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By João Paulo Calixto da Silva

Os modos de desgaste de um material podem sofrer transições decorrentes de alterações nas condições do tribossistema. Para o estudo e análise dos fenômenos associados às eventuais mudanças, a técnica de micro-abrasão do tipo esfera livre é reconhecidamente uma boa escolha. No presente trabalho, para o aço inoxidável austenítico AISI 316L, fez-se um estudo do comportamento da taxa de desgaste, bem como do mecanismo de desgaste em função da carga de ensaio, tipo de abrasivo (SiO2 ou SiC), dureza do material (modificada pela sua nitretação) e concentração de abrasivo. O desgaste por deslizamento predomina quando a lama abrasiva é constituída de SiO2, enquanto o rolamento passa a prevalecer com a troca do abrasivo para o SiC. Verificou-se que em nenhum dos dois casos ocorreu transição de mecanismos após variações nas condições de ensaio. Por outro lado, o coeficiente de desgaste do material aumenta com a carga de ensaio, substituição do SiO2 pelo SiC e tende a cair com a nitretação (aumento de dureza) do aço e com a concentração de abrasivo. O aumento simultâneo da carga de ensaio e da concentração de sílica na lama diminui significativamente a taxa de desgaste, encurtando o período de "running-in".

Aug 7, 2018

By Fabio Da Costa Garcia Filho

Durante os processos de beneficiamento de alumina, no processo Bayer, é gerado um resíduo insolúvel denominado lama vermelha. A incorporação de resíduos industriais em cerâmica vem sendo utilizada atualmente na busca de matérias-primas alternativas, e também buscando uma destinação ambientalmente correta aos resíduos que poluem. O objetivo deste trabalho foi utilizar planejamento experimental para estudar a absorção de água em cerâmica incorporada com lama vermelha. Foram tomados pontos experimentais, cujos teores dos materiais utilizados variaram de 0 a 100%, e as formulações queimadas a 950°C. A argila verde e as misturas contendo maiores percentuais da mesma apresentaram menores valores de absorção de água e retração linear de queima. O modelo matemático que mais se ajustou foi o cúbico especial. Os resultados obtidos no planejamento de misturas mostram que para as três regiões experimentais propostas, o modelo cúbico especial foi o que mais se ajustou aos resultados reais, e que este é estatisticamente o melhor modelo matemático e deve ser usado para avaliar a absorção de água.

Oct 30, 2017

By Dário Freire Arrais

Atualmente, há uma grande preocupação em criar materiais cada vez mais sustentáveis, dentro desse contexto, encontra-se, o compósito de matriz polimérica adicionado de fibra natural. Dentro dessa classe de fibras, uma das mais utilizadas é a fibra de bambu, a qual apresenta um grande desafio devido a dificuldade para a sua obtenção ultrapassando o comprimento crítico de utilização, que é em média 200 mm. Fibras com essa dimensão são consideradas longas, sendo utilizadas principalmente para a confecção de compósitos como carga de reforço dentro da matriz. Logo, é de fundamental importância determinar métodos simples de obtenção das fibras para se obter melhores resultados diante da finalidade do compósito. Esse trabalho visa apresentar de forma clara processos mecânicos e químicos para se obter fibras de bambu curtas, particuladas e longas, apresentando o seu potencial mecânico através de ensaios mecânicos. Ao realizar ensaios químicos e mecânicos, os procedimentos que apresentaram melhores resultados em relação a fibra ensaiada natural foram a mercerização a 5% de NaOH em solução aquosa e acetilação por uma hora a 100ºC.

Aug 16, 2017

By Bruno Vidal de Almeida

A campanha dos refratários à base de carbono aplicados como revestimento de trabalho de diversos equipamentos siderúrgicos depende da soma de diversos fatores como resistência à corrosão, resistência à oxidação do carbono, estabilidade termomecânica, entre outros. Durante a etapa de aquecimento inicial de revestimentos refratários novos ocorre a oxidação prematura do carbono presente no revestimento refratário, reduzindo a vida útil do revestimento precocemente. Para reduzir a oxidação precoce do carbono foi desenvolvido um novo coating cerâmico que atua como uma eficiente barreira física, reduzindo o contato do oxigênio da atmosfera de aquecimento com o carbono presente no refratário. O coating desenvolvido possui uma fase ligante com pega química ativada termicamente e possui como carga refratária um composto sílico-aluminoso com elevada estabilidade térmica. Os resultados laboratoriais de avaliação de desempenho revelaram que com a aplicação do novo coating desenvolvido reduz-se a oxidação prematura do carbono em até 77% e elevase a vida útil do revestimento em alguns casos em até 15%. O coating desenvolvido revelou possuir excelente desempenho quanto a proteção do refratário MgO-C contra a oxidação do carbono que ocorre durante a etapa de aquecimento de equipamentos com refratários novos, comprovando sua aplicabilidade em diversos equipamentos siderúrgicos que possuem revestimentos refratários à base de carbono.

