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By Daniel Rigon Orellana

O emprego de fontes renováveis de carbono encontra nos processos de coqueificação uma forma de reuso de partículas carbonosas finas ou fora das especificações necessárias para utilização em outros processos metalúrgicos, além de reduzir as emissões de carbono. O presente trabalho avalia os principais efeitos da incorporação de um carvão vegetal de eucalipto a uma mistura de carvões para a produção de coques em forno piloto. Para isso, o carvão vegetal foi adicionado em teores de 3%, 5% e 10%, e em duas frações granulométricas, a uma mistura de carvões. A qualidade dos coques gerados foi avaliada e discutida ao longo do trabalho por ensaios de caracterização do coque como, análise imediata, teor de enxofre, reatividade e resistência pós-reação (CRI/CSR), resistência mecânica a frio (DI 150/15) e textura óptica. Foi observado que a adição de 3% de carvão vegetal, na fração mais grosseira, à mistura de carvões resultou no coque de melhor qualidade.

Aug 16, 2017

By Juliana Segura Salazar

Algumas estratégias vêm sendo incorporadas na cominuição de minérios, voltadas para reduzir os custos operacionais (OPEX) e garantir o funcionamento de suas operações no longo prazo. Paralelamente, elas permitem reduzir os impactos ambientais desta operação sob a ótica da sustentabilidade, devido às melhorias na eficiência de uso dos recursos e na mitigação das mudanças climáticas. Porém, a incorporação dessas estratégias é restrita pelo tipo de tecnologia empregada e pelo layout da usina e, portanto, o maior potencial de minimização dos impactos econômicos e ambientais encontra-se principalmente na etapa de projeto dos circuitos. Este potencial muitas vezes é desperdiçado, sendo ainda poucas as implementações sistemáticas adotadas na indústria mineral, visando melhorar a ecoeficiência dos processos. Neste trabalho é proposta uma metodologia fundamentada em princípios de sustentabilidade e aplicável ao beneficiamento de minérios, usando uma abordagem simplificada da Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). A metodologia é focada na cominuição de minérios brasileiros, tendo sido aplicada ao beneficiamento de Itabiritos, os quais estão se tornando estratégicos no Brasil.

Aug 16, 2017

By Geovane Viturino da Silva

Um dos parâmetros relevantes no controle do fluxo gasoso em um alto-forno é o tratamento físico da matéria prima. Nos Altos-fornos da CSA através de ajustes em telas das peneiras de sínter elevou-se o rendimento de finos, trazendo benefícios significativos para o controle do fluxo gasoso. Neste trabalho é possível verificar a influência do aumento da eficiência de peneiramento na variação do fluxo gasoso e por consequência a redução no desvio padrão da carga térmica na cuba superior do Alto-forno. Com o fluxo gasoso mais estável, foi observado um aumento no rendimento de gás de topo e redução da variação na parede, assim foi observado os benefícios no fuel rate e produtividade dos Altos-fornos.

Oct 30, 2017

By Rafaela Pereira Batista

O consumo de refratário na produção de aço é parte significativa no custo de produção. Por este motivo, é usual nas aciarias a oxigênio empregar os processos de slag splashing e slag coating, visando à formação de uma camada de escória sobre o refratário de MgO-C. Os dois procedimentos diferem, principalmente, pelo seu objetivo: o slag splashing visa a proteção do revestimento como um todo, enquanto o slag coating busca proteger principalmente o fundo do conversor e as ventaneiras do sopro combinado. Para a efetividade destes processos, é necessário adequar a escória para que a camada formada resista a temperatura e condições do processo, seja compatível quimicamente com o refratário e tenha boa aderência ao tijolo do forno. Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um modelo matemático que orienta quanto a adição para o tratamento do revestimento refratário do conversor pela projeção de escória.

Oct 30, 2017

By Roberto Carneiro da Silva, José Geraldo da Silva Moreira, Eder Quental de Araújo, Patrick Petronio de Castro Andrade

Os fornos de reaquecimento são equipamentos comumente utilizados na indústria siderúrgica para aquecimento de produtos intermediários produzidos pelo processo de lingotamento. A operação correta desses equipamentos pode ser medida através de sua produtividade, seu consumo específico e seu rendimento metálico. Isso se torna ainda mais desafiante quando se trata de fornos multicombustível, e de uma siderúrgica integrada de grande porte como é o caso da Gerdau Ouro Branco, que possui 5 fornos de reaquecimento para atender a 5 diferentes laminações onde a disponibilidade de gases combustíveis é variável para cada forno. Dessa forma, esse trabalho traz uma metodologia de otimização capaz de determinar qual a melhor mistura de combustíveis e Poder Calorífico Inferior do Gás Misto (PCIGM) para operar os fornos de reaquecimento em diferentes situações e necessidades operacionais e de produção.

