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By Daniela Mota Paschoal Veloso da Silva, Gabriel Filinkoski, Suelen Silva Rocha, Jorge Luiz Valença Mariz

A previsão da fragmentação da rocha é essencial para otimizar a operação de desmonte de rochas. A fragmentação depende de muitos parâmetros, como propriedades estruturais e geomecânicas do maciço rochoso, geometria do plano de fogo das detonações e propriedades dos explosivos. Neste contexto, este trabalho objetivou realizar a previsão da fragmentação por simulação do desmonte de rochas da Mineração Megaípe considerando as características estruturais e geomecânicas inerentes à formação do maciço rochoso através da metodologia de Kuz-Ram. A metodologia consistiu no levantamento das propriedades geométricas das descontinuidades visíveis na face da bancada existente, realização da classificação geomecânica através dos sistemas Rock Mass Rating (RMR) e Q e aplicação dos resultados para predição da distribuição granulométrica da fragmentação. Obteve-se como resultado da simulação que cerca de 90% do material fragmentado deve passar na abertura do britador primário disponível na pedreira, além de resultados favoráveis quanto às análises de condições de estabilidade do talude operacional.

Oct 3, 2019

By Fernando Velazquez Guzman

Titanium is an alloying element used to refine grain size in steel and improve its physical and mechanical properties. In some stainless steels it is used to increase the resistance to corrosion by the precipitation of titanium carbides or carbonitrides. Its alloying performance is highly variable and depends largely on the stage of the secondary metallurgy process when it is added. Furthermore, the addition method (wire injection or direct addition) has a remarkable influence in secondary refining. This paper describes the tests performed in vacuum degasser (VD), with a highly compacted and encapsulated Ferrotitanium wire (FeTi HC). The yield of titanium in steel increased from 52% to 89%. Moreover, the consumption of the highly compacted Ferrotitanium was optimized.

Oct 30, 2017

By Gabriel Prosofsky de Araujo

O compósito carbono-epóxi é um material altamente resistente à tração. Porém, as fibras comprimidas durante a flexão não resistem à flambagem. Dessa forma, faz-se necessário um estudo mais detalhado. Este trabalho consiste em verificar quais propriedades mecânicas dependem exclusivamente da orientação das malhas das fibras. Corpos de prova de orientação 0°/90° e 0°/90°/±45° foram processados e ensaiados em flexão de três pontos, de acordo com as normas ASTM E855 e D790, em uma máquina universal de ensaio MTS – Material Test System com capacidade de 250 kN. Inicialmente, os tecidos sofreram o tratamento superficial da silanização, promovendo a futura adesão das fibras na resina. Após a silanização, as lâminas foram montadas e impregnadas com a resina epóxi. A cura da resina do compósito foi obtida em uma estufa Fanem modelo 320°C a 120°C por uma hora, subsequentemente os corpos de prova foram obtidos utilizando-se o corte à jato d’água. Concluiu-se que as falhas de todos os corpos de prova foram devido à tração. Corpos de prova com volumes de vazios internos apresentaram menores valores de rigidez e aqueles com mecanismos de fratura como flambagem e delaminação apresentaram valores de resistência menores.

Aug 7, 2018

By Breno Totti Maia

A aciaria 1 da Usiminas Ipatinga é composta por 03 convertedores BOF e uso de ventaneiras para promover a melhor mistura do banho. No intuito de garantir e melhorar a estabilidade operacional da etapa sopro na produção, foi iniciado uma séria de desenvolvimentos na lança de oxigênio através da aplicação da tecnologia Slagless® com objetivos de melhorar a formação de escória, evitar cascão de lança, evitar cascão no sistema OG (recuperação de gases) e aumentar a disponibilidade de lanças através do aumento de sua vida. Os resultados apresentados são extremamente favoráveis, pois após a implementação da tecnologia, todos os objetivos foram atingidos associado com uma vida extremamente elevada do bico de lança, agora chamado cartucho, garantindo estabilidade e conforto operacional para a equipe da aciaria 1 da Usiminas Ipatinga.

