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By Jayme Alex Marques da Silva

A utilização de carvão vegetal na fabricação do ferro-gusa tem ganhado destaque devido a suas vantagens ambientais em comparação ao coque. A necessidade de suprir a demanda de consumo de carvão vegetal pelas siderurgias faz com que os produtores busquem maior produtividade e qualidade através da busca constante na redução do tempo de produção do carvão. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático tri-dimensional transiente, para simulação da secagem, carbonização e resfriamento no interior de um forno retangular de alvenaria. Foi desenvolvido um modelo acoplado baseado na solução das equações de conservação da quantidade de movimento, energia e espécies químicas. As soluções das equações diferenciais que representam os fenômenos são obtidas através da técnica de volumes finitos. Ao longo do processo de carvoejamento, o modelo considera a transferência de massa e calor associada à cinética de reação de cada componente. O modelo é tridimensional e transiente, sendo capaz de prever detalhes dos fenômenos no interior do forno e sua evolução temporal o que possibilita o controle das fases de fabricação do carvão vegetal.

Aug 1, 2018

By Felipe da Silva Siqueira, Aline Cristine Lemos Duarte, Weslley Luiz da Silva Assis, André Luiz Moraes Alves, Guilherme Dias da Fonseca, Paulo Rangel Rios, Daniel Gomes de Souza dos Santos

Com o aumento da complexidade dos materiais metálicos, duas ou mais fases produto podem nuclear simultaneamente durante uma transformação de fase. A nucleação de novos grãos pode ocorrer por saturação de sítios ou por taxa constante. Neste contexto, esse trabalho busca estudar a influência da transformação simultânea com nucleação por taxa constante de duas fases produto na cinética, na microestrutura e na distribuição do tamanho de grão em uma região tridimensional. A efeito de comparação, também foi realizado o estudo de reações em que uma fase nucleia por saturação de sítios e a outra fase, por taxa constante e ambas iniciam sua transformação no instante inicial, de forma simultânea. Os resultados obtidos computacionalmente foram comparados às equações analíticas, apresentando ótima concordância entre os modelos. Foi observado que parâmetros microestruturais como tamanho médio de grãos e morfologia das interfaces podem auxiliar o pesquisador a identificar o tipo de nucleação, seja por saturação de sítios, seja por taxa constante.

Nov 8, 2019

By Helênio Resende Silva Júnior, Thiago de Oliveira Mazzeu

O envelhecimento gradual das Baterias de Coque é um fato inevitável, sendo importante monitorar as condições dos fornos e das estruturas periféricas para maximizar sua vida útil. A Paul Wurth desenvolveu uma metodologia de diagnose que avalia as condições dos elementos principais que compõem as plantas de Coqueria, dentre elas: estrutura da alvenaria refratária, estruturas e componentes metálicos, análise do controle térmico e regime de pressões, conjunto das máquinas móveis. Através de inspeções visuais e coleta de informações de processo e rotina adotada pela equipe de preservação da planta de Coqueria, são elaborados procedimentos e recomendações que visam à extensão da vida útil do equipamento. A Diagnose é uma técnica que auxilia as equipes de Coqueria a entenderem em que situação o equipamento se encontra e contribui com as melhores práticas adotadas no mercado para o prolongamento da vida útil. Ela deve ser repetida com frequência de modo a atualizar a situação da Bateria de Coque, verificar o efeito das ações tomadas pela equipe de preservação e propor novas recomendações. A Diagnose ainda permite identificar a idade real de desgaste das estruturas da Bateria em comparação com sua idade cronológica, permitindo que as usinas planejem investimentos de maior porte.

