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By Deusdedit Motta, Marcos de Oliveira Fonseca, Marlon Rosa de Gouvea

A Transformação Digital é a palavra de ordem em todo o mercado mundial e na indústria não é diferente, principalmente no que se refere à Gestão de Ativos de produção. Dentre as diversas técnicas de Analítica Preditiva disponíveis, algumas se destacam pela sua capacidade de facilmente aprenderem o comportamento dos ativos a partir dos dados históricos, assim como monitorarem pequenos desvios que estejam relacionados aos mecanismos de falhas de interesse. O presente trabalho apresenta como estender uma das técnicas de Inteligência Artificial para Modelamento Baseado em Similaridade para aplicação em ativos que possuem uma dinâmica rápida de funcionamento ou de operação para seus estados estacionários. São demonstrados os resultados dessa abordagem em aplicações práticas que exemplificam como aumentar o resultado proporcionado por essa técnica na obtenção de ganhos para o desempenho dos ativos e resultados do negócio.

Oct 1, 2019

By Eduardo Thomazi

Este trabalho apresenta o estudo da influência do ciclo de resfriamento em discos cerâmicos produzidos pelo processo de moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP). Foram injetados discos utilizando uma suspensão cerâmica com 86% em peso de Alumina (Al2O3) e 14% em peso de veículo orgânico e com dimensões de Ø80x3 mm. Três condições de resfriamento foram utilizadas para a fabricação dos discos cerâmicos: baixa taxa de resfriamento, alta taxa de resfriamento (ambos acionados após a injeção da suspensão cerâmica) e resfriamento contínuo durante todo o ciclo de injeção. Para avaliação foram considerados aspectos dimensionais (contração) e geométricos (planicidade e circularidade). Os resultados mostraram que a condição com baixa taxa de resfriamento obteve maior contração dimensional, maior desvio de planicidade, enquanto a alta taxa de resfriamento obteve uma contração intermediária e menor desvio de planicidade. Utilizando resfriamento contínuo as amostras apresentaram baixa contração devido a maior compactação da suspensão cerâmica na moldagem.

Aug 7, 2018

By Daniel Abbott Albertacci, Celso Luiz Moraes Alves, Fernando Paulucio Quinelato

No cenário econômico atual do mercado siderúrgico, otimizações de processo que aumentem o rendimento metálico estão no alvo das empresas competitivas. Além disso, cada vez mais os clientes exigem níveis mais elevados de qualidade e menor índice de recusa. Neste contexto, desenvolver trabalhos que conciliem otimização e garantia de qualidade são prioritários para o negócio. O objetivo deste trabalho é definir o menor descarte de início de lingotamento para aços com aplicações severas com total garantia de qualidade. Foi elaborada uma metodologia específica para avaliação da qualidade dos produtos: placa e bobina laminada a quente. Primeiramente, avaliou-se a quantidade de inclusões não metálicas em placas, o que permitiu determinar o comprimento de descarte mínimo necessário para garantia de qualidade das placas. Posteriormente, análises de inclusões também foram realizadas em bobinas para confirmar os resultados da ação de alteração de tonelagem de descarte. Os resultados mostraram que as placas produzidas após o descarte determinado pelo estudo resultaram em bobinas aptas para atendimento das aplicações, sem nenhuma perda de qualidade.

Oct 1, 2019

By Filipe Sathler

O projeto CR298 se iniciou no final do segundo semestre de 2014 quando o Coque Rate (CR) médio era de 351,0 kg/t. A meta definida foi de atingir média mensal de CR de 298 kg/t em dezembro de 2016, permitindo aumento de produção com alta taxa de injeção de carvão PCI, porém, com baixo Fuel Rate, garantindo competitividade de mercado. Sendo assim, foi desenvolvido e divulgado um novo modelo mental de operação, processo, manutenção e gestão, envolvendo toda a área de Redução, Utilidades e Aciaria. Várias premissas técnicas foram estabelecidas com um plano de ação detalhado para garantir estabilidade no processo dos altos fornos de forma a obter este resultado. A meta foi atingida antes mesmo do planejado: CR 291,3 kg/t em Maio de 2016 e em 2016 a média anual foi de 297,0 kg/t, com Fuel Rate de 484,4 kg/t.

