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By Débora Cardoso de Oliveira Silveira, Jean-Christophe Huber, Hamzeh Hamadeh, Kateryna Pastel, Guillaume Brosse

The dynamic behavior of oxygen gas flow, determined by the lance nozzle and blow pattern, is a key factor for determining jet efficiency in BOF Steelmaking. The present work compares the performances of Laval and parabolic nozzles with the aid of the Computational Fluid Dynamics (CFD). The Method of Characteristics (MOC) was applied to design a minimum length parabolic nozzle. The results show that the parabolic nozzle generates more uniform and stable jet, with 2% longer potential core and supersonic length and less shock waves. For the parabolic nozzle, the pressure nearby the nozzle wall is higher, which can protect this region from reverse flow of converter gases and offer longer life for the lance tip. Likewise, the flow rate variations would affect less this nozzle. In addition, the nozzle wear was investigated, and the parabolic nozzle has proven relatively less sensitivity to the presence of this deformity.

Oct 1, 2019

By Maria Olivia de Barros Almeida

O intuito do presente trabalho é identificar, dentre as proporções entre resina e catalisador analisadas cineticamente, a melhor condição de cura. O mecanismo de cura das resinas epóxi é um dos mais estudados e a técnica mais utilizada no estudo deste comportamento é a calorimetria exploratória diferencial (DSC). Neste trabalho, foi utilizado o equipamento DSC 1, fabricada pela Mettler Toledo, pelo método dinâmico. Por meio da técnica de DSC, pode-se observar perfis de cura, temperatura de transição vítrea e a determinação das melhores condições de preparação de compósitos. A reação de cura de resinas termofixas é um processo complexo, definido como uma mudança irreversível nas propriedades químicas e físicas por uma reação química. Estabelecendo-se as condições ideais de cura, a resina epoxi resulta em uma estrutura rígida altamente reticulada, a qual combina as excelentes propriedades térmicas, mecânicas, resistência química.

Aug 17, 2017

By Andreas Jungbauer

The Chinese steel producer Rizhao Steel is now focusing on the highly attractive local and export markets for high-quality, thin-gauge strip products. The first line of five Arvedi ESP plants began operations in the spring of 2015. The new casting-rolling complex is designed for a total annual production capacity of 11 million tons of highquality, ultra-thin, hot-rolled strip products with widths of up to 1,600 mm and thicknesses down to 0.8 mm. The energy consumption and related costs are reduced by up to 45% compared with conventional casting and rolling processes. This also means a major reduction in CO2 emissions. During the project phase, the plant personnel from China received extensive training at the licensor’s plant – Acciaieria Arvedi S.p.A. in Italy – to prepare them to deliver the best operational performance with the new state-of-the-art endless casting-rolling facility. The plant setup, the training and support program, as well as the latest results from the start-up are presented in this paper.

Aug 16, 2017

By Pierre Montmitonnet, Yukio Shigaki, Jonatas Mezêncio Silva

A precise roll stack deformation model of a flat rolling mill is crucial for strip profile assessment as it depends strongly on the roll’s deformation. The need for more and more advanced products with stringent both geometrical and mechanical tolerances (e.g., Advanced High Strength Steels – AHSS), with thinner and harder steel strips, demands more advanced simulation models. The present paper addresses assumptions made in Finite Element Method (FEM)-based roll stack models on some important, yet barely discussed features: What is the impact on precision of the simplifications such as symmetry and anti-symmetry? Should roll neck boundary conditions in bearings be considered as fixed or simply supported? In this paper a hybrid model developed by the authors for a general flat rolling mill is used to assess those questions. This model runs much faster (100x in some cases) than a whole-FEM-modeled 6-high rolling mill with the elastoplastic strip deformation, thanks to its simplifications adopted. This model assumes a steady state rolling condition, and the roll stack is modeled with tridimensional finite elements, and the loads are calculated via a slab method adopting a plane strain state for the strip deformation (especially true for thin strips). An industrial 6-high cold rolling mill is modeled and results on the application of symmetries and different boundary conditions on the roll’s necks are presented. It is concluded that the application of symmetries and anti-symmetries for the 6-high rolling mill is possible for thin strips. And the way the necks are modeled does not impact on the final strip shape, though it influences the magnitude of the roll’s displacement. The coupling of the strip with the work roll applied assuming a symmetry plane of the arc of contact has little influence on the strip shape.