Oct 1, 2019

By Sheyla Santana de Carvalho

O titânio processado por metalurgia do pó tem sido cada vez mais utilizado na fabricação de implantes cirúrgicos, ortopédicos e dentários, devido às características de biocompatibilidade e propriedades mecânicas do material obtidas por esta técnica. A componente cisalhante da deformação característica do processo de extrusão angular em canal (EAC) permite a consolidação das partículas pela junção de novas superfícies e o elevado grau de deformação obtido confere considerável refino dos grãos do material. No presente trabalho o material foi processado por metalurgia do pó seguido de extrusão angular em canal, enquanto a caracterização envolveu técnicas como microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio de dureza. Os resultados obtidos neste estudo permitiram a caracterização da microestrutura, da dureza e da porosidade de compactados de titânio submetidos ao processo de extrusão angular em canal em temperatura da ordem de 375°C, com redução do tamanho de grão médio, de 30 µm para 1,32 µm no material processado por metalurgia do pó seguida por EAC e aumento da dureza, de 161 para 264 HV, respectivamente. A fração em área de poros, que atingia cerca de 4% no material apenas compactado foi reduzida para aproximadamente 0,8% no material submetido ao processo EAC.

Aug 7, 2018

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

By Fernanda Lourenço Fábia de Lima

O presente trabalho estuda a corrosão seletiva em chapas de aço inoxidável dúplex UNS S31803 (SAF 2205) imerso em solução de 1 mol. L-1 HCl a 60°C, com o intuito de extrair a fase ferrita, para se obter austenita e então criar padrões desta fase, gerando resultados mais confiáveis na sua quantificação, através das técnicas de difratometria de raios-X (DRX) e de espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Este estudo foi realizado com 6 amostras, nas quais a temperatura de solubilização variou de 1.000°C até a 1.250°C, a fim de se obter diferentes frações volumétricas de ferrita, podendo assim avaliar o comportamento de extração desta fase de cada amostra pela sua perda de massa em função do tempo de imersão. Os produtos de corrosão obtidos no ataque seletivo foram analisados pelas técnicas de DRX e EDS, onde se constatou o fenômeno de corrosão seletiva. Nas amostras solubilizadas foram feitas quantificações de fases pelas técnicas de DRX, estereologia quantitativa e ferritoscópio e verificou-se que todas apresentaram resultados distintos sendo que a que mais se aproximou da condição de equilíbrio calculada por Thermo-Calc foi a técnica de estereologia quantitativa.

Aug 7, 2018

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 Bruno Deves Flores

A aplicação e viabilidade de uso de aglomerados constituídos de carvão e minério de ferro, denominado Ferro-Coque, vêm recentemente sendo proposta como alternativa inovadora para a redução das emissões de CO2 e consumo de energia no alto-forno. No presente estudo visou-se investigar o comportamento de carbonização de aglomerados produzidos a partir de 3 diferentes carvões e minério de ferro. Briquetes de carvão/minério foram produzidos em laboratório. Esses briquetes foram submetidos à carbonização em forno laboratorial e em termobalança. As amostras de Ferro-Coque produzidas foram caracterizadas via microscopia ótica e eletrônica. Realizou-se também a caracterização mecânica dos briquetes através de ensaios de compressão e tamboramento. Os experimentos termogravimétricos permitiram uma avaliação detalhada das perdas de massa devido a cada uma das etapas de carbonização. As características morfológicas revelaram diferenças importantes entre os diferentes briquetes testados. A resistência mecânica dos briquetes mostrou uma dependência importante, com a temperatura e tipo de carvão utilizado.

Aug 1, 2018

By Alessandra Savazzini dos Reis

A telha é um dos principais produtos da indústria de cerâmica vermelha que atende à construção civil. A argila utilizada para fabricação das telhas cerâmicas deve atender a requisitos de qualidade que são influenciados por suas características químicas, físicas, mineralógicas e microestruturais, as quais controlam as propriedades das telhas. Este trabalho visa caracterizar a argila, denominada Guandu, usada na fabricação de telhas cerâmicas. Para esse fim a argila foi submetida a ensaios de FRX, DRX, análise térmica diferencial e termogravimétrica, MEV, limites de Atterberg e granulometria. Corpos de prova foram conformados com a argila, secos a 110ºC e queimados em forno industrial e após isso foram submetidos a ensaios de absorção de água, porosidade aparente, massa específica aparente, perda de massa e resistência mecânica. Os resultados evidenciam que a argila apresenta composição química, mineralógica e plasticidade favoráveis para uso na produção de telhas em cerâmica vermelha. As propriedades obtidas nos corpos de prova queimados atendem parcialmente aos requisitos das telhas cerâmicas.

