Autor: Engenharia Civil &amp; Elétrica | Publicado: 2011-01-31T08:30:00-03:00

Escória de Aciaria

Rodrigo Filev &nbsp; Bolsista FAPESP &nbsp;- &nbsp;Estudante de Engenharia Civil - EPUSP

Caracterização do materialA escória de aciaria é um subproduto da produção do aço. Este material é portanto resultado da agregação de diversos elementos que não interessam estar presentes no material aço. Tem como características marcantes ser composta de muitos óxidos, como CaO e MgO e ser expansível, devido às reações químicas desses óxidos. As limitações encontradas no material são basicamente: heterogeneidade; alto teor de cal livre e a ausência de atividade hidráulica.
Composição Química
As escórias de aciaria são compostas basicamente por óxidos básicos. A composição química da escória é função da matéria prima, a tecnologia de produção do aço e até mesmo o revestimento do alto forno. As tecnologias de produção de aço mais difundidas são escória LD e a produzida por fornos de arco elétrico (HEA). A composição destas duas escórias é mostrada na tabela abaixo:
Tabela 1&nbsp;- Comparação das escórias produzidas por vários tipos de fornos


Tipo

Composição (%)


SiO2

CaO

Al2O3

FeT

MgO

S

MnO

TiO2


Escória de convertedor (LD)

13.8

44.3

B1.5

17.5

6.4

0.07

5.3

1.5


Escória deForno elétrico

Esc. Oxidada

19.0

38.0

7.0

15.2

6.0

0.38

6.0

0.7


Esc. Reduzida

27.0

51.0

9.0

1.5

7.0

0.50

1.0

0.7


Classificação ambiental
Não disponívelApresentação do material
A escória de aciaria apresenta seus componentes em vários estados diferentes. Por exemplo, podemos encontrar óxido de magnésio de três formas: estado combinado, estado livre e solução sólida. Geralmente encontramos solução sólida de MgO-FeO-MnO pequenas porções de CaO em solução sólida. Encontramos também periclase, wustita e óxido de manganês em sistemas cristalinos regulares.
Origem
A escória de aciaria tem sua formação nos processos de oxidação do aço. Este processo elimina carbono e fósforo, por exemplo, que entram na composição da escória, juntamente com fundente (CaO). O atual uso visa a produção de clínquer Portland , na construção de bases para pavimentos e uso como agregado.LocalizaçãoGeralmente encontramos escória de aciaria próximo à grandes indústrias siderúrgicas, formando "montanhas" de material, que é deixado ao ambiente. Com o contato direto de intempéries, a escória expande.EstatísticasA produção brasileira de aço bruto por processo de aciaria e lingotamento foi de 25,3698 milhões de toneladas no ano de 1994. Em 1996 manteve-se praticamente a mesma produção. A cada tonelada de aço produzido, gera-se de 70 a 170 kg de escória. No caso de fornos de arco elétrico produz-se em média 130 kg de escória/ton.. Por esta média, gera-se aproximadamente 59.000 toneladas por ano de escória de forno de arco elétrico. Considerando a mesma produção média de escória de 130 kg, produz-se no Brasil um total de 3,298 milhões de toneladas de escória de aciaria por ano.ReciclagemA reciclagem de escória de aciaria tem grande interesse na construção civil, pois, pode ser usada na produção de cimento, como substituto parcial de clínquer Portland. Usa-se também a escória como base para pavimentos e como agregados. O problema da escória resulta na expansibilidade de seus óxidos, o que limita seu uso. É por esta razão que muita pesquisa é feita para controlar a expansibilidade.Produção de Cimento PortlandA escória de aciaria é quimicamente parecida com o clínquer Portland, pois contém uma quantidade considerável de silicato dicálcico e por vezes silicato tricálcico. (GEORGE &amp; SORRENTINO, 1980). A substituição parcial do calcário por escória de aciaria tem como vantagens uma economia de energia devido à redução do calor de formação do clínquer e a diminuição da formação de gases, especialmente o CO2, nocivo à atmosfera (SERSALE et al, 1986).Processos de Produção da escória (para uso em outras áreas)GEORGE &amp; SORRENTINO (1980) propuseram alterar o processo de produção do aço de maneira a produzir escórias com características mais apropriadas para o uso em cimento Portland através de uma mistura chamada CAMFLUX, produzindo uma escória com pouca cal livre, controlando assim a expansibilidade e melhorando a hidraulicidade da escória. Existem outros tratamentos que podem ser muito diferentes deste, mas sempre visam os mesmos objetivos, ou seja, controlar a quantidade de óxidos na escória com o intuito de diminuir ou até eliminar a expansibilidade do material. Isto é necessário, pois, a expansibilidade impede o uso da escória de aciaria na maioria das aplicações em engenharia civil.Uso em PavimentosO emprego da escória de aciaria , de escória de alto-forno resfriada lentamente ou mistura dos dois tipos de escórias como agregado em concreto asfáltico a quente já é normalizado no Japão (JIS A 5015, 1992) desde 1979. Esta prevê a produção de escórias para pavimentação através de diferentes formas de estabilização e com diferentes granulometrias, para empregos em leito superior, leito inferior de estradas, asfaltos misturados a quente etc Esta norma prevê que se a expansibilidade da escória for inferior a 2,5%, não existe perda na resistência do pavimento. O DNER desenvolveu normalização específica para o emprego no Brasil.&nbsp;&nbsp; No Brasil é comum o seu emprego cascalho para melhorar as condições de tráfego em vias não pavimentadas.
Uso Como Agregado em concretosNos trabalhos lidos e pesquisados praticamente não se fala em usar escória como agregado, pelo menos não sozinha, pois, esta tem um problema de desintegração (ela tende a desintegrar-se com o tempo de uso, devido aos esforços a compressão). Um uso da escória é como substituta parcial de cal livre para agregado, aproveitando a alta resistência a compressão e durabilidade à abrasão provenientes da escória. Existem limitações do uso como agregado, como se o concreto ficar sujeito ao fogo ou o calor intenso a escória tende a desintegrar-se, comprometendo o concreto.
Maiores informaçõesSERSALE, R.; AMICARELLI, V.; FRIGIONE, G.; UBBRIACO, P.;&nbsp;"A Study on the Utilization of an Italian Steel Slag".&nbsp;CONGRESSO INTERNACIONAL DE QUÍMICA DO CIMENTO, 8. Rio de Janeiro. 1986. Comunications Theme 1 v. II. p. 194 – 198.
GEORGE, C. M.; SORRENTINO, F. P.;"Valorization of basic oxygen steel slags".&nbsp;In:&nbsp;INTERNATIONAL CONGRESS ON THE CHEMISTRY OF CEMENT, 7. Paris, 1980. Anais. v. II, theme III, p. 46-50.