anodo e redução no custode manutenção do forno. O presente trabalho tem por objetivo apresentara caracterização termo-mecânica dos tijolos refratários utilizados em fornos de cozimento de anodo e a resistência destes materiais ao ataque químico. Os resultados indicam que a escolha da composição mais adequada depende de uma análise sistêmica das propriedades a alta temperatura, da resistência química e das práticas operacionais do forno.

In the latest years the worldwide production of aluminum is increasing and for the companies to keep their competitiveness it is necessary to reduce the average cost of the metal production. One of the alternatives is to increase the refractories working life used in anode baking furnaces and their production capacity. Both strategies may result in a higher anode quality and reduction of the furnace maintenance costs. This paper aims to present the thermo-mechanical characterization of the refractory bricks used in anode baking furnaces and their resistance to chemical attack. The results indicated that the selection of the most suitable composition depends on a systemic analysis involving the high temperature properties, chemical resistance and the operational practices of the furnace.