Aug 8, 2018

By Robson Leandro Silva

O processo de descarburação de aço inoxidável contendo alto teor de carbono inicial via processo VOD foi estudado utilizando o aço AISI 304. Devido a questões operacionais, o carbono inicial aplicado no processo VOD da Villares Metals é próximo a 1% e a pressão de trabalho de 600mbar. O objetivo do trabalho foi encontrar o instante em que se torna possível a redução da pressão do sistema de acordo com o carbono inicial do processo. Para isso foram realizados testes em corridas industriais de 25 t interrompendo o sopro de oxigênio e realizando análise química em diferentes tempos de sopro. O resultado dos testes mostrou que após 11min de sopro de oxigênio é possível reduzir a pressão do sistema levando em consideração as limitações operacionais, podendo assim reduzir a oxidação de elementos de liga durante essa etapa.

Oct 30, 2017

By Fábio Lucas da Silva

Com a queda brusca nos preços das commodities, os termos redução de custos e maior produtividade tornaram-se assuntos constantemente abordados no cotidiano das empresas, pois esses fatores representam questão de sobrevivência das organizações. Para tal, a busca por melhorar continuamente o processo produtivo em prol de garantir espaço no mercado é uma realidade e necessidade, com isto é importante que as empresas conheçam detalhadamente os seus processos e tenham maturidade para tomar decisões baseadas em dados e fatos. Assim, este trabalho tem como objetivo aplicar a metodologia Seis Sigma para investigar quais são as variáveis que mais influenciam no processo de flotação reversa de minério de ferro reduzindo o consumo do reagente coletor amina uma empresa de mineração na cidade de Itabira MG.

Oct 30, 2017

By Jocemir da Silva Santos, Alberto Vicente Belezia, Matheus Neves Lana

A regulação ambiental de processos industriais que geram efluentes contendo fluoretos é mundialmente restrita devido à alta toxicidade do íon. Na Ternium, a água de resfriamento recirculada no spray do Lingotamento Contínuo (WTP#2) dissolve parte do pó fluxante, resultando em concentrações de 20 a 30 mg/L de fluoreto. Para desenvolvimento do processo de tratamento de fluoreto que atendesse a legislação, mantendo no efluente tratado concentração de Fluoreto menor que 10mg/L e Alumínio menor que 3,0mg/L, foi realizada uma pesquisa utilizando um equipamento de Jar Teste convencional totalizando 165 ensaios. Os ensaios foram planejados segundo revisões bibliográficas descrevendo o método da precipitação química de fluoreto de cálcio, auxiliado por Cátions de Alumínio. Na conclusão da pesquisa, foi desenvolvida uma Rota Tecnológica para tratamento do efluente gerado na purga do sistema WTP#2 atendendo a legislação, atingindo uma remoção de 70% a 80% de Fluoreto. Ao final foi realizada uma etapa de otimização das dosagens, cujo resultado foi a redução do número de etapas de tratamento e uma redução na quantidade de produtos químicos utilizados, consequentemente reduzindo o custo de tratamento. A redução do custo de tratamento foi da ordem de 3 milhões de reais anuais, mantendo o efluente tratado com as concentrações dos contaminantes abaixo dos limites da regulação ambiental.

Aug 1, 2019

By Adauto Martins de Assis, Atan de Assunção Cardoso

Devido a sua alta demanda de produção e padrão de qualidade a indústria automotiva tem utilizado ao longo da história robôs nas mais diversas atividades como montagem, soldagem, pintura e inspeção. No intuito de levar esta realidade para a sala de aula de alunos de Engenharia Mecânica, foi desenvolvido um braço robótico didático, apresentando configuração semelhante à um modelo industrial, a ser utilizado como ferramenta de apoio ao ensino de robótica e outras disciplinas correlacionadas. Para isto, fez-se o uso associado da placa eletrônica Arduino e do software Matlab. Inicialmente foram obtidas as equações de cinemática direta e inversa. Os resultados mostraram que a posição teórica obtida apresentou um comportamento esperado conforme a metodologia adotada e o resultado experimental mostrou pequena variação de posição. Para a cinemática inversa, o tempo de resolução do conjunto de equações foi comparado à resolução do problema através de um método numérico. Com base nos resultados experimentais, foram feitas algumas sugestões de melhoria para o braço robótico didático e considerações relacionadas a acurácia de um robô industrial.

