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By Sérgio Luis de Moura Paiva Júnior

A reciclagem de materiais provenientes de combustíveis fósseis é essencial para a redução do impacto desses materiais no meio ambiente. Utilizar materiais reciclados exige, não somente a reutilização direta do produto, mas a criação de processamento e técnica desses materiais no intuito de produzir materiais melhorados após o tempo de uso, justificando o desenvolvimento de tecnologias nesse âmbito. Esse trabalho de conclusão de curso foi executado no intuito de auxiliar nas técnicas utilizadas por uma empresa de reciclagem de polietileno para a produção de pellets reciclados. Foram avaliadas as propriedades mecânicas e espectroscópicas de cada uma das fases e os processos realizados para a produção do material final: uma blenda polimérica constituída de diferentes tipos de polietileno reciclado. As técnicas de caracterização utilizadas foram Ensaios de Tração para a avaliação da tensão máxima e módulo de elasticidade dos materiais, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliar dimensionalmente a região de fratura dos polímeros, Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) para identificar os grupos funcionais presentes nos polímeros analisados, TG/DTG para o estudo das propriedades térmicas das fases separadamente e da blenda e determinação do grau de cristalinidade por meio da densidade. Foi possível não só identificar as funções orgânicas do polietileno na técnica de espectroscopia de infravermelho, mas também analisar um pico desconhecido em um dos polietilenos envolvido na mistura da blenda, que pode se relacionar com o seu resultado obtido no ensaio de TG/DTG, o qual aponta uma maior porcentagem de resíduo após a degradação total da massa do mesmo.

Oct 30, 2017

By Lorena Cristina Amorim Moura

As coquerias enfrentam um grande problema que é a oxidação do carvão. Este fenômeno as afeta diretamente, pois deterioram as propriedades coqueificante do material, impactando na síntese do coque metalúrgico. Portanto, gerando perda de valor econômico, uma vez que as propriedades coqueificantes são fatores que determinam a atratividade e o custo do carvão. Sendo assim, torna-se necessário o uso de medidas para retardar o efeito da oxidação, garantindo a menor perda possível, desde a extração do carvão mineral da mina, até o carregamento nos fornos de coqueificação. Neste estudo em particular, definiu-se uma equação para previsão do decaimento de fluidez, que é a principal propriedade afetada pela oxidação, e matéria volátil de carvões em pilhas a céu aberto. Foi também desenvolvido o estudo do efeito da aspersão de uma camada polimérica para minimizar os decaimentos de fluidez e matéria volátil.

Oct 30, 2017

By Saulo Brinco Diniz

O presente trabalho faz a caracterização microestrutural e mecânica da liga de alumínio 3105 submetida a duas técnicas de Deformação Plástica Severa (NECAE - Extrusão em Canais Não-Equiangulares, e Laminação Assimétrica), a fim de se eleger entre as duas técnicas a melhor para se obter uma microestrutura mais encruada e refinada. As avaliações microestrutural e mecânica foram feitas por Difração de Raios-X (DRX), análise dilatométrica e ensaio de dureza Vickers, as quais permitiram avaliar de forma indireta o grau de encruamento / refinamento da estrutura resultante de cada processo de Deformação Plástica Severa, avaliando o incremento de dureza, perfil do pico de DRX e temperatura de início de recristalização. Conclui-se que a técnica mais efetiva no encruamento/refinamento da estrutura foi a Laminação Assimétrica, tendo em vista a geometria adotada na técnica de NECAE.

Aug 7, 2018

By Lóren Kelly de Paula Inácio, Witor Wolf, Renata de Oliveira Melo, Dagoberto Brandão Santos, Graziele Gianini Braga Maria, Nayara Aparecida Lopes Viana

