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By Antonio Lourenço Batista de Souza

Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação de tiras a quente de aços C-Mn, durante a etapa de acabamento, via DEFORMTM3D. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais descritos na literatura. Utilizando-se o modelo termomecânico, foram feitas análises de sensibilidade por meio de alterações no fator de atrito e coeficiente de transferência de calor por condução, uma vez que não há um conhecimento preciso dos valores destes parâmetros para o processo simulado. Com isto, foram analisadas as alterações que a mudança destes parâmetros podem causar na carga e temperatura de laminação, perfil de deformação, fração recristalizada e tamanho de grão. O aumento do atrito provoca um aumento na carga de laminação, na homogeneidade do perfil de deformação e menor tamanho de grão. O aumento no coeficiente de transferência de calor, diminui a temperatura superficial da tira, o tamanho de grão e gera um aumento na carga de laminação. Assim, neste estudo foi mostrado a eficácia do modelo em predizer o comportamento do aço no processo de laminação a quente.

Aug 16, 2017

By Roselaine Gonçalves Magalhães

São apresentados e discutidos os aspectos teóricos e práticos relativos às principais propriedades físicas, térmicas e mecânicas de três refratários comerciais de MgO Al2O3 C e Al2O3 MgO C para a zona de metal de panelas de aço. Normalmente, o desgaste do revestimento dessa região é governado pela propagação de trincas, penetração de aço e sucessivo destacamento das camadas superficiais deterioradas. A deformação irreversível na direção circunferencial do revestimento também tem despertado interesse. Os resultados da caracterização laboratorial mostraram que o projeto microestrutural exerceu influência significativa nas propriedades desses refratários. Os principais fatores que concorreram para modificar o desempenho dos tijolos foram a pureza das matérias-primas, a quantidade de antioxidantes metálicos e o comportamento dimensional dos refratários. Os tijolos denominados MAC2 (MgO Al2O3 C) e AMC (Al2O3-MgO-C) apresentaram melhor compromisso entre a variação linear dimensional, resistência ao creep e resistência à propagação de trincas, exibindo, assim, maior potencial para suportar as variáveis de processos e práticas metalúrgicas vigentes na Usiminas.

Oct 30, 2017

By Luis Bernardo Varela Jiménez

Amostras de aço inoxidável UNSS31803 duplex foram nitretadas sob plasma em atmosfera gasosa de 75% de nitrogênio e 25% de hidrogênio em temperatura de 400°C durante 20 horas. A microestrutura do material como recebido apresentava cordões de ferrita e austenita, alinhados no sentido da laminação, com aproximadamente 50% de cada uma das fases. A caracterização microestrutural foi feita por microscopia óptica, difração de raios X, MEV e EBSD. As propriedades mecânicas e tribológicas das superfícies tratadas foram avaliadas utilizando ensaios de microdureza e esclerometria linear instrumentada. As camadas obtidas na nitretação a plasma em baixa temperatura (LTPN) eram constituídas por ferrita expandida (aN) e austenita expandida (?N), com durezas de 1509 HV e de 1362 HV, respectivamente. Os ensaios de esclerometria linear mostraram que, num primeiro estágio, o indentador se movimenta sobre a camada nitretada, promovendo deformação plástica nas bordas do sulco, denotando a possibilidade de movimentação de discordância nas fases expandidas da camada nitretada. O coeficiente de atrito medido durante esse estágio ficou estável em torno de 0,05. Ao final do primeiro estágio houve início de formação de microtrincas, aumentando o coeficiente de atrito aparente. A transição para o 2º estágio ocorre com formação de microtrincas cuja densidade aumenta com o aumento da profundidade de risco. Nesse estágio o coeficiente de atrito cresce linearmente com o tempo e profundidade de risco, o número de microtrincas cresce e as microtrincas observadas são predominantemente transgranulares, típicas de falha coesiva da camada. Foram observadas, também, microtrincas intergranulares que causam o destacamento individual de pequenos grãos de ferrita e/ou austenita expandida. No terceiro estágio de riscamento o coeficiente de atrito aparente tende a se estabilizar em torno de 0,16. O ensaio de esclerometria linear realizado no aço como recebido apresenta coeficiente de atrito sempre crescente até atingir um valor em torno de 0,21.