Oct 1, 2019

By Alessandro de Castro Corrêa

A comparação de processos de soldagem é uma tarefa complexa por envolver diversos atributos. A designação dos pesos dos atributos a serem avaliados é uma etapa fundamental na análise de problemas multicritérios; contudo, por vezes, a única informação que se obtém é a ordem de prioridade. O objetivo deste trabalho foi calcular os pesos das propriedades destinadas à comparação de processos de soldagem em aço inoxidável AISI 316L para o reparo de eixo naval com base na ordenação fornecida pelo tomador de decisão. Os atributos considerados foram taxa de deposição, energia de soldagem, rendimento econômico, diluição e relação reforço-largura. Os métodos de atribuição de pesos aplicados foram o de ponderação igual (Equal Weights), ordenação recíproca (Rank Reciprocal), somatória (Rank Sum), ordenação exponente (Rank Exponent) e o método do centroide (Rank Order Centroid). Para se verificar o efeito da escolha dos pesos estimados numa avaliação multicritério, avaliaram-se dados reais, aplicando-se a Ponderação Aditiva Simples (Simple Additive Weighting). Os resultados indicaram que diferentes atribuições de pesos podem alterar a posição das alternativas. Foi sugerido que a elaboração tabela ou gráficos com as distribuições de pesos pode ser útil para que o tomador decisão identifique a que melhor reflete as suas preferências.

Oct 30, 2017

By Diego Linhares de Azevedo

Este artigo contém uma pequena introdução à alguns dos protocolos de redes industriais mais populares atualmente, Foundation Fieldbus, Profibus e WirelessHart, apresentando brevemente suas arquiteturas e características, e, então, realizando uma análise comparativa de suas vantagens e desvantagens.

Aug 16, 2017

By Dimas Pereira Coura, José Geraldo da Silva Moreira, Eder Quental de Araújo

O território brasileiro devido a sua localização na região tropical, possui um grande potencial para aproveitamento de energia solar. O objetivo deste trabalho é dimensionar um sistema que aproveite a energia solar por tecnologia fotovoltaica no setor siderúrgico, o qual é um dos maiores consumidores de energia elétrica da indústria. O estudo é voltado as usinas siderúrgicas integradas a coque, e se baseia no aproveitamento de área instalada em telhados de galpões, para o qual foi definido uma área padrão para facilitar a análise, definição de ângulo de inclinação dos painéis, quantidade utilizada, análise de interferências e posteriormente realizado viabilidade do sistema considerando as diferentes taxas de irradiação de acordo com a localização geográfica de cada usina.

Aug 1, 2019

By Lis Nunes Soares

A Vallourec Tubos do Brasil é uma siderúrgica integrada com produção de tubos de aço sem costura. A qualidade e o acabamento superficial dos tubos estão diretamente relacionados com o processo de laminação pelo qual eles passam. Um fator extremamente importante para um bom processo de laminação é uma boa lubrificação da peça de laminação, o mandril. Durante o processo de laminação, o mandril passa por várias etapas além da lubrificação, incluindo etapas de aquecimento e resfriamento, que se repetem em ciclos de laminação. Um dos principais parâmetros do processo de produção que influenciam a lubrificação do mandril é justamente o perfil térmico e a temperatura superficial do mesmo. O perfil térmico do mandril afeta a aderência do lubrificante em sua superfície. Visando a melhor compreensão do processo, esse trabalho tem como objetivo propor um modelo matemático em diferenças finitas que descreva a evolução do perfil térmico do mandril durante o processo de laminação de tubos sem costura. O mesmo modelo matemático é validado através de engenharia reversa. A proposta do modelo matemático é ser usado na análise de possíveis métodos de pré-aquecimento de mandris antes da lubrificação, diminuindo ou eliminando assim possível sucateamento de peças e paradas da linha de produção por esse motivo.

