O desenvolvimento do setor siderúrgico está intimamente relacionado aos progressos obtidos na produção de refratários. Nas panelas de siderurgia, uma das principais exigências são revestimentos que apresentem excelentes propriedades termomecânicas para suportar os ciclos térmicos, além de uma boa resistência à corrosão e à penetração de escórias básicas. Em concretos refratários aluminosos, essas características são obtidas pela incorporação de espinélio pré-formado ou pela espinelização in-situ, onde nesta segunda rota os óxidos de alumínio e de magnésio reagem entre si em temperaturas elevadas durante o uso do revestimento. O objetivo do presente trabalho foi a análise comparativa e sistêmica destas duas classes de concretos aluminosos espinelizados, visando-se avaliar as diferenças em suas propriedades principalmente após sinterização. Foi observado que os concretos contendo espinélio in-situ apresentaram propriedades mecânicas superiores após queima a 1500 ºC, além de maior variação dimensional. Adicionalmente, o efeito da adição de frações grosseiras de espinélio pré-formado indicou a influência dos agregados sob a estabilidade volumétrica de concretos espinelizados in-situ.

Considering that developments on refractories performance are of utmost importance to the steel industry advances, thermo-mechanical properties and the corrosion and slag penetration resistance of the lining material are constantly being improved to extend steel ladle working life. These benefits could be attained in high alumina refractory castable by adding pre-formed spinel or magnesia, in order to result in the latter condition in in-situ spinel during the first use of the lining. The objective of the present work was to compare between high alumina castables with pre-formed or in situ spinel in order to verify their main properties differences. In addition, pre-formed spinel was used as aggregate replacing tabular alumina in alumina-magnesia compositions to analyze the effect of coarse particles in the expansion behavior of this type of castable. The results showed higher expansion and better mechanical performance for castables with in-situ spinel after firing at 1500 ºC. Also, the use of different aggregates in the same composition resulted in distinct expansion values.

O uso de concretos refratários alumina-magnésia ligados por cimento aluminoso (CAC) apresenta vantagens decorrentes da presença de espinélio e de CA6 (CaO.6Al2O3), ambas formadas in-situ e acompanhadas de expansão. Estas fases possuem alta resistência a escórias básicas e ao choque térmico, propriedades estas imprescindíveis para aplicação em panelas siderúrgicas. Estudos anteriores mostraram que o teor de CAC utilizado em concretos alumina-magnésia influencia a expansão do material, principalmente devido à formação de CA6. Este trabalho visa estudar a influência do teor de cimento no sistema magnésia-alumina, utilizando-se a mesma matriz de um concreto alumina-magnésia tradicional. Os resultados indicaram que o CAC influencia na estabilidade volumétrica do sistema MgO-espinélio: quanto menor o teor de CAC, menor a retração das amostras. Isso refletiu na sinterização dos concretos e, assim, nas propriedades mecânicas após queima em temperaturas elevadas.

Calcium aluminate cement (CAC) bonded alumina-magnesia refractory castables present great advantages for steel ladle applications as a result of in-situ expansive formation of spinel and CA<6, which leads to high basic slag and thermal shock resistance. The CAC content in those castables strongly influences its expansive behavior mainly due to CA6 formation. In the present work, the effects of the CAC content in magnesia-alumina castables were analyzed. The results showed that calcium aluminate cement affects the volumetric stability of MgO-spinel system: the lower the CAC content, the lower the shrinkage. These effects on the sintering and in the mechanical properties after sintering at high temperatures are also presented and discussed.

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.