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By Júlia Mont’Alverne Martins

A Votorantim Metais processa pós de aciaria elétrica (PAE) e outros resíduos contendo zinco em sua unidade de Juiz de Fora, por meio do processo Waelz. Devido ao alto teor de óxido de cálcio (CaO) nos resíduos processados, a etapa de desalogenação apresenta baixo rendimento de remoção de fluoretos -aproximadamente 20%. O processo de lixiviação sob pressão foi testado para o tratamento de amostras de óxido Waelz (O.W.) da Votorantim Metais com o objetivo de lixiviar os cloretos e fluoretos contidos nesse material. Os parâmetros avaliados foram: temperatura de lixiviação (120°C a 180°C) e razão de carbonato de sódio (Na2CO3) adicionado (100kg/t a 200kg/t óxido Waelz), em um reator piloto com capacidade de 10L. A técnica mostrou-se eficiente para lixiviação de cloretos, com remoção acima de 94,2%. Os resultados para fluoretos obtidos apresentaram variação entre 63,0% e 96,2% de rendimento de lixiviação e uma forte correlação dos resultados com a temperatura. Esse processo mostrou-se eficiente em escala de bancada, apresentando rendimento de extração superior a 90% para a remoção de halogênios em temperaturas acima de 150°C e adição de Na2CO3 de 140 kg/t O.W.

Aug 17, 2017

By Deisi Vieira

Nas aciarias que operam com forno elétrico a arco (FEA) existe o interesse de garantir uma maior estabilidade ao arco elétrico para almejar uma menor distorção no sistema elétrico, consequentemente, uma redução no consumo de energia elétrica. A prática da escória espumante no refino primário do aço líquido melhora consideravelmente a eficiência da transferência de energia do arco elétrico para a carga e promove um menor consumo do refratário, entre outras vantagens. Além disso, a espumação da escória aumenta a estabilidade do arco elétrico, por reduzir o total de distorção harmônica (THD) entre as fases do FEA. No presente trabalho foram coletadas informações de composição química da escória e parâmetros elétricos de 156 corridas de um FEA, de um padrão de carga específico. Com os dados de composição química pode ser determinado o teor de FeO e basicidade da escória espumante que propiciaram uma redução do THD e no consumo de energia elétrica do FEA. Calculou-se o índice de espumação das escórias. O aumento do índice de espumação proporcionou a queda do THD. A redução do THD mostrou uma redução da energia elétrica consumida na etapa de refino do FEA.

Aug 16, 2017

By Eduardo Vitral

The present study focuses in the simulation of pattern formation by ion beam sputtering on a material surface. This process is responsible for the appearance of unexpectedly organized patterns, such as ripples, nanodots and hexagonal arrays of nanoholes. A numerical analysis of preexisting patterns is proposed to investigate surface dynamics, based on a model derived from a Kuramoto-Sivashinsky anisotropic equation, in a two dimensional surface with periodic boundary conditions. While deterministic, its highly nonlinear character gives a rich range of results, making it possible to describe accurately different patterns. A finite-difference semi-implicit splitting scheme is employed on the discretization of the governing equation. Simulations were conducted with realistic coefficients related to physical parameters (anisotropies, beam orientation, diffusion). The study dealt with a random and a monomode 1D structure initial condition in order to understand how the shape and wavelength of the initial pattern evolve with time. Ripples and hexagonal patterns were observed in the results, being physically consistent with the phenomenon. Moreover, the Method of Manufactured Solution has been used as verification of the developed numerical scheme.

Aug 16, 2017

By Roselaine Gonçalves Magalhães

São apresentados e discutidos os aspectos teóricos e práticos relativos às principais propriedades físicas, térmicas e mecânicas de três refratários comerciais de MgO Al2O3 C e Al2O3 MgO C para a zona de metal de panelas de aço. Normalmente, o desgaste do revestimento dessa região é governado pela propagação de trincas, penetração de aço e sucessivo destacamento das camadas superficiais deterioradas. A deformação irreversível na direção circunferencial do revestimento também tem despertado interesse. Os resultados da caracterização laboratorial mostraram que o projeto microestrutural exerceu influência significativa nas propriedades desses refratários. Os principais fatores que concorreram para modificar o desempenho dos tijolos foram a pureza das matérias-primas, a quantidade de antioxidantes metálicos e o comportamento dimensional dos refratários. Os tijolos denominados MAC2 (MgO Al2O3 C) e AMC (Al2O3-MgO-C) apresentaram melhor compromisso entre a variação linear dimensional, resistência ao creep e resistência à propagação de trincas, exibindo, assim, maior potencial para suportar as variáveis de processos e práticas metalúrgicas vigentes na Usiminas.

