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By Ricardo dos Santos Oliveira

Devido ao grande aumento da concentração de gases do efeito estufa, a criação de uma energia limpa tem sido um desafio para a ciência e as indústrias. Após identificar possíveis soluções para este problema uma alternativa seria a utilização de biomassa vegetal com capacidade térmica como fonte energética redutora no processo de redução do minério de ferro em altos-fornos. Este trabalho teve como objetivo utilizar capim elefante (Pennisetum purpureum) e carvão mineral na injeção de finos pulverizados pelas ventaneiras de altos-fornos nas siderúrgicas a fim de reduzir custos da produção de ferro gusa e reduzir a dependência de combustíveis fósseis no processo. O capim elefante é uma fonte renovável e de rápido crescimento que através da fotossíntese captura o CO2 da atmosfera, reduzindo a poluição causada pelos altos-fornos. Para simular a injeção dos materiais estudados foi construído na Escola de Minas - UFOP um modelo de partículas de combustão para analisar as amostras. Outras técnicas são utilizadas para caracterização como combustão, calorimetria, análise de gás, análise química imediata e elementar. Assim, em teoria, esta pesquisa mostra que o capim elefante misturado com carvão mineral através de sua injeção em altos-fornos mostrou-se viável em termos metalúrgicos e ambientais.

Aug 17, 2017

By Ismael Vemdrame Flores, Lindaura de Souza Cândido D’ Avila, Maurício Covcevich Bagatini, Arthur Felipe Lino Oliveira, Rafael Adriano Lopes Júnior

The use of pellet feed to adjust the chemical quality of the sinter is an alternative to the depletion of iron ore reserves. However, the addition of ultrafine in the sintering process can cause decrease of permeability and consequent drop in machine productivity. In this context, the present work investigated the addition of natural and ground pellet feed, evaluating its effects on cold agglomeration for sintering and quality of quasi-particles produced. Eight typical mixtures with industrial composition were produced in the laboratory, replacing Sinter Feed with different percentages of Natural Pellet Feed (NPF, 91% <150 μm) and Ground Pellet Feed (GPF, 83% <44 μm). The mixtures were subjected to cold agglomeration tests and the quasi-particles produced were evaluated by screening, shatter test, permeability test and disintegration into primary particles analysis. There was a decrease in the mean particle size of quasi-particles and reduce in permeability with addition of the ultrafines. The addition of NPF favored the layering mechanism in larger quasi-particles. The coalescence mechanism occurred for larger additions of NPF and GPF, being more expressive for GPF additions.

Oct 1, 2019

By Fernando de Oliveira Boechat

Dentre as etapas de pelotização de minério de ferro, a fase de mistura tem grande importância devido ser responsável por dar homogeneidade a aos insumos e minério que serão processados nas etapas seguintes. Desta forma ela ajuda a garantir a boa formação das pelotas verdes e seu posterior endurecimento na etapa de queima. No desenvolvimento de misturadores, o auxílio de ferramentas de simulação são uteis para o correto dimensionamento destes equipamentos. Nos últimos anos a utilização do método dos elementos discretos (DEM) tem sido implementada para este fim e por isto vários cuidados têm sido tomados para ter-se resultados compatíveis com o comportamento real das partículas. Entre os fatores que podem inviabilizar o uso do método dos elementos discretos, o tempo e capacidade de processamento computacional tem sido um dos mais impactantes. Assim, este trabalho foi desenvolvido de forma a avaliar a influência do tamanho das partículas no resultado de capacidade de mistura de um misturador horizontal. Para isto, foi feito o escalonamento do modelo de um misturador e testado dois tamanhos de partícula avaliando o comportamento da mistura ao longo do tempo e o seu índice de mistura Lacey. Como resultado, pode-se verificar que o tamanho da partícula tem influência direta no resultado da simulação e que cuidados devem ser tomados no escalonamento destas para que haja compatibilidade entre as simulações e o comportamento real do sistema.