Jul 31, 2018

By Ramon Santos Corrêa

Com a descoberta de poços de petróleo cada vez mais profundos, as tolerâncias das propriedades mecânicas dos tubos de aço utilizados para este fim estão mais restritas. Somando-se a isso, o mercado pressiona por redução de custos e agregação de valor nos produtos ofertados. Por outro lado, a maturidade de interconexão alcançada pelos sistemas industriais, permitiu a disponibilização de dados mais precisos dos processos e a utilização de ferramentas computacionais avançadas de análise e modelagem de dados. Este trabalho tem como objetivo prever as propriedades mecânicas dos tubos após o processo de revenimento, a partir da composição química do aço, parâmetros dimensionais dos tubos e parâmetros do processo. O acompanhamento on-line da tendência das propriedades mecânicas permitiu uma operação preventiva no forno de revenimento, possibilitando a redução do lead time do processo, visto o tempo médio de 2 dias para o recebimento dos resultados do laboratório. A definição pela utilização das Redes Neurais Artificiais se baseou em trabalhos relacionados ao tema e casos de sucesso aplicados na indústria. Observou-se que os resultados obtidos a partir dos modelos obtiveram índices de assertividade superiores aos de outras técnicas utilizadas para este fim. Além disso, foi possível a criação de um único modelo para cada propriedade mecânica considerando todas as famílias de aço produzidas na Vallourec, facilitando os processos de calibração e sustentabilidade dos modelos.

Aug 16, 2017

By Sandro Griza

Neste estudo, analisou-se a fratura de dois pinos suporte de máquina injetora de material polimérico. Os segmentos dos pinos fraturados foram submetidos à análise das fraturas, análise química, análises microestruturais e microdureza. A falha ocorre sempre na mesma posição de encaixe do pino, onde se constatou uma folga superior a folga estipulada no projeto do equipamento. A análise química revelou que o aço usado é um aço para cementação de baixo teor de carbono ligado ao níquel e cromo. A análise de microdureza revelou a presença de uma camada cementada. A análise microestrutural detectou a presença de fases frágeis nos contornos de grão e grande heterogeneidade microestrutural, o que favoreceu a ruptura. A análise da fatura por microscopia eletrônica de varredura revelou aspecto frágil para ambos os pinos, com propagação instável de trinca. A análise de falha indicou que a folga excessiva associada a defeitos metalúrgicos foram os fatores que determinaram a falha.

Aug 16, 2017

By Alexandre Silva Guimarães

Investigou-se a extração seletiva de Ca e Mg do licor sulfúrico concentrado de Ni visando sua purificação. Observou-se que a mistura sinérgica dos extratantes D2EHPA + ácido naftênico apresenta maior afinidade na extração de Ca em pH = 5. Comportamento oposto foi verificado pelo extratante Cyanex 272, cuja preferência de extração é pelo Mg para 5 = pH = 6. A cinética de extração de Ca e Mg é rápida atingindo o equilíbrio em menos de 6 minutos. A purificação do licor de Ni requer a utilização de 2 circuitos de extração em operações estagiadas. No primeiro circuito, Ca pode ser removido do licor empregando-se o sistema orgânico D2EHPA (10% v/v) + ácido naftênico (20% v/v). O pH ótimo é 3,5, no qual foram extraídos 72% de Ca (ßCa/Ni = 40) em uma contatação. No segundo circuito, o licor deve ser submetido a uma extração de Mg pelo Cyanex 272 (20% v/v). O pH operacional propício é 5,5 com extração de 66% de Mg (ßMg/Ni = 16, uma contatação). O licor purificado de Ni pode ser encaminhado à etapa de eletrorrecuperação almejando-se a obtenção de Ni metálico.

Oct 30, 2017