Oct 1, 2019

By Willy Ank de Morais

Pontos estratégicos de solos foram analisados com o objetivo de estudar a possível contaminação de água pluvial, por difusividade, mantidas em reservatórios existentes na Ilha dos Arvoredos, localizada no Guarujá, litoral de São Paulo, Brasil. Iniciou-se o procedimento com a preparação das amostras (homogeneização e quarteamento), seguida das análises físicas (granulometria e umidade). A caracterização foi realizada por espectrometria de fluorescência de Raio-X e por espectrometria de absorção atômica. As concentrações de enxofre foram quantificadas por forno de combustão e as cinzas e matéria volátil por TGA (Analisador Termogravimétrico). As análises realizadas em Raio –X mostraram composição química de solo argiloso com altas concentrações de SiO2 e Al2O3 e as realizadas no equipamento de combustão mostraram concentrações de enxofre menores que 0,03%. Os resultados se apresentaram negativos para metais pesados ou outro tipo de elemento que poderia comprometer a potabilidade das águas contidas nos reservatórios.

Oct 30, 2017

By Andreas Munko

A Outotec está desenvolvendo em escala piloto o queimador de baixa emissão de NOx desde 2012, resultados expressivos foram atingidos (o pedido de Patente já foi depositado). Em 2014 utilizando simulações CFD, os resultados atingidos em escala piloto foram reproduzidos com boa aderência e os resultados em escala industrial se mostram com os mesmos comportamentos em tendências dos resultados da escala piloto, se mostrando promissores também. O presente trabalho apresenta os passos de desenvolvimento, os promissores resultados e o próximo passo deste desenvolvimento é realizar um teste em escala industrial com o queimador desenvolvido.

Aug 17, 2017

By Paulo Sergio Olivio Filho

A aspersão térmica é utilizada para produzir revestimento quando há necessidade de aumentar a vida útil de sistemas e peças, podendo ser também utilizada na recuperação delas, em alguns casos. Com o intuito de compreender melhor o processo de aspersão térmica por chama a pó, o objetivo deste trabalho é analisar os fatores influentes no aumento de espessura depositada pelo processo, utilizando o delineamento de experimento de Taguchi para avaliar os fatores e níveis dos fatores que geram as melhores condições de aplicação para o revestimento. Para isto, foram escolhidos três fatores de controle com três níveis cada um, dos quais foi possível seu controle em laboratório. A deposição foi realizada em chapas de aço SAE1020, e revestida com pó de alumínio não atomizado. A seção transversal dos revestimentos foi analisada por microscópio ótico. Os resultados dos experimentos foram analisados através de estatística descritiva, gráfica e análise pelo delineamento de Taguchi, baseada na análise de Sinal/Ruído. Sendo evidente que os fatores do processo são estatisticamente significativos: número de passes, fluxo de nitrogênio e a taxa de alimentação de pó. Esta análise se mostrou eficaz, gerando os resultados esperados para otimização dos parâmetros do processo.

Aug 8, 2018

By Éverton Rafael Breitenbach

A liga MA2024, reconhecida pelas aplicações em componentes aeronáuticos e automobilísticos, foi obtida por moagem em moinho atritor. Com o objetivo de melhorar as propriedades mecânicas, adições de 2,5%; 5%; 10% e 20% de reforço com tamanho de partícula inicial menor que 45 µm foi realizada em moinho planetário, com relação de carga:bolas de 3:1 e 15 minutos de moagem a 250 RPM. A consolidação dos corpos de prova cilíndricos foi realizada pela técnica de forjamento de precisão, em matriz fechada em forno tubular na temperatura de 490oC. A microestrutura foi avaliada por microscopia óptica e eletrônica, enquanto que a resistência mecânica foi avaliada por ensaio de microdureza. Os resultados de microscopia revelaram a formação de intermetálicos que influenciam de forma positiva e significativa no comportamento mecânico dos compósitos.