Os aços inoxidáveis duplex combinam as propriedades mecânicas da ferrita com a resistência à corrosão da austenita. Quando submetido a tratamentos térmicos, pode haver precipitação de fases secundárias que prejudicam a resistência mecânica e à corrosão. O objetivo desse trabalho é avaliar a ocorrência de fases secundárias em um aço inoxidável duplex 2205 de grão ultrafino laminado a frio e submetido a temperaturas de recozimento de 600°C a 950°C por diferentes tempos (300-86400 s). Para identificação e quantificação das fases, foram utilizados microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-x. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaios de tração e teste de microdureza Vickers. A presença de fase  e  foi observada junto ao carboneto de cromo, M23C6. A fase  foi confirmada apenas depois do tratamento à 800°C. De modo geral, o aumento do tempo de recozimento leva à uma maior precipitação das fases secundárias. À medida que a precipitação ocorreu, houve aumento da fração volumétrica de austenita e redução da fração de ferrita. Embora a resistência mecânica tenha aumentado, no geral, as propriedades mecânicas, como ductilidade, são prejudicadas pela precipitação.

Oct 5, 2019

By José Hugo de Carvalho Souza

Em busca do aumento de produtividade e estabilidade operacional de trefilados e ampliados no setor de acabamento da siderúrgica, na produção de CA60, telas e treliças, foi observado através da metodologia DMAIC a instabilidade operacional no indicador de eficiência do OEE dos equipamentos devido a oscilações de velocidade manual e limitação de velocidade por problemas técnicos. Após as análises de estabilidade nos equipamentos e constatado a necessidade de melhoria do processo foi realizado estudos por meio da técnica de modelagem de Rede de Petri, representando o sistema e modificando a lógica de automação que analisa o status da máquina e a partir desse momento o próprio equipamento toma a decisão segura de acelerar ou desacelerar até a velocidade especificada de “set point” por material produzido, sinalizando antecipadamente ao operador com alarmes visuais e sonoro de forma que o mesmo tenha ciência do que está acontecendo e possa intervir caso julgue necessário. Após a implementação foi capturado um aumento de 6,62% de OEE e 5,5% de produtividade total anual no setor, sem custo de aquisição.

Aug 16, 2017

By Matheus Teixeira Fraga

Esse trabalho teve como objetivo avaliar os fenômenos termoplásticos de carvões coqueificáveis e sua relação com o tamanho de partícula. Para isso, dois carvões americanos e um de origem nacional foram amostrados, caracterizados e separados em três tamanhos de partículas. Após a preparação das matérias-primas, ensaios termogravimétricos, de dilatometria e plastometria foram realizados a partir dos diferentes tamanhos de partícula. Os ensaios termoplásticos mostraram que o carvão nacional apresentou propriedades plásticas extremamente desenvolvidas e que a granulometria não afeta essas propriedades. No entanto, para os carvões americanos de alto e médio volátil diferenças importantes foram observadas, que indicam uma redução das propriedades termoplásticas com a diminuição do tamanho de partícula.

Oct 30, 2017

By Márcia M. S. M. Pereira, Hervé Tavernier, Gérson T. Ferreira, Caio Nogueira Araujo Diniz, Fabio Luiz Lourenço, Wagner C. Moreira, Vinicius Cunha Aranda

Pós fluxantes desempenham um papel significativo na qualidade do aço durante o processo de lingotamento contínuo. Os pós fluxantes são escórias sintéticas usadas para lubrificar o molde durante o lingotamento contínuo do aço. Para que isso ocorra, o fluxante deve apresentar as seguintes funções: isolamento químico e térmico do aço, absorção de inclusões não metálicas do aço, lubrificação do molde e controle da transferência de calor entre o aço e o molde. O desempenho de cada função está relacionado às propriedades químicas e físicas do pó fluxante, que são dependentes de sua composição química e sua composição mineral, devido a sua relação com a taxa de fusão do material. A fim de garantir uma produção eficiente e de alta qualidade durante o lingotamento de um aço ultra baixo carbono, os pós fluxantes A e B foram investigados de acordo com diferentes propriedades físico-químicas. Diversos experimentos laboratoriais foram realizados para comparar o desempenho dos materiais A e B, visando à diminuição de captura da escória pelo aço no molde: avaliação do comportamento de fusão e fluidez, composição química e viscosidade. As temperaturas de processo foram avaliadas através de testes estatísticos, visando caracterizar o fluxo de calor e o trabalho de fricção durante lingotamento. Os testes industriais preliminares, realizados na Ternium Brasil, foram conduzidos com o objetivo de analisar o comportamento do pó fluxante durante a operação de lingotamento contínuo em relação a alguns aspectos operacionais e fornecer informações sobre sua influência na qualidade superficial do aço. Os resultados mostraram que, aumentando a viscosidade do fluxante, o consumo de pó tornou-se menor, levando a um maior trabalho de fricção e menor fluxo de calor no molde. No entanto, o comportamento da camada de escória mostrou que, apesar do aumento da força de atrito no molde, a espessura da escória foi adequada e não houve relatos de defeitos superficiais durante o uso do material fluxante de maior viscosidade.

