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By Sayonara Soares de Freitas Carneiror

A extração de alumina por digestão ocorre em meio reacional entre a pasta de bauxita e licor cáustico aquecido. Este aquecimento ocorre em uma série de trocadores de calor, que utilizam vapor saturado produzido em caldeiras de gás natural. Aproximadamente vinte minutos após a passagem pelos trocadores, o licor alimenta o reator e a mistura entre este fluido quente e a pasta fria deve atingir uma temperatura pré-definida de digestão. O controlador tradicional não era capaz de integrar o circuito entre os produtores e consumidores de vapor, por causa do deadtime do processo que gera a necessidade de um modelo robusto para ser acoplado à lógica de PID, mais a questão da não-linearidade do processo de transferência de calor. Este artigo apresenta a metodologia e os resultados de uma aplicação de tecnologia baseada em lógica Fuzzy em trocadores de calor para controle da temperatura reacional. A ferramenta do projeto é uma plataforma de controle avançado que não necessita de modelos fenomenológicos e é capaz de lidar com sistemas não-lineares. A média da temperatura de digestão ficou 0,4°C mais próxima do setpoint e a variabilidade reduziu em 61%, o que permitiu a redução em 3,2% no consumo específico de vapor.

Aug 17, 2017

By Paulo Jesus Aniceto

Variações no tratamento termomecânico influenciam as propriedades dos metais e suas ligas. Em particular, na obtenção de chapas metálicas, a quantidade de passes de laminação e o grau de redução de cada etapa (caminho de laminação) influenciam na formação do estado deformado do material. Este estado, em conjunto com as condições de recozimento, determinará as propriedades finais do material. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência do caminho de laminação no tamanho de grão final de dois materiais de diferentes energias de falha de empilhamento (EFE): cobre UNS C11000 e latão UNS C26000. As propriedades mecânicas das ligas escolhidas são em grande parte determinadas pelo tamanho de grão médio, que podem proporcionar aos materiais boa resistência mecânica aliada à boa ductilidade, condições desejadas em aplicações de estampagem. O estudo foi conduzido impondo uma redução total de 62% nas chapas utilizando-se duas condições diferentes: quatro e seis passes de laminação. O recozimento foi comum para os dois casos e resultou em uma diferença significativa (6 ?m) entre os tamanhos de grão médios das amostras de latão, enquanto o mesmo não foi observado para o cobre. A distribuição obtida de tamanho de grão foi lognormal para todas as amostras, à exceção do latão laminado com quatro passes. Os resultados foram analisados qualitativamente à luz da estrutura dos materiais no estado encruado.

Aug 17, 2017

By Marina de Menezes Lopes

Sabe-se que a presença de ultrafinos em plantas de beneficiamento de minérios pode comprometer a eficiência dos processos principalmente os de flotação, uma vez que fenômenos como o slime coating e o arraste hidrodinâmico das partículas ocorrem fortemente. Além disso, concentrados contendo uma proporção significativa de ultrafinos terão dificuldade de serem filtrados gerando tortas de alta umidade. Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito do dispersante AGLP consumido atualmente na planta de beneficiamento da Votorantim Metais Vazante, na flotação do minério silicatado de zinco e avaliar o efeito da sua dosagem na umidade do concentrado final produzido. Para tanto foi realizada a caracterização granulométrica das amostras e conduzidos testes de bancada de sedimentação, filtração e flotação em diferentes dosagens de AGLP. Como era de se esperar, os resultados identificaram que o concentrado de granulometria mais grosseira obteve melhor sedimentação e umidade. Já os testes de flotação indicaram que a dosagem ótima do dispersante em torno de 400g/t garante um concentrado de qualidade, sem perda de recuperação metalúrgica e com umidade adequada para que seja transportado.

Aug 17, 2017

By Francisco Morganti

In order to support hot rolling mill managers in improving the utilization of their plants, SMS group offers well defined Performance Modules. These are technologies, components, automation solutions or services, which can be implemented in existing plants to increase competitiveness in categories of efficiency, productivity, quality and process and product control referred to as “Industry 4.0”. Except the Performance Modules dedicated to the last category, targeting overall process controls, Performance Modules are characterized by quantifiable benefits. Performance Modules related to hot rolling mills are e.g. camber free rolling, modular laminar strip cooling system, new edge masking and intelligent components.

