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By Daniel Codo de Faria

O desafio de se extrair conhecimento prático das enormes massas de dados disponibilizadas pelos sistemas de informação e automação nas indústrias já vem sendo discutido e enfrentado há anos. Neste contexto, a aplicação de técnicas de analítica avançada se apresenta como uma solução poderosa, capaz de mudar a operação dos processos industriais. Especificamente, a área de analítica preditiva é constantemente considerada como uma nova revolução para a indústria. Combinando técnicas como análise estatística, mineração de dados, “big data”, aprendizado de máquina e inteligência artificial, a analítica preditiva gera modelos a partir de dados históricos com o objetivo de prever condições futuras. Tal predição permite que ações de correção ou otimização possam ser definidas e executadas antecipadamente e com maior precisão, aumentando significativamente a eficiência dos processos, seja em relação a produtividade, custo ou qualidade. Este trabalho apresenta os fundamentos da analítica preditiva e uma aplicação prática na indústria. As técnicas utilizadas podem ser diretamente replicadas nas mais diversas áreas da indústria e para os mais diferentes problemas, evidenciando o forte potencial de expansão esperado para os próximos anos.

Aug 17, 2017

By Everton Pizzio

Parafusos utilizados para fixação de partes submetidos a carregamentos cíclicos estão sujeitos a falhas por fadiga. No estudo do conjunto carcaça/corrediça de um compressor fixado por parafusos prisioneiros - ISO M24x3, que fixam o flange da corrediça falharam prematuramente por fadiga. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia para otimizar o desempenho em fadiga do conjunto parafusado. Para tanto, foram realizados ensaios de fadiga visando o melhor processo de fabricação no desempenho em fadiga. Observou-se que o processo de laminação da rosca seguido de tratamento térmico é o mais adequado para o caso em estudo. A conclusão principal foi que a configuração atual de união do flange com a carcaça, resulta num baixo índice de aperto que é verificado através das cargas máximas que são transferidas diretamente ao parafuso e que aumentando o comprimento do parafuso através da inserção de uma bucha extensora, aumenta a vida em fadiga

Aug 17, 2017

By Eduardo Thomazi

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

Aug 7, 2018

By André Wulff Hirano

A operação estável de um Alto Forno com alta produtividade e baixo consumo de combustíveis, dependente significantemente das matérias-primas ferrosas utilizadas. Diante do cenário cada vez mais desafiador devido à piora da qualidade dos ferrosos, o desenvolvimento de novas soluções de carga tem sido um item essencial para a manutenção da estabilidade e produtividade. Dessa forma, tornando importante a compreensão dos fenômenos para a adequação do modelo operacional. O objetivo deste trabalho é apresentar uma revisão dos fenômenos decorrentes da variação na composição química do sínter e a consequência observada no controle de processo dos Altos Fornos da TKCSA. Foi observado elevação nos teores de sílica e alumina, os quais têm forte influencia nas propriedades físicas, metalúrgicas e de fusão do sínter. No Alto Forno, o sínter analisado causou uma variação de 200°C na temperatura de fusão da escória primária, variações bruscas no rendimento CO e no desvio CO/CO2, chegando a valores de 4% e 70%, respectivamente.

Aug 17, 2017

By Marcos Meyer Machado

A determinação de características microestruturais como base de controle de qualidade tem demonstrado cada vez mais a sua importância nos processos de aglomeração de minério de ferro. A linha de pesquisa do presente trabalho envolveu o desenvolvimento de técnicas de embutimento de pelotas seccionadas em resina condutora, de desbaste e polimento da superfície das amostras e emprego do microscópio eletrônico de varredura em conjunto com a técnica de Electron Backscattering Difraction. Por meio das técnicas empregadas de microscopia baseadas em parâmetros cristalográficos específicos, foram obtidas ilustrações forescatter e mapas de fases minerais ferríticas, silicatos e óxido de ferro que caracterizam a microestrutura de pelotas tratadas termicamente em forno piloto. O desenvolvimento desta metodologia promove subsídios para estabelecer futuramente uma relação das estruturas observadas em escala microscópica com as propriedades reconhecidas e mapeadas no produto final.