Aug 1, 2019

By Maria Cristina Yukiko Nakayama

Este trabalho estuda a obtenção do cobalto metálico a partir da redução de pós de óxido de cobalto (Co3O4) usando como agentes redutores o plasma frio de hidrogênio e o gás de hidrogênio. A redução a plasma foi realizada sob tensão de 540 V e largura do pulso na faixa de 140-170ms, e da mesma forma que na redução a gás foram usadas as seguintes condições: fluxo de 300 cm3/min de hidrogênio, pressão de 530 Pa, temperaturas de 250º, 300ºC, 350ºC e 380ºC e tempos de 10 a 120 min. Os resultados mostraram que o processo de redução ocorre em duas etapas: Co3O4?CoO?Co. Na parte mais externa das partículas parcialmente reduzidas verificou-se a presença de altas concentrações de cobalto e no centro das mesmas, altas concentrações de oxigênio, o que indica que a redução se dá da superfície para o núcleo. Constatou-se que em 300oC após 120 min é possível obter frações de metal reduzido aproximadas de 0,93 quando é utilizado o plasma frio de hidrogênio, enquanto o gás permite obter frações de apenas 0,3. A energia de ativação para a redução por plasma de hidrogênio é de 35,38 kJ/mol, ao passo que a associada ao gás de hidrogênio é de 90,79 kJ/mol.

Aug 16, 2017

By Benito Barbabela Silva, Michel Garant, Mathieu Dubé

Pellets market challenging scenario has stimulated pelletizing experts to pursue innovative alternatives to process development in order to increase pellets competitiveness vis-à-vis sinter. When it comes to indurating process, pelletizing productivity is still limited and its OPEX inflated by the lower input of carbon into mixes due to quality impairment caused by magnetite formation in pellets core. This obstacle led to the rethinking of carbon distribution strategy within the green balls. To achieve such purposes, COREM through its precompetitive research program dedicated to its members, has proposed the layered pellets®, a two-stage balling technology. Balling in disc and pot-grate tests in COREM’s pilot plant were carried out to proof the concept, support the arising technology and evaluate its potential. According to first results, while CCS strongly improved, tumble and abrasion indexes as well dynamic LTD must be further investigated. Tests on four classes of equivalent carbon content pellets to evaluate layering strategy gave very good perspectives concerning the increase of productivity, and the reduction of fuel consumption and GHG emissions.

Oct 1, 2019

By Mauro Vivaldino Fernandes

Os desafios para o aprimoramento do desempenho operacional dos altos-fornos constituem um campo aberto para o desenvolvimento e aplicação de métodos de controle que promovam a otimização da operação do reator, aliada ao prolongamento da sua vida útil. O Alto-Forno 3 da Usiminas - Ipatinga, nesta sua 4ª campanha, foi projetado para 15 anos de operação, com uma produção estimada de 41 milhões de toneladas de gusa. Os resultados da campanha atual, em termos de produção e de duração da campanha, superam os dados projetados. Neste contexto, são apresentadas as principais características do Alto-Forno 3 na sua atual campanha, a evolução do seu desempenho em termos de produtividade e tempo de operação, além das principais ações direcionadas para a preservação e estabilidade do sistema de refrigeração e do cadinho, contribuindo para o prolongamento da sua vida útil. Como resultado destes esforços, a vida útil estimada do Alto-Forno 3 é de 22 anos, superando em 7 anos a duração prevista.

Oct 30, 2017

By Bianca Vieira Stragliotto

O controle térmico do aço dentro da panela de aciaria depende do conhecimento das perdas térmicas e da estabilidade do processo, durante a etapa de refino secundário. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo que prevê a temperatura de chegada do aço líquido no forno-panela. Foram calculadas as perdas térmicas do aço durante o vazamento do forno elétrico a arco e transporte para o forno-panela. As perdas por adição de ligas e escorificantes, pelos refratários, por convecção e radiação da escória e tempos de processo foram consideradas. Os cálculos foram aplicados em dados históricos de 469 corridas de uma aciaria elétrica, distribuídas em 14 qualidades de aço produzidas. As perdas por adição de ligas e escorificantes ocasionaram no sistema uma perda de temperatura média mínima de 5°C e máxima de 53°C. O modelo mostrou-se apto para testes em escala industrial, apresentando acerto médio de 72,5%.

