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By Tiago Rafael Ferreira de Brito

O presente trabalho comparou o desempenho do fosfato de zinco e do microfosfato de zinco, ambos com tecnologia dry-in-place para verificação do comportamento destes revestimentos frente à conformação mecânica, por meio do ensaio de embutimento Erichsen, método Nakazima e curvas limite de conformação (CLC). Foram estudadas chapas de aço-carbono grau EM e grau EEP G4 eletrozincadas e fosfatizadas. As chapas foram fosfatizadas empregando-se dois banhos: fosfato de zinco e microfosfato de zinco, ambos com tecnologia dry-in-place. A caracterização da morfologia dos fosfatos estudados por microscopia eletrônica de varredura mostrou que as camadas de fosfato de zinco não apresentaram formação de cristais, quando aplicadas por roll coater e as análises por EDS comprovaram a presença do elemento fósforo. O ensaio de embutimento Erichsen somado aos resultados obtidos nas curvas CLC demonstraram que o microfosfato exibiu desempenho melhor em comparação ao fosfato. A diferença entre os dois tipos de fosfato foi mensurável e evidenciou que a tecnologia dry-in-place colaborou com a produção de camadas fosfatizadas adequadas para a lubrificação durante o processo de conformação mecânica.

Aug 16, 2017

By Verônica Scarpini Candido

O alto consumo de energia e a elevada emissão de dióxido de carbono são os maiores problemas da indústria de cimento Portland relacionados à poluição do meio ambiente. Com o objetivo de reduzir estes problemas, os cimentos geopoliméricos despontam como uma nova classe de materiais de alto desempenho e não agressivos ao meio ambiente utilizados como aglomerante mineral capaz de substituir total ou parcialmente o cimento Portland. Estes cimentos são considerados quasi-frágeis devido ao seu comportamento elástico não-linear, provocado pela relaxação e redistribuição de tensões antes da ruptura. Todos os resultados obtidos no programa experimental para o concreto de cimento geopolimérico (CCG) foram comparados com aqueles obtidos para o concreto de cimento Portland (CCP), sob as mesmas condições de ensaio. Neste trabalho, são apresentados resultados de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise térmica (DSC/TGA), a fim de reunir informações para um melhor entendimento da microestrutura do concreto geopolimérico.

Oct 30, 2017

By Daniela Miranda Cota

No processo produtivo de minério de ferro, dezenas de equipamentos são utilizados no preparo da mina para as operações de perfuração, desmonte, carregamento e transporte do minério retirado das minas a céu aberto. A iniciativa de trabalhar com a elevação da vida útil dos pneus dianteiros da frota de 992G/K (Caterpillar) ocorreu pelo fato do mesmo ser um dos custos mais altos na operação de mina, ser o maior representante de geração de resíduos de borracha e dentre os pneus em operação, a frota de carregadeiras 992G/K apresentava performance dos pneus do eixo dianteiro inferior à recomendação do fabricante e ao nosso orçamento anual, por isso se tornou foco do trabalho a ser desenvolvido. A metodologia aplicada para a elaboração do projeto foi Seis Sigma, que possibilitou a análise dos dados e alcance dos resultados acima da meta estabelecida por meio de ações processuais estruturantes e comportamentais, levando à redução da variabilidade.

Oct 30, 2017

By Ana Lucia Diegues Skury

Em investigação recente, verificou-se que a associação de zinco no sistema convencional de grafite e de liga metálica como matéria-prima utilizada para produzir diamantes em condições de alta temperatura e alta pressão, promove um aumento da produtividade durante o processo de síntese. A forma como a presença do zinco afeta o mecanismo dea nucleação e crescimento dos diamantes ainda está aberto à discussão. O presente trabalho estudou a influência de Zn sobre os parâmetros estruturais de grafite em 4,7 GPa e 1300°C, utilizando a liga Ni-Mn como catalisador. Os resultados indicam que o Zn melhora a ação catalítica para o crescimento dos cristalitos de grafite. Outro ponto importate é que, provavelmente, o aumento do teor de zinco induza dois mecanismos concorrentes durante a evolução do processo de síntese: nucleação/crescimento dos cristais de diamante e recristalização do grafite.

