Congresso de Inovação Tecnológica (CINTEC)

Transcrição

1 CONGRESSO SOCIESC -CINTEC Novos desenvolvimentos de refratários monolíticos para Fornos de Indução Joinville, 18/09/14 Bruno Avelar

2 A Magnesita Produto X Processo Fornos Elétricos Soleira, Revestimento de Trabalho, Abóboda e Delta AOD Revestimento de Trabalho Panelas Revestimento de trabalho, Plug, Válvula e Tampões Fornos de Indução Produtos x Processo Variáveis de Processo Variáveis de Produto Tecnologia de Produto

3 A Magnesita Overview 70 anos de expertise em refratários e minerais industrias; Receita de R$ 2,6 bilhões em 2013; Terceiro maior player mundial em refratários; Líder nos mercados de aço e cimento na América do Sul; Líder no mercado de aço inoxidável nas Américas e Europa; Mais 75% de auto-suficiência em matérias-primas e um dos menores custos de produção do mundo empregados, 29 unidades industriais com capacidade nominal de produção de 1,6 milhões de toneladas de refratários. Presença em 4 continentes, fornecendo produtos a mais de 850 clientes ao redor do mundo; Cadeia de logística em escala global, porém com presença local Matérias-primas de alta qualidade: Maior mina de magnesita do mundo Menores custos de exploração de mina, exceto da China Grande número de direitos minerais ainda inexplorados;

4 A Magnesita Empresa Global USA Germany China Headquarter Sales offices Refractory and raw material production Port Raw material flow Final product flow Brazil Services Refractory 6,0% Solutions - Industrial 14,2% Refractory Solutions - Steel 75,0% Industrial Minerals 4,8% 29 plants and mines in 4 continents, with a production capacity of 1.6 million tonnesof refractories/year Asia 9,0% Europe 21,2% North America 20,2% South America 49,6%

5 A Magnesita Matérias-primas Magnesita Dolomita Brasil (~ 300 anos) Brasil ( ~ 30 anos ) EUA (~ 50 anos) Europa (~ 50 anos) Alumina China (~ 50 anos) Cromita 45% Al 2 O 3 (#1: 24 anos) 45% Al 2 O 3 (#2: 64 anos) 70% Al 2 O 3 (~150 anos) Brasil (~28 anos)

6 A Magnesita Estrutura Técnica Asistência Técnica Asistência junto ao cliente Melhoria de desempenho e disponibilidade dos equipamentos Acompanhamento da aplicação e performance dos materiais Centro de Pesquisa e Desenvolvimento Desenvolvimento contínuo Engenharia de Projetos Equipamentos Adequação às condições operacionais de cada cliente Desenvolvimento de novos produtos Desenvolvimento de soluções em parceria com a Assistência Técnica Projetos Projetos refratários e soluções computacionais

7 Engenharia de Projetos

8 Engenharia de Soluções Simulações Computacionais: Termo-estruturais e fluido-dinâmicas millhóes

9 Equipamentos Misturadores Máquinas de Projeção Máquinas de corte

10 Serviços

11 Fornos Elétricos - Redução do consumo específico de refratários com o passar dos anos, devido às melhorias no: - Processo Fabril -Matérias-primas - Controle de qualidade - Consumo de refratários típicos p/ forno elétrico: -Tijolos: 0,5 1,5 kg / t -Massas: 1,8 5,0 kg / t -Deltas: 0,1 kg / t

12 Fornos Elétricos Principais solicitações Pontos quentes: Temperatura - Arco elétrico Alta erosão: projeção do aço / escória Injetores: alta oxidação Linha de escória: Temperatura Corrosão / erosão por escória Exaustão: Erosão/ Abrasão por gases e partículas Abóboda: Temperatura Erosão/Abrasão: fluxo de gases/partículas Splash de escória Parede superior: Temperatura Oxidação Projeção de escória Porta de escória: Corrosão / erosão por escória Ação mecânica por limpeza da porta Linha de banho / soleira: Ação mecânica (sucata, agitação do banho) Choque térmico

13 Fornos Elétricos Não moldados para Sola e Rampa MAGNESIANAS DOLOMITICAS Baixa velocidade de sinterização Elevada resistência ao ataque de escórias Alto módulo de ruptura à quente. Alta velocidade de sinterização Menor resistência ao ataque de escórias Médio módulo de ruptura à quente. MAGNESIANA DOLOMÍTICAS Alta velocidade de sinterização Elevada resistência ao ataque de escórias Alto módulo de ruptura à quente.

14 Fornos Elétricos Moldados para Região de Trabalho MAGNESIANOS (MgO) Elevada refratariedade Elevada resistência à oxidação Elevada resistência por escórias básicas Baixa estabilidade térmica reversível Baixa resistência à choque térmico MAGNÉSIA CROMITA (MgO-Cr2O3). Boa refratariedade Elevada resistência à oxidação Elevada resistência por escórias básicas a neutras Razoável estabilidade térmica reversível Razoável resistência à choque térmico MAGNÉSIA CARBONO (MgO-C) Melhor refratariedade Baixa resistência à oxidação Elevada resistência por escórias básicas Melhor estabilidade térmica reversível Melhor resistência à choque térmico

