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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 Vander de Angeli

Em 2014 houve necessidade de substituição precoce de Caixas de refrigeração no Alto Forno devido a vazamentos provocados por defeitos de fundição ocasionando perda de produção. Após análise das falhas no componente, a oficina de fundição da ArcelorMittal Tubarão na busca contínua pela excelência na qualidade de seus produtos, propôs o desenvolvimento de um novo projeto de fundição visando atingimento de nível radiográfico = 3 nas caixas de refrigeração conforme critério de aceitação estabelecido na Norma ASTM E272. Para atingir o objetivo proposto foram inseridos no novo projeto itens para melhorar o processo de alimentação e solidificação do metal. Como resultado o novo projeto apresentou melhora significativa na qualidade do componente do sistema de insuflação de ar do Alto Forno atingindo níveis radiográficos que atendam as exigências da Norma.

Aug 16, 2017

By Vitor Tomaz de Aquino, Moysés Dutra da Silva, Weslley Luiz da Silva Assis, Rafael Masulck Santos, Tiago Araújo Neves

Neste trabalho é abordado o problema das múltiplas mochilas para modelar a necessidade industrial metalúrgica de alocação de bobinas de aço em um forno de recozimento em caixa. Condições especiais de processo, exigem priorização das bobinas mais antigas do estoque para garantir requisitos de qualidade. Além do mais, algumas limitações físicas e exigências de qualidade devem ser respeitadas, tais como, a obrigatoriedade de agrupamento de bobinas de mesma qualidade e limites físicos de altura e peso. Assim, uma formulação matemática é proposta para resolver este problema, cuja função objetivo visa maximizar o peso total da carga ocupada pelas bobinas de mesmas características e priorizar as bobinas mais antigas em estoque. Os resultados computacionais mostram que a aplicação da técnica do modelo de programação linear otimiza a formação de cargas gerando resultados reais de processo.

Oct 1, 2019

By Mário César Mantovani

The steel for gas turbine compressor discs (26NiCrMoV14.5) requires some mechanical properties like strength, impact, toughness, fatigue, and creep resistance in order to be used in such application. To achieve the properties required for the gas turbine compressor discs, the material should have very low contents of sulfur, phosphorus, antimony, tin and arsenic. The level of cleanliness should also be very high and this is possible by achieving low oxygen content keeping the deoxidation elements like silicon, manganese and even the aluminum in very low percentages. The main problem in refining such steel is to adjust a sufficiently low oxygen content to have a good desulfurization and at same time a good cleanliness without using silicon, manganese or aluminum as deoxidizers. Combination of initial selection material, steelmaking process control, forging sequence and heat treatment cycles can provide uniform mechanical properties throughout the gas turbine compressor discs. Villares Metals SA as a big player on special steels with complex process has been developing this kind of material for several years. The objective of this work is to show the process technology evolution involved in the production of this kind of steel under the discussed preconditions.

Aug 17, 2017

By Jorge Luiz Ribeiro de Oliveira

A indústria siderúrgica na América do Sul tem sido desafiada desde a crise econômica mundial do final de 2008, como as demais siderúrgicas ao redor do mundo. O cenário de continua degradação das matérias primas, em especial o minério de ferro e a necessidade de reduzir custos, considerando que cerca de 70% do mesmo está relacionado à produção de gusa, atuando em direção oposta, torna este desafio maior ainda. Operar um Alto Forno com elevadas taxas de injeção de carvão (mais que 180 kg/t de gusa) e baixo taxa de combustíveis (menor que 490 kg/t de gusa), considerando a elevação da taxa de geração de escória devido a matéria prima em degradação (~300 kg/t de gusa) torna-se obrigatório ter estabilidade operacional por meio de boas práticas operacionais suportado por adequado sistema de manutenção centrado em confiabilidade (RCM). Este trabalho objetiva mostrar como a ArcelorMittal planta de Tubarão está enfrentando esta situação, visando atingir os objetivos citados anteriormente.

Aug 16, 2017

By Allison de Sá Barreto Ferreira

O objetivo deste trabalho consiste em estudar o perfil térmico da carcaça metálica inferior do Forno Elétrico a Arco (FEA) durante o processo de produção de aço, sugerindo adição de aletas na geometria a fim de obter maior troca de calor e diminuição na temperatura de trabalho da carcaça metálica inferior do FEA. Assim, analisou-se a influência do ciclo térmico do processo por meio de acompanhamento termográfico e simulações computacionais via Método de Elementos Finitos. Posto isto, as modificações propostas, depois de testadas e analisadas por meio de um acompanhamento termográfico, denotaram eficiência de tal maneira que resultou em uma diminuição de aproximadamente 60ºC da temperatura na carcaça metálica inferior do FEA.

