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Júpiter - Sistema de Graduação

Escola Politécnica
 
Engenharia Metalúrgica e Materiais
 
Disciplina: PMT2523 - Tecnologia de Refratários
Refractories Technology

Créditos Aula: 3
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 45 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2012 Desativação:

Objetivos
Relacionar a composição química, a microestrutura e o processamento com as propriedades dos materiais refratários e seu desempenho em elevadas temperaturas. Conhecer as principais classes de materiais refratários utilizados em metalurgia, siderurgia, química, indústria de cimento & cal e petroquímica. Entender os processos de beneficiamentos das principais matérias-primas refratárias e o processamento/manufatura dos materiais refratários, suas normas de aplicação e utilização, métodos de caracterização, bem como os principais modos a análises de falha destes materiais. Utilizar estudos de casos para fixar e aprofundar os conceitos relacionados com a composição química, microestrutura, processamento, reciclagem, desempenho e aplicação.

Goals:

Study of chemical composition, microstructure, properties and processing of refractory materials and their performance at elevated temperatures. Understanding of the main types of refractory materials used in metallurgy, steel, chemicals, cement & lime and petrochemicals. Understanding the processing of primary refractory raw materials and manufacturing of refractory materials, their application and uses, methods of characterization, as well as the main failure mode and analysis of these materials. Case studies to establish and develop the concepts related to chemical composition, microstructure, processing, recycling, and application performance.
 
Docente(s) Responsável(eis)
3343892 - Guilherme Frederico Bernardo Lenz e Silva
 
Programa Resumido
Definição de materiais refratários, caracterização e aplicações (refratários de sílica, alumina, silico-aluminosos, de magnésia e cromita, espinelizados, de carbeto de silício, nitreto de silício, carbeto de boro, etc.). Propriedades relevantes ao comportamento refratário em temperatura ambiente e em elevadas temperaturas (resistência mecânica, densidade, porosidade, módulo de elasticidade, condutividade térmica, expansão térmica, etc.). Ensaios, análise de desempenho e estudos “post-mortem”. Seleção e estratégias de aplicação industrial (concretos, massas de projeção, massas plásticas, tijolos e peças especiais). Cálculos práticos sobre isolamento térmico. Refratários estruturais tradicionais: matérias-primas, processamento, diagramas de equilíbrio, propriedades e aplicações. Refratários estruturais avançados: matérias-primas, processamento, diagramas de equilíbrio, propriedades e aplicações. Corrosão e interação entre refratários e escórias metalúrgicas. Processos de reciclagem de materiais refratários.

Abstract:

Definition of refractories materials, characterization and applications (silica, alumina, alumina silicates, magnesia and chromite, spinels, silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, etc.). Relevant properties of refractories, behavior at room temperature and at elevated temperatures (mechanical strength, density, porosity, elastic modulus, thermal conductivity, thermal expansion, etc.).. Testing, performance analysis and studies of post-mortem of refractories. Selection and implementing industrial strategies of Refractories uses (concrete gunning projection, plastics, bricks and special refractories). Practical calculations of thermal insulation. Traditional refractories: raw materials, processing, equilibrium diagrams, properties and applications. Advanced refractory: raw materials, processing, equilibrium diagrams, properties and applications. Corrosion and interaction between slag and Refractories materials. Recycling processes of spent refractory.
 
Programa
- Definição de materiais refratários;
- Principais métodos de caracterização dos materiais refratários (densidade, porosidade, fases cristalinas, refratariedade, dureza & abrasão, permeabilidade, etc.);
- Principais classes de materiais refratários (refratários de sílica, alumina, silico-aluminosos, de magnésia e cromita, espinelizados, de carbeto de silício, nitreto de silício, carbeto de boro, carbono, óxido-carbono e refratários especiais);
- Matérias-primas refratárias (naturais, sintéticas, eletrofundidas, aditivos, piches, resinas, etc.
- Propriedades relevantes ao comportamento refratário em temperatura ambiente e em elevadas temperaturas (resistência mecânica, resistência à corrosão, módulo de elasticidade, condutividade térmica, expansão térmica, etc.).
- Concretos refratários: empacotamento e distribuição de partículas, reologia e propriedades reológicas;
- Seleção e estratégias de aplicação industrial (concretos, massas de projeção, massas plásticas, tijolos e peças especiais).
- Cálculos práticos sobre isolamento térmico.
- Aplicação e projetos de sistemas refratários: cálculos, sistemas de ancoragem inspeção;
- Processos de conformação de materiais refratários (prensagem uniaxial, prensagem isostática,
- Refratários estruturais tradicionais: matérias-primas, processamento, diagramas de equilíbrio, propriedades e aplicações;
- Refratários estruturais avançados: matérias-primas, processamento, diagramas de equilíbrio, propriedades e aplicações;
- Controle de qualidade e normas técnicas aplicadas aos materiais refratários;
- Corrosão e interação entre refratários e escórias metalúrgicas;
- Análise de desempenho e estudos “post-mortem”;
- Processos de reciclagem de materiais refratários.

