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By Kássio Nogueira Cançado

A perda de temperatura das barras de aço no intervalo entre a saída do forno e a entrada do laminador é fator determinante no processo de laminação e na qualidade do tubo produzido. O estudo feito tem como objetivo modelar matematicamente o resfriamento destas barras durante o transporte entre o forno e o laminador, permitindo avaliar a temperatura mínima necessária para desenfornamento e também o máximo tempo de transporte sem comprometer o processo de laminação, possibilitando um melhor setup dos equipamentos reduzindo os custos de produção. Os resultados obtidos com o modelo matemático de resfriamento foram comparados com valores reais de temperatura coletados através de campanhas de medições com termopares instalados em uma barra e com medições de pirômetro. Valores de temperatura foram coletados com termopares em barras de 270, 230 e 180 mm de diâmetro. As medições com pirômetros foram feitas em barras de 180 mm de diâmetro. O modelo de resfriamento apresentou para todos os casos erro relativo às medições inferiores a 3%.

Aug 17, 2017

By Antônio César de Araújo Freitas

As empresas de mineração têm desafios logísticos em sua operação no dia a dia, visto o crescente volume de minério movimentado nas Usinas e Portos e pressão crescente por resultados operacionais que se traduzem na busca contínua por níveis superiores de produtividade. A tecnologia de automação dos processos produtivos e de máquinas evoluiu muito na última década, entretanto o processo da logística nos pátios de matéria prima e produtos apresenta baixo nível de automação e é baseado em informações verbais e observações visuais a respeito do nível de estoques e disposição dos materiais nas pilhas e áreas dos pátios de manuseio. Em um processo tão complexo, pequenas decisões da operação no dia a dia, que podem variar de acordo com o operador, supervisor ou turno de operação, podem influenciar a produtividade diretamente, afetando indicadores como horas paradas e deslocamento de máquinas por tonelada expedida, afetando dessa forma custos significativos na operação de uma usina ou porto. Este trabalho tem por objetivo então descrever as técnicas utilizadas para modelar os desafios de logística nos pátios de minério, descrevendo sistemas de otimização utilizados com apresentação de resultados em projetos como o de Carajás, planta da VALE que é atualmente a maior mina de minério de ferro do mundo, abordando a redução de deslocamento de máquinas, diminuição da exposição ao risco de colisão e redução de paradas.

Jul 30, 2018

By Vinicius Andres Strey

Segurança da informação é um tema crescente dentro do ambiente de Tecnologia de Automação. Da mesma forma que para outras rupturas que ocorreram, as grandes empresas desempenham um papel de vanguarda também quando se fala em segurança da informação. Grandes empresas, no geral, possuem diversas instalações. Neste caso, em se tratando de segurança da informação, é fundamental que os riscos sejam identificados e os controles sejam definidos e implantados de maneira integrada, de modo que vulnerabilidades quando exploradas não afetem o negócio como um todo. Desta forma, recomenda-se fortemente a adoção de um programa de segurança da informação com a participação das diversas instalações em vez de projetos isolados. Este trabalho apresenta a estratégia para o desenvolvimento deste programa através da adaptação de boas práticas e frameworks de referência, como ISA-62443 e NIST SP 800-82. As fases de concepção e desenho do programa estão contempladas, tomando como caso de referência o Programa de Cyber Security para Sistemas de Automação Industrial da Vale. Este programa foi concebido para ser abrangente nos aspectos de segurança da informação, considerando a situação individual de cada mina, usina ou porto envolvido, e estruturado de maneira a ser expandido facilmente para outras instalações.

Jul 30, 2018

By Daniel Codo de Faria

O desafio de se extrair conhecimento prático das enormes massas de dados disponibilizadas pelos sistemas de informação e automação nas indústrias já vem sendo discutido e enfrentado há anos. Neste contexto, a aplicação de técnicas de analítica avançada se apresenta como uma solução poderosa, capaz de mudar a operação dos processos industriais. Especificamente, a área de analítica preditiva é constantemente considerada como uma nova revolução para a indústria. Combinando técnicas como análise estatística, mineração de dados, “big data”, aprendizado de máquina e inteligência artificial, a analítica preditiva gera modelos a partir de dados históricos com o objetivo de prever condições futuras. Tal predição permite que ações de correção ou otimização possam ser definidas e executadas antecipadamente e com maior precisão, aumentando significativamente a eficiência dos processos, seja em relação a produtividade, custo ou qualidade. Este trabalho apresenta os fundamentos da analítica preditiva e uma aplicação prática na indústria. As técnicas utilizadas podem ser diretamente replicadas nas mais diversas áreas da indústria e para os mais diferentes problemas, evidenciando o forte potencial de expansão esperado para os próximos anos.