Aug 8, 2018

By Thiago Pinto Silva

Este estudo teve como objetivo investigar o efeito da adição de minérios com diferentes comportamentos a alta temperatura (assimilação e penetração de fase líquida) nos indicadores de processo em uma sinterização piloto. Para isso, seis sinter feeds foram caracterizados e, em seguida, submetidos ao ensaio de sinterização, considerando diferentes misturas a sinterizar. Foi observado que a substituição parcial de um minério que possui grande capacidade de assimilação por aqueles que assimilam pouco o líquido formado no processo de sinterização, resultou em maior resistência mecânica do sínter. Essa propriedade pode também ser associada ao formato dos poros no sínter produto, que reflete na sua redutibilidade. Em termos de penetração de fase líquida, os resultados indicam relação direta com a resistência mecânica do sínter. Dessa forma, esses ensaios de caracterização, juntamente com os aspectos mineralógicos, químicos e granulométricos, permitem subsidiar a tomada de decisão para a substituição mais adequada de um minério na mistura a sinterizar.

Aug 16, 2017

By Giulliane Meireles Casali Gonçalves Torres

Os arrebentamentos que ocorrem durante o processo de trefilação geram impacto na produtividade e rendimento operacional em função do retrabalho gerado na realização de solda cada vez que o material se rompe e consequentemente no tempo perdido para execução desta etapa. A metalografia é a ferramenta mais eficiente para caracterização das causas dos arrebentamentos durante a trefilação. Faz-se necessário a utilização de microscopia e aplicação dos reativos específicos destinados a revelar a origem da anomalia. O presente trabalho objetiva mostrar os principais tipos de fraturas na trefilação e suas respectivas origens, através do estudo de quatro casos distintos, são eles: fratura resultante de quebras internas (rupturas centrais), fratura dútil por tração, fraturas resultantes de quebras na solda e fraturas lascadas causadas por formação de “pé de corvo”. Os resultados das análises mostram de forma objetiva se a anomalia foi gerada a partir da matéria prima (defeitos superficiais no fio máquina) ou problemas de processo/operacionais durante a trefilação.

Aug 17, 2017

By Herynson Nunes Nascimento

Este trabalho investigou a possibilidade de gerar informações, para subsidiar a Samarco no aproveitamento futuro de materiais considerados estéreis pelo elevado teor de PPC e P. Foram feitos testes de caracterização tecnológica, simulando em bancada os processos de beneficiamento da Samarco Mineração. Observou-se que as amostras estudadas requererem maior consumo energético na moagem primária, implicando em uma menor produtividade. Essas apresentam índices inferiores de recuperação na deslamagem e flotação convencional. Entretanto apresentaram boa cinética de flotação e o grau de liberação do quartzo maior que 90% para todas as frações granulométricas. As amostras também apresentaram baixa produtividade na moagem secundária e granulometria grosseira para o atendimento da meta de Blaine praticada atualmente. Não foi possível a obtenção da especificação final de sílica no concentrado após a remoagem. Os testes de sedimentação não indicaram problemas. Foram realizados também ensaios em escala de bancada para separação magnética utilizando Minimag (WHIMS) que provaram que os materiais estudados apresentam comportamento paramagnético.

