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By Daniel Costa Bezerra

Este trabalho tem como objetivo, fazer uma explanação sobre a aplicação de tecnologias emergentes de informação e automação no cenário de indústria, onde serão descritos casos de uso com potencial de alavancar resultados para a empresa, através do aumento de produtividade e redução de custos operacionais. Para fazer este trabalho, foram selecionados os projetos mais recentes, provas de conceito e laboratórios, onde a solução explorada possui aplicações de característica inovadora. Em seguida foram avaliados os resultados alcançados ou, nos casos de projetos não concluídos, os potenciais ganhos projetados. Desta forma pode-se avaliar e concluir que os custos de grande parte das iniciativas de apelo inovador, com foco no aumento de produtividade, trazem ganhos substanciais ao negócio, não só financeiro, mas também no quesito de segurança ao homem, e qualidade do produto ou serviço prestado.

Aug 17, 2017

By Ana Larissa Melo Feitosa

Devido ao crescimento acelerado da construção civil e ao alto consumo de produtos metálicos nessa área, cada vez mais procuram-se, nesses materiais, propriedades que se adequem às diversas necessidades do mercado. O conhecimento microestrutural desses materiais, bem como a manipulação da microestrutura pela utilização dos tratamentos térmicos, é de extrema importância para garantir a segurança no desenvolvimento de novas construções. Para analisar e entender as mudanças que os tratamentos térmicos podem oferecer, utilizou-se como material de pesquisa, vergalhões da classe CA-50, visto que esse é o mais comum no mercado nacional atual, e realizouse o estudo de suas propriedades e de sua microestrutura em três estados distintos: como recebido, temperado em água e recozido ao forno. As propriedades e características dos três estados foram comparadas e analisadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios de tração e microdureza, objetivando-se compreender a relação entre as alterações microestruturais promovidas pelo processo de tratamento térmico e as propriedades mecânicas resultantes. A análise por microscopia óptica foi utilizada com o objetivo de se determinar constituintes e fases presentes nos diferentes estados. A análise por microscopia eletrônica teve como ênfase o estudo da fratura após o ensaio de tração. Os resultados encontrados ficaram em concordância com os esperados, em termos de propriedades e microestrutura.

Feb 6, 2018

By Geovane Viturino da Silva, Diogo Costa, Paulo Eduardo Marcelino, Alan José Santos De Almeida, Marco Antônio dos Reis, Deilton de Oliveira

A utilização de coque como combustível em Altos Fornos é necessária, apesar das restrições ambientais e dos custos envolvidos. Para diminuir a quantidade de coque utilizado no processo, são adotadas medidas como a injeção de hidrocarbonetos, dentre os quais, o carvão pulverizado, que é comprovadamente um bom substituinte parcial do coque carregado nos Altos Fornos. A injeção de carvão pulverizado (pulverized coal injection - PCI) propicia um maior retorno econômico, quando utilizado no processo de fabricação do ferro-gusa, pois permite uma maior capacidade da taxa de injeção ao se comparar com o emprego de óleos, gases e outros substituintes. No processo da injeção de carvão, conforme o objetivo do presente trabalho, se faz necessária uma baixa variabilidade (relação da taxa de carvão real com o set point pedido). A utilização da metodologia (Six Sigma) foi de fundamental importância para as principais ações adotadas, e trouxeram como principais resultados, estabilidade nos processos de moagem e injeção, bem como a redução do desvio da taxa de injeção de 16% para 10%, gerando uma economia para a Ternium BR.