Aug 16, 2017

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 Alisson Paulo de Oliveira

Incentivado pela diversificação dos produtos em aço, a demanda por graus cuja composição química esteja próxima da faixa peritética, tais como os aços HSLA (High Strength Low Alloy) e AHSS (Advanced High Strength Steel), tem aumentado. As crescentes exigências nas propriedades mecânicas e a redução de custo nas ligas são as razões para que esses aços sejam projetados próximos à faixa peritética, com o teor de carbono entre 0,09 e 0,16%. A produção de placas do aço ASTM A588-B, com o teor de carbono visado igual a 0,10%, apresentava expressiva variação do Nível de Aço no Molde (Ou Mould Level Fluctuation, MLF), aumentando a probabilidade de ocorrência de “Break-Out” (Rompimento de Pele) e a redução da qualidade de superfície das placas, com eventual ocorrência de Trincas Longitudinais. Outra limitação é a impossibilidade de troca de largura das placas, dependente da estabilidade do processo de Lingotamento Contínuo. Serão discutidas as ações tomadas visando a redução do MLF, baseada em alterações no Projeto de Liga, a comparação entre variáveis-chave do processo de Lingotamento Contínuo de Placas em dois cenários de Projeto de Liga além dos impactos em características de Propriedades Mecânicas do produto laminado, no caso bobinas processadas em Laminador Steckel.

Oct 30, 2017

By Andrea Pedroza da Rocha Santos

Neste trabalho, amostras de aço Lean Duplex UNS S32304 foram submetidas à temperatura de 800°C em um forno acoplado a um difratômetro de raios-x durante intervalos de tempo de 30, 60 e 90 minutos. Com o objetivo de analisar em tempo real a transformação das fases constituintes, foram realizadas várias varreduras insitu durante os diferentes tempos de permanência em 800°C deste material. Assim, observou-se a formação da fase sigma neste aço, tanto nos contornos de grão da ferrita como nas interfaces ferrita/austenita. Os valores de fase sigma obtidos para cada tempo de exposição foram calculados através do método de Rietveld sobre cada difratograma obtido e variaram de 11% a 17%. Notou-se que a fase sigma exibiu crescimento contínuo até 60 minutos e variação após este período. Todavia, observou-se que a formação de fase sigma a 800°C ocorre de forma significativa neste material após 30 minutos de aquecimento, o que pode comprometer as propriedades do mesmo.

Aug 16, 2017

By Marcos Campos Silveira

A Unidade Niquelândia da Votorantim Metais possui 9 fornos multi andares usados para a redução de minérios lateríticos com o uso de monóxido de carbono e hidrogênio como agentes redutores. Cada forno possui 10 câmaras de combustão para geração destes gases que trabalham em contra-corrente com o minério alimentado pelo topo do forno. Já utilizado como combustível óleo A2 incorporado ao minério bem como sua combustão em câmaras. O trabalho consiste na substituição do óleo por uma emulsão de combustíveis líquidos e sólidos a fim de flexibilizar a matriz energética e promover redução do cash cost sem queda na eficiência operacional. A utilização industrial da emulsão teve início em 2006 através da sua incorporação ao minério alimentado na proporção de 19% de coque de petróleo e 81% de óleo A2 em poder calorífico e em 2014 esta mistura alcançou a proporção de 39% de coque e 61% de óleo A1. Em paralelo e após testes de combustão em planta piloto, foram realizados testes industriais de queima também nas câmaras de combustão em dezembro de 2012. Com o bom desempenho, em dezembro de 2013, 14 das 90 câmaras já estavam nesta condição com previsão de 20 câmaras até junho de 2014 otimizando a capacidade da estação de óleo+coque. Com isto a substituição (%) global dos fornos em poder calorífico avançou de 6,38% em 2011 para 16,12% em 2014 acumulados até abril. Com uma nova estação existe a possibilidade de operar 90 câmaras nesta condição e chegar a um valor de 39% de substituição global.

