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In today’s competitive steelmaking environment, the optimization and continuous supervision of the blast furnace process is of major importance. Modern probes and process measurement systems can assess the specific operation of the blast furnace. They provide a better and detailed process understanding and control. The benefits are even more important when they are combined with process models and expert systems. Everyday operation, productivity and even the lifetime of a blast furnace can be significantly improved by collecting, interpreting and acting upon such process data correctly. Only a comprehensive knowledge of the various process phenomena together with measurement of process variables inside the blast furnace enables the operators to optimize coke and fuel rates, to run the blast furnace smooth, reliable, and safe, and to make best use of the available raw materials. While the improvement of the blast furnace process with respect to productivity remains the main task, also, the timely identification of abnormalities and the assessment of process variations is an objective. This paper describes the blast furnace measurement systems that are available for everyday automatic use and provides an understanding for the possibilities of modern probes. The different applications are daily blast furnace supervision, charging process optimization, and observation of the internal state. Finally, the paper gives recommendations on probe configurations for different blast furnaces sizes, considering both a technical and an economical point of view.

Aug 2, 2018

By Felipe Beluche Lima, Caio Augusto Silva Santos

Brazil is the largest producer of crude steel in the Americas by BOF process and many challenges come along with the increasing market demand. In the BOF, a tubular wall hood structure has been showing premature failures related to the overlay welded tube technology placed in the hood wall. The main root causes were: thermal fatigue at 1800°C, hot spot formation, high heat-affected zone (HAZ) leading to susceptibility of stress cracking, carburizing corrosion and superficial wearing. Based on that, co-extruded tube technology (named composite tube by Sandvik) was the alternative chosen to enhance hood performance without compromising BOF process. In order to rises safety and productivity, composite tube has 100% metallurgical bond assuring stable expansion, high heat exchange efficiency, better corrosion resistance and less rough surface finishing. It was highly suggested to many others mills due to similar and already existing reported cases.

Oct 1, 2019

By Walter Luiz Corrêa Junior

O fósforo é um dos elementos mais importantes do processo de produção de aço em convertedores a oxigénio, devido à dificuldade de remoção durante o processo de sopro de oxigénio e depois do vazamento para panela de aço. Este trabalho mostra resultados obtidos através da alteração em variáveis de processo como o consumo de cales, teor de FeO na escória e uso de fluorita, durante o sopro e a avaliação da partição de fósforo com base em modelos de autores como Healy, Turkdogan, Basu e Suito, foi realizada utilizando os dados industriais da aciaria da ArcelorMittal Tubarão, com objetivo de comparar estes dados com as abordagens citadas. Um software termodinâmico foi usada para cálculo das atividades, da fração de líquido e do fósforo em equilíbrio, com a finalidade de auxiliar a identificação das principais diferenças termodinâmicas entre os dados experimentais e correntes. O resultado final mostra que as alterações realizadas no processo foram significativos para melhorar a taxa de partição de fósforo.

Jul 30, 2018

By Manoel Farias Martins

A utilização de antracito na produção de pelotas de minério de ferro é uma prática utilizada pelas mineradoras para reduzir custos com combustíveis e melhorar a qualidade física do produto. Objetivando uma melhor compreensão dos efeitos ocasionados pela adição de carvão na mistura (pellet feed moído e aditivos) sobre a resistência a compressão das pelotas queimadas, foram confrontados os resultados dos ensaios de resistência à compressão obtidos através da rotina de ensaios da mineradora VALE SA, com as seguintes variáveis: percentual em massa de carbono (%C fixo), porosidade e granulometria do antracito. Com a elevação de carbono, observou-se a redução nos valores da resistência à compressão, sobretudo, nas pelotas de redução direta. No que diz respeito à porosidade, a resistência à compressão das pelotas aumentou com a diminuição dos poros no interior das mesmas. Analisou-se também a granulometria do carvão, todavia, constatou-se que a mesma não teve influência significativa sobre os resultados da resistência à compressão.