Oct 30, 2017

By RENARDIR PEIXOTO MACIEL JUNIOR

A importância do desenvolvimento sustentável, tendo como base um ambiente saudável para as gerações futuras, leva a se pensar em como as organizações poderiam desenvolver materiais menos danosos ao ambiente com boas propriedades e pelo menor custo. A proposta de aproveitamento de fibras vegetais para utilização em desenvolvimento de compósitos de matriz polimérica reforçados pelas mesmas é a motivação da pesquisa visando obter um compósito com melhores propriedades mecânicas e químicas do que sua matéria prima. Por virtude da importância do desenvolvimento desses materiais, a caracterização mecânica da fibra, da matriz e, finalmente, do compósito através de ensaios destrutivos e não destrutivos é fundamental para estudo de sua aplicação. Após a obtenção dos dados, percebeu-se que a adição das fibras melhorou as propriedades mecânicas do compósito resultante. Mostrando, portanto, resultados promissores para o desenvolvimento desses materiais, promovendo assim um material mais barato e de melhor propriedade mecânica, além de uma alta leveza. Em suma, os resultados estão de acordo com o esperado, impulsionando assim um melhor estudo desses materiais, por exemplo, realizando outros ensaios, como ensaios de impacto.

Oct 30, 2017

By Patricia Silva Madeira

Os aços molas ou mais especificamente os aços para a fabricação de molas (ASTM 5160) são basicamente aços com teores de carbono entre – 0,5% e 1,2%. O segredo do sucesso dos aços está relacionado a sua versatilidade, isto é da capacidade de se alcançar um conjunto específico de propriedade, dentro de um espectro muito amplo de possibilidades. Neste trabalho foram determinadas de maneira quantitativa as relações entre as propriedades elásticas com o tempo de recozimento variado e temperatura constante. A temperatura utilizada foi de 850°C, com tempos crescentes de 40 a 110 min. Para determinação das propriedades, os corpos de prova foram submetidos a ensaios de tração. A partir dos resultados observou-se uma redução do limite de escoamento e do módulo de resiliência do material. Decorridos 70 minutos de recozimento, essas propriedades mantiveram-se constantes. É apresentado ainda uma relação entre as propriedades de construção das molas com as propriedades do material utilizado em sua fabricação.

Aug 7, 2018

By Tatiane Aparecida Rocha Gonçalves

Dentro da caracterização tecnológica do minério de ferro, percebe-se o aumento da realização de ensaios de moagem em escala de laboratório, em função do empobrecimento das principais jazidas de minério de ferro e consequentemente redução do grau de liberação do quartzo. Esse é o principal mineral de ganga do minério de ferro, e para sua liberação é necessário moagem. O Centro de Pesquisas Tecnológicas da Vale tem como procedimento a execução de ensaios exploratórios de moagem para a definição do tempo necessário partindo de um top size de 2 mm até obter um produto com determinado % retido em 0,15mm, a malha de controle da moagem primária. A definição desse tempo era realizado por tentativa e erro, ou seja, fazia-se uma moagem em um tempo inicial, e posteriormente variava-se o mesmo até alcançar a granulometria desejada no produto moído. Este processo torna a atividade morosa, sendo necessário a realização em média de até 5 ensaios para a definição do tempo de moagem. De uma forma simples aplicando a equação de Donda-Rosa utilizando o tempo de moagem, a determinação do tempo de moagem para chegar à granulometria desejada é normalmente atingida na segunda moagem. Os resultados obtidos até o momento são promissores, mostrando ser possível a utilização dessa equação para prever o tempo de moagem. Com isto, obteve-se um ganho de produtividade uma vez que a quantidade média de ensaios exploratórios necessária reduziu-se de quatro para no máximo dois.

Aug 2, 2018

By Gil Ribeiro Vilela Neto

Na busca por se tornar cada vez mais sustentável, a indústria mineral vem recorrendo às soluções tecnológicas que minimizem o impacto ambiental gerado pela disposição dos rejeitos resultantes dos processos de beneficiamento de minérios. Neste cenário, umas das soluções é a aplicação de tecnologias de separação sólido-líquido com o objetivo de maximizar o desaguamento dos rejeitos e, consequentemente, diminuir o volume ocupado por eles quando dispostos e aumentar a recirculação de água. Este trabalho tem como objetivo, determinar a influência da concentração de sólidos em polpas de rejeitos denominados de “lamas” no desempenho do espessamento e a determinação da concentração de sólidos ótima para atingir o melhor desempenho do espessador.