Aug 7, 2018

By Jorge Madias

O trabalho está centrado na análise comparativa de normas de vinte paises/regiões sobre vergalhão, escolhidos levando em conta os principais paises productores, exportadores, e consumidores deste produto para a construção civil. São comparadas as propriedades mecânicas: limite de escoamento, resistência à tração, elongamento à rotura, elongamento uniforme, relação escoamento/tração), a análise química, testes especiais como fadiga e adherência e outros ítens. Tambén é tida em conta a evolução dos quesitos das normas ao longo do tempo. O foco é o comportamento anti seismo do vergalhão.

Oct 30, 2017

By Rayane Sonda Cassel Bielefeldt

As TRC (tensões residuais compressivas) induzidas por shot-peening (SP) podem ser relaxadas e redistribuídas sob cargas cíclicas mecânicas, térmicas e termomecânicas. O objetivo desta pesquisa é avaliar a redução da TRC por SP através da difração de raios-X fast in-situ (DRXin-situ) na superfície do aço SAE 4140 durante tempo (t) de patamar de t [s] = 54000 em três diferentes temperaturas (T) de T [K] = 423,16; 523,16 e 623,16. É investigada a relaxação de TRC por cargas térmicas, mantendo as amostras, previamente tratadas por SP, em um forno com diferentes temperaturas de patamar, enquanto são medidos os valores de TR ao longo do t. Foi construída uma câmara de vácuo acoplada a um difratômetro de raios-X. Obteve-se 100 % cobertura por SP, as TRC aliviaram com o aumento da temperatura de patamar e o tempo. A maior variação de TRC ocorreu nos primeiros minutos de ensaio, no restante do tempo a TR permaneceu constante. A macrodureza superficial e FWHM das amostras diminuíram com o aumento da temperatura de patamar ao longo do tempo. A macrodureza superficial das amostras e FWHM são maiores após o tratamento de SP, antes do aquecimento. O FWHM reduziu ao longo do tempo com mesmo comportamento da queda da TRC, correspondente e proporcional à redução da TRC. A energia de ativação do processo, calculado pela função Zener-Wert-Avrami não foi coerente com a autodifusão do Fe-a. Logo, é recomendada a repetição para verificar o resultado. Com base nos dados obtidos, se pode concluir que esta pesquisa possui relevância industrial.

Oct 30, 2017

By André Luis Martins de Souza

O objetivo do estudo foi medir e aumentar a produtividade das equipes de manutenção - em uma mineradora multinacional - dentro e fora das paradas de manutenção, avaliando os principais fatores que influenciam o indicador e, ainda, reduzir os custos de manutenção referente a contratação de efetivo terceirizado através da inovadora metodologia Six Sigma, para este trabalho utilizou-se um metodo quantitativo, analítico e experimental. Após a finalização do projeto obteve-se o aumento da produtividade da equipe de manutenção em todos os turnos analisados e os custos foram reduzidos em aproximadamente R$ 200.000,00 e o tempo para resolver pendências que era de 50,1 dias foi reduzido para 18,1 dias.

Oct 30, 2017

By Marco Castenetto

Some of the most significant Danieli innovations in the field of long products are the: i) The EWR® system, through automatic continuous head-to-tail flash welding of billets at reheating furnace exit side, enables uninterrupted production of the mill for endless rolling of straight bars, wire rod and bar in coils. The process is particularly beneficial to wire rod and bar-in-coil mills as it enables production of “customized-size coils” (any coil weight according to specific Customer request) and with extra-high final coil weight, even starting from low-weight billets; ii) The Spooler process is based on twistfree winding of hot-rolled rebars into highly-compact/ultra-heavy coils featuring a unique cobble-free un-coiling capability. This enables high-speed feeding of the downstream cold-processing lines with hot-rolled spooled coils coming directly from the rolling mill without the need of any traditional off-line operation (such as de-coiling, stretching & re-winding). The system results highly beneficial both to bar-in-coil producers and to the downstream lines operators. The latest step forward is the combined application of these two systems that has made it possible for endless rolling of spooled bar in coils, enabling to cumulate the benefits of the two processes, particularly as far as transformation costs are concerned.