Oct 30, 2017

By Artur Camposo Pereira

A crescente preocupação com a qualidade da cerâmica vermelha e com o uso racional dos recursos naturais utilizados por ela, tem motivado a diversas pesquisas em busca de uma otimização de seu uso. Atualmente o setor produtivo, localizado no Norte do Estado do Rio de Janeiro, no município de Campos, conta com mais de 100 cerâmicas que fazem uso de um método empírico para formulação de massa cerâmica, tendo como principal consequência à perda da qualidade de seus produtos, isso e fruto da insuficiência de estudos dos solos em diferentes pontos das jazidas utilizadas. Este trabalho tem como objetivo a caracterização, através de ensaios de granulometria, Limites de Atterberg e análise química para um conhecimento dos solos a serem utilizados na composição da mistura. Este conhecimento traz maior percepção quanto a algumas dificuldades a serem enfrentadas pelos processos produtivos. Com os resultados encontrados pode-se dar algumas diretrizes iniciais para uma melhor adequação na formulação das misturas, diminuindo o empirismo e aumentando a qualidade dos produtos.

Oct 30, 2017

By Alessandro Francelino Nogueira

A utilização de lasers de pulsos ultracurtos é uma alternativa para a realização de microusinagem em superfícies de metais, com aplicações diversas em inúmeros segmentos industriais, além das áreas aeronáutica, aeroespacial e naval, onde há crescente preocupação com a eletrônica embarcada. Neste trabalho foram realizadas microusinagens em superfícies de titânio utilizando laser de pulsos ultracurtos de femtossegundos. Tal processo resultou em mínima transferência de calor para o material, evitando assim e deformação superficial da chapa de titânio e a formação de material ressolidificado na região ablacionada, que são inconvenientes presentes na utilização do laser chaveado de pulsos longos da ordem de nanossegundos. Foram executados três tipos de microusinagens, com variações nas distâncias entre as linhas usinadas. Foi verificado ainda que a molhabilidade aumenta quando há o aumento da distância entre linhas usinadas. Finalmente, para a alteração da superfície com uma ínfima remoção de material, constatou-se que a utilização de lasers de pulsos ultracurtos proporcionam grandes benefícios para a integridade do material ablacionado.

Oct 30, 2017

By Moisés Paulo Teixeira

The use of tailings for the synthesis of new materials is a worldwide concern today. This paper approaches the utilization of tailings of soapstone (steatite) in order to produce ceramics. The results show that the addition of soapstone in a ratio over 20% in the ceramic mass has enhanced the bending resistance of the ceramic samples when they were fired at temperatures of 900°C or 1000°C.

Oct 30, 2017

By Raul Victor Medeiros da Nóbrega

Os tratamentos térmicos são operações de aquecimento e resfriamento controlados, que visam afetar as características dos materiais, agrupando diversos tipos de processos, diferentes patamares de temperatura, velocidades de resfriamento e adição de elementos químicos, com o intuito de aperfeiçoar as propriedades mecânicas (ductilidade, tenacidade), tribológicas (desgaste, fadiga) ou de resistência à corrosão, dependendo da necessidade de aplicação. O controle do processamento térmico por programas computacionais tornou-se uma prática cada vez mais frequente no meio industrial. Utilizando ferramentas como o controlador PID (Proporcional-Intergral-Derivativo), o sistema SCADA (Supervisor Control and Data Acquisition) e um protocolo de comunicação industrial, é possível configurar os parâmetros de entrada, acompanhar o desenvolvimento do processo, visualizar seus valores em cada instante do ciclo e valores finais (de saída), obter gráficos do processo em tempo real, comparando valores, aumentando a confiabilidade do processo, e por tanto, do produto final. Foi desenvolvido um sistema livre que, além de auxiliar na configuração dos parâmetros, exerce funções de monitoramento, de controle e de registro dos dados nos processos de tratamento térmico. Esse sistema poderá ser empregado em fornos na indústria e nos laboratórios de pesquisa.

Aug 7, 2018

By Cláudio Batista Vieira

Nos últimos dez anos grande atenção tem sido dada a tecnologia de realidade virtual, sendo sua aplicação cada vez mais marcante para o desenvolvimento de ambientes virtuais imersivos em diferentes áreas. Nesse trabalho é apresentada uma descrição da plataforma inovadora em realidade virtual de uma planta industrial de produção de ferro-gusa verde. O modelo 4D do alto-forno a carvão vegetal contempla o projeto detalhado de engenharia dos equipamentos e a partir da integração de softwares e hardwares foi modelado um ambiente tecnológico em realidade virtual de alto grau de realismo. Essa plataforma foi customizada para ser utilizada como Indústria-Escola de Educação Profissional para escolas técnicas, universidades, institutos de pesquisa, indústrias e museus. A Usina-Escola Siderúrgica utiliza um sistema de blended learning, agregando assim as vantagens existentes tanto na modalidade do ensino presencial tradicional, como na abordagem do ensino a distância.