Oct 30, 2017

By Marcelo Moreira Furst Gonçalves

A qualidade superficial dos produtos lingotados continuamente está ligada diretamente aos estágios iniciais de solidificação do aço no molde. Nessa etapa do processo, os parâmetros e estratégias de oscilação são decisivos para a obtenção de produtos com qualidade superficial adequada. Assim, foi desenvolvido na Usiminas um sistema computadorizado para monitoramento dos parâmetros de oscilação do molde, de modo a fornecer subsídios para um melhor entendimento do processo. Este sistema monitora, em tempo real, o eixo vertical e as oscilações nos eixos horizontal e transversal, mesmo com baixas amplitudes. O sistema desenvolvido possibilita a obtenção dos dados com alta precisão, de forma totalmente automática e a realização de pós-tratamento de forma a se obterem valores relativos ao processo de lingotamento e funcionamento do molde.

Jul 30, 2018

By Rafael Rocha Maia

No presente trabalho, analisaram-se três amostras metálicas ferrosas provenientes da Real Fábrica de Ferro de Ipanema (RFFI) outras três do sitio arqueológico de Sardinha (SAS) em busca de uma assinatura química dos processos produtivos destes objetos com base num modelo de regressão linear dos resultados de análise química de inclusões não metálicas proposto por Dillmann et al. [1]. Foram usadas técnicas de caracterização microestrutural associadas com microanálise EDS (Energy dispersive X-ray spectroscopy) destas inclusões. Com os resultados de microanálise, foram construídos gráficos de relações entre os principais constituintes destas inclusões (%FeO versus %SiO2, %SiO2 versus %Al2O3, %Al2O3 versus %MgO e %CaO versus % K2O). Utilizou-se, então, a técnica de regressão linear (com reta passando e sem passar pela origem) para cada uma destas relações de modo a obter e avaliar o valor do coeficiente de determinação linear R2. Aplicou-se, ainda, o teste de t de Student para avaliar a hipótese de “reta passando forçosamente pela origem”, como proposto por Dillmann et al. [1]. Não foi possível obter a assinatura química dos processos produtivos, visto que a análise estatística dos dados mostrou uma incoerência no modelo utilizado por Dillmann et al. [1], que assumia que a regressão linear passava pela origem dos eixos.

Aug 8, 2018

By Adriana Amaro Diacenco

O presente trabalho propõe-se a analisar a influência do amortecimento estrutural inerente de tais materiais submetidos a perturbações estáticas e dinâmicas as quais afetam as características de resposta. A importância deste trabalho insere-se no contexto do controle de vibrações de sistemas de engenharia. Para tanto, é empregada uma técnica de modelagem baseada em elementos finitos. A análise numérica é desenvolvida utilizando a Teoria da Deformação Cisalhante, a qual é implementada em um elemento Serendipity retangular contendo oito nós. O amortecimento é incluído empregando o modelo histerético. As respostas dinâmicas são representadas por funções de resposta em freqüência e autovalores complexos. Simulações numéricas são realizadas visando quantificar os níveis de amortecimento obtidos no tocante às vibrações transversais de placas retangulares e verificar a possibilidade de se aumentar tal amortecimento.

Aug 7, 2018

By Bruno Miranda Ribeiro

Foi verificado que em uma das prensas de rolos (HPGR, High Pressure Griding Rolls), das usinas de pelotização de Tubarão, estava ocorrendo escorregamento do minério entre os pinos (studs) ocasionando um desgaste excessivo no rolo e desprendimento dos pinos. Este fato levou ao desenvolvimento de uma solução para eliminar o problema através da utilização de um produto que contivesse as características necessárias para conter o desgaste e prolongar a vida útil do rolo, sem comprometer a performance da prensa. As etapas para solução do problema passou por uma definição da escolha do produto, preparação da superfície do rolo e método de aplicação. Após implantada a solução, foram comparados os resultados antes e depois da aplicação do produto. Os resultados mostraram que o objetivo foi alcançado quanto a retenção dos pinos, controle do desgaste e manutenção da performance de processo desta prensa.

