Search Documents

By Hormando Leocadio, CWM van der Geld, Julio Cesar Passos

Impinging water jets promote high heat flux extraction rate. Steel industry widely employs the process for accurate temperature control to improve the microstructure and to ensure adequate mechanical properties. The range of surface temperatures, heat fluxes and cooling rates are very large, which makes it important to obtain an accurate value of the heat transfer coefficient. This paper presents an experimental and numerical study of the heat transfer behavior of a high temperature (450°C - 900°C) steel plate cooled by a water jet at 20°C to 70°C. High-speed imaging (up to 20,000 fps) within water jet impingement zone allowed the characterization of the boiling regimes in the early stages of cooling. The effects of initial temperature, water jet temperature and velocity on the heat transfer coefficient were analyzed by inverse heat conduction method that predicts the heat flux and temperature on the top surface from temperatures measured with thermocouples inserted in test plate. Heat transfer is strongly affected by the initial temperature of the hot steel, water jet temperature and, less intensely, by jet velocity. High cooling rates start when liquid water is in direct contact with surface temperatures above 700°C.The results will contribute to the enhancement of the temperature cooling control on the runout table and cooling model employed at Usiminas Hot Strip Mill.

Oct 1, 2019

By Julián Andrés Ortiz González

Este estudo apresenta novos resultados que comprovam a confiabilidade e a repetibilidade das medições de cargas de abertura de trincas de fadiga obtidas em estudos anteriores [1,2], que foram usadas para questionar a hipótese proposta por Elber em 1970 de que a força motriz das trincas é a gama efetiva do fator de intensidade de tensões (?Kef). Para isto, dois corpos de prova DC(T), um fino com 2 mm e o outro grosso com 30 mm de espessura, foram usados em ensaios de propagação de trincas por fadiga sob ?K e Kmax quase constantes, para simular condições dominadas por tensão ou deformação plana. Medições redundantes de ?Kef foram feitas usando uma série de extensômetros colados ao longo do ligamento residual à frente da ponta da trinca, por outro extensômetro colado na face traseira do DC(T), e por um sistema independente de correlação digital de imagens (DIC), que mede o campo de deslocamentos na face do espécimem. As cargas de abertura medidas pelos três sistemas independentes foram similares, comprovando assim que suas variações significativas observadas durante o crescimento da trinca são metrologicamente confiáveis. Este resultado comprova que a propagação daquelas trincas por fadiga não foi controlada por ?Kef. As consequências desta conclusão são detalhadamente discutidas neste trabalho.

Aug 17, 2017

By Gabriel Oliveira Glória

Em busca de materiais ecologicamente corretos, a sociedade pode optar pelas fibras naturais na substituição das sintéticas. Uma boa opção entre as fibras naturais está a fibra de PALF, mas não há informações sobre a resistência ao impacto de compósitos de epóxi incorporadas com fibras de PALF. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar as propriedades mecânicas em testes izod, de compósitos epoxídicos incorporados com até 30% em volume de fibras de PALF. Os resultados demonstraram que a fibra PALF aumenta a resistência ao impacto dos compósitos poliméricos.

Aug 17, 2017

By Ana Carolina Ribeiro Duarte

Este trabalho teve por objetivo avaliar sistematicamente as etapas do processamento termomecânico de um aço SAE 1070 comercial. O aço foi trefilado a seco por 12 passes consecutivos com reduções médias entre 15% e 21%. A deformação verdadeira acumulada ao final do 12º passe foi de 2,52. Em seguida o material foi recozido a 1000ºC por 10, 20, 30, 60 e 120 min. A caracterização microestrutural foi realizada com o auxílio da técnica de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. A rugosidade do material foi medida via microscopia confocal. O material teve ainda seu comportamento mecânico avaliado por meio de ensaio de dureza Vickers. Os fios de aço apresentaram a estrutura “curling” após o processo de trefilação. Essa estrutura foi substituída por uma estrutura perlítica refinada quando o material foi submetido ao recozimento. O ensaio de microdureza mostrou que, para restaurar as propriedades mecânicas do material, um recozimento entre 20 e 30 min seria suficiente. A análise da topografia revelou que o processo de trefilação altera consideravelmente a rugosidade do material.