Oct 1, 2019

By Lucas Travi

Um dos tratamentos superficiais mais conhecidos é a nitretação a plasma, que consiste basicamente na introdução de nitrogênio na superfície da ferramenta, na forma de nitretos de elementos de liga, em solução sólida, a fim de criar uma camada protetora que aumenta a vida útil do material. A nitretação a plasma permite o controle da camada formada através do ajuste de parâmetros como temperatura, mistura gasosa e tempo de tratamento. Porém para ferramentas mais complexas é comumente utilizado um novo processo de nitretação, a nitretação a plasma com gaiola catódica que tem como principal diferencial o aquecimento homogêneo das peças, evitando assim a heterogeneidade da camada nitretada. Outra vantagem é que neste processo não é comum ocorrer o acumulo de plasma o que evita o efeito de borda. Neste trabalho, será analisada a importância da menor rugosidade superficial aliada a dureza superficial no comportamento tribológico do material no processo de nitretação a plasma com e sem gaiola catódica. O resultado dos ensaios tribológicos demonstraram que o incremento de dureza associado a uma menor rugosidade superficial obtido para a amostra nitretada com gaiola catódica promoveu uma redução no coeficiente de atrito ao longo do tempo. A rugosidade superficial média para as amostras nitretadas com gaiola catódica foi menor que as nitretadas via processo convencional, aproximando-se do valor obtido para às amostras que foram polidas.

Aug 17, 2017

By Paulo Sérgio Moreira

O tamanho de grão austenítico prévio é determinante na área de tratamentos térmicos dos aços, pois este parâmetro influencia sua microestrutura e propriedades. Para que o tamanho de grão possa ser medido, é necessário que antes se aplique métodos de contraste para sua revelação. A literatura relata, entre métodos desenvolvidos, dificuldades em se conseguir bons resultados em função deles serem susceptíveis a variações de composição química e histórico de processamento dos aços. Neste contexto, esse trabalho propôs métodos para a revelação dos contornos de grãos austeníticos prévios dos aços ABNT4340 e ABNT1030. Foram utilizadas duas técnicas: ataque químico e ataque térmico. Para a técnica de ataque químico, utilizou-se um reativo a base de ácido pícrico. Já na técnica de ataque térmico, as amostras foram austenitizadas de forma a promover uma oxidação controlada. Os resultados obtidos mostram o sucesso das técnicas, com destaque para o ataque térmico que se mostrou mais efetivo para o objetivo proposto. Foi possível mostrar que no ataque químico, o ajuste da concentração de HCl em função da composição química do aço é o ponto de maior importância, ao passo que no ataque térmico, a segregação química e a temperabilidade dos aços são relevantes para o sucesso da técnica.

Aug 17, 2017

By Ismar Antônio Sardinha

Usually outer straight steel tubes are used to blow supersonic oxygen into LD converters (BOF) to make liquid steel, although conical tubes are used too. Inner tube for oxygen blow and intermediary tube for water IN and water OUT are normally straight steel tubes. Present paper shows the influence of outer tube shape and metal used to in lance cooling and, consequently, a skull retention on lance surface. There are two parameters more important related to lance cooling: velocity of water out and the total lance cooling by addition of thermal conductivity of outer tube metal to it. For this comparison outer tubes are made of carbon steel or copper, and can be straight or conical. As related to velocity of water OUT, outer straight tubes have bigger efficiency than conical tubes. As related to total lance cooling, outer tube metal made of copper has much bigger efficiency than steel because of its thermal conductivity 7 to 12 times more depending on work temperature. The lance cooling has much bigger efficiency for the patented SKULLS3® technology with no skulls on the lance and no skulls into the mouth of LD converters (BOF).

Aug 17, 2017

By Tiago Rafael Ferreira de Brito

O presente trabalho comparou o desempenho do fosfato de zinco e do microfosfato de zinco, ambos com tecnologia dry-in-place para verificação do comportamento destes revestimentos frente à conformação mecânica, por meio do ensaio de embutimento Erichsen, método Nakazima e curvas limite de conformação (CLC). Foram estudadas chapas de aço-carbono grau EM e grau EEP G4 eletrozincadas e fosfatizadas. As chapas foram fosfatizadas empregando-se dois banhos: fosfato de zinco e microfosfato de zinco, ambos com tecnologia dry-in-place. A caracterização da morfologia dos fosfatos estudados por microscopia eletrônica de varredura mostrou que as camadas de fosfato de zinco não apresentaram formação de cristais, quando aplicadas por roll coater e as análises por EDS comprovaram a presença do elemento fósforo. O ensaio de embutimento Erichsen somado aos resultados obtidos nas curvas CLC demonstraram que o microfosfato exibiu desempenho melhor em comparação ao fosfato. A diferença entre os dois tipos de fosfato foi mensurável e evidenciou que a tecnologia dry-in-place colaborou com a produção de camadas fosfatizadas adequadas para a lubrificação durante o processo de conformação mecânica.