Aug 17, 2017

By Augusto César Barrios Tamayo

The high temperature erosion of Thermal Barrier Coatings (TBCs) is one of the main factors that define the lifespan in gas turbine components as it is considered the second source of failure of hot path components in power and propulsion turbine operation. The worn Top Coat (TC) surface in components such as first stage turbine blades affects the turbine efficiency due to energy losses and the increment in heat transfer to substrate. The first part of this work consists in describing a HTE test facility developed to emulate the damage conditions found in a number of components of gas turbines; in this testing machine, the samples were exposed to combustion gases moving at velocities close to 1.5 Mach and temperatures of 1100°C. The second part consists in the characterization of liners and first stage turbine blades of a GE7FA gas turbine used for power generation. The last part deal whit correlation of the features of TC’s worn surfaces with the erosion conditions and the dominant degradation mechanisms between test samples and turbine components were compared.

Jul 31, 2018

By Murillo Romero da Silva

Ligas com memória de forma (LMFs) são ligas metálicas capazes de recuperar o seu formato e tamanho original após deformação plástica quando aquecidas acima de uma temperatura crítica. Diversos casos de possíveis aplicações paras as LMF têm sido justificados no campo científico, com alguns poucos casos identificados para aplicação em massa, existindo uma ausência na literatura de uma análise crítica da aplicabilidade das mesmas que leve em consideração aspectos industriais e de mercado. Dessa forma, se faz necessário um estudo mais aprofundado que correlacione as ideias científicas geradas com a produção industrial e com a comercialização de LMFs. Nesse contexto, o trabalho visa através de levantamento e análise de patentes e artigos científicos, assim como por contatos industriais, estabelecer uma relação entre o desenvolvimento científico e o comercial das LMFs. Mais de 11 mil artigos e mais de 7 mil patentes foram produzidos nos últimos 16 anos, sendo observado uma tendência crescente da criação de conhecimento de LMF, o qual já vem sendo aplicado na indústria, justificando assim os esforços observados no campo científico. A área biomédica se destaca como a mais bem estabelecida no campo das LMF, com destaque para a utilização das ligas a base de NiTi.

Aug 17, 2017

By Isabella Leite Ferraz, André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva, Andreza Freire Marques, Fernando Paulucio Quinelato

Adições de cálcio são usadas para a modificação de inclusões não-metálicas em aços com demanda de propriedades isotrópicas, boa lingotabilidade e limpeza interna. Entretanto, o cálcio tem elevada pressão de vapor, baixa solubilidade no aço líquido e elevado custo. Embora a maneira mais efetiva, atualmente, de adicionar cálcio seja através da injeção de arames de ligas CaSi ou CaFe, o momento da adição, na rota de elaboração na metalurgia secundária tem importância no rendimento e eficiência do cálcio. Neste trabalho, são discutidas e comparadas três rotas de processamento de aços desoxidados ao alumínio na metalurgia secundária (forno panela (FP) e/ou vácuo (RH): FP-injeção de Ca-Lingotamento, FP-injeção de Ca-RH-Lingotamento, FP-RH-injeção de Ca-Lingotamento). Cada rota apresenta vantagens e limitações de processo. Foram avaliadas corridas processadas pelas três rotas visando identificar o efeito da rota sobre o rendimento do cálcio e sobre a limpeza interna do produto. As comparações foram realizadas através de cálculos por termodinâmica computacional, empregando a análise química e a temperatura de lingotamento. As vantagens e desvantagens observadas para cada rota são discutidas e comentadas.

Oct 1, 2019

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 Alex Maia do Nascimento

Durante a produção de aços em fornos elétricos a arco (FEA), o hidrogênio pode ser incorporado ao banho líquido através de diversas formas: umidade das matériasprimas, umidade do ar (no momento de abertura do arco elétrico), umidade dos refratários e etc. A fragilização por hidrogênio (FH) é um fenômeno decorrente da incorporação e retenção de hidrogênio, acima de certo nível tolerável para cada aço em particular, que gera altíssimas tensões internas e diminui, catastroficamente, a capacidade de deformação do material. O objetivo do presente trabalho foi encontrar a quantidade de hidrogênio (ppm) aceitável no aço inicialmente desenvolvido para fabricação de barras CA-50 (6,3 / 8,0 / 10,0 e 12,5 mm), obtidas em rolos por laminação a quente após instalação de uma nova máquina de lingotamento contínuo de tarugos. Para realização do trabalho foram realizados ensaios de dobramento a 180° conforme a norma NBR 7480/2007 e medições dos teores de Hidrogênio no distribuidor da Aciaria através do equipamento Hydris.