Jul 31, 2018

By Janeir Ribeiro Dutra

Os aços siliciosos de grão orientado (GO) e de grão não orientado (GNO) são aços ligados ao silício para aplicações elétricas. O aço silício de grão orientado possui as propriedades magnéticas otimizadas na direção de laminação, enquanto o de grão não orientado apresenta boas propriedades em qualquer direção. O aço elétrico de grão orientado tem como principais características as excelentes propriedades magnéticas, desenvolvidas especialmente para a redução das perdas magnéticas e aumento da eficiência de máquinas elétricas. Durante o processo de elaboração do aço o principal desafio é o controle de elementos como alumínio, titânio e enxofre, elementos estes provenientes da carga metálica (sucata e gusa) e adições de ligas na panela. Para este controle ser eficaz a estabilidade da composição química da escória na metalurgia secundária é de fundamental importância. O fluxo produtivo do aço GOAT na metalurgia secundária inicia-se no processo VOD(Vaccum Oxygen Decarburization) com término no forno panela. Este trabalho promoveu a adequação da escória da metalurgia secundária do aço GO através da: i. revisão do padrão de consumo de fundentes, mediante estudo de balanço de massa; ii. desenvolvimento de escória sintética para ajustar finamente a basicidade da escória. Os estudos de balanço de massa apontaram que em determinadas situações havia a necessidade da correção da escória para aquecimento no forno panela; iii. implementação de amostragem de escória ao final do processo VOD para correção da basicidade de escória para aquecimento no forno panela; iv. criação de modelo para correção da basicidade da escória. Após a implementação do projeto o controle da escória no forno panela ficou mais efetivo promovendo: i. redução dos teores finais de alumínio e titânio ao final do processo de elaboração no forno panela; ii.possibilidade de correção da quantidade de escória para aquecimento no forno panela sem comprometer a basicidade de escória requerida no processo; iii. atendimento a faixa otimizada do aço GOAT (M3, maior qualidade) passou de 33% para 65%; iv. redução do desgaste de panelas na elaboração do aço GOAT na metalurgia secundária; v. redução do risco de sucatamento por fora de faixa em alumínio e titânio do aço GOAT na aciaria que representou nos últimos 4 anos uma perda ao processo superior a R$ 1,2 milhão; vi. estabilização da basicidade binária da escória final do Forno Panela dentro da faixa desejável.

Oct 30, 2017

By Pedro Henrique da Rocha Silva

Os tratamentos de borbulhamento de gás nas panelas são parte essencial para melhoria da cinética de todas as reações, diminuição de zonas mortas e remoção de inclusões. O presente trabalho teve o objetivo de caracterizar as bolhas da pluma na panela usando fotos tiradas por uma câmera de alta velocidade e assim avaliar seu diâmetro e sua área superficial. Foram utilizados três plugues porosos situados no fundo da panela, com áreas de injeção diferentes e testadas diferentes vazões de injeção. A partir dos valores encontrados, foram feitas considerações sobre os processos de refino dentro da panela.

Oct 30, 2017

By Carolina Conter Elgert

A influência dos parâmetros termomecânicos e da adição de elementos microligantes na relação processo, microestrutura e propriedades de chapas laminadas, do aço DIN 20MnCr5 foi o objetivo de estudo deste trabalho. Os testes foram desenvolvidos em escala piloto, no laboratório de processos metalúrgicos do IPT. Foram testadas variações de composição química, condições de laminação e taxas de resfriamento. Ocorreu alongamento dos grãos austeníticos para os materiais processados por laminação termomecânica e refino de grão e aumento de limite de escoamento para os aços microligados, tanto na condição de laminação convencional, quanto na condição de laminação termomecânica.

Oct 30, 2017

By Guilherme Monteiro Garcia

O resfriamento contínuo de forma controlada garante propriedades mecânicas específicas nos aços. Este trabalho apresenta melhorias feitas em um sistema de controle de resfriamento em um laminador de tiras a quente. As melhorias apresentadas garantiram uma melhora na performance de 5% de forma a reduzir drasticamente o custo da não qualidade. As modificações visaram adaptar o sistema para uma nova realidade de grandes acelerações e desacelerações da tira no trem acabador visto o aumento da produtividade e a redução do uso da coil box.