Aug 17, 2017

By Artur Camposo Pereira

O presente trabalho buscou explorar a aplicação da ultramicrodureza instrumentada na caracterização microestrutural e mecânica de materiais metálicos aço inoxidável 304L e liga NiTi Rica em Ni, ambos no campo austenítico. Para isso foi utilizado um ultramicrodurômetro instrumentado (Shimadzu, modelo DUH–211S) com medidas a temperatura ambiente e distintas cargas máximas e tempos de permanência. De acordo com algumas das possibilidades apresentadas, pode-se concluir que a ultramicrodureza instrumentada é uma ferramenta poderosa para a caracterização mecânica correlacionada aos aspectos microestruturais de materiais metálicos.

Aug 17, 2017

By Frieda Saicla Barros

Argamassas feitas com cimento são comumente usadas para revestimentos de paredes, pisos e tetos. Para proteção radiológica, estas argamassas são acrescidas de pó de bário, elemento atenuante contra radiações ionizantes. Este trabalho tem como objetivo principal comparar argamassas usuais utilizadas como revestimento de paredes com a argamassa baritada, cuja finalidade é proteção radiológica em ambientes sujeitos a radiação ionizante. Com base no objetivo proposto, estabeleceu-se a metodologia do trabalho constituída das seguintes etapas: caracterização dos materiais constituintes das argamassas por meio dos ensaios de análise química por fluorescência de raios-X, análise granulométrica, determinação das densidades experimental pelo método de pesagem e medição volumétrica manual dos corpos de prova, moldagem dos corpos de prova das argamassas normais e argamassa baritada (material comumente utilizado para proteção radiológica), avaliação das propriedades mecânicas e avaliação da atenuação da radiação X utilizando o programa Xcom. Por meio deste programa, foram simulados os coeficientes de atenuação em massa das composições, gerando curvas de atenuação, no intervalo de energia estimado a cada 0,01 keV. Em função destas curvas de atenuação em massa, verificou-se o desempenho das argamassas comparando-as com outros materiais desenvolvidos e com materiais de referência (chumbo).

Aug 8, 2018

By Camila Magalhães Gonçalves

O aço inoxidável ferrítico tipo 430 estabilizado com Nb, com e sem recozimento após laminação a quente, foi laminado a frio e submetido a recozimentos isotérmicos em temperaturas de 650, 700, 750 e 800°C por tempos variando entre 10 e 86400 s. A quantificação da fração recristalizada foi realizada pelo modelo de JMAK e pela microdureza ao longo do recozimento. A evolução da textura foi analisada via técnica de EBSD. Ocorreu o refino de grão após a recristalização, resultando em um tamanho médio de 8 mm. A temperatura de recristalização aconteceu a 750°C e esta teve maior efeito na recristalização que o tempo. Os expoentes de Avrami se situaram entre 0.8 e 1.2, significando nucleação em contorno de grão. A taxa de nucleação e de crescimento do grão diminuiu continuamente com o tempo. Em relação à textura, observou-se um aumento da intensidade das componentes (111)[121] e (111)[011] da fibra g e diminuição na intensidade da fibra a de deformação. Um modelo de cinética de recristalização do aço tipo 430 estabilizado com nióbio que leva em conta os processos de nucleação e crescimento foi obtido.

Jan 16, 2018

By Artur Frederico Fonseca da Cruz

Com a necessidade urgente e constante de aumento da competitividade no cenário atual da mineração, mostra-se fundamental o desenvolvimento constante de novos parâmetros de processo combinados a uma estratégia de manutenção focada não só na disponibilidade dos ativos, e sim no desempenho dos equipamentos. No que tange ao processo de pelotização neste trabalho foi dado foco especificamente na configuração de perfis de queima no forno de grelha móvel, onde foram testados quatro perfis e fixado o perfil nº 04 otimizado via sistema de otimização de processo para níveis de produções diferentes, equilibrando qualidade e consumo específico de gás natural, no período anterior e posterior à parada fria. A partir daí foram analisados parâmetros de qualidade, produção e processo, comparando-os entre antes e após a parada fria. Foram registradas melhoras nos índices de qualidade e redução de aproximadamente 13,50% do consumo específico de gás natural e 10,80% de redução no consumo específico de energia elétrica de ventiladores por níveis de produção.

