Projeto e caracterização de composições cerâmicas com resíduos refratários industriais

• Autor(a) principal: Nunes, José Miguel Neto Álvares
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/5869
• topic: Matérias-Primas; Reciclagem; Refratários; Resíduo Industrial; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Para produzir refratários é necessário o acesso a diversas matérias-primas naturais como argilas, areias de zircão, bauxites, caulinos, dolomites, grafite, entre outros. A disponibilidade destas matérias-primas concentram-se maioritariamente em países emergentes, com riscos de instabilidade política e socioeconómica. Desta forma, é esperado que países desenvolvidos promovam a aposta em tecnologias capazes de aumentar a eficiência das matérias-primas, reutilizar e reciclar os seus produtos, nomeadamente os refratários. Neste trabalho foram caracterizados os resíduos provenientes do desmantelamento do revestimento refratário de um forno elétrico de indução usado na fundição de aço. Após a moagem do resíduo e divisão granulométrica aplicou-se uma metodologia de separação magnética com o objetivo de minimizar o número de impurezas. Posteriormente, com uma matriz de alta-alumina e agregados de resíduo, desenharam-se granulometricamente duas misturas (auto-escoante e vibrada), que após adição de dois teores de água (0,160 g/m2 e 0,175 g/m2) obteve-se corpos de prova (100 mm x 25 mm x 25 mm) que se sinterizaram às temperaturas de 1350 e 1500°C. As propriedades físicas das misturas foram avaliadas através de ensaios de índice de fluidez, retração linear, porosidade, absorção de água e densidade. Determinou-se o módulo de rutura e o módulo de elasticidade dinâmico através de flexão em três pontos e velocidade de propagação ultrassónica, respetivamente. Foram também realizadas, análises mineralógicas (DRX) às diferentes amostras, de modo a avaliar quais as fases presentes às diferentes temperaturas de sinterização. As superfícies de fratura foram observadas através de microscopia ótica. A microestrutura das superfícies polidas foi analisada em SEM, procedendo-se à sua análise química elementar (EDX), de modo a observar a forma do grão, a interface matriz-agregado e eventuais impurezas. Por fim, compara-se o comportamento da melhor mistura com resíduo refratário, com uma mistura similar com refratário virgem (coral A). Por último, é discutida a viabilidade da reutilização do resíduo refratário proveniente do desmantelamento do revestimento de fornos elétricos de fundição de aço, como agregado num novo produto refratário.