Oct 30, 2017

By Larissa Fernandes Nunes

O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a temperabilidade de uma liga Fe-Ni-Cr. Amostras do material foram submetidas a temperaturas de encharque de 800ºC e 1100ºC e resfriadas utilizando salmoura e nitrogênio líquido. Para a caracterização do material, foram realizadas análises de EDS, MEV e DRX para se determinar, respectivamente, a composição química das fases, a microestrutura e a transformação de fases que podem ter ocorrido. Os resultados microestruturais não mostraram evidencias de transformação de fase, mas que houve o surgimento de maclas de deformação associadas à ciclagem térmica. No entanto a difração de raios-x para amostras tratadas a 800ºC, com aparentemente segregação intergranular, evidenciou alguma transformação de fase.

Oct 30, 2017

By Johne Jesus Mol Peixoto

Utilizando um modelo físico de um reator RH em escala 1:7,5, simulou-se o processo de injeção de material dessulfurante na câmara de vácuo, buscando evidenciar a influência da vazão de gás e da diferença de densidade entre as fases sobre o tempo de residência e sobre o tamanho das gotas de escória arrastadas pelo metal, parâmetros essenciais para uma estimativa da taxa de dessulfuração. O aumento na densidade do fluido similar ao aço resultou em considerável prolongamento no tempo de residência e diminuição do diâmetro médio das gotas de óleo arrastadas. Para a solução salina (NaCl) como fluido de circulação, observou-se que a redução da vazão de gás aumenta o tempo de residência das partículas de dessulfurante. Tais resultados sugerem que existe uma vazão ótima de gás para alcançar maior eficiência de dessulfuração no RH, isto é, maior tempo de residência do material dessulfurante e arraste de gotas de escória de menor diâmetro.

Oct 30, 2017

By Catia Casagrande

O processo de pelotização foi desenvolvido com a finalidade de aproveitar as partículas finas e ultrafinas geradas nas operações de exploração e tratamento do minério de ferro. Os principais minérios que alimentam as usinas de Pelotização de Tubarão/Vitória/ES são provenientes das minas Brucutu, Fábrica Nova, Alegria, Conceição e Cauê. Os estudos de caracterização mineralógica e testes tecnológicos são realizados para auxiliar o processamento de minérios. Entretanto, alguns minérios possuem grande variabilidade de participação de minerais em sua composição, gerando necessidade de ajustes no processamento dos mesmos. Ter a previsibilidade mineralógica dos minérios é muito importante para atuar no processo com antecedência, realizando ajustes operacionais caso necessário, a fim de ganhar qualidade e reduzir custos. O método de cálculo normativo mineralógico é uma técnica nova que utiliza os resultados de análise química como base para quantificar minerais presentes no minério de ferro. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade da metodologia de cálculo mineralógico normativo por meio de correlação com a microscopia ótica. As amostras analisadas foram pellet feed das minas de Fábrica Nova, Alegria e Brucutu. O estudo mostrou que existem diferenças entre as técnicas, entretanto os resultados foram promissores e satisfatórios.

Aug 17, 2017

By Carlos Eduardo dos Santos, Geraldo Lúcio de Faria, Sidney Nicodemos da Silva, Rogério Felício dos Santos, Darlan Vale Bayão, Emiliana Cristina Marques Arthuso, Ivete Peixoto Pinheiro

Os aços inoxidáveis duplex (AIDs) são ligas metálicas que possuem uma microestrutura bifásica constituída por frações volumétricas aproximadas de ferrita () e austenita (). Esta microestrutura proporciona ao material uma combinação atrativa de propriedades mecânicas e de resistência à corrosão. O desbalanço das frações volumétricas destas fases pode ocorrer quando os AIDs são expostos a temperaturas elevadas, seja durante os processos de produção, soldagem ou até mesmo em condições de serviço e podem provocar alterações indesejadas nas propriedades da liga. Nesse contexto, a utilização de metodologias eficientes que permitam avaliar quantitativamente as frações dessas fases em AIDs é de grande relevância. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar os resultados da aplicação das técnicas de estereologia quantitativa e ferritoscopia para quantificar as frações de  em amostras de um aço duplex UNS S31803 (2205) submetidas a um tratamento térmico de solubilização a 1050°C e diferentes intervalos de tempo de envelhecimento a 850°C. Concluiu-se que o ferritoscópio subestima os valores da fração de , quando comparado com a estereologia quantitativa. Parâmetros como textura, distorções na rede cristalina, geometria da amostra e padrões de calibração exercem influência em sua medição. Sendo assim, a estereologia quantitativa mostrou-se como a técnica mais adequada para a quantificação de fases nos AIDs.