Aug 17, 2017

By Artur Frederico Fonseca da Cruz

Com a necessidade urgente e constante de aumento da competitividade no cenário atual da mineração, mostra-se fundamental o desenvolvimento constante de novos parâmetros de processo combinados a uma estratégia de manutenção focada não só na disponibilidade dos ativos, e sim no desempenho dos equipamentos. No que tange ao processo de pelotização neste trabalho foi dado foco especificamente na configuração de perfis de queima no forno de grelha móvel, onde foram testados quatro perfis e fixado o perfil nº 04 otimizado via sistema de otimização de processo para níveis de produções diferentes, equilibrando qualidade e consumo específico de gás natural, no período anterior e posterior à parada fria. A partir daí foram analisados parâmetros de qualidade, produção e processo, comparando-os entre antes e após a parada fria. Foram registradas melhoras nos índices de qualidade e redução de aproximadamente 13,50% do consumo específico de gás natural e 10,80% de redução no consumo específico de energia elétrica de ventiladores por níveis de produção.

Aug 17, 2017

By Alexandre Dolabella Resende

O estudo do padrão de fluxo do aço no molde de lingotamento contínuo é de grande importância para a siderurgia, uma vez que permite compreender como as variáveis de processo afetam a qualidade do aço produzido. Existem diversas técnicas, numéricas ou experimentais, utilizadas para realizar esses estudos. Este trabalho apresenta um estudo de simulação numérica, que tem como objetivo avaliar a influência da fração de argônio injetada no sistema no padrão de fluxo do aço no molde de lingotamento de placas. As condições de processo simuladas foram obtidas de diversas máquinas de lingotamento, com diferentes vazões de aço e argônio injetado. Os resultados numéricos foram validados através de um método experimental denominado “Nail Board”. Após a realização do estudo, foram constatadas consideráveis alterações do padrão de fluxo devido à variação da fração volumétrica do argônio injetado no sistema.

Aug 17, 2017

By André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva

O sistema ferro-oxigênio alumino tem sido investigado há muitos anos em função de sua importância para a indústria do aço. Uma grande fração de todo o aço plano produzido é de aço de baixo carbono acalmado ao alumínio, não apenas pelo baixo conteúdo de oxigênio residual em solução que pode ser obtido mas, também, pela importância do alumínio residual na formação de AlN, ferramenta importante no controle de estrutura e textura obtidas. O sistema Fe-O é relativamente bem compreendido e quantificado, da mesma forma que o sistema Fe-Al. Entretanto, há discrepâncias significativas na quantificação do comportamento do sistema Fe-Al-O havendo, ainda, bastante controvérsia com respeito a equilíbrios importantes. Assim, o objetivo deste trabalho é (a) realizar uma revisão crítica dos experimentos e avaliações termodinâmicas principalmente do equilíbrio Al-Fe-O–Al2O3 (b) avaliar os métodos atualmente usados para descrever este equilíbrio e (c) apresentar recomendações sobre os dados, com base em sua confiabilidade e consistência.