Oct 30, 2017

By Mateus Sotelo Menezes

Uma ferramenta de trefilação deve suportar as altas tensões a que fica submetida durante o processo sem apresentar deformações. Para isso, o projeto da fieira deve iniciar com a escolha correta do material de fabricação e um dimensionamento adequado. Tais fatores podem minimizar a ocorrência de falhas, tanto na fieira, quanto no produto trefilado, assim como diminuir as tensões e desgaste na ferramenta. Portanto, este estudo visa analisar as regiões de uma ferramenta de trefilação industrial que estão sujeitas as maiores amplitudes de tensões ao longo de um processo de trefilação. O método de elementos finitos foi utilizado para simular a trefilação de uma barra de aço utilizando uma ferramenta de carbeto de tungstênio. O perfil da fieira foi inserido no software e então analisado em diferentes etapas ao longo do processo de trefilação e após o seu término. Observou-se a ocorrência de tensões compressivas superiores a 600 MPa na região de trabalho e as maiores tensões trativas foram visualizadas na região de saída, com valores próximos a 200 MPa. A presença de tensões residuais não foi registrada na fieira, como esperado.

Aug 17, 2017

By Eduardo Viedo Moreira

Analisou-se o tratamento térmico de revenimento de grampos ferroviários, modelo E2039AV, feitos a partir de barras redondas com aproximadamente 20 mm de diâmetro do aço SAE 9254 tendo como objetivo reduzir o tempo do processo de fabricação. A temperatura do forno foi mantida em 490ºC e 18 grampos foram imersos no sal fundido. Em grupos de 3, os grampos foram retirados em intervalos de 10 minutos, tendo o último grupo permanecido no forno por 60 minutos. Após cada retirada foram feitos os ensaios necessários para aferir a qualidade das peças: carga estática, dureza e fadiga. Após apenas 10 minutos de revenimento os grampos já resistiam ao mínimo de 1.000 kgf sem fraturar e apresentaram medidas de dureza próximas ao limite superior de especificação, ou seja, a dureza que era aproximadamente 58 HRC antes do revenido, atingiu valores próximos a 48 HRC. O último teste, fadiga, foi feito apenas nos grupos de grampos revenidos por 30 e 50 minutos. Pôde-se concluir que é possível reduzir o tempo de revenimento do grampo E2039AV feito de aço SAE 9254 de 60 minutos para pelo menos 50 minutos mantendo-se a qualidade dos grampos sem a necessidade de aumentar a temperatura do forno.

Aug 17, 2017

By Rafael César de Souza

A distribuição de gás de Aciaria, gerado no processo de produção de aço, tem como finalidade que a energia térmica recuperada seja utilizada nos seguintes processos da TKCSA: - Aquecimento dos regeneradores dos Altos Fornos e Planta de PCI através do fornecimento de um Mix Gas composto de gás de Alto Forno, gás de Aciaria e gás natural; - Fornecimento de gás combustível associado ao gás de Alto Forno para as turbinas a gás da Termoelétrica, para que a energia térmica seja convertida em energia mecânica e finalmente em energia elétrica; - Fornecimento de gás combustível para o forno de ignição da Sinterização e os fornos de aquecimento de panelas da Aciaria. - Fornecimento de gás combustível associado ao gás natural para uma caldeira que tem como finalidade a produção de vapor de processo. Sendo um processo extremamente importante dentro do sistema de distribuição de Utilidades e termos como diretriz a redução de custos operacionais e obtenção de benefícios ambientais, foram desenvolvidas várias ações para aumentar a capacidade de distribuição do gás de Aciaria, sendo que tais ações proporcionaram um incremento de 20% na capacidade de distribuição do gás de Aciaria.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Cesar de Miranda

A importância de descrever o processo de beneficiamento por um modelo matemático tem sido apresentada por vários pesquisadores. O principal benefício é o controle e a otimização do processo dentro de uma situação industrial. O modelo seria capaz de prever determinada variável de controle do processo a partir de dados conhecidos. Assim, a simulação dinâmica representa um marco no campo da otimização de processos minerais. Essa tecnologia de simulação tem uma ampla aplicação no estudo de processos, o que permite a obtenção do seu conhecimento e domínio operacional. Além disso, possibilita melhores definições nas etapas de projeto, além de realizar uma análise de confiabilidade mais realista. O presente trabalho consiste em realizar uma análise de confiabilidade, através da simulação dinâmica, para entender como as paradas não-programadas influenciam a produção de uma planta de beneficiamento de ferro. Ainda, visa entender o desempenho fenomenológico dos equipamentos de acordo com a entrada de diferentes tipos de minérios e também como são suscetíveis a condições climáticas.