Aug 1, 2018

By Henrique Dias Gatti Turrer

O complexo Minas-Rio da Anglo American iniciou suas operações em agosto de 2014. A usina de filtragem produziu, em 2016, cerca de 15 milhões de toneladas secas de concentrado. O minério, explorado no município de Conceição do Mato Dentro (MG), passa pelas etapas de cominuição, classificação, concentração e separação sólido-líquido antes de ser bombeado por 529 km até o município de São João da Barra (RJ), onde é filtrado, estocado e embarcado para exportação. Quatorze filtros cerâmicos, com 144 m² de área de filtragem cada um, são responsáveis pelo último processo de produção do pellet feed. O início de operação foi marcado por um desempenho muito aquém do planejado. Diversos tipos de avaliações, como análises em microscópio ótico e contagem de bactéria, foram conduzidas e mostraram que o entupimento precoce dos poros do meio filtrante era o responsável pelo problema. Foram identificados 4 principais responsáveis pelo entupimento: material orgânico, sulfato de bário, partículas de concentrado de minério de ferro e óleo. Amostras de placas cerâmicas foram testadas em laboratório com diferentes reagentes para a limpeza dos poros entupidos. Análises químicas na solução resultante dessa lixiviação e/ou análise em microscópio dos corpos de prova indicavam a eficiência do reagente testado. Os mais promissores foram testados industrialmente. Por fim, o estabelecimento de uma nova rotina de limpeza das placas gerou uma melhora significava do desempenho da filtragem.

Oct 30, 2017

By Carlos Guimaraes, Jefferson Klug, Raquel Verona, Pablo Leão, Miguel Arcanjo Almeida, Carlos André Ruy Carneiro, Marcos Daniel Gouveia

O cenário de perda de produção devido a quebras de sequência por obstrução em aços acalmados ao alumínio com tratamento com cálcio apresentava-se crítico para a Aciaria. Foram realizados ajustes técnicos nos processos de refino primário e secundário através da implementação de ações para redução do consumo de alumínio, ajuste da composição química da escória de panela e ajuste do procedimento de adição de cálcio. A mensuração dos indicadores que suportaram o resultado final foi através de gráficos ternários de escória, contagem de inclusões, analise de oxigênio total, analise da distribuição química de inclusões via MEV/EDS, janela de lingotabilidade e alumínio dissolvido. O desenvolvimento do projeto alcançou uma consistente redução do índice de obstruções aliados ao aumento da limpidez e qualidade dos

Oct 1, 2019

By Alessandra Susanne Viana Ragone Lopes

Pastilhas de Urânio (UO2) são empregadas como combustível nos reatores de potência, onde as condições operacionais introduzem elevados gradientes térmicos nas pastilhas. Potências elevadas propiciam a fusão da parte central das pastilhas. O inchamento das pastilhas UO2, decorrente dos produtos de fissão, causa trincamento do material e o estudo do seu comportamento é importante. Esse trabalho avaliou a aplicação de método ultrassônico na obtenção de constantes elásticas. Em função das dificuldades no manuseio do material nuclear, optou-se por um estudo comparativo em pastilhas de alumina (Al2O3). Foram fabricados e usados dois conjuntos de 10 pastilhas de Al2O3 com densidades de 92% e 96%. Foi utilizada técnica ultrassônica por transmissão obtendo medidas do tempo de percurso de ondas ultrassônicas, longitudinais e transversais, usadas para a determinação das constates elásticas do material. Equações relacionando densidade do material e velocidade da onda ultrassônica ao módulo de elasticidade, módulo de cisalhamento e coeficiente de Poisson, permitiram obter essas constantes elásticas, que apresentaram excelente concordância com a literatura disponível para o Al2O3.