Oct 30, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Fernanda Nascimento Moreira, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Ana Gabriella Conceição dos Santos

surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

Nov 17, 2019

By Cláudio Batista Vieira

Nos últimos dez anos grande atenção tem sido dada a tecnologia de realidade virtual, sendo sua aplicação cada vez mais marcante para o desenvolvimento de ambientes virtuais imersivos em diferentes áreas. Nesse trabalho é apresentada uma descrição da plataforma inovadora em realidade virtual de uma planta industrial de produção de ferro-gusa verde. O modelo 4D do alto-forno a carvão vegetal contempla o projeto detalhado de engenharia dos equipamentos e a partir da integração de softwares e hardwares foi modelado um ambiente tecnológico em realidade virtual de alto grau de realismo. Essa plataforma foi customizada para ser utilizada como Indústria-Escola de Educação Profissional para escolas técnicas, universidades, institutos de pesquisa, indústrias e museus. A Usina-Escola Siderúrgica utiliza um sistema de blended learning, agregando assim as vantagens existentes tanto na modalidade do ensino presencial tradicional, como na abordagem do ensino a distância.

Aug 1, 2018

By Isadora Dias Perez

Com a preocupação ambiental, econômica e social perante o descarte de metais oriundos da mineração, busca-se por métodos alternativos e sustentáveis de tratamento e recuperação. Dessa forma, o processo escolhido foi o de troca iônica e o estudo investiga a adsorção do Co2+, Cu2+ e Ni2+ por meio da resina quelante Purolite S950. A resina foi escolhida pela sua capacidade de adsorção dos metais de transição de uma solução ácida. Portanto, o trabalho tem como objetivo investigar o efeito da variação do pH 0,5-2,0, considerando o tempo de contato de 120 min a 25 ºC. Os ensaios foram executados em batelada e as amostras analisadas pela técnica de espectrometria de fluorescência de raios-x de energia dispersiva (EDX). Por meio dos ensaios realizados, foi concluído que a resina quelante Purolite S950 utilizada no estudo foi capaz de remover os metais, destacando a extração de 96,3 % Co2+, 94,8 % Cu2+ e 75,3 % Ni2+, quando a solução estava condicionada em pH 2,0.

Oct 30, 2017

By João Paulo Sousa Coelho

A flotação é uma técnica de separação baseada na afinidade das espécies minerais com as moléculas de água. Na flotação reversa de minério de ferro, utilizam-se os compostos químicos da família das aminas primárias (R-NH2), que são moléculas compostas por uma parte apolar (R), formada por uma cadeia carbônica, e por outra polar, constituída por grupos amina (NH3), os quais ao serem protonadas, adsorvem-se fisicamente sobre a superfície negativa das partículas de quartzo, tornando-as hidrofóbicas. O poder de “hidrofobização” das aminas está diretamente relacionado ao tamanho de sua cadeia carbônica, sendo o limitante desta grandeza a sua solubilidade em água. Dentro desse contexto e a fim de aumentar o poder “hidrofobizante” do coletor, foram realizados testes laboratoriais, utilizando soluções formadas por diferentes proporções de amina e óleo diesel para avaliar o impacto da dosagem da mistura (óleo diesel + amina) sobre o consumo de coletor e a seletividade da flotação dos finos da Mina Casa de Pedra concluindo-se que a utilização da mistura de óleo diesel + amina não prejudica o desempenho da flotação, abrindo espaço para uma redução de quase 7% do consumo de amina, insumo mais caro que o óleo diesel.

Aug 16, 2017

By Aline Lima da Silva

The reduction in SOFC operating temperature due to recent development in materials and fabrication techniques enables the use of ferritic stainless steels as interconnects for SOFCs. Ferritic stainless steels offer many advantages over traditional ceramic interconnects, such as higher thermal and electronic conductivity, as well as relative ease of fabrication. However, the formation of chromium oxide on ferritic stainless steel results in an increase in ohmic resistance and can lead to the loss of cathode catalytic activity (due to Cr volatilization, with cathode poisoning). The oxide growth depends on several factors, such as steel composition, temperature, oxygen partial pressure. In this way, knowing the phase stability, the oxidation behavior of the material and the oxidation kinetics is of great interest. In this context, a thermodynamic study of the oxidation of ferritic stainless steel 430 under oxidizing atmosphere (cathode), at the temperature of 750ºC, is carried out. As one can see, the thermodynamic system can be very complex, involving several phases (chromium oxide, (Fe,Cr,Mn)3O4 Spinel, iron-chromium oxides, etc.). The effect of oxygen partial pressure and alloying elements on phase distribution is evaluated. Thermodynamic modeling is compared with experimental results from literature.

