Investigation of the properties and refractory performance implications of various blast furnace taphole clay binders: a comprehensive comparative analysis

Abstract

O alto-forno é um dos principais equipamentos siderúrgicos utilizados na produção de gusa. Os materiais líquidos produzidos são drenados através de um furo na parte inferior do equipamento. A massa de tamponamento, um material refratário composto de diferentes matérias-primas sólidas aglomeradas por um ligante líquido, é responsável por vedar o orifício na parte inferior do alto-forno. Os ligantes são essenciais para que as massas de tamponamento apresentem as características desejadas. Por esse motivo, ligantes de massas de tamponamento são objeto de constante pesquisa. Embora existam orientações bem definidas sobre o uso de piche de alcatrão ou resina fenólica, não há uma análise comparativa aprofundada entre os diferentes tipos de ligantes existentes. Isso dificulta a escolha do ligante mais adequado para uma determinada aplicação. Neste estudo, foram caracterizados quatro tipos de ligantes disponíveis no mercado: piche de alcatrão tradicional, resina fenólica novolaca, piche de alcatrão com baixo teor de benzopireno e um ligante à base de petróleo. O objetivo do estudo foi avaliar as principais características de diferentes ligantes de massa de tamponamento, a fim de definir a melhor opção para cada tipo de alto-forno. A massa de tamponamento composta por piche de alcatrão tradicional ou piche de alcatrão com baixo teor de benzopireno demonstrou resultados promissores em termos de injetabilidade e proteção do cadinho do alto-forno. No entanto, é importante ressaltar que esses ligantes são mais tóxicos em comparação com outras opções disponíveis. A massa que utiliza ligante à base de petróleo, por sua vez, apresenta baixa toxicidade e facilidade de perfuração. No entanto, enfrenta desafios relacionados à sua baixa velocidade de endurecimento e à estabilidade reduzida no vazamento de gusa e escória. Por outro lado, a massa de tamponamento ligada com resina destaca-se pela rápida velocidade de endurecimento e pela estabilidade no vazamento de gusa e escória. No entanto, é importante mencionar que essa composição apresenta limitações em termos de injetabilidade. Diante dessa análise, é possível selecionar o ligante mais adequado com base nas necessidades específicas de cada alto-forno, considerando parâmetros como injetabilidade, toxicidade, velocidade de endurecimento e estabilidade no vazamento de gusa e escória.