Aug 8, 2018

By André Caetano Melado

Neste trabalho foi avaliada a influência da porcentagem de austenita retida nas propriedades mecânicas de um ferro fundido nodular submetido ao processo de Têmpera e Partição (T&P). O tratamento térmico consiste do aquecimento do material à 880ºC por um tempo de encharque de 2h para completa austenitização, seguida de têmpera em óleo até a temperatura de 170ºC, intermediária às temperaturas Ms e Mf, para formação de uma quantidade controlada de martensita atérmica. Em seguida, o material foi reaquecido até 375ºC (tratamento de partição) por diferentes tempos (15, 60 e 120 minutos), sendo subsequentemente resfriado ao ar até a temperatura ambiente. Foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) para a caracterização microestrutural do material obtido. Ensaios de tração e impacto (Charpy) foram realizados para obtenção das propriedades mecânicas do material. Para longos tempos de partição, foi verificada uma diminuição na fração volumétrica de austenita. Com a diminuição da porcentagem de austenita retida observou-se uma diminuição nas propriedades como alongamento e resistência ao impacto do material.

Aug 16, 2017

By Marcella Grosso Lima

O objetivo deste trabalho é pesquisar sobre as principais falhas apresentadas por revestimentos anticorrosivos modernos comumente empregados para proteção interna de tanques de armazenamento de produtos petroquímicos e avaliar a capacidade da técnica de correntes parasitas para a inspeção não destrutiva deste material. Nesse contexto, as vantagens e limitações da técnica são analisadas. A aquisição de dados foi realizada considerando as propriedades isolantes dos revestimentos nas condições como aplicado e também após o envelhecimento. Amostras foram preparadas com defeitos controlados inseridos no substrato de aço carbono a fim de simular defeitos de corrosão localizada sob o revestimento. A detecção dos defeitos foi avaliada nas amostras com diferentes espessuras e também com a presença de óxido de ferro no interior dos defeitos a fim de simular áreas de corrosão localizada. Através da comparação entre os resultados obtidos no C-Scan original e após o processamento de imagem, foi possível observar uma melhoria significativa na eliminação dos falsos defeitos relacionados a variação da espessura inerente do revestimento pela limiarização multilevel. Também foi possível através do efeito do lift-off distinguir os defeitos reais e falsos defeitos. Nesse aspecto, a técnica de correntes parasitas se mostrou capaz de detectar defeitos neste tipo de material.

Oct 30, 2017

By Carlos Magno de Lima Leonel

O presente trabalho teve como objetivo comparar o desempenho de processo entre espirais convencionais e espirais de grande diâmetro, na concentração de minérios de ferro. Foram realizadas campanhas de testes para levantar os dados necessários para comparar os dois modelos de espirais em estudo. Os resultados mostraram que as principais variáveis que afetaram a eficiência de separação nas espirais foram a abertura dos lemes e a concentração de sólidos na alimentação. A espiral de grande diâmetro obteve resultados melhores, mesmo sem a utilização de água de lavagem, porém mais testes serão necessários para uma conclusão definitiva.

Aug 16, 2017

By Sérgio Luis de Moura Paiva Júnior

A reciclagem de materiais provenientes de combustíveis fósseis é essencial para a redução do impacto desses materiais no meio ambiente. Utilizar materiais reciclados exige, não somente a reutilização direta do produto, mas a criação de processamento e técnica desses materiais no intuito de produzir materiais melhorados após o tempo de uso, justificando o desenvolvimento de tecnologias nesse âmbito. Esse trabalho de conclusão de curso foi executado no intuito de auxiliar nas técnicas utilizadas por uma empresa de reciclagem de polietileno para a produção de pellets reciclados. Foram avaliadas as propriedades mecânicas e espectroscópicas de cada uma das fases e os processos realizados para a produção do material final: uma blenda polimérica constituída de diferentes tipos de polietileno reciclado. As técnicas de caracterização utilizadas foram Ensaios de Tração para a avaliação da tensão máxima e módulo de elasticidade dos materiais, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) para avaliar dimensionalmente a região de fratura dos polímeros, Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) para identificar os grupos funcionais presentes nos polímeros analisados, TG/DTG para o estudo das propriedades térmicas das fases separadamente e da blenda e determinação do grau de cristalinidade por meio da densidade. Foi possível não só identificar as funções orgânicas do polietileno na técnica de espectroscopia de infravermelho, mas também analisar um pico desconhecido em um dos polietilenos envolvido na mistura da blenda, que pode se relacionar com o seu resultado obtido no ensaio de TG/DTG, o qual aponta uma maior porcentagem de resíduo após a degradação total da massa do mesmo.