Aug 17, 2017

By Aline Aguiar Lopes

A piora na qualidade dos minérios de ferro tem levado as empresas a adaptarem seus processos a novas condições de qualidade das matérias-primas, surgindo assim a necessidade de desenvolver estudos que auxiliem as tomadas de decisão. Esse trabalho avaliou a influência da qualidade do sínter e da composição da carga metálica na zona coesiva do alto-forno através dos parâmetros de amolecimento e fusão. A importância de se obter informações sobre a zona coesiva se deve principalmente ao fato de nessa região ocorrer a maior parte da perda de carga no interior do alto-forno. Cinco amostras de sínter de qualidades químicas distintas, produzidas nas sinterizações da CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), foram selecionadas e caracterizadas para esse estudo. Os ensaios de Amolecimento e Fusão foram realizados no Centro de Tecnologia de Ferrosos da Vale através de um acordo de cooperação técnica entre as empresas. Os resultados obtidos mostraram que as técnicas utilizadas são adequadas para avaliação das propriedades em altas temperaturas, fornecendo dados importantes para a interpretação do comportamento da carga metálica no interior do alto-forno, como espessura e posicionamento da zona coesiva, permeabilidade e redutibilidade da carga, indicando assim, a composição da carga metálica de melhor desempenho para o alto-forno.

Aug 17, 2017

By Leonardo Matsumota

Este trabalho aborda um estudo de caso sobre a transferência do conhecimento siderúrgico de colaboradores da empresa para o sistema que realiza o controle de produção da Usina de Cubatão. Este processo de transferência foi realizado em etapas até a implantação do sistema que registra os principais eventos realizados pelas máquinas operacionais. Estes registros são armazenados em banco de dados e com o uso de ferramentas, podem ser apresentados em relatórios e gráficos. Com isso, a empresa possui um sistema de produção muito confiável, por ter condição de analisar e diagnosticar cada etapa do processo de produção e acompanhar com precisão as falhas e acertos operacionais. Quando há estabilidade no processo e todos os eventos acontecem de acordo com a condição normal de operação, o sistema possibilita um controle aprimorado no consumo de gás e da produtividade. O método utilizado é baseado em um projeto de experimentos que examina a influência dos principais parâmetros de controle no processo de produção industrial.

Jul 30, 2018

By Giancarlo Alfonso Lovón Canchumani

A indústria da mineração do ferro brasileira ocupa posição relevante no cenário mundial, exportando para os principais mercados consumidores os produtos beneficiados. Esta indústria de beneficiamento tem consumo elevado de recursos e de energia, o que consequentemente gera grandes quantidades de emissões gasosas, líquidas e sólidas, contaminantes do meio ambiente. Nesse contexto o presente artigo tem por objetivo avaliar o ciclo de vida da produção de pelotas de minério de ferro, através da identificação dos impactos ambientais gerados nas etapas de lavra, beneficiamento, transporte e pelotização, com o intuito de dar subsídios a medidas mitigadoras. Foi realizado um estudo de caso em uma empresa de produção de pelotas de minério de ferro e utilizando a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida, baseado na norma ISO 14040. De acordo com os resultados obtidos os impactos ambientais mais importantes em relação ao ciclo de vida da produção de pelota, são referentes à categoria de depleção dos recursos minerais com 64,4% do total ponderado e a emissão de particulados no processo de lavra, que monta a 28,6% do mesmo total. Enquanto a fase com maior contribuição para o impacto total para a produção da pelota é a de beneficiamento.

