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By Frank Schrama

The Steel Plant Model (SPM) is an advanced logistic simulation model for steel plants. With the SPM, bottlenecks can be solved and logistics can be optimized. Both existing plants and greenfield designs can be simulated. All movements and actions simulated, from hot metal to cast products. Not only all major equipment and their relevant components (like a sublance) are simulated, but also ladles, scrap boxes, transfer cars and cranes. The whole plant is simulated in 3D and actual distances and speeds determine transport times. The SPM includes process time deviations and equipment downtimes for maintenance or unexpected breakdowns. This ensures more realistic and reliable results. Logistic optimization is based on comparison of different scenarios. For a new scenario, equipment and practices, etc. can easily be modified, added or removed. At the same time the SPM produces all relevant data for every new scenario, which can be presented conveniently. This makes the SPM the ultimate tool to find bottlenecks or optimize plant logistics. The SPM is validated for several plants world-wide, with different characteristics and layouts. The SPM not only realistically simulates existing plants with all utilizations, crane movements and waiting times, but also to accurately predicts the influence of plant modifications or unexpected events like breakdowns. Given the flexibility of the SPM, any (new) steel plant can be simulated quickly when a layout and the requested data are provided.

Aug 16, 2017

By Paulo Sérgio Moreira

O tamanho de grão austenítico prévio é determinante na área de tratamentos térmicos dos aços, pois este parâmetro influencia sua microestrutura e propriedades. Para que o tamanho de grão possa ser medido, é necessário que antes se aplique métodos de contraste para sua revelação. A literatura relata, entre métodos desenvolvidos, dificuldades em se conseguir bons resultados em função deles serem susceptíveis a variações de composição química e histórico de processamento dos aços. Neste contexto, esse trabalho propôs métodos para a revelação dos contornos de grãos austeníticos prévios dos aços ABNT4340 e ABNT1030. Foram utilizadas duas técnicas: ataque químico e ataque térmico. Para a técnica de ataque químico, utilizou-se um reativo a base de ácido pícrico. Já na técnica de ataque térmico, as amostras foram austenitizadas de forma a promover uma oxidação controlada. Os resultados obtidos mostram o sucesso das técnicas, com destaque para o ataque térmico que se mostrou mais efetivo para o objetivo proposto. Foi possível mostrar que no ataque químico, o ajuste da concentração de HCl em função da composição química do aço é o ponto de maior importância, ao passo que no ataque térmico, a segregação química e a temperabilidade dos aços são relevantes para o sucesso da técnica.

Aug 17, 2017

By Bruno Rodrigues Henriques

O entendimento, controle e otimização do rendimento de aço líquido, em uma aciaria LD, é uma tarefa complexa e desafiadora. Qualquer projeto que se disponha a otimizar o rendimento de aço líquido irá se deparar com enormes dificuldades técnicas e operacionais. A despeito de todas as dificuldades e em função da importância do rendimento de aço líquido, uma vez que o mesmo tem forte impacto no custo de produção, toda aciaria procura manter essa variável de processo sob estrito controle. Esse trabalho se propõe a mostrar todas as etapas da condução de um projeto, desenvolvido e implantado em 2014, que tinha como foco entender, controlar e otimizar o rendimento de aço liquido. Durante o desenvolvimento do projeto, foi encontrado um total de 19 desvios e foram implementadas 23 ações corretivas. O valor do rendimento, que antes do projeto estava em torno de 91,6%, evoluiu para uma média de 93,5% em 2015 e 2016. Esse aumento de 1,9%, em média, no valor do rendimento de aço líquido, proporcionou uma expressiva redução no custo de produção na aciaria.

Aug 17, 2017

By Paula Rodrigues Caumo

A aterosclerose é um termo geral relativo a diversas doenças relacionadas ao espessamento e perda de elasticidade da parede arterial. Atualmente os maus hábitos alimentares, combinados ao sedentarismo, podem levar a ocorrência de elevados níveis de colesterol na corrente sanguínea. Este fato aumenta o risco de obstrução dos vasos sanguíneos, limitando o fluxo do sangue para o coração. Desta maneira, para desobstruir o vaso sanguíneo e manter o lúmen arterial aberto é colocado um stent. Os stents são redes, normalmente de ligas metálicas, que servem para desobstruir os vasos sanguíneos. O tratamento de doenças das artérias coronárias e periféricas usando stents metálicos tem sido adotado nas intervenções médicas nos dias de hoje. No entanto, surgiram argumentos que indicavam os benefícios de remover o stent após este ter feito a desobstrução, originando desenvolvimento de stents biodegradáveis. Estes exigem propriedades mecânicas adequadas, biocompatibilidade adequada, garantindo uma baixa toxicidade dos produtos de degradação. Com isso, o objetivo deste trabalho é o estudo preliminar sobre stents metálicos biodegradáveis, como ferro puro, magnésio. Além disso, avaliar se os mesmos são adequados para aplicação à stents biodegradáveis, avaliando as propriedades mecânicas dos metais, biocompatibilidade e toxicidade dos compostos degradados ao longo do tempo de implantação.

