Inúmeras indústrias realizam o processamento de materiais para a criação de produtos úteis à sociedade. Alguns processos envolvem temperaturas elevadas, como os tratamentos térmicos, fundição, entre outros. Para que esses procedimentos ocorram, os colaboradores precisam usar materiais que suportem o calor extremo.
Neste post, vamos explicar o que é material refratário, como ele funciona e em quais situações é indicado. Além disso, vamos apresentar algumas informações, assim como falar sobre a sua composição e a capacidade de resistência frente às exposições adversas. Descubra, também, as vantagens de utilizar os refratários, já que suportam altas temperaturas. Veja a seguir!
O que são materiais refratários?
Materiais refratários são um grupo de produtos resistentes a altas temperaturas, os quais mantêm a sua composição sem a perda das propriedades de condutividade elétrica, condutividade térmica e resistência. Eles são utilizados na produção de diversos objetos que fazem parte de laboratórios de pesquisa, instituições de ensino, empresas e residências. Entre os materiais refratários, podemos encontrar os tijolos e as cerâmicas.
Como funcionam os materiais refratários?
Esses materiais são estáveis, e a sua temperatura de fusão precisa ser superior a 1.580 ºC, de modo que possam ser submetidos ao aquecimento para transformar as substâncias sem que ocorram mudanças em suas características físicas, químicas e mecânicas. Eles aguentam choques térmicos sem apresentar rachaduras e conseguem manter o calor durante o tempo necessário para a produção de objetos.
As indústrias que mais fazem uso desses materiais são as petroquímicas, as siderúrgicas e as produtoras de cimento, alumínio e vidro, além das que trabalham com fundição. Cada uma delas usa o material compatível com as necessidades dos seus processos, sendo que as medidas, as temperaturas e o uso são variáveis. Quando esses materiais aquecem, eles não se dilatam e geram baixa condução térmica.
Quais equipamentos utilizam materiais refratários?
Os materiais refratários podem ser compostos de argila, cromita ou zircônia. Podem ser encontrados em diversos equipamentos comuns no dia a dia, tais como estufas, muflas, caldeiras, churrasqueiras e diversos tipos de fornos. Inclusive, os de aquecimento e metalúrgicos para a produção de vidro ou materiais não ferrosos, como cal, cimento e cerâmica.
Uma grande quantidade de equipamentos contam com peças confeccionadas em material refratário que resiste à alta temperatura, tais como resistências em cerâmicas, tubos e placas de modelos variados. Elas são utilizadas em consertos ou reposição, portanto, estão presentes tanto nos ambientes domésticos quanto nos industriais.
Qual é a composição dos materiais refratários?
A composição dos materiais refratários varia de acordo com o seu grupo. As argilas são compostas por aluminossilicatos hidratados, contendo de 50 a 80% de SiO2 (sílica), 20 a 45% de AI2030 (alumina) e minerais. A cromita tem em sua composição Al2O3, FeO (óxido de ferro), MgO (óxido de magnésio) e MgCO3 (magnesita). Já a zircônia é composta por ZrO2 (óxido de zircônio), sendo altamente resistente e suportando até 2.400 ºC.
Quais são os tipos de materiais refratários?
Os materiais refratários devem ser fisicamente, quimicamente e mecanicamente estáveis para que possam suportar altas temperaturas. Além do mais, para que não trinquem, precisam ser muito resistentes ao choque térmico e de baixa condutividade térmica para manter o calor alojado em determinada região. Veja abaixo alguns exemplos de materiais refratários!
Refratário neutro
Os refratários neutros são aqueles que não reagem com outros materiais, demonstrando-se resistentes aos ataques químicos de escórias ácidas. Geralmente contêm óxidos de cromo, carbeto de silício, grafíticos e carbono. Os refratários de alta alumina também podem ser incluídos nessa categoria.
Refratário de fundição
Os refratários de fundição devem ter estabilidade química e física para que eles possam receber materiais que estejam em alta temperatura, sem que a sua aparência seja modificada. Tais materiais precisam ter condutividade térmica baixa para que a temperatura interna não danifique o refratário.
Geralmente são vendidos prontos e são pré-moldados, o que facilita a troca do material. Existem vários materiais que podem ser usados na fabricação dos refratários, e entre eles estão:
as argilas refratárias, que têm baixo custo;
os que têm como base a cromita, que geralmente é empregada na fundição de aço;
os de zircônio, que são os materiais mais resistentes.
Vale salientar que os refratários dessa categoria podem ser definidos como utensílios que são capazes de receber metais líquidos e outros materiais derretidos, sem perder sua forma e permitindo que o produto fique da maneira desejada.
Refratários básicos
São materiais refratários que contêm como componentes principais o óxido de cálcio e o óxido de magnésio. Esses materiais são de alta resistência à escória alcalina e têm alta refratariedade, ou seja, eles resistem a elevadas temperaturas sem perder a sua característica de baixa condutividade e sem se deformar. Alguns exemplos desses refratários são:
tijolo de magnésio e magnésio cromado;
tijolo de dolomita;
tijolo de alumínio e magnésio;
tijolo de forsterite.
Esses materiais são usados principalmente em fornos de fundição de metais não ferrosos, em fornos de cimento e em fornos de fabricação de aço alcalino.
Material refratário ácido
Os refratários ácidos são resistentes à erosão da escória ácida quando estão em alta temperatura, mas têm facilidade em reagir com a escória alcalina. Entre os refratários desse grupo estão os tijolos de argila e os de sílica. Eles não encolhem após a calcinação repetida, porém, apresentam baixa resistência aos choques térmicos. Os tijolos de sílica são usados normalmente em equipamentos térmicos como os fornos de fusão de vidro e de coque.
Material refratário não moldado
O refratário não moldado é uma junção do pó refratário, mistura adicional ou aglutinante. Ele pode ser utilizado diretamente ou com um líquido apropriado. Um exemplo é o concreto refratário, que é um produto muito usado no mercado industrial. A sua característica principal é a grande resistência a altas temperaturas, fazendo com que possa ser utilizado em superfícies aquecidas sem perder suas propriedades ou deformar.
Quais são as principais vantagens de utilizar os refratários?
Os benefícios do uso dos materiais refratários surgem pela sua possibilidade de suportar altas temperaturas sem perder as suas propriedades, bem como pelo fato de possuírem pouca condutividade térmica e elétrica. Essas características são essenciais para a evolução da humanidade, visto que propiciam o desenvolvimento das indústrias e das tecnologias que hoje em dia estão revolucionando as relações de trabalho e pessoais no mundo inteiro.
Agora você já sabe o que significa material refratário e para que ele é utilizado. Sem ele, o cenário à nossa volta seria completamente diferente, tendo em vista que os minerais precisam passar por processos industriais antes de se tornarem úteis e servirem à criatividade humana. A maioria dos equipamentos, utensílios, maquinários e objetos que utilizamos em nosso dia a dia simplesmente não existiriam sem a utilização desses componentes.
Você gostou do nosso conteúdo? Então deixe agora mesmo seu comentário em nosso post para que possamos saber sua opinião sobre esse importante assunto!