ISSN 2594-5300
55º Seminário de Aciaria, Fundição e Metalurgia de Não-Ferrosos — Vol. 55 , num. 55 (2026)
Título
Autoria
DOI
Downloads
Resumo
Os refratários prensados à base de MgO são amplamente utilizados na produção de aço por sua alta refratariedade e resistência à corrosão; entretanto, sua produção frequentemente depende de ligantes orgânicos perigosos e de tratamentos de pré-sinterização intensivos em energia. Este estudo investigou o uso de sílica coloidal silanizada (SCS) como ligante aquoso multifuncional para estruturas prensadas de MgO, visando melhorar a sustentabilidade do processamento e, ao mesmo tempo, aprimorar o desempenho mecânico e a resistência à hidroxilação. Partículas de sínter de MgO foram aspergidas com diferentes quantidades de dispersão de SCS, prensadas uniaxialmente, curadas, secas e sinterizadas a 1100 °C ou 1500 °C. As propriedades físicas, mecânicas e microestruturais foram avaliadas por meio de porosidade, resistência à flexão, módulo elástico, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A adição de 5–14% em massa de SCS melhorou o molhamento das partículas e a eficiência de empacotamento, reduzindo a porosidade total e aumentando significativamente a resistência mecânica e a rigidez após a secagem e a sinterização. Durante a cura, a formação de um revestimento protetor de silicato de magnésio hidratado (MSH) suprimiu a hidroxilação do MgO e evitou danos decorrentes da expansão volumétrica. Após o aquecimento, o MSH evoluiu para forsterita e sílica amorfa, promovendo densificação precoce e forte ligação entre as partículas. As amostras contendo SCS alcançaram, a 1100 °C, propriedades mecânicas comparáveis ou superiores às das referências sem sílica sinterizadas a 1500 °C, além de exibirem resistência superior à hidroxilação hidrotérmica.
Pressed MgO-based refractories are widely used in steelmaking for their high refractoriness and corrosion resistance; however, their production often relies on hazardous organic binders and energy-intensive pre-sintering treatments. This study investigated the use of silanized colloidal silica (SCS) as a multifunctional aqueous binder for pressed MgO structures, aiming to improve processing sustainability while enhancing mechanical performance and hydroxylation resistance. MgO sinter particles were sprayed with different amounts of SCS dispersion, uniaxially pressed, cured, dried, and sintered at 1100 °C or 1500 °C. Physical, mechanical, and microstructural properties were evaluated using porosity, flexural strength, elastic modulus, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The addition of 5–14 wt% SCS improved particle wetting and packing efficiency, reducing total porosity and significantly increasing strength and rigidity after drying and sintering. During curing, the formation of a magnesium silicate hydrate (MSH) protective coating suppressed MgO hydroxylation and prevented damage from volumetric expansion. After heating, MSH evolved into Forsterite and amorphous silica, promoting early densification and strong particle bonding. SCS-containing samples achieved mechanical properties at 1100 °C that were comparable to or higher than those of silica-free references sintered at 1500 °C, and exhibited superior resistance to hydrothermal hydroxylation.
Palavras-chave
Silanized colloidal silica, MgO bricks, hydroxylation resistance, early densification
Silanized colloidal silica, MgO bricks, hydroxylation resistance, early densification
Como citar
Salomão, Rafael; Martinatti, Isabela Santos; Andreto, Crislayne Gabriela; Sundblom, Andreas; Lima, Marco Túlio; Tiba, Paulo.
Rumo a refratários de mgo energeticamente eficientes: Sílica coloidal silanizada para resistência à hidroxilação e maior resistência mecânica inicial,
p. 811-822.
In: 55º Seminário de Aciaria, Fundição e Metalurgia de Não-Ferrosos,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-5300, DOI 10.5151/2594-5300-43780