Aug 16, 2017

By Francisco Diego Araruna da Silva

necessidade de elevados patamares de competitividade na indústria do aço tem levado à utilização cada vez mais frequente, por parte daqueles que utilizam lingotamento contínuo, de ferramentas de modelagem matemática da solidificação. A construção dessas ferramentas, por sua vez, possui uma etapa importante de validação, onde devem ser comparados os resultados simulados com dados reais do processo sendo estudado. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo utilizar critérios metalúrgicos de qualidade e processo no lingotamento contínuo para auxiliar na construção e validação de um modelo matemático da solidificação de tarugos de aço. Uma vez que há na literatura diversas formulações para os coeficientes de transferência de calor na refrigeração primária (molde) e secundária (zona de sprays), foram realizadas análises – a luz dos critérios metalúrgicos – dos resultados simulados com nove combinações dessas formulações, sendo possível, ao final, determinar qual combinação melhor modela o processo (ou máquina) em estudo.

Aug 17, 2017

By Jean Philippe Santos Gherardi de Alencar

O fenômeno de colagem é a formação de aglomerados de pelotas, denominados clusters, devido à sinterização do ferro gerado durante o processo de redução. O resultado disto é a elevação da perda de carga nos reatores de redução direta. Tal fenômeno vem sendo estudado por vários pesquisadores, pois as práticas operacionais dos reatores têm priorizado o uso de temperaturas de bustle gas (BG) cada vez maiores, o que potencializa o aparecimento dos clusters. Uma alternativa para controlar a colagem é por meio de utilização de agentes de coating (AC’s). Em relação às matérias primas utilizadas como AC´s, as questões que surgem agora são as seguintes: Como se comportam os AC’s em temperaturas muito elevadas de BG? Qual seria a maior temperatura possível de BG? A fim de começar a entender a melhor maneira de responder a estas questões foram realizados alguns testes de caráter exploratório e não convencionais para avaliar o comportamento de alguns materiais de coating a elevadas temperaturas de redução. Os resultados destes testes mostraram a possibilidade dos AC’s funcionarem a temperaturas maiores que a de inicio do amolecimento da carga e que, nestas temperaturas, a sua granulometria pode ser parâmetro determinante para seu desempenho. O aprimoramento dos ensaios de simulação do processo de redução em reatores de redução direta é fundamental para responder as questões que se apresentam em relação ao tema.

Aug 2, 2018

By João Alberto Fioresi Altoé

Nas indústrias petroquímicas, nucleares e farmacêuticas o avanço tecnológico tem como objetivo a segurança e confiabilidade dos equipamentos com relação à resistência mecânica e à corrosão. Atualmente, o uso dos aços inoxidáveis superausteniticos é uma solução interessante, para uma maior vida útil dos componentes industriais submetidos a ambientes agressivos, como em meios salinos. Esse trabalho tem como objetivo investigar o aparecimento de pites em um aço comercial superaustenitico de composição química aproximada 25Cr28Ni4Mo em solução salina de cloreto de sódio. O aço foi fundido e tratado termicamente por solubilização a 1050ºC por 1h com o objetivo de eliminar os precipitados. As análises microestruturais antes e após os ensaios de corrosão foram feitas por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Observou-se com os ensaios eletroquímicos de Polarização linear e impedância, que o aço inoxidável superaustenítico apresenta excelente resistência à corrosão em meio salino, caracterizado também pelas imagens que não revelaram a formação de pites, mesmo quando submetidos a elevados potenciais.