Aug 16, 2017

By Priscila Graziela Melo Martins

O tamanho de grão austenítico é um parâmetro que influencia o desempenho de tratamentos térmicos em aços, assim como suas propriedades. Neste contexto, este trabalho investigou o uso de um reativo para ataque por imersão (240ml de água destilada, 2ml de HCl, 2g de ácido pícrico e 5 gotas de detergente neutro) para avaliar a influência da temperatura e do tempo de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico de um aço ABNT1045 austenitizado nas temperaturas de 860ºC, 950ºC e 1100ºC por intervalos de tempo de 40, 90 e 180 minutos. As amostras austenitizadas foram temperadas em água, metalograficamente preparadas e atacadas com o reativo proposto com o objetivo de se revelar os antigos contornos de grãos austeníticos. Os tamanhos de grãos foram medidos com a utilização do software UMIAS de forma a possibilitar a determinação de distribuições estatísticas com quinhentas medidas para cada condição de tratamento. As amostras foram novamente preparadas e então atacadas com Nital 2%, sendo possível avaliar a influência do tamanho de grão austenítico sobre a morfologia da martensita. Pôde-se observar que, para o aço ABNT1045, a influência da temperatura de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico é muito evidente e mais significativa do que a do tempo. Os valores de tamanho de grão se mostraram exponencialmente dependentes da temperatura, de forma que quanto maior o tamanho de grão austenítico, mais grosseira é a estrutura martensítica e menor é a dureza do material após a têmpera em água.

Aug 7, 2018

By Flávia Vieira Braga

Este trabalho teve por objetivo avaliar as melhores condições para promover a recristalização entre passes, durante a laminação a quente em laminador Steckel, de um aço inoxidável ferrítico AISI 430 estabilizado ao Nióbio. A laminação a quente de acabamento foi simulada através de ensaios de torção utilizando um esquema em diferentes temperaturas. A ocorrência de recristalização entre os passes de laminação foi estudada através de interrupções antes de alguns passes. As amostras ensaiadas foram analisadas por microscopia ótica e MEV-EBSD (difração de elétrons retro-espalhados). Os resultados deste trabalho mostraram ser possível promover a recristalização entre passes durante a laminação de acabamento do aço AISI 430 estabilizado ao Nb. Foi, ainda, estabelecida a melhor faixa de temperatura para a promoção de recristalização.

Jul 30, 2018

By Gerson Evaristo de Paula Júnior, Bruno Santos Malaquias, Henriquison Magela Bottrel Reis

O desafio no processo de coqueificação está relacionado à elaboração de misturas de carvões que produzam coque com a qualidade para utilização nos altos-fornos. Foi avaliada, em escala piloto, a influência de materiais inertes (coque verde de petróleo [CVP], antracito e carvão com alto teor de inerte [CATI]) às misturas de coqueificação sobre a formação de microtexturas e a qualidade do coque. Os resultados indicaram que, para a mistura avaliada, a adição do CVP até 30% produziu coque com qualidade (DI15-150) adequada para os altos-fornos da Usiminas. As principais microtexturas foram do tipo mosaico, fragmentária, fusita, inerte anisotrópico e o próprio CVP. O antracito provocou redução significativa de DI15-150 e CSR. A análise de microscopia óptica revelou partículas livres na matriz de coque, contribuindo para a queda de qualidade. A adição de CATI às misturas de coqueificação resultou em forte queda na qualidade do coque e a microtextura do tipo mosaico foi predominante. De forma geral, o carvão com alto teor de inertes foi o que apresentou menos benefícios, diferentemente do CVP, que apresentou melhor resultado para ser utilizado nas misturas de coqueificação da Usiminas.

Oct 1, 2019

By Renardir Peixoto Maciel Júnior

A extração de nanocelulose de fibras vegetais é um exemplo da crescente busca por materiais mais sustentáveis com bom desempenho e qualidade. Neste trabalho, foi extraído nanocelulose de fibras de bambu que são ricas em celulose, hemicelulose e lignina. Após alguns testes, percebeu-se elevada abundância de celulose, além de sua respectiva orientação nas regiões dos entrenós do bambu. Portanto, o principal objetivo é extrair nanocelulose dessa região, desenvolvendo uma metodologia eficiente na sua produção, haja vista que a extração de nanocelulose é bastante investigada, e adaptações foram feitas a partir de investigações apresentadas na literatura. As nanopartículas foram obtidas por hidrólise ácida a 64% após a mercerização e o branqueamento com NaClO. Para obtenção de resultados, as caracterizações das amostras foram feitas com Termogravimetria (TG), Termogravimetria Derivada (DTG), Infravermelho com Transformada de Fourier (IFTR) e tamanho de partícula por Potencial Zeta.Tendo como resultado,a observação de dois eventos na análise DTG: um em 54°C correspondente a perda de água e em 330°C correspondente a degradação da celulose. Os tamanhos das partículas em Potencial Zeta obtiveram picos em 257,1 nm (79,6%) e 67,9 nm (15,6%).