Aug 17, 2017

By Marcos Meyer Machado

O presente trabalho compreende um estudo sobre os processos de moagem e tratamento térmico de pelotas no que tange as implicações microestruturais de minério de ferro no controle operacional e redução de consumos de energias térmica e elétrica de uma planta de pelotização. As características físicas, microestruturais e mineralógicas foram determinadas para os produtos de minério de ferro, para matriz de experimentos (misturas) e para as pelotas tratadas com auxílio de um microscópio óptico, um eletrônico e um EBSD. Os resultados permitiram confirmar a relação entre as composições morfológicas com a elevação de produção da moagem (14,1%) e redução do consumo de energia elétrica (12,0%). O controle do perfil térmico de endurecimento foi relacionado com as condições de sinterização (grau de maturação) das pelotas submetidas e as fases microestruturais identificadas. Foi evidenciada relação inversa entre o teor de magnetita na mistura com o consumo de energia térmica. Os resultados de resistência à compressão também sugerem uma relação inversa com os teores de fayalita e magnetita não oxidada, porosidade e grau de maturação. Adicionalmente, os resultados proporcionaram ajustes industriais que confirmaram essa relação com a redução da energia térmica aplicada para produção (10,7%).

Oct 30, 2017

By Rodrigo de Oliveira Pezzin

Devido ao fato que a exigência por menores teores de enxofre em alguns tipos de aços, torna-se interessante investigar a eficiência na dessulfuração dos materiais já conhecidos com matérias primas alternativas. Duas dessas novas matérias primas que podem ser utilizadas no processo de dessulfuração são o resíduo de mármore e a sodalita. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de dessulfuração em ferro-gusa por misturas contendo resíduo de mármore, sodalita e agentes dessulfurantes convencionalmente utilizados. Os testes foram realizados a 1400°C, em uma atmosfera inerte (Ar) com agitação constante. Os testes experimentais mostraram que 50 a 90% da dessulfuração ocorreu em até 15 minutos. As misturas contendo fluorita foram os que apresentaram maior eficiência de dessulfuração. A adição de sodalita ocasionou uma queda na eficiência de dessulfuração.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Seara Martins

Foram realizados testes industriais com cerca de uma tonelada de pó fluxante com teor de flúor da ordem de 1,0%, denominado ultrabaixo teor de flúor (UBF). O testes foram realizados em 29 corridas de aços com baixo teor de carbono acalmados ao alumínio (AA BC) na Aciaria 2 da Usiminas em Ipatinga. Ao longo do processamento industrial, os dados operacionais foram analisados, coletadas amostras para avaliação das propriedades físico-químicas da escória líquida e as válvulas submersas foram separadas para medir a taxa de desgaste. Tanto as caracterizações realizadas quanto o desempenho industrial evidenciaram que as propriedades relativas à taxa de fusão, lubrificação e cristalização estão de acordo com as necessidades operacionais para a produção de aços AA BC. Por fim, os resultados de desgaste da válvula submersa mostram um ganho significativo com o uso do pó fluxante UBF. A taxa média de desgaste foi aproximadamente 40% inferior à obtida com o uso do pó fluxante comercial (teor de flúor na ordem de 7,5%).

Aug 17, 2017

By Maria Cristina Adami Gatti

Este trabalho tem por objetivo aplicar o conceito teórico e experimental fornecido pela mecânica da fratura dependente do tempo, para avaliar por meio do parâmetro de fratura C* suscetibilidade do aço ASTM A297 Gr HP-Nb, para resistir à propagação de trincas por fluência. Este aço é utilizado na fabricação de colunas de suporte de tubos radiantes de Unidades de Coqueamento Retardado, que operam por longos períodos de tempo em temperaturas elevadas. Os ensaios de fluência convencional e de propagação de trinca por fluência foram realizados na temperatura de 927°C, de acordo com as recomendações das normas ASTM E139-11 e ASTM E1457-13. Dos resultados das curvas de fluência obtida para diferentes valores de tensões aplicadas foram determinadas as constantes, A e n, da relação de Norton. Com os resultados obtidos da taxa de propagação de trinca por fluência, da/dt, em função do parâmetro C*, foi possível ser modelada a equação da/dt = 1,1x10-3(C*)0,78. A morfologia da fratura observada na região de crescimento de trinca por fluência no estado estacionário apresentou modo de propagação interdentrítica, típica de aços com estrutura austenítica bruta de fusão.