Aug 16, 2017

By Betânia Mendes Sena

Neste trabalho é apresentada a influência de diferentes processos de tratamentos térmicos sobre as microestruturas e propriedades mecânicas resultantes em tubos de um aço sem costura do tipo API 5L. Após tratamentos térmicos, o material foi estudado em três condições diferentes: apenas laminado, normalizado e temperado e revenido, objetivando obter os graus X42R, X42N e X70Q, respectivamente. Ensaios de tração, dureza e impacto foram utilizados para caracterizar o comportamento mecânico dos diferentes graus do aço. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para caracterizar as microestruturas resultantes dos tratamentos térmicos e as fractografias dos corpos de prova de tração e impacto. Os resultados mostram que tubos de aço sem costura do tipo API 5L não precisam ser de graus tão elevados quanto os tubos soldados, pois graus intermediários relativos aos tubos sem costura possuem propriedades mecânicas similares aos elevados graus de aço relativos aos tubos soldados, o que evidencia a vantagem da rota de fabricação de tubos sem costura.

Aug 17, 2017

By Jakson Mattiello

No panorama mundial da siderurgia, nota-se a crescente necessidade de redução dos custos de produção do aço e uma das formas de chegar a este objetivo se dá por meio da seleção junto aos fornecedores de refratários, de peças de menor custo, por vezes, advindas de insumos menos nobres. Entretanto, é fundamental que esses materiais continuem garantindo a eficiência operacional. Este trabalho teve como objetivo analisar a performance de diferentes tipos de luvas refratárias utilizadas em canal EBT (Eccentric Bottom Tapping) quando em operação no forno elétrico a arco. Para a realização de estudo foram selecionadas amostras de luvas refratárias com diferentes concepções. Essas amostras foram caracterizadas por meio de análises químicas, físico-químicas e microestruturais. Os resultados foram relacionados ao desempenho em operação no forno elétrico a arco. A partir dos dados obtidos foi possível concluir que com o conhecimento adequado das propriedades dos materiais, incluindo-se sua microestrutura, e das condições de operação é possível utilizar luvas refratárias de menor custo garantido a segurança e desempenho operacional dos fornos elétricos a arco.

Jul 30, 2018

By Luiz Henrique Accorsi Gans

First, this works carries an experimental evaluation for austempered ductile iron (ADI) as a gear material. And second, in order to provide a better understanding of the microstructural effect on the stress state of subsurface regions, a finite element method approach was considered using the submodeling tool in ANSYS 11.0. For this, ADI gears were produced from continuous cast iron bars, heat and thermochemical treated and tested in FZG test rig. The results were compared to those of carburized steel AISI 8620 and induction hardened steel AISI 4140 gears. The wear experiments were performed at the temperature of 90ºC with two torque stages: 135 N.m (running-in) and 302 N.m (steady-state). The time for pitting and spalling on the gears surfaces were measured using image analysis. The results showed a very good potential of using ADI for manufacturing gears, replacing induction hardened steels. Also, the ADI gear with smaller nodules showed higher life for pitting. In contact fatigue tests with severe load, the carburized AISI 8620 steel proved more adequate than the austempered ductile iron, showing that the mechanical properties are critical in the resistance to damage in gear contact. The austempered ductile iron with smaller nodule size showed to be very competitive with wear resistance similar to AISI 4140 steel induction hardened. With ANSYS, it was verified that the nodule size affects the gears life independently of the mechanical properties of the matrix. The results showed that the nodules indicate the presence of a concentration stress, but their size doesn’t affect the contact fatigue life as much as the total amount of nodules, regardless of the ductile iron microstructure. The size and number of nodules affects both the nucleation and the propagation stage of cracks. ADIs with higher amount of nodules have a greater wear resistance. Also, compared to the Hertz contact theory (isotropic material), the presence of graphite nodules indicates a non-isotropic material and made the maximum shear stress point moves toward the surface.