Aug 16, 2017

By Lívia Lopes de Oliveira Goulart

A prática de escória espumante ganhou o mundo dos fornos elétricos a arco por apresentar muitas vantagens, dentre elas a redução das perdas térmicas do arco elétrico para o ambiente, reduzindo o consumo de energia elétrica e também permitindo uma maior recuperação do metal perdido em forma de FeO para a escória através da reversão feita com a injeção de C. No entanto, a eficiência das escórias espumantes produzidas atualmente ainda é tema de estudo para aqueles que querem melhorar a eficiência do processo, a vida do equipamento e reduzir custos de elaboração. Assim, esse trabalho tem como objetivo otimizar as propriedades da escória através do ajuste da saturação em MgO, melhorando a eficiência da escória espumante e reduzindo a perda de Fe sob a forma de FeO. O resultado das alterações realizadas foram ganho de energia elétrica medido e redução da perda de rendimento metálico do FEA, obtida comparando o peso produzido e o esperado pela carga metálica.

Oct 30, 2017

By Giovanna Lorena Carneiro Costa, Ana Paula Silva, Amarildo Ferreira, Vinícius Freitas Paixão

Uma maneira de detectar macro inclusões é através de testes ultrassônicos, embora a análise e a interpretação dos resultados dos testes sejam difíceis de entender. Com os resultados da inspeção, temos informações sobre a localização das macro inclusões e, portanto, sua distribuição ao longo do material. No entanto, estabelecer critérios para classificar o material quanto à sua pureza tem sido uma tarefa difícil. O presente trabalho visa estabelecer uma ferramenta de análise de dados a ser utilizada para controle de qualidade de materiais. Os resultados mostram uma viabilidade estatística e metalúrgica de aplicar este modelo analítico para avaliar o nível de pureza dos aços laminados a quente.

Mar 1, 2019

By Roberto Abreu Alencar

Com o barateamento dos custos de implantação e inovações em estruturas geradoras de energias renováveis, nos dias atuais a demanda de instalação de fontes renováveis de energia tem aumentado exponencialmente. Porém como toda estrutura estas estruturas estão condicionadas a falhas de vários tipos. Neste trabalho apresenta-se uma análise de falha de uma peça, de uma estrutura de sustentação de um aerogerador de pequeno porte voltado a micro geração de energia. Para a condução da análise da falha foram realizados analises microscópicas, fractografias, análises macrograficas e modelagem em elementos finitos. Assim as causas das falhas foram identificadas, como má escolha de materiais e alguns erros no projeto da peça.

Oct 30, 2017

By Tiago de Abreu Siqueira

CO2 geological storage is one of the current technologies developed worldwide to reduce industrial emissions of carbon dioxide to the atmosphere. Two main mineral types of deep geological reservoir could be contemplated for CO2 storage: sandstone reservoirs and carbonaceous reservoirs. Geochemical reactivity of a dolomite-calcite mineral compound and magnesite pure mineral was studied with a set of nine experiments per crushed mineral phase with two saline solution and with mQ water and three temperatures: 50°C, 90°C and 150°C. Experiments were performed in batch reactors with 250 bar of CO2 partial pressure during 24h to assess the effect of temperature and salinity in constant CO2 pressure. Solid characterization was performed by XRD and solution analysis by ICP-OES. Acidification of solutions due to CO2 dissolution in water is the main source of reactivity in the system. Proton concentration increases and causes partial dissolution of initial dolomite, calcite and magnesite and release of Ca2+ and Mg2+ cations in solution. Bicarbonate anion (HCO3) concentration also increases due to CO2 dissolution in water and carbonate minerals dissolution. Temperatures of 90°C and 150ºC increase the kinetic of reaction and the dissolution of minerals and cations release in solution. New carbonate crystalline phase precipitates as a Ca, Mg solid solution between dolomite and calcite pure poles.

Aug 8, 2018

By Daniel Rossi

Em aciarias elétricas, o consumo dos insumos tem impacto importante na composição do custo final do aço, dos quais se destaca o consumo de energéticos utilizados no forno elétrico a arco, que pode representar até 30% do custo operacional de uma aciaria. Para quantificar o aporte desses diferentes tipos de energia é utilizado o indicador de consumo de energia total FEA + FP, que associa fatores de equivalência a cada tipo de energético de forma a transformar sua unidade de medida para a unidade base de kWh/t. Nesse trabalho foi realizado um teste no formato de projeto de experimentos, variando-se as vazões de gás natural e/ou oxigênio em um dos modos de queimador e em três modos de lança a fim de modificar suas proporções O2/GN e avaliar o impacto no consumo de energia total.

Jul 30, 2018

By Izabela Diniz Duarte

O controle da temperatura do aço líquido desde o refino secundário até o lingotamento é condição essencial para alcançar alto nível de qualidade do produto final e economia de energia, o que permite ressaltar a importância de se determinar as perdas térmicas na panela. Entre outros fatores este trabalho buscou identificar a importância relativa das perdas térmicas para o revestimento refratário e através da escória. A temperatura, espessura da camada de escória, temperatura do revestimento refratário, propriedades físicas e características de convecção foram os fatores considerados. Cálculos numéricos que quantificam essas perdas.

