A corrosão
interna da virola de fornos rotativos das fábricas de cimento vem se tornando
um problema mais frequente e sério. Com o aumento do uso de combustíveis
alternativos houve um aumento dos compostos de cloretos nos gases da combustão.
Estes cloretos somados aos óxidos de enxofre normalmente presentes produzem um
condensado ácido e quente sobre o casco do forno por debaixo do refratário. O
efeito deste tipo de corrosão não é uniforme, comumente é pior no último terço
do trecho da virola. Há um novo revestimento cerâmico para proteção que pode
ser aplicado sobre o casco do forno antes da instalação do tijolo refratário.
Este material seca à temperatura ambiente e durante a partida do forno cura à
alta temperatura, resultando numa barreira quimicamente resistente, que suporta
a abrasão e previne a corrosão da virola do forno.
Introdução
Muitos fornos de cimento estão
sofrendo com o severo ataque corrosivo por debaixo do refratário. No passado a corrosão no forno não era um
assunto que merecesse atenção, mas nos últimos anos está se tornando cada vez
pior.
Há duas
tendências atuais que observamos e parecem se relacionar com a intensidade da
corrosão: o alto teor de enxofre no combustível e, mais importante, o aumento
do uso de combustíveis alternativos.
A figura 1 mostra a taxa de corrosão de um forno que foi protegido com chapa de sacrifício em inox. A perda de espessura do casco na região onde a chapa foi instalada foi maior do que 1,3 mm em apenas 11 meses de operação. Obviamente este não foi um sistema de proteção efetivo.
Figura 1. Corrosão num forno de cimento novo protegido com chapa de sacrifício em inox
Várias fábricas
de cimento instalaram uma nova tecnologia de materiais cerâmicos chamada
KilnGard-600SCW que é simples de instalar, fácil de inspecionar e tem
excelentes características para proteção contra a corrosão e contra a abrasão.
Muitos fornos de
cimento no México, Colômbia, Brasil, Filipinas, Honduras e Guatemala foram
protegidos com este novo revestimento cerâmico, além de vários outros projetos
em curso, incluindo um forno na Malásia e um projeto de reaplicação numa mesma
região de um forno no México.
Considerando o
investimento global para um novo forno, esta é uma solução muito rentável para
adicionar mais anos à sua vida útil. A Figura 2 mostra o interior de um forno
de cimento depois de remover o refratário. Após 6 anos de operação, a espessura
do casco em algumas áreas saiu de 30 mm originais para 19 mm atuais.
Figura 2. Vista de
perto de uma área corroída de casco de formo de cimento.
Corrosão sob o refratário
Um forno de cimento rotativo tem um ambiente muito diversificado no
interior, basicamente é um reator químico complexo com várias zonas de
temperatura e composições. Adicionalmente, a composição de matérias-primas, o
tipo de combustível utilizado e as condições de operação irão influenciar a
corrosão que ocorre num forno rotativo de cimento.
De todas as variáveis de interesse, a composição química da farinha
crua utilizada e especificamente seus teores de cloreto e enxofre e o tipo de
combustíveis alternativos utilizados no forno são provavelmente as duas mais
importantes em termos de sua contribuição à corrosão que irá ocorrer dentro do
forno. Os cloretos e o enxofre vêm principalmente do combustível, mas em
algumas plantas também podem estar presentes no calcário ou no ar de combustão.
Os vapores de óxidos de enxofre e cloretos podem vazar através de
rachaduras no refratário, atingir a face interna do casco e produzir
condensados ácidos que podem ser muito agressivos. A Figura 3 mostra um
grande pedaço de ferrugem com 3 a 4 mm de espessura.
Figura 3. Amostra de
ferrugem do forno após 12 meses de operação.
Uma fábrica de cimento no México passou pela experiência de evidenciar
corrosão severa do casco por debaixo do refratário. Eles tiveram que substituir
uma seção de 20 metros de comprimento de um dos fornos devido à espessura
reduzida. Houve uma correlação com o aumento no uso de combustíveis
alternativos. Tipicamente aço corroído delamina em camadas grossas que são
fortemente magnéticas; isso geralmente corresponde ao tipo Fe3O4
de óxido de ferro.
Esta foi uma boa oportunidade para instalar o novo material nanocerâmico
desenvolvido pela 3L&T – KilnGard-600SCW - para prolongar a vida útil da
virola do forno. Este material é aplicado por pulverização sobre a superfície
de aço jateada, numa espessura recomendada de 0,5 mm. Após secagem à
temperatura ambiente durante cerca de 12 horas, os tijolos podem ser instalados
como habitualmente. Este revestimento cerâmico atinge suas máximas propriedades
físicas e químicas após o aquecimento do forno durante o processo de startup. A figura 4 ilustra
mostra o processo da aplicação por pulverização do revestimento.
Figura
4. Aplicação do KilnGard-600SCW.
Uma outra fábrica
de cimento nas Filipinas também fez várias aplicações de KilnGard-600SCW com
base nos bons resultados obtidos. Após cada remoção de refratário, várias áreas
revestidas sofrem algum dano mecânico e necessitam de algum reparo. A Figura 5
mostra a inspeção visual de uma seção de forno que foi protegida um ano antes,
não há perda de espessura de casco.
Figura 5. Casco de
forno protegido
depois de 13 meses
de operação
Uma boa maneira de confirmar a proteção contra a corrosão do
revestimento do forno é medindo a espessura do metal ao longo do forno. A
distância recomendada para o monitoramento é de metro em metro. Os pontos medidos
inicialmente devem ser marcados de modo que as medidas de seguimento sejam
feitas no mesmo local. A Figura 6 ilustra os resultados destas medições para um
forno protegido com KilnGard-600SCW, a espessura da virola é praticamente a
mesma após 12 meses em serviço.
Figura 6. Monitoramento
de espessura de um casco de forno protegido com KilnGard-600SCW.
Conclusões
A corrosão é um problema adicional relativamente novo
nas fábricas de cimento, quando isso acontece pode ser muito caro. Há muitos
componentes diferentes que interferem no processo de corrosão e é uma batalha
difícil mantê-lo sob controle. Várias plantas usaram revestimentos e tintas que
não forneceram proteção adequada.
Em muitos fornos de plantas de cimento, a corrosão dos
cascos tem sido mais agressiva nos últimos anos. Isto é devido a uma combinação
de fatores, principalmente mais enxofre e cloretos nos gases.
Esta crescente necessidade de mercado levou a 3L&T
a desenvolver um novo material cerâmico que tem demonstrado ser eficaz em
condições severas de temperatura, abrasão e ataque químico. Este novo
revestimento cerâmico, KilnGard-600SCW, pode ser aplicado durante a parada do
forno, o refratário novo é instalado em cima dele e é curado no lugar durante o
início normal da operação.
As aplicações de KilnGard-600SCW descritas neste
artigo são apenas o começo.Um engenheiro experiente nos disse há alguns anos
que "há um monte de corrosão lá fora". Nós nos sentimos orgulhosos de
sermos capazes de fornecer uma solução.
Nenhum comentário:
Postar um comentário