Aug 15, 2017

By Matheus Porto Trindade, Marcos Menino de Macedo Filho, Isau de Souza Alves Junior, Sandro Griza, Brenno Lima Nascimento, Gustavo Dória Lima

O tratamento de oxidação térmica da liga Ti-6Al-4V foi realizado ao ar a 600 °C durante 2h, 5h e 10 h. O comportamento à fadiga foi analisado e comparado com aquele da liga não tratada. Foi feita caracterização através de análise por microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-x e medição da rugosidade. Os resultados do DRX demonstraram crescimento dos picos de rutilo. Verificou-se um aumento na espessura média da camada formada de 0,12 μm para 1,09 μm ao elevar a duração do tratamento de 2 para 10 h. Os resultados apontaram redução de resistência a fadiga de 35 % para amostras oxidadas durante 2 h, 27 % para amostras oxidadas por 5 h e 29 % para as amostras tratadas durante 10 h, em relação ao ensaio com corpos de prova não submetidos ao tratamento. O efeito prejudicial causado pela camada formada após oxidação de 2 h foi tão danoso quanto o causado pela camada formada após 10 h, apesar da diferença entre as espessuras das camadas. A morfologia encontrada nas amostras fraturadas indicou fragilização na superfície das amostras oxidadas, contribuindo para a nucleação de trincas iniciais nos primeiros ciclos de fadiga na camada que favoreceram a propagação de fadiga, independendo da espessura de camada.

Oct 19, 2019

By Yong Tian, Tian Zhang, Zhao-Dong Wang

To meet the requirements of high-performance steel plates, while reducing manufacturing costs and saving energy, the advanced cooling system for plate mill (ADCOS-PM) with functions of accelerated cooling (ACC), ultra-fast cooling (UFC), and direct quenching (DQ) was researched and developed by the State Key Laboratory of Rolling and Automation (RAL). Since 2003, several sets of ADCOS-PM device were developed and implemented in industrial practice. To fully utilize the ADCOS-PM technology, the combination of various strengthening mechanisms was promoted by NG-TMCP technology and low-cost, high performance plates were produced such as pipeline steels, and high-strength construction machinery steel.

Oct 1, 2019

By Anselmo Monteiro Ilkiu

No presente trabalho será apresentado um modelo matemático para a análise da instabilidade plástica de um cilindro de parede fina sujeita a pressão interna, considerando o material com anisotropia normal R no estado plano de tensões. As equações foram obtidas, com base nas teorias elásticas e plásticas, considerando o critério de escoamento de von Mises no estado plano de tensões em termos da anisotropia normal, e de acordo com os trabalhos realizados por Johnson & Mellor [1], Chakrabarty [2] e Al-Qureshi [3].

Aug 16, 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 Juliana Cecília Costa Ribeiro Vieira

As operações de amostragem de qualquer atividade que necessite de controle de qualidade são fundamentais tanto para fins de garantia da qualidade quanto para efeito comercial dos produtos. Na mineração de ferro não é diferente. Uma amostragem que carregue um vício de 0,20% no teor de Fe (%) pode representar uma perda de faturamento de aproximadamente US$226 mil para cada milhão de toneladas comercializadas aos preços atuais. Para fazer um bom plano de amostragem é necessário conhecer o grau de heterogeneidade ou variação de qualidade (sW) do minério a ser amostrado. Segundo Pierre Maurice Gy, um dos mais renomados especialistas em amostragem de minérios em geral, a forma mais indicada para estimar a sW é o método do variograma. Neste trabalho usamos a metodologia do variograma, com base na Norma Técnica ABNT ISO 3084:2003, para estimar a sW do minério tipo Sinter Feed produzido na Mina de Serra Azul da ArcelorMittal.