Aug 16, 2017

By Kássio Nogueira Cançado

O objetivo desse trabalho é analisar a eficiência de um forno de aquecimento de barras quantificando o impacto de paradas não programadas na linha de produção. Para isso foram realizados 3 balanços energéticos durante um período de 7 horas. O primeiro balanço foi realizado em um intervalo com registro de paradas, o segundo no período subsequente sem ocorrência de paradas e o terceiro englobando o período total produção analisado (balanço 1 + balanço 2). Tomando-se como referência o resultado do balanço energético sem ocorrência de paradas temos duas situações: a eficiência do forno no período com ocorrência de paradas apresentou uma queda de 27% em relação ao período sem paradas, em relação ao período total de produção a redução foi de 20%. Esses resultados permitiram fazer a projeção, que se a produção ocorresse sem paradas, o potencial de redução seria aproximadamente 15% no tempo total de produção com uma redução de aproximadamente 23% no consumo de combustível. Portanto, destaca-se a importância de um plano de manutenção eficiente, com o objetivo de minimizar o tempo de linha de produção parada e o consumo de combustível, além de aumentar à qualidade aquecimento a vida útil do equipamento térmico.

Oct 30, 2017

By Henrique Gobbi Soares

Chapas expandidas são conhecidas como um material metálico com orifícios em forma de losango, cuja produção ocorre em uma máquina que utiliza corte sobre pressão e processos de alongamento para transformar chapas em metal expandido. Estas chapas são usualmente fabricadas em aço carbono, mas em função de serem susceptíveis a fenômenos de corrosão, estudos têm sido conduzidos com o objetivo de se avaliar a viabilidade de substituição destes aços comuns por inoxidáveis. Este trabalho consistiu em caracterizar e testar mecanicamente amostras representativas de chapas expandidas de aços inoxidáveis ferríticos (AISI 410D e AISI 444A) e uma de aço carbono ABNT 1010 com espessura superior às demais. A caracterização estrutural revelou que as estruturas de todas as amostras são influenciadas pelo processo de expansão, apresentando grãos com níveis de deformação e encruamento predominantemente nas hastes. Observou-se a presença de inclusões em diferentes níveis em todas as amostras analisadas, sendo os maiores níveis verificados no aço ABNT 1010. Os resultados obtidos mostraram que as chapas expandidas confeccionados de aços inoxidáveis apresentaram os melhores índices de resistência mecânica quando comparadas à chapa de aço ABNT 1010, mesmo este possuindo maior espessura.

Aug 7, 2018

By Camila Mendonça Romero Sales

O carbono tem atraído a atenção em pesquisas científicas e aplicações tecnológicas devido à diversidade das propriedades estruturais e elétricas. A proposta deste trabalho é produzir diamantes apartir de hidrocarboneto aromático em especial o Antraceno. Este possui uma estrutura de pelo menos 2 anéis aromáticos, de 5 ou 6 átomos de carbono. Com isso, ele foi submetido à pressão de 3,5GPa a uma temperatura de 1000ºC para a realização do processo de grafitização. Após este processo o grafite produzido foi misturado a liga Ni-Mn no sistema catalisador-solvente para o processo de síntese, com uma pressão de 4,5GPa e uma temperatura de 1300ºC com variação no tempo de realização da síntese de 30 a 120s. Para a realização dos cálculos dos parâmetros estruturais foi realizado ensaio de Difração de Raios-X (DRX) e para analisar os aspectos morfológicos foi realizado análise de Microscopia Eletronica de Varredura (MEV). Os resultados apresentam uma evolução dos parâmetros estruturais em relação ao tempoe temperatura de síntese, pode-se observar a presença de diamante nas amostras produzidas por Antraceno com maiores temperaturas de síntese.

Aug 16, 2017