Aug 8, 2018

By Diogo de Oliveira Azevedo

No presente trabalho, processos de conformação a frio e recozimento foram aplicados à liga de magnésio ZK60A (Mg-6%Zn-1%Zr) com o objetivo de determinar a cinética dos fenômenos de recuperação e recristalização para permitir o refino de grão. Para tanto, foi desenvolvida uma série de matrizes de conformação para a trefilação incremental de barras circulares da liga ZK60A inicialmente recebida no estado envelhecido (T5), resultando em reduções de 7,8%, 15,4%, 22,6% e 29,4%. Após cada passe de trefilação, as propriedades mecânicas do material foram determinadas. O estudo do recozimento foi realizado em amostras com o máximo encruamento a temperaturas de 400°C, 350°C, 300°C, 250°C, 200°C e 150°C. Pela metodologia aplicada, foi possível avaliar a cinética do processo de recristalização da liga ZK60A e determinar a sua energia de ativação.

Aug 8, 2018

By Victor Freire de Oliveira

A exaustão das reservas mundiais de minérios de ferro de qualidade, bem como o progressivo avanço das legislações ambientais, são tendências que têm motivado pesquisas acerca do uso de resíduos ricos em ferro e carbono para a fabricação de sínter metalúrgico para uso em alto-forno. Para tal, é necessário que se verifique o comportamento desses materiais nas condições termodinâmicas e cinéticas do processo de sinterização, bem como o seu efeito sobre a qualidade do sínter e sobre os parâmetros de processo da sinterização. Com esse objetivo, em uma primeira etapa do presente projeto de pesquisa, misturas representativas da prática operacional das usinas brasileiras, bem como misturas visando à maximização da reciclagem de resíduos foram testadas em laboratório em condições próximas às da sinterização. Os resultados de análises químicas e mineralógicas obtidos experimentalmente foram comparados com predições termodinâmicas de um modelo de equilíbrio multicomponente, havendo concordância satisfatória.

Oct 30, 2017

By Jorge Luís Coleti

A siderurgia mundial vive um momento de excesso de oferta, com isso as empresas necessitam reduzir custos por meio da melhora de processos e/ou através da substituição por matérias primas alternativas às convencionalmente utilizadas. Este trabalho trata justamente deste tópico e busca substituir a fluorita por outra fonte de fluxante, neste caso, o óxido de boro. Neste trabalho o óxido de boro foi adicionado a escórias sintéticas num banho de aço à 1600°C. Foram realizados testes com proporções de 3%, 5% e 7% de óxido de boro na composição das escórias. A fusão foi realizada em atmosfera inerte de argônio em um forno de resistência de dissiliceto de molibdênio. Amostras de aço foram removidas periodicamente a cada 5 minutos até os 25 minutos de experimento. Estas amostras foram analisadas em um espectrômetro de infravermelho. Os resultados indicam a viabilidade técnica para a aplicação do óxido de boro como substituinte da fluorita.

Aug 17, 2017

By Pedro Cunha Alves

A cada ano a demanda por aços limpos aumenta, tornando o controle de inclusões cada vez mais importante. Durante o refino secundário de aços, ocorrem a eliminação de impurezas, ajuste da composição química e ajuste da temperatura do aço líquido. A remoção de inclusões não-metálicas geralmente ocorre nessa etapa, sendo realizada pela escória. Neste trabalho, foi definido um planejamento de experimentos para que numa segunda etapa, os conhecimentos obtidos possam ser comparados e transferidos para a prática industrial. Inicialmente, foi feita uma revisão da literatura sobre experimentos realizados em fornos de laboratório com amostras de aços e escórias focados na remoção de inclusões. Depois de analisados diferentes arranjos experimentais propostos, alguns trabalhos selecionados foram analisados com respeito às inclusões e às escórias presentes. Finalmente, no planejamento proposto, definiu-se que os experimentos serão realizados em forno resistivo com passagem de argônio. As amostras serão fundidas em cadinhos de MgO na temperatura de 1600ºC e, após 90 minutos nesta temperatura, as mesmas serão resfriadas em água. Alguns parâmetros que poderão ser estudados são a população de inclusões, viscosidade efetiva da escória, teor de oxigênio total e composição de inclusões ao longo do tempo.