Oct 30, 2017

By Bruno Deves Flores, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Anderson Azevedo Agra, Antônio Cezar Faria Vilella, Anderson Nicolodi

A microestrutura porosa do coque pode ser definida como a relação espacial entre a matriz carbonosa e seus poros. A formação da microestrutura ocorre durante o processo de carbonização dos carvões coqueificáveis. Portanto, o conhecimento das propriedades que governam a formação da microestrutura torna-se atrativa como uma ferramenta na escolha estratégica de carvões na composição de misturas para produção de coque. Neste trabalho coques laboratoriais foram produzidos por carvões com diferentes propriedades, visando a formação de coques com microestrutura com propriedades microestruturais distintas. A caracterização microestrutural foi realizada a partir de uma ferramenta de microscopia ótica associada a análise de imagens. A partir dos parâmetros obtidos na análise, foi estudado a influência das propriedades dos carvões nos parâmetros analisados. Além disso a convergência com outros modelos (MOF e CBI) foi estudada. Os resultados obtidos mostraram que carvões com estágio plástico desenvolvido e elevado teor de matéria volátil geram coques de alta porosidade e com poros de tamanho excessivo. Carvões ricos em componentes inertes apresentam microestrutura de baixa porosidade, composta de poros pequenos, no entanto, com poros de baixa circularidade. Os carvões com as melhores propriedades (critérios dos modelos MOF e CBI) resultaram nos coques com as microestruturas mais regulares, de baixa porosidade, com pequenos poros e com formatos adequado.

Oct 1, 2019

By Johne Jesus Mol Peixoto

No modelamento matemático do reator RH, a penetração do gás no líquido na perna de subida é o fator chave para determinar a distribuição do gás injetado e obter uma previsão confiável da taxa de circulação do líquido entre a câmara de vácuo e a panela. Neste trabalho, através de simulações numéricas via CFX, investigou-se o efeito das forças de arrasto, de sustentação, de lubrificação da parede, dispersão turbulenta e de massa virtual. A distribuição do gás na perna de subida e os valores de taxa de circulação previstos via CFX foram validados com resultados de modelo físico. A melhor predição da penetração do gás e da taxa de circulação foi obtida na simulação com incorporação da força de massa virtual e da força de sustentação, cujos coeficientes foram iguais a 0,3 e 0,1, respectivamente. A força de lubrificação deve ser utilizada para evitar o acúmulo de gás próximo às paredes da perna, mas possui efeito desprezível sobre a taxa de circulação. Os resultados dos modelos físico e matemático se ajustaram com a equação de Kuwabara para taxa de circulação.

Oct 30, 2017

By Camila Mendonça Romero Sales

Este trabalho teve como objetivo observar o percentual de transformação das fases (romboédrica e hexagonal), após tratamento termobárico do hidrocarboneto aromático Antraceno. As amostras foram tratadas sob pressão fixada em 4,5GPa e temperatura variando entre 900 e 1300°C, com o intuito de obter estruturas grafíticas. O percentual de fases foi obtido a partir de dados de difração de Raios X e através de refinamento pelo método de Rietveld, sendo que na temperatura de 1300°C foi possível observar um aumento na fase romboédrica e melhores parâmetros de refinamento. Pode-se concluir que o Antraceno ao ser submetido a altas temperaturas e alta pressão torna possível o aumento da fase romboédrica do material grafítico, o que resulta em melhores condições de síntese do diamante.

Aug 16, 2017

By Marina Fiore

As otimizações termodinâmicas de sistema ternários ou de maior ordem contendo titânio necessitam que os sistemas binários Ti-X estejam consistentemente definidos e otimizados. O sistema Ti-Si já foi amplamente estudado e otimizado termodinamicamente. Um dos seus compostos intermediários, a fase Ti5Si3, foi inicialmente considerada estequiométrica nas primeiras otimizações termodinâmicas para facilitar os cálculos, embora os resultados experimentais confirmassem a sua não estequiométrica. A otimização mais recente modelou esta fase como sendo não-estequiométrica com 3 sub-redes. A solubilidade foi considerada em duas das três sub-redes, uma na sub-rede do Si e outra na sub-rede do Ti. O problema dessa abordagem é que ela pode aumentar significativamente o número de variáveis a serem otimizadas no cálculo de sistemas ternários Ti-Si-X, dificultando assim a sua convergência durante processamento computacional. O presente trabalho simplifica a otimização do sistema Ti-Si, considerando que o Ti5Si3 é sempre hiper-estequiométrico somente em relação ao Ti. Deste modo, mantêm três sub-redes, mas elimina-se a ocupação do Si na sub-rede do Ti. Os resultados mostram que esta simplificação não afetou significativamente o valor das propriedades termodinâmicas do sistema.