Oct 1, 2019

By Augusto Andrés Torres Toledo

Na mineração a céu aberto, na etapa de planejamento a curto prazo são desenhados constantemente polígonos usados no planejamento de produção, onde geralmente o processo de desenho é manual, demandando o tempo e esforço dos planejadores. Os polígonos gerados no planejamento de curto prazo devem apresentar a menor variabilidade possível entre eles, para que as restrições da planta de processamento sejam atendidas. Desenhar polígonos de curto prazo de forma automática, sequenciar todos os blocos de minério em cada polígono, e conectar um polígono a outro é o foco deste trabalho. Para isso, foi feito uso de algoritmos genéticos e dinâmicos, desenvolvidos em linguagem de programação Python e operacionalizados no software geoestatístico SGeMS. Gerou-se múltiplas iterações para cada um dos avanços individuais de blocos de minério, gerando regiões ou polígonos, e selecionando as regiões de menor variabilidade de teores. As funções de distribuição de probabilade dos teores de cada avanço foram comparadas a função da distribuição de teores global do corpo de minério, os resultados mostram que os polígonos possuem distribuições semelhantes à distribuição de referência, então foi possível sequenciar os blocos de forma operacional garantindo quasi-estacionaridade dos parâmetros.

Oct 30, 2017

By Renzon Daniel Cosme Pecho

O consumo do carvão mineral no mundo se encontra em aumento nos últimos anos, devido ao aumento dos preços dos combustíveis fósseis. No caso do Brasil, o carvão mineral é de baixa qualidade contendo, por exemplo, elevado teor de cinzas. Desta forma, o beneficiamento do carvão mineral gera uma quantidade grande de rejeito (RJ) que em contato com a água da chuva é responsável pela conhecida formação da drenagem acido. Alguns trabalhos vêm sendo propostos para contornar este inconveniente, alguns voltados para o aproveitamento do enxofre contido, outros pensando na geração de um possível condicionador de solos ou ainda na obtenção de absorventes para tratamento de efluentes. Dentro deste contexto, o presente trabalho estuda uma possível utilização do rejeito de carvão mineral do sul de Brasil através da extração de Ácido Húmico (AH) e a subsequente utilização deste no tratamento de efluentes. O trabalho reporta o uso da eletrooxidação do RJ seguido da caracterização do AH obtido por analise elementar e espectroscopia de 13C RMN CP/MAS. A etapa de aplicação do AH foi conduzida através de uma avaliação sobre a remoção de Pb+2 contido em uma solução sintética. A extração do AH consumiu cerca dos 12% da massa do RJ e a sua caracterização indicou um componente aromático de 54%, seguido pelos grupos alifáticos (34%). A proporção de grupos contendo oxigênio foi relativamente da ordem de 6% de O-alquilo, 3% de COO- e 3% de C=O.

