Ouça nossos especialistas discutirem como priorizar a durabilidade e o isolamento em refratários reduz a energia, quais materiais devem (e não devem) ser usados para trazer mais benefícios sustentáveis e como tijolos não queimados podem reduzir as temperaturas mantendo as propriedades.
Apresentando:
- Adrian Garcia, Business Unit Manager, Industrial Solutions, Lubricants & Energy | IMCD
- Mats Dahmen, Global Business Development Manager, Soluções Industriais | IMCD
Clique acima para ver o nosso painel recente ou continue a rolar para ler as perguntas e respostas na discussão.
Reduzir a energia parece ser a chave para reduzir as emissões em indústrias com alto consumo de energia. Então, o que podem fazer aqueles que trabalham com refratários para priorizar isso? Continue a ler para descobrir mais.
Porque é que o tópico da redução de energia é tão crítico agora?
Hoje, a produção industrial constitui uma parte significativa das emissões de CO₂. Por exemplo, a produção de cimento é responsável por 7% das emissões e a produção de aço representa outros 8%.
As indústrias com consumo intensivo de energia vão agora ser duramente atingidas por tópicos como o imposto sobre o carbono e, nos últimos anos, o aumento dos custos da energia, pelo que estas indústrias precisam de encontrar formas alternativas de reduzir os seus custos e as suas emissões. Olhando especificamente para refratários que usam mais de 1800 graus Celsius para operar, há muitas oportunidades para tentar reduzir o consumo de energia e é preciso haver uma mudança para atender a uma forma mais sustentável de trabalhar
Que desafios precisam ser enfrentados com refratários para reduzir as emissões?
Curiosamente, 90% da energia usada na produção de aço e cimento vem exclusivamente de fornos e todos os fornos e fornos usados na produção de aço e cimento têm pequenas áreas que sofrem condições extremas devido a altas temperaturas, produtos químicos e infiltração de líquidos. Estas condições obrigam os fabricantes a parar a produção e renovar o revestimento refratário, resultando numa pausa de produção que requer tempo e materiais e utiliza enormes quantidades de energia quando as reparações estão concluídas, e a produção é reiniciada. Então, o que estamos a ver aqui são duas coisas: durabilidade e isolamento.
Quais são os métodos bem-sucedidos de aumentar a durabilidade e o isolamento em refratários?
Com durabilidade, o objetivo é melhorar o desempenho do revestimento refratário para que dure mais tempo. Isto é conseguido de três maneiras:
- Substituir minerais por produtos sintéticos, como trocar a alumina tabular de materiais de origem mineral como bauxita, andalusita ou mesmo MgO;
- Diminuir o uso de tijolos básicos de MgO e dolomita na produção de cimento e aço; OU
- Adição de materiais não óxidos e aditivos às formulações.
Com isolamento, por anos, isolamento, os refratários não eram considerados uma prioridade mas agora muitos estão a voltar o seu foco para esses materiais devido ao papel crítico que podem desempenhar na redução de custos. Uma das abordagens é o desenvolvimento de estudos térmicos personalizados com materiais de isolamento adequados. Ao fazer isso, podemos oferecer produtos sob medida com base em equipamentos, processos e requisitos precisos do produtor final. Vimos isso trazer imenso valor quando se trata de redução de energia em refratários.
Outra abordagem que vimos é a mudança dos refratários de isolamento tradicionais para soluções modernas, como os castables ultraleves. Isto pode reduzir a energia e reduzir a dissipação do calor dos fornos. Isto é particularmente bem sucedido na redução de energia nas fábricas de aço e cimento.
Por que é que este uso destes materiais é importante e quais os benefícios que podem trazer para o processo de produção?
A produção de refratários, especialmente com tijolos, é um processo de alta energia que precisa ser controlado, ou adaptado, para reduzir a quantidade de energia necessária. Para depender menos do tijolo, a indústria está a mudar para o uso de peças fundidas mais monolíticas que diminuem o consumo de energia tanto nos refratários como na produção no mercado final. Como os tijolos precisam ser cozidos ou temperados e os fundidos só precisam ser misturados, os materiais fundidos provam ter resultados impressionantes, incluindo o potencial de:
- Economizar tempo com uma instalação mais rápida
- Requer menos energia nas instalações e produção
- Economizar custos com menos pessoas no local e menores requisitos de energia
- Ter capacidades equivalentes e melhor desempenho (em comparação com o tijolo)
Em situações em que a produção de tijolos ainda é necessária, priorize tijolos não queimados pode reduzir a quantidade de energia necessária. Os tijolos não queimados requerem menos tratamento térmico e podem ser temperados em vez de queimados, reduzindo as temperaturas necessárias no processo.
Além disso, os aditivos estão a mudar o jogo. O uso de aditivos:
- Suporta o transporte de tijolos sem a necessidade de queima, reduzindo o revenimento de >1200ºC para 200/300ºC;
- Ajuda a garantir as propriedades e a resistência necessárias para o transporte e instalação; e
- Apoia a criação de materiais melhores sem forma que sejam mais fáceis de instalar e usar.
Em última análise, os aditivos permitem reduzir massivamente a energia necessária para produzir tijolos não queimados, sem ter de comprometer a densidade, a qualidade ou as capacidades.
O que é necessário considerar quando se muda para estes materiais?
Os erros mais comuns na utilização de materiais monolíticos residem no erro humano. Vemos dois erros que são prejudiciais para a abordagem:
- O primeiro é misturar a água para aumentar a capacidade de fluxo. Muitas vezes, o excesso de água é adicionado com a esperança de obter um melhor fluxo durante a instalação fundida no local. Mas esta abordagem não funciona. A água é o inimigo número um nos refratários e adicionar água pode arruinar todo o processo. O uso de fluidificantes, agentes dispersantes como aditivos, é uma alternativa melhor.
- A segunda é o uso de aditivos errados para acelerar o processo de fixação. Muitos decidem usar aditivos para aumentar a velocidade de fixação, mas não sabem que o uso do aditivo errado pode resultar em efeitos adversos, como o processo de fixação que ocorre muito rapidamente, ou nem sequer. A solução é contar com embalagens aditivas que se concentram em formulações 'fechadas' fáceis de trabalhar 'para garantir o mesmo desempenho, independentemente das condições (humidade, temperatura ambiente, etc).
Para evitar desafios de desempenho, é melhor usar materiais fáceis de instalar e considerar o quadro geral da formulação desde o início.
IMCD Industrial Solutions | Sustainable Solutions Program
A IMCD está empenhada em quebrar a sustentabilidade complexa.
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