Aug 17, 2017

By Walisson Silva Gomes

A injeção de carvão pulverizado pelas ventaneiras dos altos-fornos é um dos meios de redução de custos de produção do ferro gusa. Esta injeção deve ser de forma efetiva para evitar possíveis desperdícios de combustível. Esse trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia de quantificação do teor de carbono na lama e no pó de coletor, gerados na limpeza de gás do alto-forno para auxiliar a avaliação da eficiência de queima do carvão injetado pelas ventaneiras e sua correlação com as variáveis de processo. Nenhuma norma especifica a quantificação de carbono na lama e no pó de coletor. Foram utilizadas duas técnicas de quantificação de carbono em carvão e coque utilizados na Companhia Siderúrgica Nacional, a Análise Imediata, baseadas na norma ASTM D 5142-09, e a Análise Elementar. Um estudo mais detalhado para investigar as possíveis interferências nesses métodos de análise, devido a diferença de resultados entre eles, foi utilizado Difração de Raio-X, associado ao método de Rietveld, e Analise Termogravimétrica de Calorimetria Exploratória Diferencial (TG-DSC). A partir dessas análises foi possível definir o melhor método para quantificação de carbono no pó de coletor e lama de alto-forno.

Aug 17, 2017

By Letícia dos Reis Gonçales

A liga AZ91D apresenta 9%pAl e 1%pZn e pode ser submetida a tratamento térmico de solubilização seguido de envelhecimento para melhoria de propriedades mecânicas por meio de precipitação da fase beta-Mg17Al12. Esta fase, porém, pode ter efeitos distintos sobre o comportamento de corrosão da liga. Buscando estudar a influência do tamanho de grão da matriz alfa e a presença de precipitados beta sobre a resistência à corrosão da liga AZ91D, este trabalho utilizou lingotes com estrutura bruta de fusão na obtenção de amostras solubilizadas, laminadas a frio e então envelhecidas, para subsequente análise microestrutural e do comportamento de corrosão. A solubilização ocorreu a 445ºC por 24h e foi efetiva em dissolver quase completamente a fase beta. A laminação levou a uma redução de 20% da espessura das amostras e de 400 para 130 µm o tamanho de grão médio, após envelhecimento. O envelhecimento feito a 200ºC em 2 e 24h permitiu a precipitação de fase beta em maior quantidade e melhor distribuição por contornos de grão em relação às amostras fundidas ou solubilizadas. Ensaios de imersão foram realizados, apontando uma leve queda na taxa média de corrosão quando se lamina a amostra, enquanto as amostras solubilizadas (sem fase beta) mostraram maior susceptibilidade à corrosão. Assim, é possível indicar que o refinamento de grãos é benéfico ao formar uma rede de proteção em ligas de magnésio AZ91D, apesar de introduzir defeitos gerados pela laminação.

Aug 17, 2017

By Neussias Inocêncio Henrique

O processo de coqueificação em uma Coqueria do tipo Heat Recovery é baseado na queima da matéria volátil presente no carvão, principal combustível para aquecimento dos fornos. A Combustão dos gases tem que ocorre dentro da câmara primaria (interior do forno) e na câmara secundaria (Sole Flue). Devido a algumas interferências no processo de coqueificação não ocorre a queima completa dos gases no forno e com isso a combustão terciária ocorre nos coletores de gases (equipamento destinado apenas para transporte dos gases de combustão). Com a queima dos gases nos coletores temos o aumento de temperatura no interior do duto e como a estrutura refratária não foi projetada para suportar esse limite máximo de temperatura acontece a contração e posteriormente colapso do refratário causando perdas em todo o processo. Os principais benefícios após a aplicação dessa técnica é a redução no tempo de reparo, aumento do rendimento de aplicação da massa refratária e prolongamento na vida útil desse equipamento.

Aug 17, 2017

By Moacir Alves dos Reis

O objetivo deste trabalho foi criar um projeto de um simulador do sistema de carregamento do Alto Forno 2, voltado para o treinamento de operadores e técnicos em manutenção. O principal objetivo está em produzir uma ferramenta que auxilie no processo de ensino dos operadores e técnicos de forma mais rápida e segura, reduzindo os custos do treinamento e ao mesmo tempo simulando situações de operação, alarmes de processos sem interferência no sistema de carregamento real. São apresentadas as etapas previstas para o desenvolvimento do projeto e as ações já realizadas até o presente momento. O simulador será equipado com equipamentos reais do sistema de carregamento do Alto Forno, sendo apenas simulado as entradas e saídas físicas (I/O) dos equipamentos externos (motores, limites, válvulas, etc.) e utilizará um ambiente virtual modelado a partir do PLC, SDCD e Monitores para que os operadores possam visualizar e simular todos os alarmes deste processo.