Oct 15, 2019

By Maurilio Pereira Gomes

The aim of this work was to heat treat and characterize sintered valve seat inserts (VSI). The powder metallurgy route was the only way found to substitute cobalt and lead, used in the VSI original alloy, due to their high cost and toxicological effect, respectively. The studied VSI was obtained with AISI M2 high-speed steel powder mixed with iron powder and other additives such as manganese sulphide, graphite, zinc stearate, carbides and copper, which was added by metallic infiltration. All the VSI were air quenched and double tempered, for one hour each, at seven different equidistantly temperatures, ranging from 100 °C up to 700 °C. The physical and mechanical properties were evaluated by means of the VSI apparent density, apparent hardness and crush radial strength. The chemical composition was determined through gas analysis, for the light elements such as carbon and sulfur, and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry for other elements. Microstructural characterization was performed with the support of scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Regarding the VSI final application, the best results were achieved with the inserts air quenched and double tempered at 600 °C.

Oct 30, 2017

By Leonardo Camilo dos Reis, Edmilson Fernandes Dadomi, Claudio Silva de Paulo

In the hot strip mill production, one of the factors that may affect the productivity is the occurrence of failure due to the geometry of the strip at the exit of the rolling mill, because the tip of the strip can turn-down or turn-up. This study had the objective of evaluating the behavior of the strip when leaving the working rolls, through numerical simulation, aiming to know the influences of the main variables that govern the formation of the turn-down. The methodology consisted in performing the computational simulation of the strip mill and to vary the operational and geometric parameters that could influence the process. The results showed that the rolling of hot strips of HSLA material with final thickness varying between of 3 to 6 mm and a reduction of 6.6% to 11.0% in the last stand of a hot strip mill, tends to bend towards the roll with larger diameter, higher friction coefficient , higher temperature and lower limit of material flow. It was observed that the variation in diameter is the main factor that contributes to the formation of the curvature of the front-end of strip. Based on these results, several measures were implemented in the industrial line, with a significant reduction in the occurrence of turn-down.

Oct 2, 2019

By Paul Pugsley

The EMSpec sensor employs the principle of measuring the complex impedance of the target steel over a range of frequencies these impedance values in turn varies with transformation fraction of the steel. A full scale implementation of the Real Time Transformation Monitoring has been installed at a quality large European steel producer to show the benefits of such a system. A total of three EMSpec sensor heads have been installed between the exit Finishing Mill and the Down Coiler on a HSM. For the successful production of Dual Phase, TRIP and TWIP steels increased control of the cooling regime is demanded; the use of surface temperature measurements alone cannot guarantee to achieve the desired mechanical properties. The EMSpec sensor, which is engineered to withstand this harsh environment, in real time directly measures the percentage transformation of the steel in the cooling area, typically in the accelerated water cooling zone. Using the information from the sensors integrated into the mill model enhances the models ability to predict the transformation profile.

Aug 17, 2017

By Francisco de Assis Altera

Os custos com reparos e substituições de peças, que são submetidas a trabalhos que proporcionam desgastes dos mesmos significam elevadíssimos gastos para as empresas. Os testes de campo geralmente são caros, além de necessitarem de um longo tempo para serem completados. A partir do momento que se notou a necessidade do desenvolvimento de materiais com maiores resistências ao desgaste começou a ser feitas várias pesquisas na área de desgaste abrasivo. De acordo com trabalhos realizados, pode-se concluir que existe uma grande variedade de parâmetros que influenciam os mecanismos de desgaste de maneira geral. Neste trabalho estudou-se o coeficiente de atrito bem como a resistência ao desgaste por abrasão em dois tipos de materiais, sendo uma amostra com revestimento de níquel e uma amostra revestida com liga binária de níquel com 7,3% de cobalto. O enfoque principal foi centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de partículas entre dois corpos em contato. Como material abrasivo foi utilizado uma suspensão de diamante com diferentes granulometrias e foram aplicadas cargas diferentes, totalizando oito ensaios. Nestes, foi possível observar que maiores desgastes estão diretamente relacionados com material de maior dureza, abrasivo de maior granulometria e menor carga aplicada.