Aug 1, 2018

By Osmar de Sousa Santos

NiTi shape memory alloys (SMA) have been widely used as construction materials due to their shape memory and superelastic properties. Usually the application of the NiTi alloy is in the wire form, which is ideal shape to make springs, orthodontic arc-wire and endodontic files. Since our research group (ITASMART) started producing NiTi wires, it was noticed that NiTi SMA produced by Vacuum Induction Melting (VIM) presents carbon contamination, which is due to the melting process. Therefore, alloys rich in carbon remove titanium from matrix, forming precipitates of TiC (titanium carbide). Also, Ti2Ni precipitation removes titanium from the matrix and these two precipitates TiC and Ti2Ni can produce internal volumetric defect in the wire drawing process. Seeing the importance of NiTi wires as base of many applications, this work studies the formation of volumetric defects caused by precipitates in the wire drawing process of a NiTi wire drawn down to 0,39 mm in diameter.

Aug 8, 2018

By Stênio Cavalier Cabral

O diboreto de titânio (TiB2) é um material cerâmico de alta dureza com uma grande potencialidade de aplicação tecnológica. No entanto, existe uma grande dificuldade de se produzir corpos bem sinterizados desse material, quando são usadas técnicas convencionais de sinterização. Neste trabalho, foi empregada uma técnica de processamento em altas pressões e altas temperaturas para produzir compactos de TiB2 com AlN. Amostras cilíndricas, com 5 mm de diâmetro e 7 mm de altura, foram processadas durante diferentes intervalos de tempo compreendendo os ciclos de sinterização. O principal objetivo do trabalho foi à realização do ensaio de torneamento para a avaliação de desempenho dos compósitos produzidos e sua relação com a quantidade de ciclos de sinterizaçãos em condições reais de trabalho. Os resultados obtidos apresentam perspectivas interessantes de utilização do processamento em alta pressão e alta temperatura para produção de inseros para aplicação na usinagem do ferro fundido nodular.

Aug 16, 2017

By Breno Totti Maia

A constante busca por aumento de produtividade aliada à redução de custos com paradas para manutenção nos altos-fornos tem exigido incessantes evoluções tecnológicas em seus equipamentos. As ventaneiras são equipamentos de vital importância para o processo de redução do minério de ferro, e um importante parâmetro para um bom desempenho em processo é seu projeto de refrigeração. Tendo em vista que a otimização da refrigeração pode aumentar a vida do equipamento e reduzir custos com manutenções, o presente trabalho apresentará um estudo de evolução no projeto de refrigeração de ventaneiras com câmaras de refrigeração independente no mesmo corpo (câmaras interna e externa). Esta evolução tem como objetivo principal permitir a utilização da câmara interna mesmo após a falha da câmara externa, devido a sua refrigeração independente e otimizada, com aumento na vida útil do equipamento. A comparação destes projetos será feita utilizando ferramentas de simulação computacional CFD e os resultados serão apresentados na conclusão do trabalho.

Aug 2, 2018

By Bianca Harue Ueharar

Os métodos de pré-concentração, dentre os quais podemos destacar o gravimétrico, magnético, peneiramento e ore sorting, eliminam grande parte da massa a ser alimentada na usina, o que consequentemente impacta nas características do material que irá alimentar a moagem. Assim, este trabalho busca fazer uma comparação no desgaste de circuitos de moagem com e sem a pré-concentração em minérios de baixo teor. Através de ensaios laboratoriais de AI de Bond, foi obtido o valor da abrasividade e com isso é possível estimar o consumo de material de desgaste e revestimento dos circuitos. O estudo indica que o resultado é benéfico pois, eliminando-se mais da metade da massa, o desgaste dos equipamentos decai de forma proporcional, com um ganho maior no caso do ensaio em que a abrasividade do material pré-concentrado é menor. Portanto, do ponto de vista econômico, além da pré-concentração ter baixo custo operacional, a redução nos gastos com revestimento e bolas na moagem diminui de forma muito significativa.