Aug 8, 2018

By Pedro Henrique Teshima Shioga

Quando processos de engenharia de superfícies multifuncionais que combinam fases de propósito orientadas são aplicados a substratos moles, uma combinação de alta resistência ao desgaste, suporte de alta carga e baixos coeficientes de atrito podem ser obtidos. Neste estudo, os efeitos de diferentes camadas nitretadas no comportamento tribológico de revestimento Diamond-Like-Carbon (DLC) depositado sobre aço SAE 1040 são investigados. A nitretação foi conduzida sob diferentes temperaturas e misturas de gases para criar três camadas de nitretos distintas: duas camadas de compostos com predominância de fases e e ?’ e uma camada de difusão. Todas as superfícies foram então revestidas com DLC, depositado via Plasma-Enhanced-Chemical-Vapour-Deposition (PACVD). As fases de nitreto foram analisadas utilizando difração de raios-X e a topografia da superfície foi analisada por interferometria de luz branca e microscopia eletrônica de varredura. O comportamento tribológico foi investigado utilizando esfera e plano com movimento alternado com carregamento incremental até a falha do filme DLC. Os testes tribológicos indicaram que o melhor desempenho foi alcançado por uma específica combinação de dureza, rugosidade superficial e tipo de nitreto. A melhor capacidade de mancalização entre o revestimento DLC e o substrato mole foi alcançada quando a camada de nitretos constitui-se apenas de uma camada de difusão.

Aug 16, 2017

By Camila Soares Fonseca

Os aços inoxidáveis duplex possuem uma microestrutura austeno-ferrítica com fração média de cada fase de cerca 50%. A microestrutura duplex é responsável por melhorar as propriedades mecânicas do material. A soldagem destes aços é frequentemente uma operação crítica. O objetivo desse trabalho é analisar a influência do aporte térmico sobre a microestrutura de juntas soldadas do aço duplex SAF2205. As chapas de aço duplex 2205 foram soldadas pelo processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding), variando apenas o aporte térmico. Após essa etapa, as chapas foram cortadas, preparadas para a análise metalográfica, difração de raio X (DRX) e ensaio de microdureza Vickers. As microestruturas do metal base (MB), da zona termicamente afetada (ZTA) e da zona fundida (ZF) foram caracterizadas nesse estudo. Foi verificado que quanto maior o aporte térmico menor a quantidade de ferrita e maior o crescimento de grão da austenita na região fundida. Os ensaios de microdureza mostraram que quanto maior o aporte térmico maior será a ZTA do material.

Aug 8, 2018

By Amélia de Santana Cartaxo

A pedra cariri, devido a sua extração, produz um alto teor de formação de sobras, o qual polui muito os arredores dos municípios, prejudicando rios e relevos da região. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o resíduo da pedra cariri, juntamente com uma argila para propor seu uso na formulação de blocos de vedação. Inicialmente a pedra cariri e a argila foram beneficiadas. Estes materiais foram submetidos a um ensaio de plasticidade pelo método pfefferkorn, e posteriormente á analises de difração de raios-x e de fluorescência de raios-x, para saber suas composições mineralógicas. Através da fluorescência e da difração de raios-x comprovou-se que a pedra cariri possui um teor elevado de CaO(89,0%), que ajudará na densificação da peça e no abaixamento da temperatura de queima, e que a argila tem um percentual bom de sílica livre, que ajudará na eliminação do gás CO2 decorrente da decomposição térmica do carbonato presente na pedra cariri, ajudando também na estabilidade dimensional da peça. Pelas analises feitas, percebe-se um potencial de uso da pedra cariri na formulação de massas para fabricação de blocos de vedação.