Aug 16, 2017

By Paula Rodrigues Caumo

A aterosclerose é um termo geral relativo a diversas doenças relacionadas ao espessamento e perda de elasticidade da parede arterial. Atualmente os maus hábitos alimentares, combinados ao sedentarismo, podem levar a ocorrência de elevados níveis de colesterol na corrente sanguínea. Este fato aumenta o risco de obstrução dos vasos sanguíneos, limitando o fluxo do sangue para o coração. Desta maneira, para desobstruir o vaso sanguíneo e manter o lúmen arterial aberto é colocado um stent. Os stents são redes, normalmente de ligas metálicas, que servem para desobstruir os vasos sanguíneos. O tratamento de doenças das artérias coronárias e periféricas usando stents metálicos tem sido adotado nas intervenções médicas nos dias de hoje. No entanto, surgiram argumentos que indicavam os benefícios de remover o stent após este ter feito a desobstrução, originando desenvolvimento de stents biodegradáveis. Estes exigem propriedades mecânicas adequadas, biocompatibilidade adequada, garantindo uma baixa toxicidade dos produtos de degradação. Com isso, o objetivo deste trabalho é o estudo preliminar sobre stents metálicos biodegradáveis, como ferro puro, magnésio. Além disso, avaliar se os mesmos são adequados para aplicação à stents biodegradáveis, avaliando as propriedades mecânicas dos metais, biocompatibilidade e toxicidade dos compostos degradados ao longo do tempo de implantação.

Aug 17, 2017

By Tiago Nunes Lima

Novas ligas de Ti estão sendo desenvolvidas como uma alternativa para aplicação em implantes cirúrgicos e em componentes estruturais por possuírem propriedades atraentes em comparação à liga Ti6Al4V, com destaque ao menor módulo de elasticidade, menor citotoxicidade, maior resistência à corrosão e propriedades mecânicas similares, alta resiliência e elevada formabilidade. Este estudo tem como objetivo observar as características mecânicas de ligas Ti35Nb2Sn deformadas a frio e seguidas de envelhecimento. A liga foi laminada a frio com 80% de redução e envelhecida a 400 ºC por 48 horas. Foram realizados ensaios de tração, dureza, metalografia e análise das superfícies de fratura. A liga laminada apresentou uma maior relação de resistência à tração pelo módulo de elasticidade e maior ductilidade do que a liga envelhecida.

Aug 16, 2017

By Osmar Roberto Bagnato

Este trabalho apresenta um estudo do desgaste de insertos e tensões residuais em diferentes estratégias de entrada de ferramenta no fresamento da liga Ti-6Al-4V. Esta liga possui propriedades mecânicas que a torna ideal para aplicações onde é necessária uma ótima relação resistência-peso. O objetivo é reduzir o desgaste dos insertos no processo de fresamento e analisar as tensões residuais na usinagem da liga Ti-6Al-4V. A integridade superficial do material após a usinagem deve ser conhecida já que esta liga é utilizada em aplicações criticas. Quatro estratégias de entrada foram estudadas, sendo que no faceamento foi utilizada a entrada por rolagem e a frontal reta e no fresamento de cavidade foi utilizado mergulho reto e em rampa. Em todos os ensaios foram utilizados os mesmos parâmetros de usinagem. As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X (Luz Sincrotron), pelo método sin²?, utilizando um difratômetro de raios-X instalado no LNLS. No faceamento a estratégia por rolagem mostrou uma importante redução do desgaste e uma pequena redução da tensão residual quando comparada com a estratégia frontal reta. No fresamento de cavidades a estratégia de mergulho reto mostrou um inesperado aumento do desgaste e uma significativa redução da tensão residual quando comparada com o mergulho em rampa. Todas as tensões residuais encontradas foram compressivas. As tensões residuais encontradas em todos os experimentos se mostraram favoráveis a aplicações sujeitas à fadiga.

Aug 8, 2018

By Jadson Barbosa

Corpos de prova de ferro com diferentes níveis de pureza – um de pureza ultraelevada, dois de pureza elevada e um puro comercial – foram testados mecanicamente com diferentes taxas de deformação no âmbito de um antigo projeto. O objetivo era obter a resistência à tração de cada material e verificar a influência das impurezas e da taxa de deformação nas propriedades mecânicas do ferro de pureza ultraelevada. Para melhor compreender os resultados desses ensaios de tração, uma caracterização microscópica detalhada dessas amostras é realizada através deste trabalho. Para tal, foram analisadas as superfícies lateral e de fratura dos corpos de prova de tração no estereomicroscópio e no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV). O dano foi analisado em seções longitudinais ao longo do eixo de tração utilizando o microscópio óptico; a estrutura dos grãos deformados foi investigada por meio da técnica de microscopia EBSD (Difração de elétrons retroespalhados). Microestrutura, padrão de deformação, orientação dos grãos e as características das superfícies lateral e de fratura são então comparadas quanto ao processo de fabricação, nível de pureza e taxa de deformação.