Oct 30, 2017

By Orlando Guerreiro Meira

A utilização de revestimentos com aços inoxidáveis superausteníticos em substituição às ligas a base de níquel na indústria de óleo e gás pode ser uma alternativa interessante, uma vez que é possível a manutenção de bom desempenho e corrosão com um menor custo. O presente trabalha avalia as propriedades mecânicas e microestruturais de revestimentos depositados com a liga AISI 904L sobre o aço carbono ASTM A 516 pelo processo eletroescória, tanto na condição de como soldado quanto após tratamento térmico de alívio de tensões. Após a soldagem, foram realizados ensaios mecânicos e metalográficos para verificar o efeito do ciclo térmico de soldagem nas propriedades do revestimento. O ensaio de dobramento não mostrou indicação de defeitos, sendo considerado aprovado. Os ensaios de microdureza apresentaram valores inferiores a 300HV0.5, em decorrência da microestrutura austenítica com baixo percentual de fases secundárias no metal de solda e de bainita na ZTA. O tratamento térmico de alívio de tensões não provocou mudanças significativas nas propriedades do revestimento

Aug 17, 2017

By Ricardo dos Santos Oliveira

Este trabalho foi realizado a partir da identificação do problema da alta geração de resíduos cafeeiros e de emissão de gases poluentes pelas indústrias siderúrgicas. Ao analisar as emissões nacionais de sistemas de energia, observou-se que o segmento da indústria de aço tem uma importante participação devido ao alto consumo de carvão metalúrgico e coque no balanço energético. O projeto teve como objetivo utilizar duas biomassas, a casca de café e o carvão vegetal, como uma fonte de energia no processo de redução do minério de ferro, através da injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos. O cafeeiro e a planta de eucalipto são fontes renováveis, ao contrário do carvão mineral, e através da fotossíntese capturam o gás CO2 da atmosfera, reduzindo parte da poluição causada pelos altos-fornos à coque. Para simular a possibilidade de injetar as biomassas estudadas, um simulador de injeção de materiais pulverizados foi utilizado. Foram utilizadas, também, técnicas para caracterizar os materiais, como classificação granulométrica, combustão, calorimetria, análise de gás, superfície específica, microscópica e química. Através do estudo, esta pesquisa mostra que a casca de café pode ser injetada em altos-fornos substituindo parcialmente a moinha de carvão vegetal.

Aug 17, 2017

By Renato Affonso de Lima

As colunas utilizadas para a produção de hidrogênio em fornos de reforma a vapor são submetidas a temperaturas da ordem de 900°C. Dessa forma, os aços inoxidáveis austeníticos da classe HPNb se mostram adequados, devido ao endurecimento por precipitação de carbetos de cromo e de nióbio. Sob determinadas condições de serviço, os carbetos de nióbio podem se transformar em um siliceto conhecido como fase G. A interface desta fase com a matriz austenítica é citada na literatura como local preferencial para a nucleação de danos de fluência. Sendo assim a quantificação das fases presentes é importante para a avaliação do acúmulo de danos em serviço. Diante disso, a simulação termodinâmica computacional se mostra uma importante ferramenta, para a previsão das fases presentes. Técnicas como a analise quantitativa das fases presentes por meio de imagens são consolidadas, porém demandam amostras devidamente preparadas e um alto custo de equipamentos na execução destas análises. Isto posto, o objetivo do trabalho é comparar as simulações termodinâmicas computacionais com o resultado obtido por meio de análise quantitativa de imagens geradas por microscópio eletrônico de varredura.

Oct 30, 2017

By Henrique Dias Gatti Turrer

O projeto Minas-Rio da Anglo American iniciou suas operações em agosto de 2014 e tem capacidade para produção de 26,5 milhões de toneladas naturais por ano de pellet feed. O sistema contempla a exploração e concentração da jazida localizada no município de Conceição do Mato Dentro (MG), bombeamento do concentrado por 529 km até o município de São João da Barra (RJ), onde ocorrem a filtragem, estocagem e embarque do produto final através de navios. Desde a concepção do projeto até os dias de hoje, diversos estudos foram realizados objetivando-se entender o comportamento das diferentes litologias de minérios nas etapas de processamento mineral. Desses, os mais relevantes focaram nas duas principais litologias do depósito: o itabirito resultante da intemperização da matriz (IF) e o próprio saprólito (IT). Os principais pontos de investigação foram o comportamento dos mesmos perante as etapas de cominuição e concentração. O objetivo desse trabalho é apresentar uma revisão bibliográfica das diversas comparações de desempenho perante a cominuição dessas duas litologias. Além disso, são apresentados e discutidos resultados inéditos do desempenho na flotação quando concentrado separadamente ou como uma mistura. Os resultados disponíveis na literatura mostram que, ao contrário do que se imagina, o itabirito natural não apresenta consumo energético significativamente maior nas etapas de cominuição. Os testes de flotação, por sua vez, mostraram que o desempenho é diferenciado, em função do grau de liberação dos mesmos.