15 Fornos Elétricos Abóboda e delta TIJOLOS ALUMINOSOS Alta alumina (70-85% Al2O3) Boa refratariedade Melhor resistência sob carga Boa resistência a erosão / abrasão Maior resistência ao choque térmico CONCRETOS PRÉ-MOLDADOS Alta alumina (90%) Ultra Baixo Cimento (UBC) Adição de Cromo (Cr2O3) Fibras metálicas Melhor refratariedade Boa resistência sob carga Excelente resistência a erosão / abrasão Boa resistência ao choque térmico

16 AOD (tijolos de trabalho) MAGNÉSIA CROMITA (MgO-Cr2O3) Melhor refratariedade Melhor resistência a agitação do banho Maior resistência à hidratação Elevada resistência por escórias básicas a neutras DOLOMITA (MgO-CaO) Boa refratariedade Melhor estabilidade química (redução) Mais sensível à hidratação Boa resistência à agitação do banho Elevada resistência à escórias básicas

17 Panelas(regiões e principais solicitações) Top Closure TÉRMICO Temperatura de trabalho Intermitência de utilização das panelas na operação gerando choque térmico na linha de escória. Slag Line Bricks Sidewall Bricks Perimeter and Block Closure Bottom Leveling Safety Lining Back-Fill Impact Zone Bottom MECÂNICO Erosão do revestimento na região do impacto causado pelo impacto do jato de aço Erosão proveniente da agitação do banho Desprendimento da borda metálica da panela causando queda de tijolo. QUÍMICO Ataque químico pela fluidez da escória; Basicidade escória (CaO/SiO2) Oxidação do revestimento Ataque químico pela reatividade da escória (CaSi, CaF2 e Temperatura..)

18 Panelas de Aço Moldados para Região de Trabalho ALUMINOSOS (Al2O3) Boa refratariedade Melhor resistência à erosão e abrasão Menor condutibilidade térmica Boa resistência ao choque térmico Boa resistência à escórias básicas a neutras ALUMINA - MAGNÉSIA CARBONO (AMC) Alta refratariedade Boa resistência à erosão e abrasão Maior condutibilidade térmica Boa resistência ao choque térmico Boa resistência à escórias básicas a neutras MAGNÉSIA CARBONO (MgO-C). Melhor refratariedade Boa resistência à erosão e abrasão Maior condutibilidade térmica Boa resistência ao choque térmico Melhor resistência à escórias básicas MAGNÉSIA ALUMINA CARBONO (MAC) Ótima refratariedade Boa resistência a erosão e abrasão Maior condutibilidade térmica Boa resistência ao choque térmico Boa resistência à escórias básicas

19 Panelas Sistema injeção de gases e vazamento pelo fundo (plugs, válvulas e tampões) PLUG VÁLVULA TAMPÃO PORQUÊ? - Qualidade da peça: - Limpeza e integridade da peça - Acabamento superficial - Relevos e declives menores - Estabilidade em todas as peças - Homogeneidade da peça - Redução de custos / aumento de produtividade: - Garantia da temperatura de processo - Redução do consumo de refratários - Facilidade operacional - Redução de desperdício e retrabalho

20 Fornos de Indução

21 Fornos de Indução Características gerais: - Produção de ferro fundido, aços e não-ferrosos (especialmente cobre e alumínio); - Menor nível de investimento - Menor consumo de energia elétrica - Possibilidade de operação descontínua; - Diversas capacidades 100 kg a 50 t de metal - Exercem função de forno de fusão, de espera e de adição de liga - Flexibilidade para mix de produção variável; - Pode estar combinado outros processos / equipamentos -

22 Fornos de Indução A correta especificação do revestimento refratário deve considerar: - Condições operacionais: - Temperaturas de trabalho - Metal e elementos de liga / característica da escória -Mix de produção - Operação contínua / descontínua - Características do forno: - Capacidade / frequência / dimensões - Características de desgaste: - Rachaduras / fendas / trincas - Extensão de sinterização do revestimento - Desgaste preferencial

23 Fornos de Indução Seleção do revestimento monolítico para o revestimento de trabalho: - Definição de matérias-primas (qualidade e pureza); - Refratariedade adequada - controle do nível de sinterização do revestimento; - Compatibilidade química com o metal, elementos de liga e escória de processo; - Controle de contração / expansão do revestimento; - Resistência ao choque térmico, especialmente para operação não-contínua - Características de densificação compactação / remoção de ar

24 Fornos de Indução - Dry material - Applied by ramming - Sintering curve before using Al 2 O 3 - MgO MgO Al 2 O 3 Silicous

25 Fornos de Indução (Produtos) Basic Material (High MgO) Steel Foundry Basic slags, specially containing manganese $$ Aluminous Material (High Al 2 O 3 ) Steel and iron foundry Acid slags $$$ Silicous Material (High SiO 2 ) Iron foundry Acid slags $ MATERIAIS A BASE DE QUARTZITO (SiO2) COM TENDÊNCIA A REDUÇÃO DE CONSUMO DEVIDO A ASPECTOS AMBIENTAIS E OCUPACIONAIS (SILICOSE)

26 Fornos de Indução (Tecnologia de produto) Produto puro (somente Al2O3 ou MgO) Sinterização Material Puro Formação de trincas Risco Operacional

27 Fornos de Indução (Tecnologia de produto) Produto composto (Al2O3 + MgO) Formação do espinélio Alumina + MgO Sinterização Compensação Volumétrica Melhor performance

28 Fornos de Indução (Tecnologia de produto) % MgO Espinélio Ácido Bórico Tamanho de grão - MgO Distribuição granulométrica Espinélio

29 Pegue o seu folder! OBRIGADO! bruno.avelar@magnesita.com (31)