Aug 17, 2017

By Kallin de Souza

No âmbito da inspeção de segurança de caldeiras, a norma regulamentadora NR-13 estabelece a necessidade de um sistema de gerenciamento de integridade estrutural (SGI) com requisitos mínimos para atestar a segurança do equipamento. Entretanto, visando estabelecer um SGI que possibilite maior acompanhamento do equipamento e melhor direcionamento dos reparos instaurou-se um sistema de inspeção com procedimentos mais abrangentes. Esse trabalho apresenta as técnicas de ensaio não destrutivo (END) utilizadas usualmente na inspeção de segurança de NR-13 e novas como o ensaio IRIS (Internal Rotary Inspection System) [1]. As condições estruturais foram comparadas com as recomendadas segundo os códigos de projetos internacionais. Além disso, técnicas de estatística de engenharia de manutenção e projeto foram utilizadas, permitindo quantificar a segurança de operação e programar o momento da intervenção para o reparo.

Oct 30, 2017

By René Lucio Rech

A injeção de carvão pulverizado (PCI) é uma técnica altamente utilizada nos altos-fornos pelas siderúrgicas brasileiras, buscando a redução do consumo específico de coque por tonelada de gusa. A combustão do carvão pulverizado ocorre em temperaturas elevadas (em torno de 2.000°C), altas taxas de aquecimento (104 a 105 °C/s), tempo de reação de poucos centésimos de segundos, seguida pela gaseificação na presença de CO2. Este trabalho visa apresentar o andamento da construção do simulador da zona de combustão do alto-forno desenvolvido pelo LASID-UFRGS e os estudos previstos nos projetos em andamento, que contemplam também a avaliação de carvões brasileiros que apresentem potencial de substituição de carvões atualmente importados para injeção em altos fornos brasileiros. A partir do levantamento do estado da arte e visitas técnicas a simuladores em operação, foi discutido um projeto moderno, automatizado, de configuração vertical e que possibilitasse a operação tanto em modo one shot como contínuo. Algumas inovações podem ser destacadas, como a possibilidade de alterar o tempo de residência da amostra carbonosa na zona de combustão do simulador, a medição da temperatura com termopares ultra-rápidos (ms), o controle e aquisição de diversos parâmetros termodinâmicos (P, T, t) e avaliação dos produtos sólidos e gasosos resultantes.

Aug 1, 2018

By Aline Lima da Silva

The present work is focused on the thermodynamic study of the methane or biogas mixtures conversion on Cu-ceria catalysts. Several experimental studies reported in literature have demonstrated the ability of these materials to operate as SOFC anodes for direct methane oxidation, with the evidence of enhanced tolerance towards sulfur poisoning and carbon deposition. More recently, experimental investigations have shown the feasibility of Cu-ceria anodes to directly operate with simulated biogas feeds at intermediate temperature (1023K). In this way, the effect of the ceria redox properties on the equilibrium composition is investigated, considering methane or biogas mixtures as the fuel. Conditions under which carbon deposition and sulfur poisoning can be prevented are determined. Our study combines results from the classical thermodynamics, obtained with the help of FactSage software, with the new Cu-S and Ni-S diagrams proposed in literature, which were calculated based on the Density Functional Theory (DFT). These diagrams are able to predict a region where sulfur interacts with the metal surface through chemisorption. A comparison between the performances of Ni-YSZ and Cu-CeO2 catalysts is established from a thermodynamic viewpoint. Theoretical results are in agreement with the experimental trends from literature.

Aug 8, 2018

By Willian dos Reis Lima

O aumento contínuo da produção de aço nas últimas décadas, fez com que usinas siderúrgicas se adaptassem a novas demandas a fabricação de aço. Este estudo teve como objetivo analisar os reatores que variam de 6-350 toneladas de aço vazado correlacionado seus parâmetros dimensionais e com a ajuda de uma ferramenta de extrapolação de dados, propor dimensionalmente um convertedor de 800 toneladas. Finalizando, verificando a correlação entre os aspectos importantes como: altura do nível do banho estático, relação de esbeltez e relação carga / volume. Os resultados mostram a grande variação dimensional entre os reatores. Em alguns casos, mesmo com capacidades semelhantes, os reatores são diferentes devido fabricantes diferentes. Em casos específicos, os reatores têm uma tendência para obter idealidade (volume específico igual a 1) ou superar com ele o nível adimensional tende a diminuir.