Aug 17, 2017

By Bráulio Salumão de Oliveira

Este estudo avaliou oportunidades de integração entre requisitos ambientais e econômicos durante etapas iniciais do desenvolvimento de produtos. Como principal ferramenta foi utilizado o Mapeamento de Fluxo de Valor, associando conceitos de manufatura enxuta, Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) e Ecodesign, aplicado a um item de mobiliário aeronáutico em material compósito. Os resultados apontam que o tempo total de fabricação poderia ser reduzido em até 43%, além da otimização logística. A forma de construção influencia diretamente os impactos ambientais e oportunidades de utilização de matérias-primas menos agressivas foram apontadas como sugestões. O aspecto visual dos Mapas de Fluxo de Valor facilita a análise das informações e a tomada de decisão na seleção de materiais e processos que minimizem desperdícios e impactos ambientas na manufatura.

Oct 30, 2017

By Fabricio Reis de Almeida

O presente trabalho tem como objetivo mostrar os ganhos financeiros e produtivos do Laminador de Aços Longos da CSN através da otimização do plano de passes. Analisando a árvore de calibração identificamos a possibilidade de ganhos com a unificação de famílias de bitolas. No laminador temos duas famílias: Família Ø 5,5 mm (bitolas 5,5; 7,0; 9,0; 11,0; 14,30) e Família Ø6,3mm (bitolas 6,3; 8; 10; 12,5 e 16) para a fabricação destas bitolas utilizamos até 18 passes no laminador duo horizontal/vertical e mais ate 10 passes no laminador acabador cantilever. Após um estudo detalhado do plano de passes existente, verificou-se a possibilidade da eliminação e unificação de passes entre as duas famílias. Para corroborar as alterações propostas, decidiu-se utilizar um modelo matemático que representasse os passes e realizasse os cálculos para verificar as reduções e capacidades dos equipamentos visando minimizar os riscos e custos adicionais com modificações de ferramental. Após mais de 60 horas de simulações e testes, foi desenhado um novo plano de passes para a Laminação eliminando-se a necessidade de troca de 8 cadeiras, o que representa um aumento de 6 horas no tempo disponível para produção por mês e também a redução de 8 pares de cilindros de laminação, redução de guias e roletes, e tempo de preparação na oficina de cilindros. Só após verificação e aprovação desta etapa foram iniciados os testes no laminador que confirmaram os resultados obtidos nas simulações.

Aug 16, 2017

By Loyslene Rabelo Fernandes, Tom Depover, Dagoberto Brandão Santos, Davi Silva Alves, Kim Verbeken, Lisa Claeys

Os aços inoxidáveis duplex (AID) possuem boas propriedades mecânicas da ferrita com a resistência a corrosão da austenita. São bastante empregados na indústria petroquímica, de papéis e nuclear. Porém, são suscetíveis à fragilização por hidrogênio (H2). Amostras de AID 2205 foram recebidas na condição de recozimento de homogeneização (1100ºC por 300 s e resfriamento em água). Em seguida, foram laminadas a frio e recozidas a 1100ºC por 2 h e a 850ºC por 24 h. Foram então carregadas com H2. Análises de extração por fusão foram aplicadas para quantificar o hidrogênio no aço. Testes de tração in situ com carregamento de H2 simultâneo foram usados para avaliar a fragilização provocado por esse elemento. Completando as análises de H2, foram construídos espectros de dessorção térmica. A microestrutura foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados (EBSD), difração de raios-x e microscopia eletrônica de transmissão. Na condição envelhecida o foram identificadas as fases sigma, chi e carboneto. O AID apresentou uma redução de ductilidade considerável, alcançando 5% de alongamento já no estado envelhecido. O carregamento de hidrogênio não alterou essa condição. A extração por fusão revelou um teor de hidrogênio na microestrutura de até 50 wppm para a condição recozida, enquanto para a amostra envelhecida foi de 10 wppm. Apesar da alta fração volumétrica de fases intermetálicas e carregamento com H2, as superfícies de fratura foram caracterizadas como microcavidades e intergranulares.