Aug 16, 2017

By Rogério Vicentini

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um suporte cerâmico apropriado para a soldagem unilateral de liga de alumínio, utilizando a cordierita, uma vítria cerâmica constituída de óxidos. Trata-se de uma proposta tecnológica que viabiliza a produtividade da operação de soldagem, mantendo-se inalterada a qualidade da junta soldada ampliando os conhecimentos relacionados aos suportes cerâmicos focando a redução dos custos de fabricação.A soldagem unilateral com este tipo de suporte de solda foi executada em chapas de alumínio com arame de solda de alumínio 4043 pelo processo Gas Metal Arc Welding (GMAW). A eficiência do suporte cerâmico em suportar o metal de solda líquido foi verificada durante a soldagem do passe de raiz. Várias soldas foram executadas em chapas com espessura de 6,35mm para testar a eficiência do suporte. Parâmetros e variáveis do processo foram estudadas: a abertura de raiz, a tensão, a corrente e a energia de soldagem. Os resultados mostraram que o suporte foi eficiente para suportar a poça de solda líquida. Foi possível estimar uma faixa de operação do processo, com abertura de raiz de 2,0 a 6,0 mm e a energia de soldagem calculada ficou entre 0,62 e 1,46 kJ/mm. A soldagem foi realizada com mecanismo para facilitar a saída do arame de alumínio (tocha Push-Pull) sendo soldado puxando, da esquerda para direita, com pequena oscilação lateral em relação ao cordão de solda. As macrografias das juntas soldadas, além de revelar boa penetração lateral (entre 2 a 4,5mm) e reforço de solda com até 2,1mm de altura, pôde revelar ausência de descontinuidades como: trincas, falta de fusão, inclusão de escórias e porosidades.

Aug 16, 2017

By Beatriz Fausta Gandra

A preservação do refratário do cadinho é fator determinante para o prolongamento da vida útil de altos-fornos. Assim, o presente estudo teve por objetivo avaliar o efeito da variação da composição química do gusa (silício, manganês e enxofre) sobre o bloco de carbono do cadinho, com foco na obtenção de informações que permitiram inferir sobre a viscosidade e a tensão superficial do gusa. Isto foi realizado por meio de análises via microscopia de aquecimento e ensaios para determinar a penetração de gusa em bloco de carbono a altas temperaturas. Os resultados indicaram a tendência de elevação do ângulo de contato entre o gusa e o bloco de carbono a partir do aumento do silício e do enxofre no gusa. Por outro lado, verificou-se que o ângulo de contato reduz com o aumento do manganês no gusa. Dessa forma, o gusa contendo maiores teores de silício e enxofre penetrou de forma menos significativa no bloco de carbono, enquanto que o gusa com altos teores de manganês penetrou de forma mais intensa no bloco de carbono. Esses resultados permitem estabelecer faixas de controle da composição química do gusa, em consonância com as necessidades de preservação dos altos-fornos e de sua estabilidade operacional.

Oct 30, 2017

By Priscilla Messias Pereira, Wellington Bonelar dos Santos, Alex Dalapicola Veronez, Maurício do Santos Rocha Junior, Leandro Resinentti Zanon

The pelletizing process allows inputs to be added to the mixture resulting in better control of the physical, chemical and metallurgical characteristics desired by the pellet. Anthracite is incorporated as input of the pellets as an alternative form of fuel, making the burning more homogeneous, "from the inside out", benefiting the physical resistance of the burned pellets and aiming to reduce the cost of natural gas during the stage of hardening. However, the amount of anthracite should not exceed an optimum value, which may cause an adverse effect on the physical quality of the pellets. Hence, it is very important an accurate control of the coal dosage. Based on that, the present study presents the implementation of a control using advanced control system that applies, using linear regression of historical data, the optimum relationship between anthracite and ore (respecting the physical quality of the pellets during processing in pelletizing furnaces). After the implementation of this control, it was possible to adjust the anthracite dosage automatically, measured in percentage of fixed carbon in the mixture, when the process is able, thus reducing the specific consumption of natural gas.

Oct 1, 2019

By Bruna de Camargo Lemos

O objetivo deste trabalho compreende a realização da síntese de SnO2 dopado com aditivo Sr2 contendo diferentes quantidades molares de SrO (X)SnO2+(1-X)SrO, em que o cátion Sr2+ foi introduzido através do nitrato de estrôncio variando de 5 à 50 % em mol para uma mistura tanto em meio aquoso quanto em meio alcoólico, seguida da calcinação do pó resultante que é feita à 700°C com uma taxa de 10°C/min. Análises de caracterização como difração de raios X, área específica, calorimetria exploratória, picnometria a gás e determinação do ponto isoelétrico das suspensões aquosas foram realizadas de modo a verificar qual o agente dispersante mais apropriado para as características ácido-básicos da suspensão em questão. A partir deste determinar o potencial zeta do composto estudado através da eletroforese. Compostos intermediários a base de estanato de estanho foram identificados, e a deposição por eletroforese foi realizada com sucesso, uma vez que foi possível obter uma suspensão estável a partir dos pós cerâmicos produzidos.