Aug 16, 2017

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

São crescentes as exigências por confiabilidade nos processos siderúrgicos. Nesse contexto, a Usiminas tem direcionado esforços em suas aciarias na busca da melhoria contínua dos processos garantindo a maior estabilidade operacional. O lingotamento contínuo é responsável pela solidificação controlada do aço líquido. A solidificação inicia-se no molde pela formação de uma pele que sustenta o núcleo líquido ao longo da máquina. O rompimento dessa pele representa um dos maiores problemas no processo de lingotamento contínuo por vazar o aço líquido no interior do veio e atingir as partes eletromecânicas da máquina. Essa ocorrência oferece risco de dano às pessoas, promove a interrupção do lingotamento no veio, sucateamento de produtos e indisponibilidade momentânea do equipamento. Visando reduzir a frequência de rompimentos, a Usiminas repotencializou o sistema de exaustão de vapor, adequou o sistema de detecção de rompimento de pele e criou uma equipe multidisciplinar para análise de cada evento. Essas ações reduziram significativamente a frequência dos rompimentos de pele na Aciaria 2 da Usina de Ipatinga, a ponto de registrar 539 dias sem esse evento.

Aug 17, 2017

By Saul Hissaci de Souza

A liga de alumínio AA 7075 recebida no estado T6 (conformada e envelhecida artificialmente) sofreu tratamento térmico a 300°C com o objetivo de causar o engrossamento das partículas de MgZn2, intermetálico responsável pelo endurecimento do material. As amostras foram então deformadas 45% em redução de espessura por laminação e recozidas isotermicamente a 200°C e a 250°C por tempos variados para estudar a cinética de amolecimento por meio de medidas de dureza Vickers. Os resultados indicam que a cinética de amolecimento em ambas as temperaturas de recozimento aproxima-se do comportamento previsto pelo modelo Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) com boa concordância (coeficientes de correlação de 0,9725 e 0,9140 a 200°C e a 250°C, respectivamente), ainda que as micrografias ópticas da amostra recozida a 300°C por 4 horas não evidenciem a ocorrência de recristalização.

Oct 30, 2017

By Sergio Trindade

O elevado consumo de energia elétrica no processo de fabricação de ligas de manganês, associado a uma baixa disponibilidade deste recurso no Brasil, justifica a busca por processos mais eficientes que promovam o aumento da competitividade e sustentabilidade do negócio. O presente trabalho teve como objetivo quantificar o consumo de energia elétrica, na produção de ligas de manganês, em função da composição mineralógica da carga de alimentação no forno elétrico a arco. A metodologia adotada consistiu de quatro etapas básicas: revisão bibliográfica da caracterização mineralógica e química dos minérios de manganês utilizados no processo, levantamento do histórico de produção em função do consumo de energia e proporção de minérios na carga metálica de alimentação do reator, tratamento e discussão dos dados e, por último, elaboração do artigo. Os resultados permitiram identificar uma ordem a priorizar na alimentação dos minérios com melhores performance de processo. Os minérios são, na ordem do melhor para o pior, minério de manganês de Carajás (Azul), minério de manganês de Urucum e o minério de manganês Sílico Carbonatado (Morro da Mina).

Aug 17, 2017

By Diego Pacheco Wermuth

O presente trabalho apresenta os resultados do estudo e aproveitamento de cinzas leves da queima de carvão mineral em termelétrica, como reforço para o Compósito de Matriz Metálica de cobre. Foram estudados diferentes percentuais de cinzas leves como reforço para o cobre, sendo misturados estes pós através de misturador “duplo v”, compactando os pós em diferentes pressões e sinterizando os corpos de prova obtidos pela compactação. A amostra sinterizada que apresentou a maior dureza entre todos os corpos de prova sinterizados, atingindo 89 HV, foi utilizada como base para a formulação e obtenção de novos corpos de prova, que foram estudados sob condições de moagem dos pós por moinho de bolas e moagem de alta energia. A fabricação do compósito seguiu os padrões industriais do processo de Metalurgia do Pó, como a mistura e moagem dos pós, compactação dos pós e sinterização em atmosfera controlada. Foi realizado o estudo das propriedades mecânicas do compósito formado por cobre e cinzas leves, que comprovou o aumento da dureza para 122 HV. Este trabalho proporciona uma nova aplicação para as cinzas leves, utilizando estes resíduos de usinas termoelétricas como matéria prima para reforço mecânico na composição de peças à base de cobre na indústria metalúrgica.

Aug 17, 2017