Oct 16, 2019

By Sérgio Fernando Nunes

No presente estudo foi realizada uma investigação da influência do teor de hematita especular, percentual e granulometria da carga circulante do pelotamento nos parâmetros de qualidade física das pelotas cruas e queimadas de minério de ferro da Samarco Mineração. Preliminarmente foram executados testes exploratórios em escalas de laboratório e industrial objetivando avaliar o melhor teor de umidade, área superficial específica do pellet feed e carga circulante do pelotamento. Após essa fase exploratória, foi feito o projeto de experimentos dos ensaios de pelotamento e de queima no pot grate, empregando três fatores em dois níveis com ponto central e réplica. A resistência á compressão a úmido e a seco, diâmetro médio e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas cruas. A resistência á compressão, índice de tamboramento e abrasão, porosidade e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliados para as pelotas queimadas. O atributo percentual de pelotas nucleadas queimadas também foi avaliado. Concluiu-se que a mineralogia, granulometria do pellet feed e composição da carga circulante influenciam fortemente na qualidade física das pelotas cruas e queimadas.

Aug 1, 2018

By Isadora Dias Perez

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

Oct 30, 2017

By Rafael Henrique Alves Gomes

A automação em processos industriais agrega qualidade, padronização e segurança aos produtos e pessoas envolvidas. Entretanto, as demandas de mercado, custos agregados e a concorrência exigem melhorias que podem ser alcançadas através de métodos de otimização. Este artigo apresenta algumas metodologias e ferramentas para otimização de processos industriais que visam desvincular a obrigatoriedade de que Técnicas de Controle Avançado em métodos de otimização são a única solução capaz de oferecer resultados satisfatórios para aumento de produtividade. Os recursos expostos abordam a gestão de malhas de controle, gestão de alarmes e o cálculo do indicador global de eficiência, o OEE.

Aug 17, 2017

By Camila Lourenço Soares

A produção de aço no mundo está a cada dia mais competitivo, com isso as indústrias siderúrgicas tem desenvolvidos projetos com foco na melhoria da qualidade dos aços e na redução dos custos dos processos de fabricação. Este trabalho descreve as melhorias realizadas no processo de lingotamento contínuo, com foco na redução do desvio de placas por desobstrução dos veios da MCC 2. Esta melhoria consistiu na modificação do sistema de controle e injeção de argônio dos veios durante o lingotamento. A implementação dessas ações propiciou um melhor controle na injeção de argônio no sistema de válvula gaveta, reduzindo significativamente as obstruções do veio por deposição de alumina. Hoje, com os resultados alcançados na MCC 2 perduramos entre as melhores práticas nacionais. O trabalho foi realizado sem investimento contribuindo com a redução do custo de transformação do aço em placa.

Aug 16, 2017

By Wolfgang Linden

The emerging demands on higher steel grades call for improvements in the operation of production units and a corresponding increase in automated processes, and therefore international steel producers require viable functions. The avoidance of slag carry-over to secondary metallurgy processes is essential for achieving steel grade qualities and reducing alloys in order to compensate slag residues in the downstream unit. The automatic tapping procedure in BOF converters will be supported by the implementation of reliable measurements used in high-end steel plants. Automatic tapping will help to achieve the following: Reduced slag carry-over, improved yield, increased reproducibility, improved working environment and safety and operation with minimum possible crew. The automatic tapping procedure is capable of being implemented in new or retrofitted installations.

Aug 17, 2017