Aug 16, 2017

By Gilson Neves da Silva, Luciana Sgarbi Rossino, Adriel de Brito Maciel Trindade

O objetivo deste trabalho foi de analisar a influência da variação de manganês e cromo na resistência ao desgaste abrasivode aços austeníticos ao manganês aplicados em britadores de minério e verificar mecanismos de encruamento. Este material possui grande importânciatanto para o setor de mineração quantopara a economia do país. Para tanto, produziram-se ligascom teor de manganês (Mn) variando entre 12 e 21%, contendo cromo (Cr) entre 0,31 a 2,06 %. A resistência ao desgaste foi determinada através da realização de ensaios de micro-abrasão por esfera fixa. Para a análise dos mecanismos de encruamento, realizaram-se ensaios de impacto por martelamento seguido de metalografia ótica e perfil de dureza. Os resultados evidenciaram que o aço com percentual mais elevado de manganês com adição de cromo possui maior resistência ao desgaste abrasivo. Observou-se que o mecanismo atuante no encruamento dessas ligas é maclação de deformação, podendo elevar a dureza destes aços em valores quatro vezes maiores que sua dureza inicial. Conclui-se que o teor de Mn e Cr presente nesses aços influenciam na resistência ao desgaste abrasivo, sendo o Mn de maior influência.

Mar 1, 2019

By Gustavo Queiroz Esteves

O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização de peneiras de alta frequência em circuitos de beneficiamento mineral. Foram testadas diferentes aberturas de telas (mm), taxa de alimentação (t/h) e percentual de sólidos para verificar a eficiência global de peneiramento na fração 0.15mm. Frações retidas nesta malha têm sido apontadas como críticas para a flotação, sobretudo flotação em colunas. O circuito clássico das usinas normalmente utiliza ciclones para classificação de partículas finas (

Aug 1, 2018

By Hugo de León Carvalho Cedro

O presente trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos da degradação da superfície de lentes de contato via métodos ópticos. Sendo biomateriais, as lentes estão em contato direto com estruturas sensíveis do corpo humano e seu uso surge da necessidade de reduzir enfermidades, propiciando melhora da acuidade visual e proteção ocular. Outro aspecto relevante é que as lentes se tornam uma nova estrutura refrativa de entrada da luz no globo ocular, e desse modo devem manter características de transmitância compatíveis com a córnea. Com o uso das lentes, é esperado uma degradação natural das propriedades ópticas e superficiais da mesma. Para avaliarmos essa degradação, foi planejado um experimento com um ensaio de degradação. O ensaio de degradação visa comparar o efeito de diferentes soluções simuladoras sobre a superfície das lentes tóricas: solução extrema de acetato de potássio 5% pH5, solução fisiológica usada pelo fabricante do tipo Boston Simplus multiação e solução de água ultrapura obtida de um dispositivo milli-Q (controle). O efeito da degradação foi analisado através do estudo das variações da topografia e da transmitância da lente.

Oct 30, 2017

By Eduardo Viedo Moreira

Analisou-se o tratamento térmico de revenimento de grampos ferroviários, modelo E2039AV, feitos a partir de barras redondas com aproximadamente 20 mm de diâmetro do aço SAE 9254 tendo como objetivo reduzir o tempo do processo de fabricação. A temperatura do forno foi mantida em 490ºC e 18 grampos foram imersos no sal fundido. Em grupos de 3, os grampos foram retirados em intervalos de 10 minutos, tendo o último grupo permanecido no forno por 60 minutos. Após cada retirada foram feitos os ensaios necessários para aferir a qualidade das peças: carga estática, dureza e fadiga. Após apenas 10 minutos de revenimento os grampos já resistiam ao mínimo de 1.000 kgf sem fraturar e apresentaram medidas de dureza próximas ao limite superior de especificação, ou seja, a dureza que era aproximadamente 58 HRC antes do revenido, atingiu valores próximos a 48 HRC. O último teste, fadiga, foi feito apenas nos grupos de grampos revenidos por 30 e 50 minutos. Pôde-se concluir que é possível reduzir o tempo de revenimento do grampo E2039AV feito de aço SAE 9254 de 60 minutos para pelo menos 50 minutos mantendo-se a qualidade dos grampos sem a necessidade de aumentar a temperatura do forno.