Aug 16, 2017

By Luís Carlos da Silva

As fibras lignocelulósicas naturais são cada vez mais utilizadas como reforço em compósitos de matriz polimérica devido a vantagens econômicas e ambientais como serem renováveis e biodegradáveis. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência de 10, 20 e 30% em volume de tecido de malva na resistência à tração de compósitos preparados submetidos à 5 toneladas de pressão. O tecido natural foi previamente lavado e seco à temperatura ambiente, depois disposto em uma matriz metálica com formato ósseo, em seguida, uma resina de poliéster (misturada com catalisadores) é vertida sobre o tecido dentro da matriz, o conjunto é transportado a uma prensa e submetido a 5 toneladas de carga. Observou-se que a resistência à tração cresceu significativamente com o aumento da quantidade de tecido natural de malva incorporado na matriz de poliéster. Esta melhora no desempenho pode ser diretamente associado à dificuldade de romper o tecido malva e ao tipo de trincas resultantes da interação do tecido de malva com a matriz.

Oct 30, 2017

By Artur Camposo Pereira

Este trabalho tem como objetivo avaliar a microestrutura de cerâmica de argila incorporada com um lixo na forma de lodo gerado durante o tratamento de efluentes de uma indústria de fabricação de papel. A microestrutura de cerâmica incorporada com 0 e 10% em peso de lixo, e depois disparada a 600°C, foi avaliada por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. Os resultados mostraram que o desperdício altera a microestrutura da cerâmica argilosa aumentando a porosidade, bem como formando novas fases cristalinas, principalmente com compostos de cálcio.

Oct 30, 2017

By Fabio Da Costa Garcia Filho

Durante os processos de beneficiamento de alumina, no processo Bayer, é gerado um resíduo insolúvel denominado lama vermelha. A incorporação de resíduos industriais em cerâmica vem sendo utilizada atualmente na busca de matérias-primas alternativas, e também buscando uma destinação ambientalmente correta aos resíduos que poluem. O objetivo deste trabalho foi utilizar planejamento experimental para estudar a absorção de água em cerâmica incorporada com lama vermelha. Foram tomados pontos experimentais, cujos teores dos materiais utilizados variaram de 0 a 100%, e as formulações queimadas a 950°C. A argila verde e as misturas contendo maiores percentuais da mesma apresentaram menores valores de absorção de água e retração linear de queima. O modelo matemático que mais se ajustou foi o cúbico especial. Os resultados obtidos no planejamento de misturas mostram que para as três regiões experimentais propostas, o modelo cúbico especial foi o que mais se ajustou aos resultados reais, e que este é estatisticamente o melhor modelo matemático e deve ser usado para avaliar a absorção de água.

Oct 30, 2017

By Emerson de Andrade Monteiro

As ligas de titânio ao Nióbio apresentam grande potencial de desenvolvimento graças a excelentes combinações de propriedades. O tratamento termomecânico a elas conferido é importante para atingir as propriedades desejadas. O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da conformação mecânica nas propriedades da liga Ti42Nb forjada a frio com 80% de encruamento e seguido de envelhecimento. Foram realizados ensaios de tração, medidas de dureza, metalografia e microscopia das superfícies de fratura. Foi possível observar que a liga Ti42Nb apresentou maior dureza e consequentemente maior resistência após o envelhecimento.

Aug 16, 2017

By Tatiane Potiguara Oliveira

O compósito metal-cerâmico Al2O3 – Cu alia as propriedades de baixa densidade, alta resistência ao desgaste, dureza e biocompatibilidade da fase cerâmica alumina a excelente condutividade elétrica, e alta tenacidade do cobre metálico. Tal compósito pode ser aplicado como ferramenta de corte, entre outras. Este trabalho discute a influência da moagem de alta energia na microestrutura e densificação do compósito Al2O3–Cu. Pós de Al2O3 e Cu na razão de 5% em massa de Cu foram moídos por até 100 horas em moinho planetário de alta energia. A razão em massa de pó para bola usada foi de 1:5. O álcool etílico foi usado como solvente. Na moagem, amostras de pós foram colhidas após 2, 10, e 50 horas. Pós moídos foram prensados uniaxialmente em matriz cilíndrica a 100 MPa e sinterizados a 1.300°C por 1 hora sob atmosfera de Ar e H2. A taxa de aquecimento foi de 10°C/min. Análises de DRX, AG caracterizaram os pós moídos. O MEV e o EDS foi empregado para observar a microestrutura das partículas dos pós moídos e dos corpos sinterizados. Um pequeno tamanho de partícula da fase cerâmica e uma estrutura mais homogênea são produzidos quando os pós foram moídos até 100 horas.