Aug 17, 2017

By Paulo Augusto Cota Leite

Os aços inoxidáveis martensíticos, em geral, aliam boas propriedades mecânicas e satisfatória resistência à corrosão, características associadas à possibilidade de realização de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento. Nesse contexto, no presente trabalho foram avaliados os efeitos das condições desses tratamentos na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico de médio teor de carbono. Foram consideradas três temperaturas de aquecimento na têmpera e seis temperaturas de revenimento. A avaliação microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de dureza. Foi observada a elevação na dureza do aço com o aumento da temperatura de aquecimento na têmpera, assim como a dissolução dos carbonetos presentes no material. No revenimento subsequente observou-se o aparecimento do pico de dureza referente ao endurecimento secundário a uma temperatura de 500°C.

Aug 17, 2017

By Altemar Dettogne do Nascimento

A Máquina de Lingotamento Contínuo nº 1 da ArcelorMittal Tubarão (AMT), com capacidade nominal de 1,8 milhões de toneladas/ano, teve seu start up em 1995. A máquina é curva com raio de 10,5 m. São produzidas placas de 200, 225 e 250 mm, largura de 800 a 1650 mm e velocidade até 1,7 m/min. Em Abril de 2012, a Máquina parou para uma reforma geral. A empresa Italiana Danieli Davy Distington foi contratada para fornecer a engenharia, fabricação e entrega dos equipamentos no período de 12 meses. No ano anterior à parada da máquina, foi realizado um site survey, o que possibilitou a elaboração de um planejamento detalhado de todas as atividades. A reforma da máquina teve como objetivos principais: correção do alinhamento da máquina, substituição de estruturas oxidadas, implantação de novas tecnologias e redução do tempo de exposição dos operadores a ambientes agressivos (alta temperatura, projeção de aço, queda de cascão da panela e material particulado) através da implantação da sala remota de controle dos veios. A máquina foi colocada em operação em 10 de agosto 2012 após ter completado, sem desvios, as fases de instalação e testes. Este trabalho mostra as fases de desenvolvimento deste projeto, os resultados das tecnologias implantadas e os testes de performance para diferentes famílias de aço.

Jul 29, 2018

By Eduardo Batista Teixeira

As indústrias podem possuir diversos sistemas especialistas para a gestão de cada uma das dimensões do negócio e, no caso, dos dados de análise a gestão de dados de laboratório a funcionalidade se dá com o LIMS, Sistema de gerenciamento de dados de laboratório (Laboratory Information Management System) e o Sistemas para o armazenamento de dados históricos de processo, PIMS, (Plant Information Management System). A correlação de dados de processo com dados de qualidade (resultados de análises de laboratório) é fator crítico de sucesso para o acompanhamento e gestão dos processos produtivos. Na intenção de atender as demandas dos usuários das informações correlacionadas, procuram guardar dentro do PIMS as informações do LIMS que agreguem valor para estes usuários. Cada variável historiada no PIMS consome uma posição de armazenamento (TAG). O quantitativo de TAG é parâmetro de licenciamento das soluções PIMS e o uso indiscriminado destes pode inviabilizar o projeto na dimensão custo. O presente trabalho apresenta solução para cadastramento dos resultados de análise utilizando estratégia de hierarquização no banco de dados. Esta estratégia reduzir para 20% (economia de 80% de TAG) do total de posições de armazenamento apuradas durante o levantamento de dados caso fosse utilizada a prática convencional de cadastramento dos dados. A hierarquização de dados reduz consideravelmente a demanda de TAG e não onera o processamento dos dados no momento da pesquisa e apresentação dos dados.