Aug 8, 2018

By Anamélia de Medeiros Dantas

Os revestimentos protetores, além de constituírem uma importante forma de prevenção à corrosão metálica, principalmente a atmosférica pode melhorar consideravelmente as propriedades físico-químicas. A eletrodeposição representa um método alternativo para revestimentos de superfície metálica e tem a finalidade de inibir a corrosão, que ocorre na superfície do metal sob a influência do meio ambiente. A liga de Co-W tem gerado considerável interesse devido a sua resistência ao desgaste e a corrosão. No processo de eletrodeposição do tungstênio não podem ser reduzidos completamente ao estado de valência zero em meio aquoso, mas é possível depositá-los na presença dos elementos do grupo do ferro. O presente trabalho propõe avaliar a influência do agente complexante tartarato de sódio no processo de obtenção da liga Co-W. Como ferramenta de otimização foi utilizado à metodologia de superfície de resposta. As medidas eletroquímicas de corrosão foram executadas em uma célula convencional de três eletrodos. Foram utilizadas as mediadas de polarização potenciodinâmicos linear. Foi avaliada a composição química das ligas pelo EDX e a morfologia da superfície com o MEV. O melhor resultado de eletrodeposição para a liga Co-W foi obtido com concentrações sulfato de cobalto 0.2 M, tartarato de sódio 0.3 M e tungstato de sódio 0.05 M e apresentou morfologia nodular com conteúdos de tungstênio de 38% e cobalto de 62% e uma boa resistência a corrosão.

Aug 8, 2018

By Priscilla Danielle de Oliveira Lopes Costa

Na indústria aeronáutica, fadiga é um dos processos mais importantes quando se considera o dano e a falha das estruturas de uma aeronave. Adicionalmente, os materiais compósitos apresentam altas resistência e rigidez específicas. No entanto, os mecanismos de dano de um material compósito são complexos. Como consequência, o objetivo deste trabalho é identificar as propriedades à fadiga de materiais compósitos de fibras de carbono e resina epóxi, com configuração de lâminas 0°/90°/±45º e caracterizar os mecanismos de dano quando estes são submetidos à fadiga. Para tanto, nos corpos de prova foram realizados ensaios de fadiga em uma máquina universal de ensaios MTS, em controle por tensão com frequência de 10 Hz com carregamentos máximos de 6000, 5000, 4000 e 3000 N e R = 0,1 (tração-tração). O compósito em estudo demonstrou boa resistência à fadiga por controle de tensão, a vida infinita é de aproximadamente 48,5% da resistência à tração. O número de ciclos a fadiga depende da amplitude de tensão, assim como da tensão média, sendo que quanto menor a carga aplicada menor a amplitude de tensão (e a tensão média) e maior o número de ciclos a fratura. A fractografia após os ensaios caracterizou os mecanismos de dano durante o processo de fadiga, sendo que fratura na matriz, fratura das fibras e descolamento fibra/matriz são os mecanismos de falha dominantes durante a fadiga, através de análise por microscopia eletrônica de varredura.

Aug 7, 2018

By Suzana Souza da Silva Scardua

O desenvolvimento dos aços microligados representa um grande avanço tecnológico e oferece grandes vantagens econômicas para diversas áreas da engenharia. Nas últimas décadas houve um aumento expressivo na demanda mundial por tubos utilizados na construção de dutos para transporte de petróleo e gás. Neste caso são utilizados os aços ARBL (Alta Resistência e Baixa Liga) que combinam alta resistência e tenacidade necessárias para operar em altas pressões. Os tubos são produzidos a partir de placas laminadas e posteriormente soldadas atendendo a norma API 5L. Em componentes de geometria complexa, tais como juntas, acoplamentos e conexões, a laminação não é a técnica mais adequada. Para este fim, o processo de forjamento é uma alternativa, pois permite uma ampla faixa de dimensões e formas complexas com controle da microestrutura e propriedades mecânicas após tratamentos térmicos adequados. Para avaliar novas técnicas de processamento, foram fabricadas barras forjadas de um aço microligado com composição química similar à de um API 5L X70 comercial. O aço foi lingotado e forjado em barras quadradas de 35 mm de aresta. Em seguida foram retiradas amostras para tratamentos térmicos de têmpera a 920°C e 1.050°C e revenimento de 150°C a 650°C. Após analisar as microestruturas foi escolhida a similar à de um tubo comercial API 5L X70 para preparação de corpos de prova para ensaios de tração. Resultados preliminares mostram a possibilidade de obter aços com qualidade API através do forjamento.