Aug 16, 2017

By Wilson Alexander Hormaza Rodriguez

O desenvolvimento da indústria automobilística exige inovações na área de materiais de engenharia assim como de processos. A partir desta necessidade, as propriedades dos aços baixo e médio carbono podem ser melhoradas com a precipitação e refino de grão associado à adição de pequenas quantidades de elementos formadores de nitretos, carbonetos e carbonitretos. Aços baseados nestes princípios podem classificar-se como aços microligados, apresentando elevados níveis de resistência mecânica e tenacidade sem aumentos significativos nos custos de fabricação. No entanto, um dos métodos de obtenção de estruturas refinadas na indústria é mediante o processamento termomecânico com o propósito de se atingir uma microestrutura predeterminada. Assim o refino obtido é baseado no controle da cinética de nucleação e crescimento de grão. Neste trabalho foi estudado o efeito do forjamento a morno no refino de grão de um aço microligado. Inicialmente, as amostras foram aquecidas a 550°C, deformadas através de um processo de forjamento (40%, 60% e 80%) e resfriadas em água. Em seguida foram recozidas na região subcrítica por tempos variando de 1 min a 10 min e novamente resfriadas em água. A evolução microestrutural, assim como o comportamento mecânico deste aço, foram avaliados através de microscopia óptica, eletrônica (varredura e transmissão) e testes de dureza. O processo de forjamento mostrou-se eficaz na obtenção de uma microestrutura refinada associada a uma recristalização da ferrita.

Aug 7, 2018

By Izabela Diniz Duarte

Perdas térmicas decorrem do armazenamento do aço líquido em panelas. O controle da temperatura do aço líquido é condição essencial para se obter um produto final de alto nível de qualidade. Este trabalho buscou avaliar a transferência de calor a partir do aço para o refratário da panela e para a camada de escória, utilizando um modelo numérico (Computational Fluid Dynamics). As perdas de calor dão origem a correntes de convecção dentro do banho e a consequência típica desse fenômeno é a estratificação térmica. Foi avaliada a influência de parâmetros tais como espessura da camada de escória, tipo de revestimento refratário e a temperatura de encharque. As perdas térmicas para o refratário lateral e do fundo da panela se mostraram maiores que as perdas térmicas para a camada de escória. Nas condições estudadas a espessura de camada de escória não apresenta influência significativa sobre as perdas, ao contrário do tipo de refratário e temperatura de encharque.

Aug 16, 2017

By Daniel Wild, Tobias Scheffer, Marvin Laugwitz, Martin Jochum

Leveling is a standard process in the rolling mill to eliminate flatness deviations. The process layout is based on models and the leveling result depends on the accuracy of the material parameters in these models. Even small deviations from the correct assumptions can have a major effect on the final flatness. Thus, after leveling the products may look optically flat, but subsequent to a final cutting process springback occurs due to residual stresses. The objective of this work is to analyze the influence of material parameters and gravity on the flatness after leveling. To evaluate the sensitivity of the process, an FE parameter study is exerted that reveals the influence of fluctuations in material properties in the case that the leveling setup is fixed. Gravity is neglected to not conceal flatness deviations. Examples of this study are rerun in a further step under consideration of gravity to also analyze its influence on the resulting flatness and residual stresses. Finally, to analyze the consequence of the residual stresses, all information of the plate from the previous step are transferred while gravity is suppressed to prompt springback. This study revealed that slight deviations of the material properties can lead to uneven plates in simulations where gravity is not considered. If gravity is taken into account, the unevenness is concealed and the plate seems flat. A springback simulation of the same plate shows that strong residual stresses are still present and would lead to unevenness if e.g. the plate were cut.