Aug 16, 2017

By Claudeir Carvalho Silveira

Para produzir os aços bifásicos galvanizados com revestimento de Zn-Fe as tecnologias de galvanização foram adaptadas visando à produção de aços com alta resistência, resistentes à corrosão e boa conformabilidade. Desta forma, e considerando as deformações obtidas na estampagem tornou importante a caracterização em laboratório da influência do nível e do caminho de deformação na geração de trincas do revestimento com Zn-Fe aplicado a um aço bifásico. O presente trabalho avaliou o efeito dos caminhos de Deformação Uniaxial, Deformação Plana e Estiramento Biaxial Simétrico na evolução das trincas do revestimento Zinco-Ferro (Galvannealed-GA) e sua conectividade considerando o aço base Dual Phase 600. Foi observado que aumento da área composta por trincas ocorre com o aumento do nível de deformação para todos os caminhos avaliados. O Estiramento Biaxial Simétrico foi o caminho de deformação que mais influenciou no aumento da área com trincas na superfície do revestimento e na conexão destas trincas com o aço base. Isso ocorreu em função do estado de tensão (tração-tração) imposta à superfície e à seção dos revestimentos. Mesmo sendo observada a conectividade das trincas com o aço base não foi verificado visualmente defeitos de desplacamento do revestimento tais como Powdering e Flaking.

Aug 16, 2017

By Isadora Maria Oliveira Anício Costa

Desenvolvimentos recentes no emprego de ligas NiTi superelásticas (SE) na confecção de instrumentos endodônticos rotatórios envolvem a aplicação de tratamentos térmicos nos instrumentos inicialmente produzidos a partir de ligas SE. Neste trabalho foi estudado o efeito de tratamentos térmicos e sua contribuição para a evolução das propriedades funcionais de um fio de NiTi SE. Os fios comerciais de NiTi, aproximadamente equiatômicos, foram ensaiados após o tratamento de recozimento por 1 hora, em temperaturas de 300°C a 500°C, e então temperados em água. A caracterização física do material foi realizada por calorimetria exploratória diferencial e as propriedades mecânicas foram obtidas em ensaios de tração e de recuperação de forma. Os resultados apontaram aumento nas temperaturas de transformação dos fios com o recozimento, o aparecimento da dupla transformação austenita - fase R - martensita B19’ durante o resfriamento. Observou-se também diminuição do módulo de elasticidade aparente e aumento da deformação residual com o aumento da temperatura de recozimento, indicando, em concordância com a variação nas temperaturas de transformação, que o material passou a apresentar o efeito memória de forma.

Aug 8, 2018

By José Rogério de Oliveira Júnior

Neste trabalho foi determinada a influência do tamanho e da densidade de partículas sobre a perda magnética de um aço silício de grão não orientado (GNO) contendo 2%Si. Amostras provenientes de bobinas laminadas a frio após recozimento final, com dimensões de 305x30x0,54mm e teores de carbono 32 ppm e 46 ppm, foram submetidas a tratamentos de envelhecimento de 100 até 225ºC. A evolução da perda magnética durante o tratamento térmico de envelhecimento foi determinada interrompendo-se o tratamento em intervalos de tempo variados e realizando-se os testes magnéticos. Completado o ciclo de envelhecimento, todas as amostras foram avaliadas no microscópio eletrônico de varredura (MEV) para caracterização dos precipitados. Os resultados determinaram que o aumento da perda magnética ao longo do tempo, para uma dada temperatura, está associado à precipitação de carbonetos. O maior aumento da perda magnética encontrado correspondeu a uma distribuição de precipitados com tamanho médio entre 1,1 µm e 1,3 µm e a uma densidade de partículas de 0,025 partículas/µm2.

Aug 7, 2018

By Claudio Teodoro dos Santos

O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da deformação elástica cíclica e da deformação plástica no comportamento mecânico dos precipitados presentes em um implante fabricado em aço inoxidável UNS S31675. O teste foi iniciado com carregamentos cíclicos e finalizado com carregamento contínuo de dobramento até a ruptura total do implante, no intuito de avaliar se os precipitados sofrem fratura e/ou decoesão da matriz. A flexão ocasionada pelo teste de fadiga resultou em zonas de tração nos lados lateral e posterior e compressão nos lados medial e anterior do implante. Após 6 milhões de ciclos ocorreu a fratura parcial do implante na aresta entre os lados lateral e posterior (zonas de tração). Os resultados mostraram a existência de estrias na superfície de fratura do implante, indicando que a fadiga foi o mecanismo de falha predominante. A análise microestrutural mostrou que os precipitados não fraturaram na região de falha por fadiga, mas sofreram fratura e decoesão na região submetida a deformação plástica por dobramento. Concluiu-se que, embora os precipitados sejam considerados sítios preferenciais para nucleação de trincas de fadiga, eles são capazes de suportar carregamentos cíclicos no regime elástico, mesmo com grau de flexão da haste, onde zonas de tração e compressão são criadas.