Aug 8, 2018

By Anivaldo Chevane, Leonardo Xerinda, Rogério Sendela, Andre Vilanculos

Moatize Coal Mine is located in Tete Province, in centre of Mozambique. The deposit contains Gondwana allochthonous coals, and has a large amount of mudstone and siltstone banding. Phosphorus levels in the coal can be high which impacts the use of the coals in steel making where phosphorus is considered a contaminant. The Chipanga seam in the Moatize deposit shows considerable variability, vertically within the seam and laterally across the deposit. The data available from the exploration work indicates that the phosphorus is predominantly present as Apatite but the Crandallite minerals also are significant. The concentration of phosphorus varies with coal particle density with the highest phosphorus levels found for the mid density coal which also shows the highest likely levels of apatite or fluorapatite. Crandallite minerals show higher potential concentrations in the Lower density coal..

Oct 3, 2019

By Mariana Beatriz dos Reis Silva

A influência do tempo entre passes na evolução microestrutural de dois aços austeníticos, F138 (sem nióbio) e ISO 5832-9 (com nióbio), foi investigada através ensaios de torção a quente em condições industriais. Análises foram realizadas através de microscopia ótica e eletrônica de transmissão, EBSD e microdureza. Menores tempos entre passes produziram menores tamanhos de grãos e de precipitados. Microestruturas mais refinadas induziram a maiores microdurezas. O aço ISO 5832-9 apresentou maior resistência que o F138. Precipitações de TiNbN, após o encharque, e de NbCrN e NbN (5%), durante o processamento, foram observadas no aço ISO 5832-9. Ambos os materiais sofrem recristalização dinâmica, partículas grosseiras (> 200 nm) atuaram como partículas de reforço e partículas menores (< 50 nm) no ancoramento dos contornos de grãos e discordâncias no ISO.

Jan 16, 2018

By Ana Carolina dos Reis Lima

Este artigo tem o objetivo de apresentar a capacidade de remoção de íons Pb2+ de um argilomineral oriundo da região sudoeste do Pará. A caracterização do argilomineral foi feita através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A metodologia utilizada foi a do sistema de banho finito para determinação da percentagem de remoção (%Rem) do argilomineral. Foram utilizadas três concentrações sintéticas de chumbo (10, 30 e 50ppm) com diferentes pH (3, 4 e 5) para avaliação da absorção de íons pelo argilomineral. Ainda, este argilomineral foi revestido com quitosana com previsão de aumentar a adsorção dos íons Pb2+. Os resultados mostraram o potencial de adsorção acima de 95% para todas as concentrações em pH 5; e a adição de quitosana aumentou esse potencial para acima de 99%. Em pH 4, a, a quitosana proporcionou aumento na percentagem de remoção na concentração de 10ppm. Isso implica em uma potencial aplicação para remoção de metais pesados em efluentes da região sudoeste do Pará em vista da extração de minério presente nesta região.

Oct 30, 2017

By Everaldo Afonso Fernandes

O estudo do efeito do elemento de liga Zircônio, nos teores 0,15% e 0,22%, sobre a liga AL-0,05%Cu-[0,35-0,45]%Fe foi realizado com a finalidade de caracterizar o desempenho em cabos e fios para fins de transmissão e distribuição de energia elétrica. Dessa forma, foi adotada sequencia operacional a fim de caracterizar as estruturas apresentadas pelas ligas. O processo de solidificação foi realizado de modo unidirecional horizontal. Posteriormente os lingotes passaram pelos processos mecânicos de usinagem e laminação para obtenção de corpos de prova com quatro distintos diâmetros (2,7; 3,0; 3,8; 4,0) mm a fim de se ter amostras próximas das bitolas utilizadas nas indústrias de cabos elétricos. Todas as ligas foram caracterizadas termicamente [Análise Térmica], eletromecanicamente por meio do ensaio de tração [LRT] e condutividade elétrica [%IACS].