Aug 17, 2017

By Francisco Coutinho Dornelas

Este artigo pretende contribuir na compreensão da produtividade de mão de obra por meio de análise do setor de produção de aço da América Latina. A discussão teórica fundamenta-se em Tangen (2005), que demonstra como o termo produtividade embora muito utilizado é vagamente definido e mal-entendido e que o conceito mais largamente aceito é a relação entre saída (output) e entrada (input). Nesse contexto, realizou-se um estudo com setor siderúrgico da América Latina com dados do ano de 2015. A pesquisa foi realizada entre Março e Agosto de 2016 com os principais gestores de engenharia industrial e/ou de recursos humanos das empresas, onde se procurou identificar relação entre a produção de aço bruto (saída) e a mão de obra empregada diretamente envolvida no processo de produção, isto é, equipes de operação e manutenção, do quadro próprio e de terceiros, excluindo-se todo o demais efetivo bem como o pessoal afastado por férias e por outros motivos, acrescido de horas extraordinárias trabalhados no período, medido em termos de t/FTE. Os resultados mostraram uma produtividade mediana de 1534 t/FTE, variando dependendo de a empresa ter rota integrada ou semi-integrada e produtora de aços planos ou longos. A contribuição deste estudo reside na proposição de uma metodologia de cálculo de produtividade de mão de obra na produção de aço, possibilitando comparação entre diferentes segmentos desta indústria, outras empresas e regiões do mundo, além de permitir acompanhar sua evolução ao longo do tempo.

Oct 30, 2017

By Jovanir Francisqueto

O objetivo deste trabalho foi implementar a célula de atendimento a prioridades dos clientes na ArcelorMittal Tubarão (Cockpit de Atendimento a Clientes), com foco na melhoria dos indicadores relacionados a entrega para clientes e visando reduzir a burocracia e barreiras organizacionais de forma a agilizar a tomada de decisão e consequentemente agilizar o fluxo dos pedidos prioritários na usina, desde a produção de aço até o despacho de produtos. O projeto foi implementado em etapas, com destaque para duas frentes, sendo uma de gestão da mudança, com a implementação do conceito de gestão por processos e em paralelo toda a implementação de infraestrutura sistêmica para suporte ao processo. Seis meses após o inicio do projeto a implementação do conceito de Gestão por Processo, de baixo custo e alto impacto no negócio trouxe uma evolução significativa nos indicadores de atendimento a cliente, com destaque para a consecução de atendimento aos pedidos prioritários que saltou de cerca de 30% para patamares acima dos 90%, assim como o lead time total de atendimento a pedidos que foi reduzido em cerca de 30%.

Aug 17, 2017

By Juan Garcia de Blas, Allan Ribeiro de Souza

uso do método dos elementos finitos (MEF) para uma determinação mais realística da resistência estrutural de aços estruturais sob a ação do incêndio vem crescendo à medida que um número maior de países vem adotando os códigos baseados em desempenho no lugar dos tradicionais códigos prescritivos. O algoritmo MEF interpreta o comportamento termomecânico do aço através do emprego de modelos constitutivos. Os modelos constitutivos convencionais usados na engenharia de incêndio são de natureza empírica e abordam de forma dissociada os fenômenos do encruamento plástico e da fluência. Este trabalho apresenta em linhas gerais um modelo constitutivo unificado baseado fisicamente na cinética de deformação plástica resultante do deslizamento de discordâncias, encruamento e recuperação dinâmica inspirado nas contribuições de Kocks, Mecking e Estrin. O modelo proposto tem a sua estrutura matemática modificada para condições de temperatura variável, isto é, para cenários de incêndios.