Syllabus: PMT2523 - Refractories Technology

- Definition of refractory materials;
- Methods of characterization of refractory materials (density, porosity, crystalline phase, refractoriness, hardness & abrasion, permeability, etc.);
- Main classes of refractories materials (refractory silica, alumina, alumina silicate, magnesia and chromite, spinels, silicon carbide, silicon nitride, boron carbide, carbon, carbon-oxide composites and special refractories;
- Refractory raw materials materials (natural, synthetic, electro, additives, tars and resins).
- Relevant behavior of refractories at room temperature and at elevated temperatures (mechanical strength, corrosion resistance, modulus, thermal conductivity, thermal expansion, etc.);
- Castables, packaging and distribution of particles, rheology and rheological properties;
- Selection and strategies of industrial application of refractories (concretes, gunning, mortars, bricks and special shape refractories);
- Insulation calculations;
- Application and designs of refractory calculations, anchoring systems and inspection;
- Conforming methods of refractory materials (uniaxial pressing, isostatic pressing,
- Traditional refractories: materials, processing, equilibrium diagrams, properties and applications;
- Advanced refractories: materials, processing, equilibrium diagrams, properties and applications;
- Quality control and technical standards applied to refractory materials;
- Corrosion and interaction between slag and refractories;
- Performance analysis and the post-mortem studies;
- Procedures for recycling of spent refractories.
 
Avaliação
     
Método
O programa da disciplina será desenvolvido através de aulas expositivas e resolução de exercícios aplicados à casos práticos.
Critério
MF=(2MP+E)/3
MP= (P1 + P2)/2
MF=MÉDIA FINAL
MP=MÉDIA DAS PROVAS
E=EXERCÍCIOS E TRABALHOS
Pi = PROVAS

Criterion for approval:

Final average (MF) is going to be calculated as follows:
(P1 + P2 + P3)/3 = MF
MF >=5 approved
3 <=MF <5 remedial test
MF < 3 not approved
Norma de Recuperação
Critérios de aprovação e épocas de realização das provas ou trabalhos):
- Aprovação MF >= 5,0
- Recuperação: 5,0 < MF>= 3,0
- Reprovação: MF < 3,0 (sem direito à recuperação).

- Após recuperação:
Aprovação: Nota da recuperação: > 5,0

- Prova de recuperação: última semana de férias

One remedial test (P). The final result is going to be calculated as follows:
(MF + P)/2 = REC
REC >= 5 approved
REC < 5 not approved
Remedial test: see the annual calendar.
 
Bibliografia
     
CARNIGLIA, S.C.; BARNA, G.L. Handbook of industrial refractories technology. New Jersey: Noyes publishing, 1992.
KINGERY, W.D. et al. Introduction to ceramics. New York: John Wiley & Sons, 1976.
RICHERSON, D.W. Modern Ceramic Engineering: Properties, Processing, and Use in Design. 3th. ed. New York: CRC, 2005.
SCHACHT, C.A. (Ed.) Refractories Handbook. New York: CRC Press, 2004.
THE MATERIALS INFORMATION SOCIETY. Engineered Materials Handbook: Ceramics and Glasses. USA: ASM, 1991, v 4.

SUBRATA, BANERJEE. Monolithic Refractories: A Comprehensive Handbook, John W & Sons/USA, 311p. 1998.
GERALD, ROUTSCHKA (Ed.) Pocket Manual Refractory Materials: Design, Properties and Testing Vulkan-Verlag /GmbH; 3rd Revised edition, pp. 646, 2008.
J. H. CHESTERS Refractories Production And Properties, The Iron and Steel Institute/UK, pp. 553, 1973.
SMITH, JEFFERY D. Fundamentals of Refractory Technology: An Overview - Wiley, John & Sons/USA, volume 125, pp. 307, 2006.
 

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