Aug 8, 2018

By Denisio Miranda Custódio, Rodrigo Boyer, Josiane Lira Batista Haagensen, Raquel Teixeira Pereira, Felipe Viana Pimenta, Rossano Augusto Pilon Nunes

In the Tubarão Pelletizing Plants, anthracite is used as solid fuel, which has fixed carbon content of 72%. This paper will present the pilot scale results and industrial scale tests of an alternative fuel to anthracite, named Blast Furnace Dust. All the work was developed using samples from Arcelor Mittal Tubarão, due to it has a large source of production and is near to Vale/SA, which reduces significantly the cost for the material’s transportation. There was an impact on the variability in fixed carbon results of the slurry, mainly at the beginning of the test, reaching very high levels and put on risk the pellets physical’s quality. This variation can be explained by some operational disturbances and, mainly, by the low predictability of Blast Furnace Dust quality and lack of an adequate system for material preparation and dosage.

Oct 1, 2019

By Edwaldo Ferreira Brandão

Os aços avançados de alta resistência (Advanced High Strength Steels - AHSS) vêm sendo uma solução atrativa na construção de estruturas automotivas mais leves e seguras, pois combinam alta resistência e boa conformabilidade. Neste trabalho, foram realizadas simulações numéricas e experimentos em escala industrial, com aços fornecidos pela Usiminas, da estampagem de uma travessa dianteira de suspensão automotiva. O objetivo desses experimentos foi avaliar a estampabilidade deste componente, que atualmente é fabricado com o aço de alta resistência baixa liga (HSLA340, 2,0 mm), quando substituído pelos aços Dual Phase (DP600, 1,6 e 1,8 mm) e Transformation Induced Plasticity (TRIP700, 1,6 mm). As simulações numéricas reproduziram o padrão de deformação destes materiais durante os processos de conformação e o perfil geométrico do componente. A travessa de suspensão automotiva foi estampada com sucesso com os AHSS propostos.

Aug 16, 2017

By Júlia Beltrami

O trabalho estudou a formação, a interação com a escória e a solidificação de inclusões geradas durante o processamento de aços dual-phase com alto teor de silício (>1%). A composição destes aços, se não bem controlada, pode gerar inclusões sólidas de sílica pura durante o lingotamento contínuo. Para o estudo, foram feitas simulações termodinâmicas com o software computacional FactSage 6.4. As simulações mostraram que os fatores mais importantes para a composição inicial das inclusões é a relação %Mn/%Si e o teor de alumínio dissolvido no aço. Ao interagir com a escória, a tendência é que as inclusões se aproximem da sua composição ao longo do tempo. Durante a solidificação, a maioria das inclusões apresentou fases deformáveis e de baixo ponto de fusão, com exceção das inclusões sem CaO e da inclusão com 25% de Al2O3 e teor intermediário de CaO, que apresentaram as fases tridimita, coríndon e gehlenita de alto ponto de fusão e não-deformáveis.

Aug 16, 2017

By Jaqueline de Assis Oliveira

Este trabalho propõe avaliar a atuação do polietileno tereftalato (PET) como um agregado substituto na fabricação de concreto para pavers, pavimento intertravado com peças de concreto, a fim de minimizar os efeitos colaterais da construção civil. PET triturado substituiu o agregado natural, pó de pedra, nas porcentagens de 10%, 15% e 20% em massa. Os testes mecânicos de resistência à compressão realizado aos 28 dias mostraram que os corpos de prova moldados a partir dos traços substituídos apresentaram significativa melhora da resistência à compressão, que a substituição parcial de 10% em massa de PET atende ao recomendado pela NBR 9781 (2013) para concreto para pavimentação e que todos os concretos produzidos atendem a resistência mínima a compressão de 20 MPa, recomendado pela NBR 6118 (2003) para concreto estrutural.