Oct 1, 2019

By Jorge Lucas Carvalho Bechir

A usina de beneficiamento da Unidade Vazante da Votorantim Metais concentra zinco a partir de Willemita – Zn2SiO4 por flotação. Através desse processo, é possível obter elevadas recuperações metalúrgicas. Contudo, foi identificado que é possível aumentar ainda mais a recuperação de zinco através de redução de granulometria. Essa redução eleva os custos de energia de um circuito de cominuição, fato que torna fundamental a identificação da relação ideal entre ganho de recuperação e os gastos com maior consumo de energia. Grande parte das frações de Willemita mais grosseiras (acima de 0,15 mm) que passam pelo processo de flotação, vão para o rejeito. Isso ocorre devido a granulometria atual de moagem não atingir a liberação ideal do mineral de interesse, de forma que, grande parte da superfície das partículas ainda apresenta ganga que não é adsorvida pelo coletor especifico da Willemita. Em busca de elevar a recuperação metálica de zinco potencializando o seu aproveitamento, estudos de caracterização mineralógica foram realizados. O trabalho consistiu na utilização de MEV/EDS com MLA (Mineral Liberation Analyzer) e na realização de testes de flotação em escala de bancada e piloto para determinar a granulometria ideal para flotação do mineral Willemita. Através dos resultados obtidos, foi possível concluir que houve ganhos de recuperação de zinco com a redução da granulometria sem comprometer a qualidade do concentrado gerado.

Aug 17, 2017

By Felipe Buboltz Ferreira

O Pó de Aciaria Elétrica (PAE) é um resíduo sólido originado da fabricação de aços em Fornos Elétricos a Arco (FEA). Este resíduo contém metais nocivos ao meio ambiente e é constituído, em sua maior parte, pelos elementos ferro, zinco e oxigênio. Devido aos custos crescentes para disposição e por tratar-se de um resíduo perigoso, a indústria procura tanto opções de reciclagem quanto a possibilidade de retorno ao processo produtivo do aço. Uma das alternativas é a reintrodução na aciaria elétrica através de aglomerados autorredutores como parte da carga do FEA. Nesse trabalho, são confeccionadas misturas autorredutoras contendo PAE e coque de petróleo, apresentando as correspondentes caracterizações químicas e físicas. É feita também uma avaliação do comportamento destas misturas em ensaios termogravimétricos, mostrando a possibilidade do emprego desta técnica na aferição prática do teor ótimo de coque.

Aug 16, 2017

By Ana Luiza Chaves de Oliveira

Com o avanço do conceito de sustentabilidade e as novas legislações ambientais, percebemos um crescente aumento da responsabilidade ambiental. As empresas cada vez mais investem em coletas seletivas, tratamento dos resíduos, etc., buscando minimizar os impactos ambientais, preservar os recursos naturais e assegurar a sustentabilidade. Tendo como objetivo apresentar uma solução integrada para a reciclagem e reaproveitamento dos resíduos refratários após o uso. Este trabalho propôs a produção de três classes de argamassas secas e úmidas através da utilização de reciclados. Foram realizadas quatro etapas (identificação visual das matérias-primas, cominuição, formulação/produção e acompanhamento durante a estocagem). Procurando avaliar o potencial dos reciclados o acompanhamento será realizado através da variação reológica e da determinação da força ligante após a fabricação e durante a estocagem (período de 12 meses). Os resultados evidenciaram que há potencial de reaproveitamento dos reciclados tanto na produção de argamassas secas e quanto úmidas sem que ocorra perda de suas propriedades reológicas, químicas e termo-mecânicas.

Aug 17, 2017

By Alexsandro Marcio da Silva

Com o objetivo de prover informações precisas, coesas e em tempo real aos gestores da Diretoria da Usina Presidente Vargas (UPV) para a tomada de decisões, foi criado o projeto para Gestão de Indicadores de Desempenho em Tempo Real com o foco no processo produtivo e performance das áreas de Laminação (a quente e a frio), Zincagem e Folhas Metálicas. O projeto foi desenvolvido em fases, onde cada fase contemplava um determinado número de equipamentos, áreas e plantas, com visualização em drill down. Utilizando os conceitos de Data Visualization e Operational Intelligence, foi possível integrar e centralizar as informações de diversas fontes de dados, tais como, PIMS, MES, LIMS, ERP, Supervisórios, PROCOM's e entradas manuais. Padronizar as informações de controle do processo produtivo entre os gestores facilita a identificação de problemas e suas causas, e permite analisar simultaneamente várias áreas e plantas. Exibir em tempo real perdas operacionais em decorrência de desvios de processo, torna o processo de tomada de decisão mais rápido e assertivo, contribuindo para a melhoria da performance dos equipamentos, redução de riscos de falhas, e além disso aumenta a vida útil dos equipamentos e otimiza a monitoração dos processos.