Oct 30, 2017

By Leonardo Martins da Silva

O minério de ferro quando encontrado contendo teores do elemento fósforo acima de 0,05% é considerado rejeito dada sua inutilização para o processamento de fabricação do aço. Tal fato ocorre devido a elevação da dureza do aço tornando-o quebradiço e com fratura. Sendo assim o presente trabalho tem como objetivo a avaliação do efeito do processo de lixiviação ácida como finalidade de redução do teor de fósforo no minério de ferro. Através da utilização do software Termocalc® foi possível analisar as diferentes estruturas formadas em diferentes teores do elemento fósforo. Através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi possível analisar a estrutura do minério de ferro após seu tratamento com a energia de micro-ondas. Por meio da técnica de planejamento estatístico fatorial com pontos centrais e axiais foi possível determinar as condições ótimas de remoção de fósforo através da técnica de lixiviação ácida.

Aug 1, 2018

By Gabriel Grasselli Lorençon

Com a crescente utilização de aços inoxidáveis duplex na indústria petroquímica, química, de celulose e entre outras, motivada em grande parte pelas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão apresentadas por estes materiais. Por se tratar de um material com altos teores de elementos de liga e ser composto por duas fases, ferrita e austenita, se faz necessário grandes cuidados na sua soldagem e um aprimoramento dos conhecimentos deste material quando submetido a este processo. Para tal, o presente trabalho denota um estudo da microestrutura de um aço inoxidável duplex após a sua soldagem pelo processo MIG pulsado, sendo aplicada uma energia durante a soldagem de 1,0kJ e adotada uma temperatura entre os passes de soldagem de 150oC. Também foram analisados os percentuais de ferrita e austenita, foi efetuada a contagem de fases do metal base e também da zona afetada pelo calor (ZAC). Foram encontrados na ZAC além da fase austenita secundária, uma fase intermetálica que possivelmente se trata de nitretos de cromo. Apesar do metal base estar com uma proporção ferrita/austenita aproximadamente igual, na ZAC houve um desbalanceamento entre as fases, onde a predominância foi de grãos de ferrita.

Aug 17, 2017

By Márcia Maria da Silva Monteiro Pereira

Tundish is the last reactor where significant metallurgical operations can still be done. Calcium aluminate slags are able to positively contribute to metallurgy considering oxide separation, protection against reoxidation and preclusion of resulphurisation. However, these are poor insulators. When using low melting point slags it is necessary to use another covering material. The deviation from saturation can be used as a measure of absorption capacity. By utilizing computerized construction of ternary and quaternary diagrams it is possible to compare different slags and to find proper slag compositions with reasonable capacity to dissolve inclusions. Objective of the present technical contribution is to evaluate tundish slag capacity to absorb inclusions, considering a particular tundish industrial slag and the changes in its chemical composition during continuous casting of steel. It was observed that slag composition changed during the continuous casting process; this variation is possibly related to interaction between the CaO-Al2O3 liquid slag and the rice hull ash layer which is used above it. Computational thermodynamics was used to determine activity of alumina dissolved in liquid slag; it was observed that the variation in slag composition did not change slag capacity to absorb inclusions, since precipitation of Al2O3 solid phases is not predicted.