Aug 17, 2017

By Marcello Rodrigues Cruz

O presente estudo objetivou avaliar as diferenças no processo de flotação entre as frações -0,150 +0,038 mm e -0,038 mm, bem como a redução de custo no processo de flotação. Verificou-se que as frações apresentam resultados bem distintos em recuperação mássica, recuperação metalúrgica, seletividade, razão de enriquecimento e teor de sílica no concentrado, condições ideais de adição de reagentes e qualidade final de concentrado e rejeito entre as frações e também se comparada a ao experimento controle, composto com a mesma amostra sem ser fracionada. Através dos testes executados segundo o planejamento fatorial, foram estabelecidos os pares de variáveis ótimas para a flotação para cada fração distinta e as possíveis otimizações utilizando-se a ferramenta estatística. Os resultados obtidos dos testes de bancada apontaram que a amostra composta e as frações separadas apresentam comportamentos distintos quanto às variações dos fatores dosagem de amina, dosagem de amido e pH de flotação e que os resultados do processo melhoram significativamente em relação ao processo sem o tratamento fracionado.

Aug 1, 2018

By Ivo Filipovic

The steel melting process in an Electric Arc Furnace is a complex set of tasks, coping with highly dangerous hazards as fire, explosions, uncontrolled reactions, hot metal projections and gas or dust emissions. Melt shops are dangerous working areas for operators, recording statistics with a high frequency of injuries. In the past years, without dedicated safety equipment, there wasn't a real attitude to the risk prevention. The paper describes the available technological packages to eliminate the manned activities on the melting floor, with the aim to prevent accidents and keep furnace operators safe. The technological packages suite extends the automatic control of the EAF melting process to all the operations from charging phase to tapping. Plus, the integration of the most frequent operations by automated specialized tools effectively minimizes power-off times, enhancing reliability and improving the transformation costs.

Aug 17, 2017

By Felipe Amélio de Lucena

Ligas amorfas e nanocristalinas à base de ferro apresentam propriedades excepcionais, como alta dureza e resistência ao desgaste com taxa de resfriamento entre 103 e 105 K/s. Assim, este trabalho objetiva a solidificação rápida (SR) da liga à base de ferro fundido (FoFo) com adições de Boro e Nióbio, resultando na composição química (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4 (%at.). A liga foi processada através de melt-spinning, no forno Discovery® Plasma e Conformação por Spray (CS) e caracterizada por: DSC, DRX, MEV e microdureza Vickers. Foram obtidos: fitas amorfas (40 µm) através de melt-spinning, chapas (1,0 e 2,0 mm) por (SR) e CS da liga (Fe65Cr17Mo2C14Si2)88B8Nb4, com depósito (1,0 e 2,0 mm) e pós overspray (20 até 180 µm). A caracterização mostrou fitas amorfas, pós overspray nanocristalinos e chapas (SR) e depósito (CS) cristalinos com as fases: Fe-a, Fe-?, Cr7C3, FeNbB e Fe2B, com respectivas microdureza Vickers de 1044 ± 102 (HV1) para o depósito CS e 1480 HV para a chapa de 2,0 mm, mostrando alta dureza.

