Humidade nos refratários: o risco de segurança subestimado

Porque é que a água nos refratários é tão perigosa

Os materiais refratários e a água não se dão bem. O que parece trivial é, na prática, uma das causas mais frequentes de perturbações graves da operação e de incidentes de segurança na indústria de altas temperaturas. Quando um revestimento de forno recém-aplicado ou reparado é aquecido demasiado depressa, a humidade retida no material não consegue libertar-se de forma controlada. A pressão de vapor resultante faz rebentar o material a partir do interior. A consequência são destacamentos explosivos que não só destroem o revestimento refratário, como também põem em perigo o pessoal e a instalação.

Origens da humidade

A humidade no material refratário tem diversas origens, que devem ser tidas em conta no planeamento do processo de secagem. Os betões refratários e as massas de apiloar contêm, por natureza do processo, água de amassadura. Consoante o tipo de material, o teor de água situa-se entre 4 e 12 %. Esta água está presente em parte como água livre nos poros e em parte como água de cristalização quimicamente ligada nas fases ligantes. Ambas as formas têm de ser expulsas de forma controlada durante o aquecimento, mas a temperaturas diferentes e a velocidades diferentes.

• Água de amassadura nos betões refratários: teor de água de 4–8 %, que tem de ser expulso com patamares de manutenção a 110 e 350 °C
• Água de cristalização nas ligações de cimento: só é libertada entre 400 e 600 °C e exige taxas de aquecimento lentas nesta gama
• Humidade ambiente: os fornos abertos absorvem humidade do ar durante paragens prolongadas, sobretudo nos meses frios
• Condensação: com os ciclos térmicos, pode formar-se água de condensação na camada de isolamento térmico por detrás da face quente
• Água de processo: fugas de água de arrefecimento ou elementos de arrefecimento não estanques podem introduzir humidade no revestimento refratário

A secagem controlada como medida de segurança

Uma secagem profissional segue uma curva de aquecimento específica do material, ajustada com exatidão aos produtos refratários utilizados. Nas gamas de temperatura críticas, a taxa de aquecimento não pode ultrapassar determinados valores-limite. Normalmente, aquece-se a um máximo de 25 a 50 °C por hora, com patamares de manutenção definidos a 110, 350 e 600 °C. Em fornos de grande volume ou com revestimentos particularmente espessos, os patamares de manutenção podem durar desde várias horas até vários dias.

A monitorização da temperatura durante a secagem é inegociável. Termopares colocados em vários pontos do revestimento registam a distribuição da temperatura e permitem identificar pontos quentes e zonas frias. Só assim é possível garantir que a secagem decorre de forma uniforme e que nenhuma zona fica por secar. Na SBS Refractory Service, elaboramos uma curva de secagem individual para cada projeto e monitorizamos todo o processo sem interrupções.

Consequências de uma secagem deficiente

As consequências de uma secagem insuficiente vão desde destacamentos superficiais até à falha total do revestimento refratário. No pior dos casos, uma fissura atravessa todo o revestimento e o metal fundido escapa. Estes acontecimentos não são apenas catastróficos do ponto de vista económico, como representam um perigo agudo para o pessoal de operação. Mesmo consequências menos dramáticas, como microfissuras e uma resistência reduzida do material, afetam consideravelmente a vida útil. Um material danificado no primeiro aquecimento nunca atinge o seu pleno desempenho. Por isso, o investimento numa secagem cuidadosa amortiza-se sempre na primeira campanha.