Jul 30, 2018

By Lucas Gonçalves Generoso, Larissa Rodrigues de Carvalho Rocha, Gerson Evaristo de Paula Júnior, Beatriz Fausta Gandra

A eficiência na redução dos minérios de ferro no alto-forno é governada pela estrutura e permeabilidade das camadas de carga. A zona granular do alto-forno é a região onde a carga mantém a sua estrutura estratificada, decorrente do carregamento, sob a forma de grãos sólidos. Nessa região, as condições de permeabilidade determinam o perfil de distribuição do gás e, consequentemente, a eficiência térmica e química do reator. Na Usiminas, foi desenvolvido um ensaio de permeabilidade que permite avaliar a perda de carga em leitos formados pelas matérias-primas utilizadas nos altos-fornos, buscando as condições mais favoráveis ao fluxo gasoso. A partir deste ensaio, foi possível avaliar cargas compostas exclusivamente por sínter, pelota ou minério granulado, ou ainda combinações binárias entre estes. O sínter apresentou a maior perda de carga, seguido da pelota e do minério granulado. Apesar disso, o sínter foi o material que permitiu maior acréscimo de vazão do gás. Os ensaios realizados indicaram que 5% de material com granulometria menor que 5 mm é o limite para a concentração de finos do sínter, situação em que foi observado acréscimo de aproximadamente 50% na resistência à passagem dos gases para as velocidades correspondentes àquelas dos altos-fornos. O leito de melhor permeabilidade foi formado por 95% de sínter e 5% de pelota, seguido pelo de 100% de sínter, sem diferença significativa entre essas condições. Em geral, a combinação de sínter e pelota é mais benéfica para a permeabilidade do leito.

Oct 1, 2019

By Natal Nerímio Regone

Pelo processo de anodização forma-se uma camada de óxido sobre o substrato de alumínio através de um processo eletrolítico. Após a anodização do alumínio, pode-se colori-lo para obter um bom acabamento externo, aliado a maior durabilidade. O objetivo deste trabalho foi determinar as condições de anodização e colorimento por corrente contínua e pulsada no alumínio, e avaliar as vantagens da anodização e colorimento em função das propriedades do filme. A camada de óxido de alumínio e o revestimento colorido foram caracterizados por potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, e por espectroscopia de impedância eletroquímica. Pela solução utilizada na eletrodeposição obteve-se uma cor marrom sobre a camada anódica. As medidas eletroquímicas mostraram que a anodização e o colorimento processados por corrente pulsada tiveram melhores resultados de resistência a corrosão.

Aug 8, 2018

By Thiago Pinto Wandekoken

Vazamentos de água em painéis refrigerados apresentam grandes riscos operacionais e de segurança nos processos de fabricação do aço, principalmente nos Fornos Elétricos a Arco. A detecção precoce de vazamentos de água pode minimizar e/ou até eliminar grandes riscos operacionais, de segurança e patrimônio. A Tecnologia ELD, desenvolvida pela Lumar Metals, traz uma proposta inovadora de monitoramento dos painéis do FEA, que através da combinação e análise de dados coletados individualmente nos painéis refrigerados é capaz de detectar vazamentos de 0,2 l/min em até 10 segundos após sua ocorrência. A coleta de dados é realizada de forma contínua nos painéis refrigerados e transmitida via wireless. Testes em escala laboratorial foram realizados, onde os vazamentos de água foram simulados através da abertura de válvulas solenoides. Nos testes em escala industrial o sistema pôde ser avaliado em suas condições reais de operação, ficando exposto ao calor, poeira, ruídos e campos eletromagnéticos. Em todas as etapas de testes realizadas a Tecnologia ELD foi capaz de detectar os menores vazamentos de água, credenciando a tecnologia para inserção no mercado.

Jul 29, 2018

By Rafaela Pereira Batista

Aliar baixo custo à qualidade do aço é um desafio vital na siderurgia. Neste cenário, o conhecimento do efeito das variáveis de processo sobre o produto é uma ferramenta essencial. O vazamento do aço dos conversores LD é tradicionalmente dividido em vazamento acalmado e efervescente. Neste estudo avaliou-se o efeito de algumas das variáveis das práticas de vazamento de aços ABNT 1006 sobre composição química, rendimento de adições e limpeza interna. Esta classe de aço representou cerca de 35% da produção da CSN em 2012. Através da comparação dos resultados industriais e avaliações teóricas, o estudo busca orientar os aciaristas sobre o efeito da escolha da pratica de vazamento e desoxidação na qualidade final e no custo de produção do aço em questão.

Jul 30, 2018