Aug 17, 2017

By Leticia Gabriela Winck

As escórias de aciaria, além de ser um coproduto da fabricação do aço, desempenham um papel importante na qualidade dos aços produzidos. Entender como elas se comportam durante o processo de refino é fundamental. Por exemplo, no refino secundário, a absorção de inclusões pela escória é umas das principais formas de se obter aços com maior limpeza inclusionária, e consequentemente, mais nobres. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização de fases de escórias de refino secundário do sistema CMAS (CaO, MgO, Al2O3, SiO2), a fim de se obter informações a respeito de sua composição e fração líquida, além de prováveis fases sólidas. Para isso, quatro amostras de diferentes composições químicas foram fundidas em forno elétrico resistivo a altas temperaturas. As amostras também foram analisadas por diferentes técnicas como: microscopia eletrônica de varredura com sistema EDS acoplado (MEV/EDS), difração de raios X e simulação termodinâmica. Os resultados obtidos experimentalmente foram condizentes com as simulações termodinâmicas e com os resultados encontrados na literatura.

Aug 16, 2017

By Bernardo Martins Braga

O desgaseificador RH é um reator de refino secundário bem estabelecido. Nesse equipamento, gás inerte é usado para promover a circulação de aço entre a panela de aciaria e uma câmara de vácuo. A predição correta da dispersão de gás na perna de subida do RH é importante para a modelagem confiável do processo. O presente trabalho estudou a penetração de gás na perna de subida do RH por meio de modelos físico e matemático. No estudo, foram considerados apenas um ou dois bicos injetores e vazões de gás, por bico, entre 5l/min e 50l/min. Para as condições com um bico injetor, os resultados das duas abordagens mostraram boa concordância qualitativa. Já para as condições com dois bicos injetores, a concordância só foi satisfatória para vazões de até 30l/min por bico. Adicionalmente, os resultados obtidos indicaram que o problema de penetração de gás em modelos matemáticos de desgaseificador RH identificado na literatura está relacionado com erros numéricos e não com falhas na modelagem da física do problema.

Aug 17, 2017

By Gustavo Coqui Barbosa

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço C-Mn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Foi implementada uma sub-rotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. O modelo prevê as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.

Jul 30, 2018

By Cameron Soltys, Hamid Ghorbani, Maher Al-Dojayli

Cooling staves in blast furnaces are used to minimize the process heat loads on steel shell and refractory system. Copper staves are exposed to significant fluctuating thermal loads which may lead to premature stave failures due to cracks, water leakage, bending, abrasion and resultant wear. In this paper, an assessment methodology is presented to evaluate the effect of thermal cycling on copper staves including bending, fatigue and thermal ratcheting. This approach incorporates temperature-dependent copper properties including creep and plasticity to more accurately capture inelastic deformations, damage and fatigue in staves under transient and cyclic thermal loading conditions. Root cause failure assessment and improvements to copper stave design can be assessed using the presented methodology.

Oct 1, 2019

By Márcio de Fátima Rosa

Os vergalhões CA50 32mm em barras produzidos via Leito de Resfriamento na CSN Aços Longos iniciaram sua produção em 2015 e para a produção em escala industrial necessitou-se elaborar um experimento para a definição do aço a ser empregado e os parâmetros de processo para atingimento das propriedades mecânicas para atendimento a NBR 7480. Estes produtos sofrem tratamento térmico de resfriamento a água ou não em função da composição química do aço. Através da realização de testes de laminação de 4 tipos de aço tornou-se possível reduzir a heterogeneidade das propriedades mecânicas e definir os parâmetros de processo.

Aug 17, 2017

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho teve como objetivo adequar às propriedades mecânicas dos perfis ASTM A572 G60, através do estudo da influência dos parâmetros de processo de laminação e composição química do aço. Os perfis ASTM A572 G60, são utilizados nas indústrias de fabricação de torres de transmissão. A metodologia utilizada neste trabalho foi o desenvolvimento de um modelamento matemático, com base na ferramenta estatística de Análise de Regressão Múltipla. Através desta ferramenta foi possível obter previsibilidade de processo e identificar os parâmetros mais influentes nas propriedades mecânicas dos perfis ASTM A572 G60, o que possibilitou a determinação da composição química ideal do aço e os melhores parâmetros de processo de laminação.

Jul 30, 2018