Oct 30, 2017

By Carlos Henrique Silveira Aguiar

O tubo formador de espiras é uma guia que está localizada no Laying Head, especificado de acordo com a norma ASTM 335P22, e tem por função conformar o fio-máquina na forma de espiras sobre o transportador Stelmor. O Laying Head gira continuamente, durante a operação normal, sendo que a cada revolução do tubo, uma espira é produzida, cujo diâmetro é determinado pelo raio final do tubo e pela velocidade do Laying Head, em relação à velocidade do Laminador. Estes tubos, durante a laminação dos aços BEXX, sofrem um desgaste acentuado, que é provocado pela carepa formada durante a passagem do fio máquina pelas caixas d’água, durante o processo de resfriamento. Desta forma, torna-se necessário trocá-los a cada 200t laminadas do referido aço, com tempo estimado de 30 minutos de parada. Além disso, há um desgaste físico acentuado na atividade de troca dos tubos, que coloca em risco a segurança dos funcionários. Outro efeito indesejável relaciona-se com o risco de ocorrência de sucata de linha, provocada pelo rasgamento do tubo, quando são fornecidos tubos cuja composição química se apresenta no limite inferior de especificação. Há programa de laminação que exige até 6 trocas diárias de tubo. Com a proposta de se incrementar a tonelagem laminada por canal dos discos de laminação do Bloco No Twist, tornou-se necessário desenvolver um tubo com insertos de metal duro, com vistas a aumentar a vida útil dos mesmos, como também a produtividade do Laminador 2.

Jul 30, 2018

By Izabelle Lannes Salgueiro Ferreira

O presente trabalho tem o objetivo de mostrar como sistemas especialistas melhoram a gestão da qualidade e processos ao trabalhar com grandes massas de dados, que são gerados continuamente pelos processos produtivos de laminação a quente.

Aug 17, 2017

By Angelo dos Reis Magalhães

Brazilian companies have adopted in recent years new management practices to remain competitive. Specialized consulting in asset management progressively creates or adapts new techniques in order to increase availability and reduce manufacturing costs, maximizing profits. New engineering concepts were acquired and implemented by executives in all business segments. Techniques, such as FMEA, RCM, LCC, Pas 55, Reliability studies by Monte Carlo simulations, among others, have become increasingly recognized as important tools to enhance managerial performance. Besides these techniques, this study suggests the importance of adequate structuring of a lubrication program, as a critical success factor for the reliability of any asset. Through a case study developed with a company in the mining sector, this work proposes the development of a master plan for lubrication based on three pillars: People, Equipment and Management system. Practices and care with lubricants, hydraulic fluids and coolant, until its point of application, shall be evaluated to ensure a correct contamination control and a high level of assets availability. This discussion sheds light onto other benefits of this process, including occupational health and safety; ergonomics; environment and sustainability.

Jul 31, 2018

By Bruno Deves Flores, Guilherme Liziero Ruggio da Silva, Eduardo Osório, Anderson Azevedo Agra, Jamile Guarda, Antônio Cezar Faria Vilela, Anderson Nicolodi

Na literatura são descritos basicamente dois modelos de relações entre resistência mecânica e parâmetros microestruturais: (1) relações entre parâmetros microestruturais médios do coque e índices de ensaios mecânicos e (2) quantificação dos poros mais críticos a resistência mecânica, a partir de determinados critérios que levam em conta o tamanho e a forma dos poros. Nesse trabalho coques laboratoriais produzidos a partir de carvões com propriedades distintas foram caracterizados pela associação das técnicas de microscopia ótica e análise de imagens. Os principais modelos da literatura de relação entre resistência mecânica e parâmetros microestruturais foram avaliados. Foi demonstrado que nenhuma das relações estudadas conseguem descrever o comportamento mecânico de coques produzidos a partir de carvões de alto teor de componentes inertes (>40%). A partir desses resultados duas novas abordagens foram realizadas a fim de obter modelos que contemplem tais coques: (1) introdução de uma nova relação entre resistência mecânica e os parâmetros microestruturais e (2) um novo critério de classificação das regiões derivadas de componentes inertes como críticas a resistência mecânica.

Oct 1, 2019