A interação entre a universidade e o setor produtivo é essencial para o desenvolvimento do país. Neste sentido, um exemplo de sucesso é a parceria entre a Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) e a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), por meio do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC). São 41 projetos de pesquisa de novas tecnologias visando a melhoria da produtividade e da qualidade dos produtos, que resultaram em ganhos de US$ 85 milhões à empresa, de acordo com o Prof. Dr. Elson Longo, diretor do LEC, laboratório que integra o Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC), um dos centros de excelência (CEPIDs) criados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).
Além da obtenção de novos refratários para a indústria, por meio das mais modernas técnicas para Pesquisa & Desenvolvimento, tais atividades tem resultado em novas metodologias de caracterização de produtos e processos, bem como na formação de recursos humanos atualizados e melhores qualificados para o mercado de trabalho. "Essa parceria iniciada em 1989 mostra claramente que a interação universidade e indústria pode tornar o setor produtivo nacional mais competitivo e possibilita a exportação de produtos com grande valor agregado", disse o professor Elson Longo.
Publicamos a seguir alguns exemplos de projetos de pesquisa desenvolvidos em parceria entre o LIEC da UFSCar e a Companhia Siderúrgica Nacional:
QUEIMADOR CERÂMICO
O queimador cerâmico é o equipamento que realiza o aquecimento do alto forno. Este equipamento é vital para o funcionamento de uma usina siderúrgica. Em 1989 a CSN solicitou uma consultoria à Nipon Stell, empresa japonesa que diagnosticou que o queimador cerâmico deveria ser totalmente reformado. Esta reforma duraria um período de 6 meses, e paralisaria por esse período todas as atividades da CSN.
Em vista desse impasse a CSN contatou o LIEC que discordou dos consultores japoneses e em seguida mostrou tecnicamente que havia uma forte corrosão no queimador cerâmico. Após dois dias de discussão concluiu-se que a solução seria filtrar os gases que são aquecidos pelo queimador. A solução apresentada pelo LIEC foi implementada e permitiu atingir numa primeira fase uma sobrevida do queimador de três anos, e numa segunda fase expandiu o período de sobrevida para mais 4 anos.
CANAL DE CORRIDA
Definição de novos refratários para canais de corrida com elevada resistência ao desgaste mecânico e resistência à corrosão na interface gusa/escória. Aliado a isso, devendo satisfazer a necessidade de elevada resistência ao choque térmico e facilidade de instalação.
ALGARAVIZ
Estudos realizados sobre a falha do algaraviz (janela de segurança) do alto forno sinalizaram a necessidade da instalação de um revestimento com maior capacidade de isolamento, visando reduzir a sobrecarga térmica sobre a carcaça metálica. Aliada à característica de baixa condutividade térmica desejada, os concretos refratários destinados ao revestimento dos algaravizes do alto forno devem apresentar uma elevada resistência à abrasão pelos sólidos em suspensão no ar quente soprado dos regeneradores.
O objetivo deste trabalho foi selecionar concretos refratários de elevada resistência à abrasão e baixa condutividade térmica para o revestimento dos algarávizes do alto forno. Concluiu-se que dentre diversos opções comerciais seria o desenvolvimento de uma formulação que concilia-se: baixa condutividade térmica e elevada resistência à erosão.
CADINHO
O alto forno situa-se numa das primeiras etapas do processo siderúrgico, tendo como função principal a produção do ferro gusa, através da redução do óxido de ferro. Particularmente no caso de usinas integradas, o alto fomo é um equipamento de vital importância ao processo produtivo, tendo sérios reflexos no desempenho da empresa como um todo. É consenso mundial que o desgaste do revestimento refratário do cadinho é o principal motivo de encerramento da campanha dos altos fornos. O desgaste das regiões das ventaneiras à cuba superior é controlado com sucesso, intensificando-se à refrigeração e/ou empregando-se técnicas de manutenção refratária, que exigem pequenas paradas, tais como, injeção de massa e/ou gunitagem manual (a frio) ou robotizada (aquente). Entretanto, o cadinho contém gusa líquido e, portanto, o acesso ao seu interior para repará-lo somente é possível após o apagamento do forno, o que envolve obrigatoriamente longos tempos de parada. Visando a eliminar os inconvenientes apresentados pelas técnicas convencionais de adição de portadores de titânio à carga do alto forno, tais como a elevação do custo de produção, alteração da viscosidade da escória e a elevação do teor de fósforo do gusa, pretende-se desenvolver um novo processo para prevenção do desgaste do revestimento refratário do cadinho, através da deposição química de titânio diretamente aos blocos refratários de carbono, constituindo-se num procedimento muito mais eficiente e econômico. Em adição, o presente trabalho tem também por objetivo caracterizar, através de sondagem do cadinho dos altos fornos 2 e 3 da CSN e, ainda, através de simulações laboratoriais, os possíveis mecanismos de desgaste dos refratários de carbono do cadinho do alto forno.
CARRO TORPEDO
Viabilização da utilização de rejeitos da bauxita na dessulfuração. A pesquisa dos mecanismos de corrosão e desenvolvimento dos revestimentos refratários de carro torpedo possibilitou a viabilização do uso da escória de topo do processo de produção do alumínio (borra de alumínio) como agente desoxidante do processo de dessulfuração do ferro gusa com CaO, proporcionando uma economia final a CSN da ordem de R$5,6 milhões/ano, além de consumir este rejeito largamente produzido na indústria de alumínio, o qual é altamente tóxico para a agricultura.
FURO DE GUSA
O reparo parcial do alto forno 3 envolveu a substituição dos 4 furos de gusa. Para subsidiar as discussões técnicas a respeito do projeto de revestimento (seleção de materiais e montagem), realizou-se uma série de testes laboratoriais comparativos, percebendo-se que: o revestimento dos furos de gusa são substituídos, num curto período de tempo (2 a 5 anos), por uma mistura de massa de tamponamento e escória; analisando-se globalmente os furos de gusa, numa visão de sistema de materiais, com múltiplas funções e diferentes solicitações, não se pode dissociar o seu projeto e a seleção de materiais, do seu efeito sobre o desempenho das massas de tamponamento; em função dos resultados dos testes laboratoriais comparativos e da experiência da CSN, após onze anos de operação do alto forno 3, optou-se pelo o projeto de revestimento dos furos de gusa com refratários silimaníticos.
Notícia
O Imparcial (Presidente Prudente, SP)