Aug 8, 2018

By Daniele Tolazzi

Electric Arc Furnaces keep evolving into highly powerful melting units, shrinking taptotap times by increasing the effectiveness of the energy sources and the material fluxes used in the process. Steelmakers are targeting to increase the efficiency of their injection package in order to reduce the overall conversion costs, seeking for technologies specifically designed to promote the metallurgical reactions in a predictable and reproducible process automatically controlled at the correct timing. Many technological enhancements have focused in the gas management, improving the burner design and the penetration capacity of oxygen injectors, dedicated to decarburization and the other exothermic reactions. Instead, lower evolution efforts have been addressed to engineered solutions for managing the addition of solid materials required in slag forming, although they are playing a key role in EAF process optimization, as well. The paper describes the latest solutions designed to manage efficiently the injection of fuel, oxygen and powdered materials in several EAFs and presents the operational results achieved. Accurate control of reliable additions of coal, lime and magnesia proved crucial for the control of the slag FeO and viscosity, generating stable foamy slag and producing cleaner steel.

Aug 17, 2017

By Alessandro Ibarra Mendonça

Embora a metalurgia do pó e o forjamento sejam técnicas totalmente consolidadas no mundo industrializado, surge o forjamento de sinterizados e o sinterforjamento para somar as vantagens de cada processo convencional em uma única técnica de processamento. O presente trabalho propõe a obtenção de uma peça denominada cruzeta, forjada utilizando billet sinterizado como matéria prima. O pó de ferro ASC 100,29 e o grafite UNICARBO 50- fino foram utilizados para obtenção do Billet , através da metalurgia do pó convencional, pressão de 600 MPa, a partir da curva de compressibilidade. Foi escolhida a cruzeta como peça alvo, devido a seu uso na indústria automotiva. A geometria da peça foi modelada em Solidworks e posteriormente realizado o projeto e construção das matrizes para o forjamento. Realizaram-se ensaios de compressão para determinar e analisar a densificação do produto, em função dos fechamentos de poros, do billet sinterizado. Ainda, foram realizados cálculos de volume para determinar a altura do billet necessária para o preenchimento da cavidade da geometria determinada. Confeccionaram-se billet sinterizados a 1150ºC em atmosfera redutora, mantido até 900°C e rapidamente transferida para uma matriz fechada de forjamento para a execução do processo de sinterforjamento a morno. Foram realizados ensaios metalográfico, de dureza e microdureza do billet sinterforjados para validação do processo. Após este processo, obteve-se peças sinterforjadas, onde analisou-se o preenchimento, ausência de dobra e trincas macroscópicas.

Aug 16, 2017

By José Hugo de Carvalho Souza

Buscando melhorar a detecção das causas de falhas em equipamentos pela equipe no setor de trefilados e ampliados, o tempo de reparo de manutenção, diagnóstico de desempenho dos processos e melhoria na segurança operacional, foi criado um sistema de informação integrado de engenharia de manutenção e processos, com plataforma de carta de controle online e off-line integrada, monitorando aproximadamente quatro mil e trezentas variáveis de processos analógicas e digitais, adicionadas câmeras IP nos processos e desenvolvido um sistema de rastreabilidade de volumes produzidos que garante o correto apontamento de produção da área, minimizando dessa forma as divergências de inventário. A criação da rede integrada, permite unificar as comunicações de automação, possibilitando monitoramento e modificações das lógicas nos PLCs na central da automação, agilizando os diagnósticos e padronizando backups. A partir das implementações e projetos, foi possível aumentar no período de 12 meses em 5,5% a produtividade e otimizar em 2,9% o resultado de interrupção de manutenção dos equipamentos.

Aug 16, 2017