Jul 30, 2018

By Mario Teruo Enju

Soluções flexíveis, com baixo custo de implantação e manutenção, de sistemas de controle de processos e informação utilizando tecnologias de ponta desenvolvidas em plataforma .Net Framework. Focadas inicialmente em área Metalúrgica, onde eficiência em custos e alta confiabilidade tem relevância fundamental para sua viabilização econômica, estas soluções podem também ser aplicadas em áreas Siderúrgica, Petroquímica e demais segmentos. Integração das informações do chão de fábrica com o sistema de gestão da empresa com objetivo de facilitar a tomada de decisões estratégicas. Banco de dados relacional é o principal repositório de dados para compartilhar informações com a rede corporativa, gerenciado por uma ferramenta de software em tempo real para as lógicas de negócios e camada de apresentação. Maior performance, facilidade de operação, disponibilidade de dados, OEE, manutenção simplificada, acesso e ações remotas são viabilizados, permitindo menor custo e maior eficiência.

Jul 30, 2018

By Bruno Wartchow Laidens

Massas de reparo à quente de sede de válvula e de plugue em panela de aço são utilizadas a fim de se aumentar a vida útil dessas peças, as quais necessitam longo tempo para a troca. Isto propicia um ganho considerável na campanha da panela. O objetivo do presente trabalho foi a caracterização técnica das massas refratárias, bem como a seleção da massa mais adequada para utilização na panela de aço na Usina Rio-grandense. Uma massa magnesiana e duas aluminosas (concretos) foram analisadas por meio de diversas técnicas, como análise de imagens (lupa eletrônica e MEV), distribuição granulométrica, porosidade, composição química, análise mineralógica, resistência à compressão e teste de tração de aderência entre o substrato e a massa. Os resultados demonstraram que a massa de reparo magnesiana com resina de cura à quente apresentou os melhores resultados de adesão junto às sedes, além de apresentar uma significativa resistência à compressão.

Aug 17, 2017

By Stefan Wahlund, Tom Adams, Mats Söder, Zhi Zhang

By applying high-end rolls with utmost performance and superior surface quality, hot strip mills can be further optimized. Operations in the mill have been also waiting for improved roll solutions that can minimize required roll changes which impact production efficiency. Limitations are usually due to the low performance and surface degradation of the rolls in the late finishing stands (F5 – F7). VICTURATM is the most recent developed grade for rolls utilized in the late finishing stand at Union Electric Åkers (UEÅ). These rolls have been tested and applied in mills all over the world. A significant improvement over the enhanced ICDP rolls has been observed. Hot strip mills are realizing improved operating efficiency and Total Cost of Ownership (TCO) through the transition of their entire roll inventories to these break-through products.

Oct 1, 2019

By Ana Maria Pérez Ceballos

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex são caracterizados por uma estrutura bifásica contendo ilhas de austenita precipitadas numa matriz de ferrita. Estes aços possuem boas propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão. No entanto, estes aços podem apresentar fragilização por hidrogênio. No desenvolvimento deste trabalho se estudou a difusão e fragilização por hidrogênio de um aço inoxidável superduplex SAF 2507 nos estados como recebido e tratado térmicamente. Para avaliar a influência da microestrutura sobre a difusão do hidrogênio foram realizados ensaios de permeação electroquímica de hidrogênio. Observou-se que o coeficiente de difusão aparente aumenta em função da temperatura de recozimento. A influência de hidrogênio na resistência à fratura do material recozido a 1300°C foi estudada a partir de ensaios de tenacidade à fratura (CTOD). Determinou-se que a resistência à fratura do material diminui consideravelmente quando o mesmo é submetido a uma carga de hidrogênio. A presença de hidrogênio também modificou o mecanismo de fratura do material, observou-se uma fratura completamente dúctil no material que foi testado em ausência de hidrogênio e uma fratura frágil, caracterizada por clivagem, foi observada no material hidrogenado. Determinou-se que a fase austenítica pode ser fragilizada sob certas condições de carga de hidrogênio.