Aug 16, 2017

By Alessandra Souza Martins

O aço inoxidável super duplex vem apresentando um desempenho satisfatório em ambientes de maior agressividade. Esse tipo de aço possui boas propriedades de resistência mecânica, resistência à corrosão e tenacidade ao impacto. Entretanto, mesmo apresentando desempenho satisfatório, esses aços podem apresentar problemas de corrosão quando sofrem algum tratamento térmico, devido à precipitação de uma fase deletéria chamada de alfa linha (?’), a qual precipita em temperaturas entre 300°C e 550°C e pode ocasionar uma diminuição da resistência à corrosão e tenacidade do material. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão dos aços inoxidáveis super duplex de grau 5A e 6A após sofrerem tratamento térmico a 475oC. A diferença entre os aços de grau 5A e 6A ocorre na presença de cobre e tungstênio na composição química do aço com grau 6A. A resistência à corrosão dos corpos de prova foi avaliada por meio das seguintes técnicas eletroquímicas: polarização anódica, espectroscopia de impedância eletroquímica e temperatura crítica de pite. A resistência mecânica dos corpos de prova foi avaliada por meio da técnica de dureza Brinell. Foi realizada também a caraterização microestrutural e a quantificação das fases do material. Os resultados mostraram um aumento da dureza do material, indicando um aumento da presença da fase ?’ com 10 horas de tratamento térmico apresentaram maior resistência à corrosão.

Aug 8, 2018

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 Marco Aurélio de Jesus Matos

Os compósitos possuem dois ou mais constituintes físicos. O Brasil produz uma vasta quantidade de fibras vegetais e as utiliza como fase de reforço. A gelatina é obtida da ruptura de ligações covalentes e formam géis termoreversíveis. Sua principal característica, a gelificação, envolve a renaturação da estrutura e, diante do nosso objetivo, foi utilizada como suporte para as fibras já que a gelificação forma uma rede tridimensional. As fibras foram padronizadas em 0,355 mm. A gelatina foi gelatinizada e a solução coloidal vertida em moldes. Os provetes ensaiados conforme ASTM D412. O acréscimo da celulose microcristalina não altera os resultados da tensão de ruptura. O módulo de elasticidade respondeu de forma inversamente proporcional ao aumento do teor de fibras vegetais. O aumento da resistência à tração e do alongamento do material, porém, não na mesma proporção, faz com que haja uma diminuição de seu módulo elástico. O módulo de elasticidade tende a diminuir devido ao grande alongamento ao passo em que o teor de fibras vegetais e gelatina aumenta. A variação do teor de fibras vegetais e gelatina alterou significativamente os resultados dos ensaios de tração. A tensão de ruptura aumentou proporcionalmente ao aumento do teor de fibras vegetais. O alongamento também aumentou com o aumento do teor de gelatina, não sofrendo variações significativas em relação à variação do teor de fibras vegetais.

Aug 16, 2017

By Robin Schott

The blast furnace process is the most important process to produce pig iron. The necessary process energy is mainly covered by coke. But the production of coke is connected with CO2-emissions and high costs. A significant measure to reduce the coke rate and with it the CO2-emissions plus costs is pulverized coal injection (PCI) through the tuyeres into the blast furnace. A further increase to substitute coke by coal can be achieved by using the Oxycoal+ technology. This article compares and shows the cost effectiveness and the decrease of CO2-emissions with the help of simplified energy balances for the only coke operation of the blast furnace, the operation using pulverized coal injection and the operation using the Oxycoal+ technology.

Aug 17, 2017

By Nathan Fernandes Ignácio, Filipe da Silva Siqueira, Weslley Luiz da Silva Assis, Paulo Rangel Rios

As pesquisas em transformação de fase ganharam novos horizontes a partir dos recentes estudos de Rios & Villa. Eles desenvolveram inéditos modelos analiticamente exatos a partir da geometria estocástica. Estes modelos são exatos para resoluções de problemas de nucleação e crescimento não homogêneos. O presente trabalho visa o estudo da nucleação em clusters, cuja cinética de transformação de fase sólido-sólido diverge consideravelmente daquela prevista pelo modelo JMAK. Nesse tipo de nucleação, os núcleos não estão homogeneamente dispersos na matriz, mas concentrados em regiões preferenciais chamadas clusters. Um dos principais parâmetros dessa nucleação é o número de clusters na matriz. Nesse trabalho, utilizando um modelo estocástico baseado na teoria do Cone Causal, foram simuladas reações de nucleação e crescimento que ocorrem especificamente em forma de clusters esféricos. Foi possível analisar o efeito que a variação do número de clusters provoca na cinética de transformação de fase e comparar os resultados obtidos com o modelo de Rios & Villa. Por meio dessa comparação, é possível observar que o modelo analítico corroborara com os resultados numéricos. Como conclusões principais tem-se que quanto menor o número de clusters, mais lenta é a reação de transformação de fase e que a microestrutura gerada possui características próprias e os resultados podem ser interpretados de maneira errônea se a presença dos clusters não for propriamente detectada.