Aug 7, 2018

By Dimas Pereira Coura, José Geraldo da Silva Moreira, Eder Quental de Araújo

O território brasileiro devido a sua localização na região tropical, possui um grande potencial para aproveitamento de energia solar. O objetivo deste trabalho é dimensionar um sistema que aproveite a energia solar por tecnologia fotovoltaica no setor siderúrgico, o qual é um dos maiores consumidores de energia elétrica da indústria. O estudo é voltado as usinas siderúrgicas integradas a coque, e se baseia no aproveitamento de área instalada em telhados de galpões, para o qual foi definido uma área padrão para facilitar a análise, definição de ângulo de inclinação dos painéis, quantidade utilizada, análise de interferências e posteriormente realizado viabilidade do sistema considerando as diferentes taxas de irradiação de acordo com a localização geográfica de cada usina.

Aug 1, 2019

By Alexandre Silva Guimarães

Investigou-se a extração seletiva de Ca e Mg do licor sulfúrico concentrado de Ni visando sua purificação. Observou-se que a mistura sinérgica dos extratantes D2EHPA + ácido naftênico apresenta maior afinidade na extração de Ca em pH = 5. Comportamento oposto foi verificado pelo extratante Cyanex 272, cuja preferência de extração é pelo Mg para 5 = pH = 6. A cinética de extração de Ca e Mg é rápida atingindo o equilíbrio em menos de 6 minutos. A purificação do licor de Ni requer a utilização de 2 circuitos de extração em operações estagiadas. No primeiro circuito, Ca pode ser removido do licor empregando-se o sistema orgânico D2EHPA (10% v/v) + ácido naftênico (20% v/v). O pH ótimo é 3,5, no qual foram extraídos 72% de Ca (ßCa/Ni = 40) em uma contatação. No segundo circuito, o licor deve ser submetido a uma extração de Mg pelo Cyanex 272 (20% v/v). O pH operacional propício é 5,5 com extração de 66% de Mg (ßMg/Ni = 16, uma contatação). O licor purificado de Ni pode ser encaminhado à etapa de eletrorrecuperação almejando-se a obtenção de Ni metálico.

Oct 30, 2017

By Dustin Vickress

The premature failure of copper staves in the lower stack and bosh is frequently the cause for an interim blast furnace repair at great cost to the blast furnace owner. Protective accretions may form on the stave hot face, but when these accretions are lost the staves can begin to deteriorate both due to abrasive wear from exposure to the descending burden materials and due to thermal cracking from exposure to hightemperature process excursions. These mechanisms can lead to failure of cooling passages, which forces blast furnace operators to shut off these channels, accelerating the rate of copper stave wear. Finger cooler technology was developed to extend blast furnace life by restoring cooling to damaged staves. Evidence for their effectiveness is presented herein in the form of experimental test work and conjugate heat transfer (CHT) analysis carried out using computational fluid dynamics (CFD) simulations. These tests demonstrate that under typical blast furnace excursion conditions, a stave fitted with finger coolers will undergo half the temperature rise of a stave fitted with conventional cigar coolers.

Aug 17, 2017

By Wei Tsu Jinan

A liga de alumínio AA 6351 é uma liga endurecível por precipitação coerente do sistema Al-Si-Mg, contendo adicionalmente Mn e Fe. Neste trabalho foi realizada a caracterização microestrutural de um tubo extrudado de parede grossa da liga AA 6351. Foram utilizadas várias técnicas complementares de caracterização microestrutural, tais como microscopia óptica de luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura eletrônica (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS), difração de elétrons retroespalhados (EBSD), medidas de dureza e de condutividade elétrica. Foram analisadas as principais características dos grãos e precipitados presentes. Foi detectada e analisada uma zona periférica de grãos grosseiros nas proximidades das superfícies externa e interna do tubo.

