Title

Otimização do desempenho de revestimentos de distribuidores: Uma análise comparativa de concretos refratários com silica coloidal e cimento de aluminato de cálcio reforçados com fibras metálicas

Optimization of distributor coating performance: A comparative analysis of refractory concrete containing colloidal silica and calcium aluminate cement reinforced with metal fibers

Authorship

SOUZA, RAFAEL CAMILO DE; MOURA, UANDERSON DE PAULA AVILA; FERNANDES, MANOEL ROBÉRIO FERREIRA; AVILA, RAFAEL LACERDA DE; MAIA, MARCOS PAULO CAMARGO; SILVA, MATHEUS DE OLIVEIRA SOUZA; ARAUJO, CLAUDIO MARCIO SANTOS DE; LANDIM, IGOR FABRICIO; DIAS, VINICIUS NEVES; DOMINGUES, ISABELLA LOPES

SOUZA, RAFAEL CAMILO DE

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AVILA, RAFAEL LACERDA DE

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SILVA, MATHEUS DE OLIVEIRA SOUZA

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ARAUJO, CLAUDIO MARCIO SANTOS DE

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LANDIM, IGOR FABRICIO

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DIAS, VINICIUS NEVES

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DOMINGUES, ISABELLA LOPES

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DOI

10.5151/2594-5327-43377

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Abstract

Este estudo investiga o desempenho de concretos refratários ligados com sílica coloidal e reforçados com fibras metálicas como uma alternativa de alto desempenho para revestimentos monolíticos de distribuidores em lingotamento contínuo. A pesquisa avalia as propriedades físico-químicas e as vantagens operacionais desse sistema em comparação com os concretos refratários tradicionais de alta alumina ligados com cimento de aluminato de cálcio (CAC). Foi empregada uma metodologia abrangente, que incluiu uma análise comparativa das especificações técnicas e o desenvolvimento de um rigoroso protocolo de aplicação prática, abrangendo ciclos otimizados de preparação, instalação e secagem. Os resultados demonstram que o sistema de ligante de sílica coloidal permite uma redução drástica no tempo de secagem (16–24 h em comparação com 72–96 h para o CAC), ao mesmo tempo em que promove uma densificação microestrutural superior e maior resistência mecânica. Além disso, a matriz ligada por sílica exibiu resistência significativamente maior à corrosão, erosão e choque térmico, juntamente com excepcional estabilidade térmica. Sabe-se que a integração de fibras metálicas é crucial para controlar a propagação de trincas e aumentar a resistência à tração, preservando a integridade estrutural do revestimento sob condições operacionais agressivas; portanto, esses aspectos foram mantidos em ambas as propostas deste estudo. Em conclusão, a adoção da tecnologia de sílica coloidal como aglutinante pode ter um impacto transformador na produtividade da siderurgia, prolongando efetivamente a vida útil, minimizando o tempo de inatividade para manutenção e otimizando a produção industrial.

This study investigates the performance of refractory concretes bonded with colloidal silica and reinforced with metallic fibers as a high-performance alternative for monolithic tundish linings in continuous casting. The research evaluates the physicochemical properties and operational advantages of this system compared to traditional high-alumina refractory concretes bonded with calcium aluminate cement (CAC). A comprehensive methodology was employed, encompassing a comparative analysis of technical specifications and the development of a rigorous practical application protocol, covering optimized preparation, installation, and drying cycles. The results demonstrate that the colloidal silica binder system allows for a drastic reduction in drying time (16–24 h compared to 72–96 h for CAC), while promoting superior microstructural densification and greater mechanical strength. Furthermore, the silica-bonded matrix exhibited significantly greater resistance to corrosion, erosion, and thermal shock, along with exceptional thermal stability. It is known that the integration of metallic fibers is crucial in controlling crack propagation and increasing tensile strength, preserving the structural integrity of the coating under aggressive operating conditions; therefore, these aspects were maintained in both propositions of this study. In conclusion, the adoption of colloidal silica technology as a binder can provide a transformative impact on steelmaking productivity, effectively extending service life, minimizing downtime for maintenance, and optimizing industrial production.

Keywords

Concreto refratário, Sílica coloidal, Fibras metálicas, Lingotamento contínuo, Distribuidor, Revestimento monolítico

Refractory castable, Colloidal sílica, Metallic fibers, Continuous casting, Tundish lining, Monolithic refractory