Nov 7, 2019

By Roger Ferreira da Silva

O método de ensaio não destrutivo baseado na análise do ruído magnético Barkhausen (RMB) possibilita a obtenção de informações a respeito da microestrutura do material examinado e do estado de tensões presente no mesmo. Devido às particularidades do método, as medições devem ser realizadas mantendo-se constante a geometria entre a sonda e o objeto examinado, de forma a assegurar a confiabilidade das mesmas. Quando realizado manualmente, o processo de medição é demorado e sujeito a erros de posicionamento da sonda. Em trabalhos industriais ou em laboratório, esses erros podem resultar em interpretações incorretas, devendo ser reduzidos ao mínimo possível. Visando à redução do tempo de execução das medições e de análise e a eliminação de possíveis erros de posicionamento da sonda de inspeção, este trabalho propõe a automação do processo de medição de RMB em corpos de prova do tipo chapa. Compreende a construção de um dispositivo de movimentação XYZ acionado por motores de passo e do software “Plate Barkhausen”, com uma interface amigável, para controle da movimentação e da medição, além da análise dos dados.

Jul 30, 2018

By Sueli Aguiar Barros

A água utilizada para refrigerar grandes equipamentos de produção, tais como Alto fornos, Fornos do Laminador de Tiras a Quente, Trocadores de Calor das Laminações de Tiras a Frio é originada de diversas torres de resfriamento da Usina, denominadas CBR´s (Casas de Bomba de Refrigeração). A água refrigerada necessita de tratamento químico para proteger os equipamentos de corrosão, deposição e crescimento microbiológico. Este tratamento químico usualmente na CSN é obtido por uma empresa contratada fornecedora de produtos químicos e serviços nestes sistemas. Dentre os serviços destacam-se as análises físico químicas, monitoramento automático das dosagens, avaliação diária dos tratamentos, etc. Recentemente, em Agosto de 2014 houve o início do novo contrato deste tratamento nas nossas CBR´s, mudando-se o fornecedor, os produtos e a equipe de atuação nestes sistemas. Este trabalho visa descrever como foi realizada esta mudança, as dificuldades enfrentadas inicialmente e os ganhos obtidos com esta alteração do tratamento. Destacamos os ganhos no monitoramento em certos sistemas que anteriormente não era realizado, como nos Staves do Alto Forno 3 e os ganhos financeiros em relação ao tratamento.

Aug 17, 2017

By Tiago Seixas Bittencout

No cenário econômico mundial atual, cada vez mais as indústrias têm voltado sua atenção para o reaproveitamento de materiais gerados como consequência das ações operacionais, tanto como forma de reduzir custos, como também no caráter de sustentabilidade do negócio. Em uma operação de refino primário em aciaria elétrica, onde o produto é o aço líquido, o antes considerado resido, mas agora denominado de coproduto, a escória, passa atuar diretamente no custo final do produto quando esta é processada, e passa a compor a carga fria usada no processo de elaboração do aço. Neste sentido, o estudo deste material se faz necessário para a compreensão de qual será o seu comportamento junto aos processos e quais vantagens e desvantagens da sua aplicação. Neste trabalho, foram feitas as caracterizações de sucatas provenientes de reaproveitamento de escórias produzidas em Forno Elétrico a Arco e em conversor LD, bem como seu impacto no refino primário, como parte integrante da carga fria no FEA.

Aug 17, 2017

By Bruno Nazário Coelho

O ensaio mecânico de microdureza Vickers consiste em aplicar uma força sobre a superfície de materiais e induzir uma deformação plástica localizada. Por meio da análise das dimensões da impressão gerada em função da carga aplicada, determina-se um parâmetro denominado microdureza. Este ensaio tem sido muito difundido para o desenvolvimento de pesquisas e para análises de controle de qualidade devido às suas diversas aplicações, que incluem a determinação de durezas de fases específicas, a identificação da existência de precipitados, o controle de qualidade de juntas soldadas, a caracterização de tratamentos térmicos superficiais, entre outras. Entretanto, um problema associado a esta técnica é a influência do operador sobre as medidas realizadas. Com o objetivo de eliminar esta dispersão de resultados, este trabalho se propôs a desenvolver um software que, por meio de análise de imagens, identifica automaticamente as impressões na superfície das amostras e determina as suas dimensões. O software foi desenvolvido na linguagem C++, fazendo uso da biblioteca multiplataforma OpenCV. Os dados utilizados para a sua calibração foram provenientes de ensaios em amostras de aços, ferros fundidos, ligas de alumínio e de cobre. Os resultados comprovaram a capacidade do software de realizar medições com boa precisão e excelente reprodutibilidade, mas há a necessidade de melhorar os critérios de identificação das impressões, aplicando, por exemplo, técnicas de aprendizado de máquina.