Jul 31, 2018

By Cleiton Rodrigues de Vasconcelos, Elizeth Oliveira Alves, Kleber Gonçalves Bezerra Alves

Em virtude da periculosidade do Pó de aciaria (PAE), práticas alternativas, como a reinserção do resíduo no processo produtivo, ou sua incorporação em outros materiais fizeram com que a reciclagem tenha se tornado uma via para este subproduto. O presente trabalho tem como objetivo identificar as áreas de desenvolvimento tecnológico de utilização do PAE, avaliar a potencialidade de reaproveitamento e reciclagem do resíduo oriundo do processo de produção do aço carbono, comparando as características obtidas do PAE analisado com os requisitos indicados através da análise de patentes. O PAE produzido no estado de Pernambuco foi caracterizado pelas técnicas de Fluorescência de raios X (FRX), separação granulométrica via peneiramento, distribuição do tamanho de partículas, Difração de raios X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Espectroscopia por energia dispersiva (EDS). A prospecção tecnológica foi realizada nas bases de patentes europeia EPO e na base nacional de patentes nacional do INPI. As análises realizadas mostraram que o material apresentou aproximadamente 28,5% de suas partículas com granulometria inferior a 53μm, composto em sua maioria por ferro e zinco presentes na forma de óxidos, organizados nas fases franklinita, zincita e magnetita. A baixa granulometria e composição química possibilitam a sua aplicação no campo dos materiais cerâmicos, bem como sua reinserção no processo de fabricação. O resíduo estudado apresentou características similares com os demais resíduos observados nas patentes.

Mar 1, 2019

By Renato Ferreira Lima e Corrêa Pereira

Na manufatura de produtos metálicos, o forjamento é o processo de transformação a quente de materiais dúcteis, como aços e ligas, através de conformação mecânica efetuada com esforço de compressão por uma prensa, de modo que eles assumam os formatos desejados. Este processo normalmente é utilizado para produzir peças de formas complexas e com uma maior precisão dimensional de acordo com a especificidade exigida pelo cliente final. Para obter resultados de qualidade, foi necessária a implantação de técnicas de medição indireta de última geração, que proporcionam ganho de tempo e a redução de desperdício de energia e material, além de aumentar a segurança, reduzindo a presença de pessoas próximas aos materiais para medições manuais. O presente trabalho trata da criação de um sistema de visão que, por meio de análise de imagem, é capaz de coletar a medida do perfil de barras em uma Forjaria em tempo real, podendo ser utilizado durante a operação da prensa, para garantir que o material está em conformidade com o especificado. A execução do sistema em produção aponta que as medidas realizadas apresentam desvio máximo de 2mm em relação àquelas realizadas pelos operadores.

Jul 30, 2018

By Alexandre de Freitas Gomes de Mendonça

A remoção de inclusões nos distribuidores de lingotamento contínuo tem sido investigada por meio de modelamentos físicos e matemáticos. Recentemente, a injeção de gás nos distribuidores tem sido considerada como uma alternativa para aprimorar a remoção de inclusões. Vários trabalhos vêm sendo desenvolvidos analisando os efeitos da injeção de gás e sua interação com as inclusões. No entanto, existe espaço para mais investigações envolvendo o efeito da vazão do gás e a localização do sistema de injeção de gás na eficiência de remoção de inclusões. No presente trabalho, foi usado um modelo físico construído em escala 1:3 de um distribuidor industrial de 40 toneladas de capacidade nominal, para analisar o efeito da injeção de gás. Os experimentos incluíram contagem on-line de partículas pela sonda APS III e análise de curvas DTR. O resultado mostrou que a injeção de gás é benéfica à remoção de inclusões e que a análise pura dos volumes característicos, calculados a partir das curvas DTR, não é suficiente para avaliar a eficiência de remoção.

Aug 17, 2017

By Marcos Fernando Campioto Junior

O objetivo deste trabalho é criar um modelo automático de suspensão e liberação de suspensão de placas, com base no sucesso de laminação de padrões de aço e outros critérios. Este modelo visa reduzir a instabilidade operacional no Laminador de Tiras a Quente (LTQ) da ArcelorMittal Tubarão, através da redução do risco potencial de geração de sucata na linha. Além da redução potencial do risco, espera-se gerar um ganho de produtividade das áreas responsáveis pela solicitação e liberação da suspensão de placas. Através da automatização destas liberações e das suspensões, espera-se aumentar a disponibilidade de estoque diária para programação de chances de laminação e evitar intervenções manuais de maneira padronizada. Este modelo será utilizado nas etapas de criação de placa e aproveitamento de placas no pedido. Além disso, o modelo será rodado automaticamente todos os dias visando avaliar todo o estoque.