Aug 16, 2017

By Thiago Ribeiro Abdou

O presente trabalho visa caracterizar um compósito polimérico de matriz epóxi reforçado com fibras de carbono HTS40 E13 3k TohoTenax® para avaliar o potencial de reutilização das fibras de carbono. As técnicas de caracterização utilizadas foram a microscopia eletrônica de varredura para análise superficial do compósito antes e depois da degradação térmica, análise por Energy Dispersive Spectroscopy para verificar os elementos químicos presentes no produto final e a termogravimetria para determinar a influência da temperatura e do tempo de tratamento na degradação da matriz polimérica. O presente estudo mostra que a matriz polimérica do compósito utilizado inicia o processo de degradação a 250°C e que a 500°C é possível obter um material de reforço intacto e livre da matriz polimérica com apenas traços residuais da resina e o tempo de tratamento térmico em um patamar isotérmico não influencia a taxa de degradação.

Aug 16, 2017

By Dustin Vickress

The premature failure of copper staves in the lower stack and bosh is frequently the cause for an interim blast furnace repair at great cost to the blast furnace owner. Protective accretions may form on the stave hot face, but when these accretions are lost the staves can begin to deteriorate both due to abrasive wear from exposure to the descending burden materials and due to thermal cracking from exposure to hightemperature process excursions. These mechanisms can lead to failure of cooling passages, which forces blast furnace operators to shut off these channels, accelerating the rate of copper stave wear. Finger cooler technology was developed to extend blast furnace life by restoring cooling to damaged staves. Evidence for their effectiveness is presented herein in the form of experimental test work and conjugate heat transfer (CHT) analysis carried out using computational fluid dynamics (CFD) simulations. These tests demonstrate that under typical blast furnace excursion conditions, a stave fitted with finger coolers will undergo half the temperature rise of a stave fitted with conventional cigar coolers.

Aug 17, 2017

By Camila Barbosa Albani

Foram estudados os tipos de projeções, suas características e medidas de controle, a partir do acompanhamento de corridas na ArcelorMittal Tubarão, inclusive com amostragem e análises dos resíduos de projeção. Utilizando-se termodinâmica computacional estimou-se a viscosidade da projeção, que se mostrou muito heterogênea. Projeções ocorreram em uma faixa extensa de Si do gusa, inclusive em valores abaixo de 0,30%, com maior frequência entre 0,30% e 0,40%. As adições de minério de ferro tiveram forte influência na ocorrência de projeções possivelmente devido ao efeito conjugado de redução da permeabilidade e geração de gás. Um modelo conceitual das causas principais das projeções foi proposto e validado com observações de ocorrência de projeções tardias no sopro. Foi também proposto que as ações de controle de projeções deveriam ser ajustadas de forma a priorizar o controle da taxa de descarburação e o aumento da permeabilidade da emulsão.

Oct 30, 2017

By Angelo Ferreira Costa

O laminador a frio de inoxidáveis LB1 da Aperam South America é um laminador Sendzimir reversível que produz materiais alta exigência de qualidade superficial destinados a aplicações nobres como baixelas, mesas de fogão e portas de geladeira de alto luxo. O rendimento físico destes materiais passou a ser comprometido com a identificação de um defeito caracterizado por pequenas marcas, sem presença de óxidos ou inclusões que ocorrem ao longo da bobina, nas duas faces e na borda do lado de acionamento do laminador. Nos anos de 2009 a 2010 o defeito ocorria em 45% da produção de materiais finos de aços 430 processados no LB1. O defeito passou a ser codificado como S163 – Marca Mecânica Laminada. Para abordagem ao problema foi reunida equipe multifuncional com representantes das áreas de Operação, Manutenção, Metalurgia, Inspeção, dentre outras, utilizando a metodologia de Domínio Integrado do Processo (DIP). Após a análise das causas e a implantação dos planos de ação do projeto, houve o decréscimo acelerado da ocorrência do defeito. A causa fundamental do defeito foi caracterizada como o desalinhamento da desbobinadeira, provocando um efeito de empeno lateral no material durante a laminação do primeiro passe. Em Agosto de 2012 houve a primeira intervenção de correção na desbobinadeira do LB1, reduzindo os índices de ocorrência do defeito para 11% no mês de Setembro de 2012 e posteriormente reduzindo para percentuais inferiores a 1% a partir de Janeiro de 2013, superando as metas propostas para o projeto.

Jul 30, 2018