Oct 30, 2017

By Alexandre Silva Guimarães

A extração por solventes sinérgica dos metais cálcio, magnésio e níquel, presentes em soluções aquosas sulfúricas em níveis de concentração similares aos dos licores industriais HPAL (High Pressure Acid Leaching), foi avaliada neste trabalho empregando-se os extratantes comerciais Cyanex 272 e Cyanex 301. O uso de Cyanex 301 (10%v/v) sozinho não se mostrou eficiente, em decorrência do baixo percentual de extração e da baixa seletividade entre os metais. Quando misturado ao Cyanex 272, porém, observou-se a possibilidade de remoção seletiva de magnésio, deixando cálcio e níquel em solução. A melhor condição operacional foi obtida utilizando-se 5-10%v/v de Cyanex 301 e 20% de Cyanex 272, na faixa de pH entre 5,4-5,7, na qual se extraiu aproximadamente 70-80% de magnésio, 15-35% de cálcio e 10-15% de níquel.

Aug 16, 2017

By Jefferson Haag

A análise da estampabilidade de chapas metálicas consiste em ensaios e testes tecnológicos para obtenção de características específicas para os processos aos quais o material será submetido. Dentre as principais análises, pode-se destacar o ensaio de tração, a curva de escoamento e o índice de anisotropia, que fornecem dados a respeito do comportamento mecânico dos materiais, como a resistência, a ductilidade, o encruamento, entre outros. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar a estampabilidade dos aços carbono AISI 1008 e AISI 1010 através dos ensaios de tração, ensaios para determinação da curva de escoamento e ensaios para determinação do índice de anisotropia. Para tanto, foram extraídos corpos de prova de chapas dos dois aços de baixo carbono, seguindo as normas ASTM E8/E8M e ASTM E517, para realização e análise dos resultados dos ensaios. Com base nos resultados obtidos, pode-se aferir que o aço 1008 possui maior ductilidade e melhores características anisotrópicas do que o aço 1010, que por sua vez apresenta maior resistência mecânica. Portanto, é possível concluir que o aço AISI 1008 apresenta melhor estampabilidade a partir de todas as propriedades adquiridas nos ensaios mecânicos.

Oct 30, 2017

By Eustáquio Vieira Júniorr, Dalton Martins Neto, Filipe da Costa Oiveira

O Alto-Forno 2 da Ternium Brasil, no Rio de Janeiro, iniciou sua primeira campanha em 16 de dezembro de 2010. No decorrer de sua campanha, verificaram-se problemas de deslocamento de staves de ferro fundido e deformação dos staves de cobre chamado “efeito banana”, causando a perda da capacidade de refrigeração destes componentes do sistema de arrefecimento. Após a análise dos eventos foram executadas diversas ações para recuperação e preservação do Alto-Forno 2, sendo estendidas também ao Alto-Forno 1. Dentre as ações de preservação para o Alto-Forno 2 foi estabelecido que deveriam ser substituídos os staves danificados e alguns setores da carcaça que apresentavam trincas e deformações, e consequentemente a perda de suas propriedades mecânicas, visando eliminar as interrupções na operação do Alto-Forno 2 para reparos localizados e redução das instabilidades operacionais causadas pela não uniformidade das superfícies dos staves. O trabalho apresenta o detalhamento da técnica utilizada para substituição dos staves, a seleção dos materiais assim como os preparativos operacionais que garantiram o bom desempenho do Alto-Forno 2 nos momentos que antecederam a parada e após seu retorno à operação, mostrando a viabilidade técnica e econômica da atividade.

Oct 1, 2019

By Raissa Santos Salgado

Atualmente, a exigência do mercado pela produção de aços de alta qualidade aliada a redução de custos, impulsiona maiores investimentos em novas tecnologias e a busca pelo melhor conhecimento dos processos que ocorrem na usina siderúrgica. O desgaseificador RH tem-se revelado um equipamento fundamental para produção de aços ultra low carbon, tipo cada vez mais solicitado pelos maiores consumidores de aço. Diante disso, este trabalho visa a elaboração de um modelamento matemático das curvas de descarburação e desidrogenação no RH thyssenkruppCSA. A geração dessas curvas possibilitou o estudo do comportamento do teor de carbono e hidrogênio durante o tratamento das corridas no reator. Os resultados demonstram que o teor de carbono médio obtido não está dentro do esperado, conforme previsto pelo comissionamento. No entanto, a desidrogenação pode ser considerada como satisfatória.

Oct 30, 2017