Aug 7, 2018

By Lucas Monteiro Corrêa e Lopes, Carolina Carvalho Nunes, Nathalia Luiza Nascimento de Carvalho

The characteristics of each ore make it impossible to predict the quality of a flotation concentrate without exploratory tests. The research begins with laboratory batch tests, and then, after advances in the determination of process conditions, the complexity of the tests increases in order to evaluate new parameters. The closed cycle test (LCT) simulate circuits with load recirculation and the greatest difficulty of this test is to stabilize the circuit and achieve equilibrium. Depending on mass availability, the types of tests that offer the highest reliability and informations about flotation in an ongoing process are mini-scale or pilot-scale tests. This work aimed to compare the results of the flotation tests in three scales (batch test, LCT and mini pilot) for the Bonsucesso ore, a new deposit, owned by Nexa Resources, that has sphalerite, zinc ore, and galena, lead ore. In the open flotation circuit of galena was obtained 27.57% content with 26.70% recovery, in the LCT test the content was 31.54% with 64.64% recovery and in the mini pilot reached 51.22 % content with 65.51% recovery. In the open sphalerite flotation the zinc content was 55.51% with 77.35% recovery, in the LCT test the zinc content was 56.71% with 84.42% of recovery and in the mini pilot of 50.02% content with 94.54% recovery.

Oct 3, 2019

By Luis Roberto Zorzanelli

Esse trabalho tem como objetivo apresentar o projeto de melhoria da automação das pontes rolantes (PRs) e arranjo do pátio de bobinas BQ1, onde estão localizadas as linhas de acabamento (LAs)(Encruamento e Corte) como parte do projeto maior de aumento de produtividade destas plantas. Percebeu-se que a atuação na logística interna do pátio e na interface com as PRs poderia obter bons resultados nas movimentações de bobinas. O pátio tem áreas de recebimento e despacho de bobinas e quatro PRs e, portanto, grande número de movimentos possíveis, o grande desafio foi capturar estas informações e desenhar uma solução que atendesse as expectativas. Desta forma se buscou realizar um levantamento de dados minucioso para abrangendo o sistema existente, as características físicas e o modo operacional para definição de regras de movimentação otimizadas. As ações implementadas foram a revisão completa do arranjo do pátio e redefinição de regras de movimentação, e a implantação de terminal embarcado nas PRs para instruir as movimentações além de fornecer informações e dar autonomia para a tomada de algumas decisões controladas.

Aug 17, 2017

By Bruna Goulart Bartosiaki

A fabricação de aços com elevada qualidade interna esta correlacionada diretamente ao entendimento de como inclusões não-metálicas se comportam ao longo de cada etapa do processo. Neste estudo, amostras de aço foram coletadas em uma planta industrial, logo após o vazamento e ao final do tratamento em forno-panela, e submetidas à análise via MEV/EDS automatizado. A evolução da composição química das inclusões nas amostras foi representada sob a forma de diagramas ternários e remetida as suas morfologias. A análise automatizada permite a obtenção de dados estatísticos das inclusões varridas, que compreendem faixas de tamanho, número de inclusões e composição química média. Verificou-se que, dependendo dos desoxidantes utilizados e da oferta de oxigênio no banho, ocorrem diferentes morfologias de inclusões. Inicialmente, as inclusões formadas encontram-se na faixa de composição rica em alumina e, à medida que o banho é submetido à agitação, há a modificação da sua composição química para faixas ricas em CaO e SiO2. Durante esta etapa ocorre a redução na população de inclusões, já que inclusões aluminosas são ricas em fase sólida, o que facilita sua remoção, além disso, a agitação do banho favorece a interação entre as próprias inclusões. O comparativo entre a caracterização das inclusões e os parâmetros do processo, durante o refino secundário, permitiu verificar como cada variável contribui para o controle inclusionário.

Jul 30, 2018

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