Jul 30, 2018

By Alexandre Dolabella Resende

O estudo do padrão de fluxo do aço no molde de lingotamento contínuo é de grande importância para a siderurgia, uma vez que permite compreender como as variáveis de processo afetam a qualidade do aço produzido. Existem diversas técnicas, numéricas ou experimentais, utilizadas para realizar esses estudos. Este trabalho apresenta um estudo de simulação numérica, que tem como objetivo avaliar a influência da fração de argônio injetada no sistema no padrão de fluxo do aço no molde de lingotamento de placas. As condições de processo simuladas foram obtidas de diversas máquinas de lingotamento, com diferentes vazões de aço e argônio injetado. Os resultados numéricos foram validados através de um método experimental denominado “Nail Board”. Após a realização do estudo, foram constatadas consideráveis alterações do padrão de fluxo devido à variação da fração volumétrica do argônio injetado no sistema.

Aug 17, 2017

By Silvio de Carvalho Sabença

Um forno a arco elétrico é um tipo de forno industrial que usa uma corrente elétrica alternada para produzir calor. Estes equipamentos servem como uma alternativa para os altos fornos tradicionais, e desempenham um papel importante na produção de aço. Em um forno de arco elétrico, a corrente elétrica passa através dos eletrodos de grafite, do aço e de outros metais, o que resulta na produção de aço de modo mais rápido e eficiente. A queda de tensão no arco é, praticamente, proporcional à distância entre o eletrodo e a carga. O eletrodo corresponde ao polo positivo (+) e a carga o negativo (-). Em corrente alternada os pólos, positivo e negativo, trocam de posição a cada meio ciclo da tensão de rede. Sob condições de arco, forma-se, no eletrodo e na carga, uma finíssima camada altamente ionizada devida a uma altíssima concentração do campo elétrico nestas zonas. No forno o arco se extingue quando a corrente se anula e reacende, quando a tensão volta a crescer. Devido a constantes quebra de eletrodo foi montado o grupo de trabalho com objetivo de reduzir o consumo dos eletrodos, otimização do consumo de energia, redução do Power On, aumento da potência média e redução nas quebras de eletrodos. Esta implantação foi extremamente importante pois o mesmo está garantindo a continuidade operacional, de forma segura e confiável, de um dos equipamentos mais importantes para a produção de aço na Usina.

Aug 17, 2017

By Claudio Cesar da Costar

O Alto Forno 1 da ArcelorMittal Tubarão, operou entre 30 de novembro de 1983 e 18 de abril de 2012, produzindo 93.915 Mt. Durante esta campanha, inúmeras melhorias foram implementadas para aumentar sua longevidade mantendo o volume e custo de produção. O Alto Forno 1 da AMT é reconhecido como recordista tanto em volume de produção quanto em tempo de operação para uma única campanha. Durante sua reforma, foram empregadas as técnicas de reforma em grandes blocos, as quais foram trocados todo o cadinho, corpo e topo do Alto Forno, trazendo recursos tecnológicos possibilitando obter melhores resultados durante a segunda campanha. Após a reforma, o Alto Forno 1 continua apresentando bons resultados em termos de produtividade, consumo de combustíveis e índices de trabalho, colocando-o entre um dos Altos Fornos com melhores resultados do grupo ArcelorMittal.

Aug 16, 2017

By Heitor Cristo Clem de Oliveira

O objetivo deste trabalho é estudar a reação de dessulfuração, envolvidas no processo de pré-tratamento de ferro-gusa. A princípio, as misturas utilizadas foram caracterizadas e estudadas através do software de termodinâmica computacional (FactSage 7.1). Em seguida, os resultados obtidos através do estudo termodinâmico computacional foram comparados com aqueles obtidos mediante os testes experimentais a 1400°C. As misturas dessulfurantes tiveram como base a CaO com três tipos de fundentes, fluorita, sodalita e barrilha, além da utilização de alumínio como elemento desoxidante. Os testes experimentais permitiram identificar que a adição de 0,1% em massa de alumínio no gusa, eleva a taxa de remoção de enxofre principalmente no instantes iniciais do processo. Com a utilização da termodinâmica computacional pode-se mostrar que a reação de dessulfuração no ferro-gusa é exotérmica para os teores de silício encontrados no processo. Além disso, a termodinâmica computacional também contribui, em alguns casos, para a análise de compostos sólidos que podem se formar na escória e limitar as reações de dessulfuração.

Oct 30, 2017