High-carbon binders in refractories and corrosion-resistant ceramics technology

Refratários contendo carbono: propriedades, características e variáveis em sua composição

“…Isso porque, além de evitar os problemas causados pelos ligantes inorgânicos, essas fontes ainda poderiam trazer para a matriz do refratário as desejáveis propriedades do carbono, como sua maior resistência às escórias e aos danos por choque térmico. Porém, é necessário estabelecer algumas exigências básicas para a seleção destes ligantes orgânicos [29,30]: que sejam seguros ao ambiente; que possuam um alto teor de carbono em sua composição, e que consigam fi xar grande parte dele com a pirólise (ao menos 40%p); que tenham estabilidade para serem estocados; que tenham boas características quanto a sua fl uidez e sua adesão às partículas da fração sólida do refratário, permitindo que a composição deste seja homogênea e se mantenha assim nas etapas posteriores à mistura; e que sejam facilmente acessíveis no mercado e por um preço razoável.…”

“…Passando-se agora às resinas termofi xas, a aplicação destas na produção de refratários já se encontra muito difundida, principalmente nos Estados Unidos e Ásia [35], havendo especialistas que chegam a afi rmar que elas já seriam os ligantes mais aplicados na produção de tijolos de MgO-C [31,36]. Porém, as vantagens que estes polímeros proporcionariam podem ir muito além da questão da sua reduzida toxicidade, sendo também possível mencionar: possibilitam um maior teor de sólidos na composição do refratário, inclusive de partículas de grafi te e negro de fumo [9,28]; o consumo de energia para o processamento do refratário é reduzido quando do uso de resinas que permitem que o processo de mistura seja realizado a frio [9,28,32]; após sua cura, a resina confere uma alta resistência mecânica ao refratário a verde [23]; ao contrário do piche, as resinas não passam por uma fase termoplástica durante o seu aquecimento até a temperatura de pirólise [9,23,28,32], permitindo que a peça refratária mantenha sua resistência e geometria, mesmo que essa seja de grande complexidade; podem colaborar para a redução da porosidade do refratário [18]; produzem pouca fumaça durante a pirólise [37]; sua pirólise pode levar à fi xação de maiores porcentagens de carbono [29]; sendo sintéticas, suas propriedades são mais previsíveis; e a grande variedade de resinas permite a escolha do tipo mais adequado para cada aplicação [9,18,30,38]. Porém, é possível que todos esses e outros aspectos positivos ainda estejam longe de ser aproveitados em sua totalidade, isso em razão da raridade de esforços que se verifi ca para o desenvolvimento de resinas termofi xas voltadas especifi camente às necessidades do setor de refratários, escassez que deve estar sendo ainda mais prejudicial para a evolução dos refratários monolíticos ligados por resinas.…”

Reinforced Cellular Carbon Matrix–MgO Composites for High Temperature Applications: Microstructural Aspects and Colloidal Processing

“…[1,28,29] In order to achieve original thermal shock resistance at low carbon levels the following strategies have been proposed: [30] i) Optimization of the bricks elastic moduli and strength via careful microstructure design using fine graphite to replace coarse graphite, because the former could be dispersed in the matrix more homogeneously than the latter using nanosized carbon and carbon nanofibers by using coated (e.g. SiC coated carbon nanopowders and carbon nanofibers) in order to achive homogeneous dispersions in aqueous media and to prevent rapid oxidation due redox reactions and criticial oxygen concentrations by tailoring the microstructure of low elastic moduli MgO grains (e.g.…”

Synthesis and Conversion on Heating of Nickel-Containing Antioxidant Organic Precursor for Periclase-Carbon Refractories

“…Magnesium metal, which is used as an antioxidant, oxidizes immediately with formation of MgO by a reaction [9] 2Mg + O 2 = 2MgO, separating in the form of a dense zone of secondary periclase, and facilitating a reduction in slag penetration into refractory. Also used as antioxidants are aluminum-magnesium alloy of eutectic composition, which strengthens the internal structure of refractory in service at high temperature due to forming carbides, and as a consequence spinels, which is accompanied by formation of a refractory layer close to the working surface of compacted MgO and MgO·Al 2 O 3 [5].…”

“…With use of SiC as an antioxidant in PC objects its optimum amount should not exceed 5% [10], since a further increase in SiC content worsens object properties as a result of forming considerable amounts of SiO 2 . With introduction of elementary boron as an antioxidant it enters into reaction with carbon by reactions [9] 4B + C ® B 4 C,…”