Oct 1, 2019

By Hormando Leocadio Júnior

A otimização operacional no setor de desbaste da Linha de Tiras a Quente da Usiminas, Ipatinga, proporcionou redução do tempo de processamento dessa etapa, criando-se condições para aumento das temperaturas dos esboços na entrada do Trem Acabador (TA). Desse modo, para manutenção das temperaturas de acabamento dos laminados dentro da faixa de controle desejada, seriam necessárias menores velocidades de laminação no TA. Com a finalidade de garantir temperaturas desejadas na entrada do TA, que possibilitem adequadas velocidades, foi desenvolvido um sistema de controle de temperatura de esboço, que é acionado e desligado automaticamente na região inicial (topo), na extensão necessária do esboço. Esse sistema permitirá uma ampla exploração da nova condição de desbaste em menor tempo, com menor variabilidade da temperatura de entrada no TA, prevenindo ocorrências de estiramentos e de carepa, por temperatura alta nos topos e baixas nas bases dos laminados, maior uniformidade de propriedades mecânicas dos produtos, assim como aumento na capacidade produtiva.

Jul 30, 2018

By Alessandro Francelino Nogueira

A utilização de lasers de pulsos ultracurtos é uma alternativa para a realização de microusinagem em superfícies de metais, com aplicações diversas em inúmeros segmentos industriais, além das áreas aeronáutica, aeroespacial e naval, onde há crescente preocupação com a eletrônica embarcada. Neste trabalho foram realizadas microusinagens em superfícies de titânio utilizando laser de pulsos ultracurtos de femtossegundos. Tal processo resultou em mínima transferência de calor para o material, evitando assim e deformação superficial da chapa de titânio e a formação de material ressolidificado na região ablacionada, que são inconvenientes presentes na utilização do laser chaveado de pulsos longos da ordem de nanossegundos. Foram executados três tipos de microusinagens, com variações nas distâncias entre as linhas usinadas. Foi verificado ainda que a molhabilidade aumenta quando há o aumento da distância entre linhas usinadas. Finalmente, para a alteração da superfície com uma ínfima remoção de material, constatou-se que a utilização de lasers de pulsos ultracurtos proporcionam grandes benefícios para a integridade do material ablacionado.

Oct 30, 2017

By Rodolfo da Silva Teixeira

As ligas de NiTi ricas em Ni tendem a exibir o efeito superelástico a temperatura ambiente. As amostras em estudo foram submetidas a tratamento térmico e mecânico a fim de avaliar o comportamento superelástico destas. Foram realizados ensaios a temperatura ambiente difração de Raios-X (DRX) para identificar as fases presentes e avaliaram-se as propriedades mecânicas via ensaios de ultramicrodureza instrumentada com pré-ciclagem térmica (aquecimento e resfriamento). Os resultados de ultramicrodureza instrumentada exibiram bons indicativos quanto ao uso prévio desta ferramenta para análises do comportamento superelástico destas ligas.

Oct 30, 2017

By Volney Viana Nogueira

A recirculação interna de gases em bombas de vácuo é uma falha frequente em estações de desgaseificação de aço e está associada ao aumento dos tempos de processo, a um maior consumo energético e a não obtenção da pressão de trabalho adequada. O tratamento de tais desvios pode ser complicado pela falta de informação disponível sobre os modos de falha dos equipamentos. Este artigo descreve um método experimental para encontrar valores de referência para testes que podem ser realizados na planta para a detecção de não conformidades em bombas de vácuo constituídas de ejetores a vapor e condensadores; tal método é composto por testes lógicos, sequenciais e não intrusivos. São fornecidas tabelas com os valores esperados das grandezas testadas, assim como diversas causas de redução de desempenho e de perda de função dos componentes.

Oct 30, 2017