Aplicações de caulim em refratários
O caulim é uma das várias argilas de aluminossilicato consumidas pela indústria de refratários. Essas argilas apresentam teores de alumina (Al2O3) em torno de 20% até 45,9% para caulim teoricamente puro. Em termos gerais, quanto maior o teor de alumina, mais refratário é o material.
Os refratários são materiais resistentes ao calor usados para revestir fornos de alta temperatura, reatores e outras unidades de processamento. A característica mais importante dos refratários é a sua capacidade de manter a sua forma e resistência a altas temperaturas, sob tensão mecânica e ataque por uma variedade de gases quentes, líquidos e materiais fundidos ou líquidos.
Os refratários são divididos em categorias ácidas e básicas. O termo “básico” ou “ácido” refere-se ao ambiente em que o refratário é usado e não à sua composição. A distinção entre os dois tipos de refratários originou-se na indústria siderúrgica, onde diferentes produtos eram utilizados para lidar com escórias básicas ou ácidas. Fornos de soleira aberta e de arco elétrico podem usar refratários ácidos ou básicos, mas apenas refratários básicos são usados em processos básicos de fabricação de aço. Nas indústrias de vidro e cerâmica, as condições operacionais são geralmente ácidas. Tanto os refratários ácidos quanto os básicos são usados na indústria de metais não ferrosos.
Os refratários ácidos são fabricados a partir de aluminossilicatos e sílica, mas aqueles com alto teor de alumina são considerados essencialmente neutros. Esse tipo de refratário pode remover qualquer fósforo presente em um forno, o que pode prejudicar a qualidade do ferro e do aço produzidos. Os refratários básicos podem ser fabricados a partir de magnesita natural ou sintética, cromita, dolomita e forsterita.
Os refratários podem ser divididos em tijolos e monolíticos. Os tijolos refratários são classificados de acordo com as dimensões físicas. O tamanho padrão para tijolos refratários é 23 cm x 11,4 cm x 6,4 cm, também conhecido como tijolo de 9 polegadas. Todos os outros tijolos têm formatos especiais e são produzidos para uso em aplicações específicas. Os monolíticos são feitos dos mesmos materiais que os tijolos refratários, mas até recentemente eram usados principalmente para vedar estruturas feitas de tijolos refratários, evitando a penetração de escória, vapor e chama. Os monolíticos são ainda subdivididos por aplicação em argamassas, misturas de compactação, misturas de projeção e concretos. Estes são então divididos por sua composição química em argila refratária, mulita, alta alumina, sílica-magnésia, magnesita-cromo, cromo, alumina-cromo, alumina-grafite, zircão e alumina-zircônia-sílica (AZS).
A indústria siderúrgica é o maior mercado de refratários. Os avanços tecnológicos melhoraram a qualidade dos refratários, principalmente porque os consumidores exigem uma vida útil cada vez maior dos produtos. O aumento da resistência ao desgaste e ao choque térmico aumenta a vida útil de um produto refratário e reduz o número de vezes que um forno precisa ser retirado de produção para que o revestimento e os componentes refratários sejam substituídos. O consumo de matérias-primas refratárias também foi reduzido devido a essas melhorias tecnológicas.