Oct 30, 2017

By Cristiano José Scheuer

The effect of low-temperature plasma carburizing treatment on the micro-abrasive wear resistance of AISI 420 steel was investigated by mean of a CSM Calowear ball-cratering equipment. Carburized samples were treated at temperatures of 350, 400, 450 and 500°C for a fixed time of 12 h, using a gas mixture containing 99.5% (80% H2+20% Ar)+0.5% CH4. Micro-scale abrasive wear tests were conducted with a 25.4 mm AISI 420 steel sphere, using an abrasive suspension of alumina (Al2O3) with particle size of 1 ?m (abrasive concentration of 0.11 g/cm³). The contact normal force, abrasive flow and ball rotation speed were fixed at: 0.5 N, 0,2 drop/s, and 120 rpm. The wear craters were analyzed using a confocal laser microscope, Olympus OLS 3000. The wear analyses were performed for test times of: 30, 60, 90, 120, 180, 360, 540, 720 and 900 s (equivalent sliding distance: 0.84, 1.68, 2.52, 3.36, 5.04, 10.09, 15.14, 20.19 and 25.23 m, respectively). The results indicate that the wear coefficient in the outer layer and in the diffusion layer are different, being lower in the latter. It was also verified that the wear coefficient on the outer layer region decreases with increasing treatment temperature in the range of 350 to 450 °C, and increase again for 500ºC. The diffusion layer wear coefficient is similar for all the carburized samples. Finally, for all studied conditions, the analysis of the wear craters surface indicates the occurrence of grooving and micro-rolling abrasion wear modes.

Aug 8, 2018

By Rafael Humberto Mota de Siqueira

A conformação a laser (Laser Beam Forming – LBF) é um processo mecânico sem contato realizado pela introdução de tensões térmicas na superfície de um material com laser, a fim de induzir a deformação plástica. Neste estudo, foram realizadas conformações em chapas de 1,6 mm de espessura, de alumínio de alta resistência, classe AA6013-T4, com uso de um laser de Yb-fibra operando em modo contínuo. A potência do laser foi variada entre 200 e 1000 W e a velocidade entre 3 e 30 mm/s, com o feixe desfocalizado em 5 mm sobre a superfície da chapa. O ângulo de dobramento das chapas variou entre 0,1 e 2,5° por passe, dependendo das condições experimentais. Na condição de maior ângulo, 1000 W e 30 mm/s, a poça de fusão atingiu 0,6 mm de profundidade, porém sem alterar a microestrutura da parte inferior da chapa. Em todas as condições, a dureza se manteve constante em aproximadamente 100 HV, sendo semelhante ao material de base. Para verificar a aplicabilidade do método, foram desempenadas chapas previamente soldadas na configuração T. O método mostrou-se eficiente em corrigir o empenamento de chapas com inclinação de até 5°.

Aug 16, 2017

By Natalie Chaves de Siqueira

Aços inoxidáveis austeníticos fundidos por centrifugação, da classe HP, são comumente utilizados na indústria de óleo e gás para a fabricação de tubos usados em fornos de reforma e pirólise. Essas ligas possuem uma elevada resistência à oxidação, elevada estabilidade térmica e elevada resistência à fluência em altas temperaturas, sendo esses requisitos necessários para aplicação nos fornos. Mudanças microestruturais, conhecidas como envelhecimento, podem ocorrer durante a operação, influenciado na resistência à fluência. Desta forma, a caracterização dos estados de envelhecimento de uma liga HP torna-se necessária para avaliar a sua vida remanescente. O objetivo deste estudo é caracterizar duas condições microestruturais de uma liga HP com a microscopia eletrônica de varredura e o ensaio não destrutivo de ultrassom. O processamento do sinal ultrassônico, utilizando a Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform – FFT), foi realizado sobre o segundo eco de fundo do sinal ultrassônico, permitindo correlacionar a análise espectral do sinal com a microestrutura do aço HP. De acordo com a metodologia proposta, os dois estados de envelhecimento foram caracterizados através do processamento do sinal ultrassônico.

Oct 30, 2017

By Gilberson Mendonça Storck de Melo

O desenvolvimento de placas de aços API necessita de preparação adequada das etapas produtivas na aciaria, de maneira a garantir tanto o atendimento aos requisitos do cliente que irá laminá-las, como as condições da última edição da norma API 5L. Este trabalho contém as premissas e as ações tomadas para o desenvolvimento do processo, desde o vazamento até o processo de lingotamento, sempre com foco na qualidade da placa lingotada. Finalmente, serão mostrados os resultados de desempenho das placas, submetidas às premissas e condições de desenvolvimento, nos laminadores dos clientes.

Aug 8, 2018