Aug 17, 2017

By Maciej Korecki

Pyrowear®Alloy 53 steel is an excellent material for the construction of drive transmission components (gears, shafts, etc.) which have to operate in difficult conditions primarily in the aviation industry (Fig. 1.). Among the properties of such items is a high case hardness and abrasion-resistance, while the core remains flexible and is capable of carrying large impact loads. They can work at elevated temperatures with limited lubrication. The thermal treatment of such materials is based on case hardening by means of carburizing. This paper presents the technology of vacuum carburizing of Pyrowear® Alloy 53 steel. It discusses the methods of establishing different profiles of carbon concentration in a layer and their influence on the hardness profile. The effects of sub-zero treatment and tempering on the properties of the hardened case are also considered. It also presents a SimVaC® simulator of vacuum carburizing, designed especially for Pyrowear® Alloy 53 steel, which provides highly accurate predictions of the outcome of the process as the profile of carbon concentration in the layer, or vice versa: establishes the process parameters which will guarantee the required profile.

Aug 16, 2017

By Jayna Kátia Dionisio dos Santos

Os materiais compósitos tornaram-se ao longo dos últimos anos, essenciais ao surgimento de novas tecnologias. Para tanto, é imprescindível que alguns cuidados sejam considerados ao desenvolver estes materiais, como o uso do processo de fabricação adequado e a aderência fibra/matriz, sendo este último um fator preponderante na resistência mecânica final do produto. Também se torna cada vez mais necessário o desenvolvimento de materiais com capacidade de utilização ecologicamente correta. Diante disso, foi fabricado um compósito parcialmente ecológico, utilizando como reforço um tecido de sisal, e como matriz resina poliéster. Ainda, buscando a melhoria da aderência fibra/matriz foi efetuado um tratamento com Hidróxido de sódio (NaOH) a uma concentração de 3% no reforço de sisal. Para a caracterização mecânica do compósito, foram realizados ensaios de tração uniaxial nas fibras tratadas e não tratadas, bem como nas lâminas que utilizaram estas fibras como reforço, mediante a norma ASTM 3039. Quanto a esta propriedade mecânica, foi observado que o tratamento químico superficial diminui expressivamente a resistência à tração da fibra e, em contrapartida, aumentou a resistência do compósito polimérico quando comparado ao que utilizou fibra não tratada, confirmando assim o efeito positivo do tratamento na superfície do reforço de fibra natural.

Aug 8, 2018

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho teve como objetivo garantir a estabilidade no processo de conformação mecânica das barras redondas laminadas, visando reduzir a geração de produtos não conformes e o número de reclamações de clientes pelo motivo de ovalização. As barras redondas laminadas são utilizadas nas indústrias de trefilação, metal mecânico, agroindústria e em outros componentes industriais. A metodologia utilizada neste trabalho foi DMAIC, (definir, medir, analisar, melhorar e controlar). Esta ferramenta é utilizada para melhoria de processos. Através desta ferramenta foi possível identificar os parâmetros mais influentes na geração de defeitos por ovalização, o que possibilitou a elaboração de um plano de ação direcionado às causas raízes. Após a conclusão do plano de ação, houve redução de 36% em média na geração de produtos não conformes e nenhuma reclamação de cliente foi recebida até o mês de março de 2016, além de uma maior estabilidade do processo durante a laminação deste produto.

Aug 17, 2017

By Denir Paganini Nascimento

O efeito da convecção forçada foi estudado na micro e macroestrutura de lingotes de silício grau metalúrgico obtidos pela solidificação unidirecional a partir da extração de calor por uma base refrigerada em contato com o fundo do cadinho com o banho líquido. Um disco sob rotação foi imerso no silício líquido para promover a convecção forçada. Em lingotes de 100 mm, esta convecção aumenta de 8 para 80 mm o comprimento de uma região de grãos colunares claramente alinhados e livre de intermetálicos, indicando um aumento da macrossegregação. Um modelo de transferência de calor e massa indica que o aumento de transporte de soluto causado pela convecção forçada diminui o super-resfriamento constitucional e, consequentemente, aumenta a estabilidade da interface sólido-líquido plana, sem células ou dendritas. A ausência de células e dendritas pode ter contribuído para a maior macrossegregação de impurezas observada sob efeito de convecção forçada.

Oct 30, 2017