Aug 17, 2017

By Caroline Gomes de Oliveira

A busca por materiais que atendam as demandas ambientais que vem surgindo com o passar dos anos abre um importante mercado para a aplicação de fibras naturais. Além de biodegradáveis e provenientes de fontes renováveis, as fibras naturais possibilitam a produção de materiais compósitos de baixa densidade e com boas propriedades mecânicas. Para aumentar ainda mais essas propriedades, estuda-se o uso de tecidos de fibra natural em vez das fibras alinhas. As principais vantagens desta nova configuração são o reforço em mais de uma direção ao mesmo tempo e o fato de serem mais compactos, viabilizando a incorporação de uma fração maior de material de reforço. O presente trabalho investigou a resistência ao impacto de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido puro de rami, que é uma das fibras lignocellusosicas mais resistentes encontradas até hoje. Os corpos de prova foram reforçados com 1, 2 e 3 camadas de tecido e foram ensaiados num pêndulo de impacto Izod. Concluiu-se com base nos resultados que o aumento da fração volumétrica de tecido aumenta a resistência ao impacto dos compósitos.

Aug 17, 2017

By Rodrigo Vitorino da Silva

Ligas a base de zircônio utilizadas na indústria nuclear estão sujeitas à formação de hidretos que são causadores de efeito deletério no material. Para aumentar o tempo de operação desses componentes, é necessário o desenvolvimento de novas ligas que retardem ou diminuam esse efeito. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição de elementos de liga em uma liga inédita a base de Zr-Nb na absorção de hidrogênio, através de testes que avaliam a absorção de hidrogênio e a formação de hidretos no material após processamento termomecânico e comparar seu desempenho com duas ligas comerciais. Para tal, foram realizados ensaios de microdureza, cinética de absorção de hidrogênio e micrografias. Os resultados de microdureza Vickers das três ligas estudadas, após o processamento termomecânico, são muito próximos. As curvas de cinética de absorção de hidrogênio mostram que a liga Zr-Nb-Sn-Fe apresenta melhor comportamento que as demais uma vez que o tempo para o início de absorção foi maior. As micrografias indicam que a liga proposta apresenta um desempenho superior em relação à morfologia dos hidretos visto que os mesmos são mais curtos e alinhados.

Aug 17, 2017

By Kelly Cristina Ferreira

A determinação do consumo energético e o dimensionamento da etapa de moagem tem sido objeto de estudo de diversos pesquisadores desde o século XIX, iniciandose com Rittinger e Kick. Mais recentemente, outras técnicas, envolvendo modelagem matemática do processo têm sido aplicadas com sucesso. O material em estudo é um minério de ferro itabirítico da região de Morro do Pilar. Foram estudadas as etapas de moagem primária e remoagem. Diferentes metodologias foram utilizadas para determinação do consumo específico de energia na moagem primária, além da determinação dos parâmetros de quebra e seleção para diferentes colares de corpos moedores e otimização do circuito pré-dimensionado. Os resultados indicaram um consumo específico de energia pequeno para o minério em questão. Além disso, o teste de WI de Bond, com escalpe inicial na malha de controle, apresentou valores mais próximos do valor simulado.

Aug 17, 2017

By Eleir Mundim Bortoleto

A finite element modeling approach was developed to study adhesion phenomena during the unidirectional contact between a two-dimensional plane-strain square and a flat slab. Surfaces were metallic or ceramic, different pairs of materials were analyzed and their adhesion was considered by means of a FORTRAN subroutine (DLOAD), which was connected with commercial finite element code Abaqus and provided surface attractive forces based on the Lennard-Jones interatomic potential. Adhesive loads were considered both during approximation and separation of the surfaces. During the separation step, material transfer between surfaces, due to adhesion, was modeled by means of damage initiation and propagation at the flat slab. The parameters considered in the simulations were normal load, chemical affinity and system size and the different conditions were analyzed by comparison of the interaction forces during approach and withdrawal. This work also presents detailed descriptions of: (i) the evolution of energy dissipation due to adhesion hysteresis, (ii) the formation-growth-breakage of adhesive junctions and (iii) the evolution of stress distribution during the process. Results have indicated that chemical affinity between the bodies in contact is more relevant for adhesion than the applied load. Besides, smaller asperities are less prone to promote adhesive wear, but they may be subjected to high stress concentration effects.

Jul 31, 2018