Aug 17, 2017

By Michael Brandner

HSM can be divided into different groups such as Conventional HSM with Roughing stands and HSM without Roughing stands = Mills with just finishing stands. The roll requirements for different stands are quite different. In Roughing stands the temperature of the slab is very high. Therefore the resistance against thermal wear/fatigue is the most dominating factor. Today mostly Chrome Steel, Semi HSS and HSS rolls are applied. A comparison and evaluation of such rolls will be described. In the finishing mill the tendency/wish is to use HSS rolls in all the stands. The grade HSS is defined by at least a certain amount of carbide forming elements such as V, W, Mo, Nb etc. The matrix and other precipitations can be adjusted according to the need and situation in the mill. In the pre-finishing stands the HSS is already well introduced. In the last finishing stands the original HSS tended to stick and the cobble rate increased. New development decreased the problem and gave some very promising results. In the last finishing stands beside the high performance a higher resistance against incidents is needed. Solutions in this direction including e.g. residual stresses and special core material will be discussed. Proper testing and grinding procedures can avoid losses and reduce the TCO. Data sourcing and evaluation in regards of rolling and grinding is the key for the optimization of the TCO. Several examples and comparison between different applications will be given in detail and explained. Future possibilities will be discussed as well as results of latest trials in mills.

Aug 17, 2017

By Stael Lustosa Maciel

As impurezas associadas ao minério de ferro em determinadas porções das minas são elevadas, principalmente os teores de manganês. Assim, vislumbrando o entendimento do comportamento dos minerais portadores de manganês no processo de tratamento via separação magnética, foram coletadas amostras diárias que alimentam o concentrador magnético e que representam o mix das minas do Complexo minerador, nas etapas de alimentação, concentrado e rejeito, por um período de oito meses. Nessas amostras, foram determinadas as granulometrias, análises químicas por faixas e mineralogias. Em uma segunda etapa de trabalho, foram coletadas duas amostras da mina 1 e duas amostras da mina 2, representativas dos materiais impuros, para identificação das fases minerais majoritárias através de difratometria de raios X, pesquisa microestrutural e microanálise química dos portadores de manganês através de análises em MEV-EDS. Os resultados mostraram que o manganês possui duas formas de ocorrência: uma como mineral liberado e a outra como minerais componentes de partículas mistas. Nesta última forma de ocorrência, pode-se obter maior concentração do teor de manganês no produto da separação magnética e/ou perda do elemento ferro para o rejeito, pois as partículas mistas (hematita + manganês) não são atraídas pelo campo magnético.

Aug 17, 2017

By Constantino Capurro

For certain applications, coarse titanium nitride (TiN) precipitates can be deleterious for the final properties of the material. Hence, in order to better understand the mechanisms involved in the generation of these precipitates, a thorough characterization of the particles observed in steels with different titanium and nitrogen content was carried out. Samples from liquid steel (tundish), continuous casting billets and final product were evaluated using an Automatic Particle Analyzer (APA) coupled to a Scanning Electronic Microscope (SEM). The location, frequency, size distribution and composition of the different particles observed were assessed. While only few TiN precipitates were observed in liquid steel samples, the density of this type of particle significantly increased in the continuous casting billets samples. Particles ranging from 1 to 10 µm were mainly found in the interdendritic zones of the as-cast structure. The density of TiN particles observed in these samples did not change after re-heating and rolling operations. A model to predict TiN precipitation during solidification was developed. A reasonable agreement was found between model results and measured data. Results of this analysis confirmed that the precipitated fraction of TiN increases as the product of steel Ti and N contents rises.

Oct 30, 2017