Simulação termodinâmica e sua aplicação na avaliação do desempenho de materiais refratários

Abstract

INTRODUÇÃODados e cálculos termodinâmicos são importantes para entender o fenômeno de corrosão e oxidação de refratários. Estes cálculos são baseados na minimização da energia livre do sistema, sendo possível deduzir a natureza das fases sólidas, líquidas e gasosas, assim como, sua composição química e reação na condição de equilíbrio [1,2].A corrosão de materiais refratários ocorre normalmente a elevadas temperaturas e sob condições extremas de uso, as quais são difi cilmente reproduzidas em escala laboratorial. A forma mais efi ciente de se avaliar o fenômeno de corrosão envolve: cálculos termodinâmicos; fatores cinéticos; ensaios

Características e mecanismos de desgaste dos refratários MgO-C usados na linha de escória de panelas de aço

“…Cálculos termodinâmicos são baseados na minimização da energia livre do sistema (para determinada temperatura e pressão), sendo possível deduzir as reações, natureza, proporção e composição química das fases sólidas, líquidas e gasosas na condição de equilíbrio [93,112]. Com isso, eles auxiliam na previsão dos impactos de fenômenos químicos (como corrosão e oxidação) no desgaste de diversos materiais [113]. Além disso, eles permitem prever o comportamento de matérias-primas e aditivos a elevadas temperaturas, auxiliam a determinação de compatibilidade entre refratário e escória, e fornecem informações para o desenvolvimento contínuo da qualidade e dos processos.…”

“…Também é importante considerar o conceito de composição do líquido local no estudo das interações entre constituintes, uma vez que com a penetração haverá a formação e precipitação de fases sólidas na interface sólido-líquido [32,90]. Assim, nas simulações deve-se avaliar este processo dinâmico e iterativo (etapa por etapa) de forma a garantir uma maior proximidade entre os resultados obtidos com as observações práticas [113]. Neste sentido, foi estruturarado um procedimento para simulação da interação entre líquidos e refratários no processo de penetração da escória no interior do sólido [113].…”

“…Assim, nas simulações deve-se avaliar este processo dinâmico e iterativo (etapa por etapa) de forma a garantir uma maior proximidade entre os resultados obtidos com as observações práticas [113]. Neste sentido, foi estruturarado um procedimento para simulação da interação entre líquidos e refratários no processo de penetração da escória no interior do sólido [113]. Este consiste em iniciar os cálculos a partir da mistura proporcional entre o refratário e escória (50-50%).…”

Caracterização microestrutural de um aço inoxidável austeno-ferrítico, por meio do software Factsage

“…O programa também fornece informações das fases formadas, as proporções e composições, as atividades individuais de cada componente químico e as propriedades termodinâmicas para várias composições, pressões e temperaturas. É utilizado em mais de 250 universidades e 250 empresas ao redor do mundo, como uma ferramenta para a pesquisa e ajuda educacional (Luz;Pandolfelli, 2011).…”

Corrosão de refratários utilizados na siderurgia. Parte I: propriedades microestruturais

“…Foi enfatizado que as observações microscópicas e as análises são realizadas à temperatura ambiente e que não são representativas das fases minerais e vítreas existentes na alta temperatura de processo [6]. O uso de diagrama de fases e os cálculos de simulação termodinâmica fornecem valiosas informações em condições de equilíbrio, mas são limitados para a determinação das fases, pois não fornecem informações da cinética do processo [7]. Esse contexto cria evidentemente algumas barreiras para compreensão dos fenômenos de corrosão.…”