Aug 16, 2017

By Otávio Augusto da Cunha Teixeira

Na Aperam South America, a geração interna de carepa metálica utilizada no PTG (Pré-tratamento de Gusa) como agente dessiliciante do gusa é insuficiente para suprir toda a demanda, sendo necessária a aquisição regular do insumo junto a outras siderúrgicas. Com o reaproveitamento interno da carepa pelas siderúrgicas, a compra do material no mercado ficou muito dificultada. Visando complementar a insuficiência do suprimento de carepa, foram estudadas e testadas duas alternativas de agente dessiliciante, tendo como fonte dois resíduos gerados no beneficiamento da carga metálica da Redução, a saber: Finos do Minério Serra Azul (100%) e Finos de Pelota (80%) misturados aos Finos de Minério Serra Azul (20%). Após os testes, a segunda alternativa se mostrou mais viável técnica e economicamente. A taxa de dessiliciação do novo agente se apresentou, inclusive, melhor que a da própria carepa. A geração mensal do novo insumo (700 t), complementada com a da carepa interna, conseguem suprir integralmente a demanda de agente DeSi para o PTG.

Aug 17, 2017

By Gabriel Burlandy Mota de Melo

Manchas de óleo em um meio aquoso foram removidas utilizando compósitos de parafina com nanopartículas de ferritas de cobalto (CoFe2O4), níquel (NiFe2O4) e níquel-zinco (Ni0,7Zn0,3Fe2O4), nas proporções de 13,0% e 28,5% em peso. Para avaliar a eficiência da remoção, foi determinada a velocidade dos compósitos ao serem acoplados a uma mancha de óleo na superfície da água e submetidos ao campo magnético de um imã permanente. O melhor desempenho foi obtido com o compósito de parafina contendo 13,0% em peso de ferrita de níquel-zinco.

Aug 16, 2017

By Jim Belous

Fluid Dynamic Modeling (FDM) was used to develop solutions how to eliminate the fugitive emissions from the meltshop building and to comply with the EPA “6% opacity from the furnace operations” rule. Secondary Emission Control (SEC) system performance was simulated by an inverted 1:96 scale Plexiglas model of the entire meltshop, utilizing the negative buoyancy effects of saline solution in water. Test results show that with the installation of the internal partition wall which separates furnace aisle from the caster aisle, significant improvement of the SEC system is achievable, thereby avoiding large expenditure for the expanding a fume collection system capacity.

Aug 17, 2017

By Tiago Ramos Ribeiro

Os processos de redução direta utilizam-se de gases redutores (CO e H2) para redução do ferro e produção do DRI. A geração deste gás se dá através de reforma de metano que pode ser feita em um reformador, ou dentro do reator de redução com o DRI como catalizador. O último caso ocorre nos processos auto reformadores. A cinética da reforma de metano com H2O catalisada por DRI foi estudada em temperaturas entre 875°C e 1050°C. Os resultados mostraram que até conversão de metano de 0,50, a reforma é controlada por reação química catalítica conforme mecanismo proposto por Münster e Grabke(3,4). Acima desta conversão, o mecanismo não foi determinado. O uso de gás com potencial abaixo do limite para carburação (CH4/H2O &lt; 1) resultou em DRI sem carbono. Com gás de potencial igual ou acima do limite, a carburação do DRI ocorreu e no caso do gás similar ao do processo industrial a carburação impediu a reação catalítica de reforma.

Oct 30, 2017

By Akira Yoshida

Este trabalho apresenta o sistema de Nível 2 recentemente implementado nos Altos Fornos da TKCSA cujos principais objetivos foram: substituir o sistema antigo com problemas de instabilidade e falta de flexibilidade; auxiliar Operação e especialistas da Unidade Técnica fornecendo informações elaboradas a partir de dados obtidos nos demais sistemas (Nível 1 e Laboratório); enviar set-point ao Nível 1; enviar dados de consumo e produção ao sistema MES; etc. Com a implementação foi possível reduzir o tempo gasto pelos especialistas nas atividades de compilação de dados em planilhas, padronizar a forma de tratamento dos dados, bem como, elevar a confiabilidade das informações pela eliminação de erro de digitação. O sistema tem operado com elevada estabilidade e disponibilidade, atendendo perfeitamente o que foi proposto, de modo que a TKCSA planeja estender para demais plantas da área de Redução.

Aug 16, 2017