Oct 30, 2017

By Ana Beatriz Ferreira Sousa

Compósitos são hoje uma importante vertente para o desenvolvimento de produtos com propriedades específicas. Quando compósitos são produzidos a partir de materiais renováveis e biodegradáveis, estes se tornam sustentáveis, devido à sua fonte de matéria prima. As fibras naturais vegetais são abundantes em todo o mundo e responsáveis pelas propriedades mecânicas das plantas, que representam um potencial alvo de estudo no desenvolvimento de materiais “verdes”. Baseado nisso, o objetivo desse trabalho é produzir compósitos de matriz polimérica termoplástica reciclada com fibras naturais de bambu longas, provenientes de biomassa regional, e analisar a influência das fibras como reforço nos compósitos. Realizaram-se os processos de lavagem, mercerização e acetilação para tratar quimicamente as fibras. Os resultados, quando comparados com a literatura disponível, indicaram que o compósito reforçado com as fibras longas de bambu modificadas apresentou melhores propriedades mecânicas que sua matriz polimérica. Por consequente, constata-se que se obteve êxito a partir das técnicas utilizadas.

Oct 30, 2017

By Paulo Henrique da Silva Gomes

O tráfego rodoviário de cargas está em franco crescimento, se diversificando nas rodovias e também nos grandes centros urbanos. O uso de novos implementos (carretas maiores e com maior capacidade de carga) resulta no travamento das vias urbanas, causando grandes transtornos à população. Em muitas cidades, o tráfego exige um novo planejamento urbano e construção de vias alternativas. Em Volta Redonda, RJ, estão sendo desenvolvidos projetos com alternativas de fluxos rodoviários, que buscam soluções para o transporte coletivo, bem como, para fluxo de veículos pequenos, médios e de cargas da cidade. O fluxo de caminhões que abastecem e escoam os produtos da CSN - Usina Presidente Vargas, tendem a crescer com o aumento de produtividade da planta de Cimentos e startup da planta de Aços Longos, com início de suas operações em Janeiro/14. Alternativas como a intensificação do uso de ferrovia são foco do trabalho da área de logística da CSN, porém não eliminam o uso do modal rodoviário.

Jul 29, 2018

By Rômulo Mendes de Barros

Os aços API com classificação X52 são considerados aços alta resistência baixa liga (ARBL). Estes materiais possuem como principais características a elevada resistência mecânica, tenacidade e boa soldabilidade. Os aços API são muito utilizados para a produção de tubulações que realizam o transporte de água, petróleo, gás e derivados. A produção dos tubos envolve processos de soldagem, que podem provocar mudanças na microesturura do material. Dessa forma, pesquisas são realizadas com o objetivo de investigar a relação entre o processo de soldagem com a microestrutura e a resistência mecânica do material. Este trabalho tem como objetivo comparar dois processos de soldagem: GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) e o SMAW (Shielded Metal Arc Welding), a fim de verificar a relação entre os diferentes processos e a microestrutura da junta soldada. Foram realizadas observações da macro e da micro estrutura. Verificou-se que a amostra soldada pelo processo GTAW apresentou uma microestutura com maior número de fases.

Oct 30, 2017

By Leiner Novaes Arêdes

Na CSN, parte das bobinas laminadas a quente destinadas a produção de laminados a frio e zincados eram processadas na Linha de Preparação de Bobinas a Quente (LPBQ), com o objetivo de aplicar laminação de acabamento para melhorar o aplainamento destes materiais e facilitar o processo nos equipamentos posteriores. Principalmente devido a melhoria apresentada na qualidade da matéria prima oriunda do LTQ, foi possível flexibilizar as regras que determinam a obrigatoriedade de LPBQ em materiais para laminação a frio e zincagem. Com tal flexibilização, é possível diminuir a produção de placas curtas no LTQ, aumentando a produtividade do mesmo e aumentando a entrega de BQ com tolerâncias mais restritas de aplainamento (BQ com LA). Há ainda um grande ganho logístico e de lead time na produção do material. Atualmente evita-se processar na LPBQ grande volume de material para o fluxo de laminação a frio, recozimento e zincagem. A produção de placas curtas no LTQ por falta de disponibilidade de corte em LPBQ foi praticamente eliminada.

Jul 30, 2018

By Eric Fortunato Soares Lima

Sabendo da necessidade do homem de desenvolver trabalhos com novos materiais, o uso de compósitos das mais variadas fontes cresce de forma proporcional aos avanços tecnológicos. Com isso, materiais como fibras naturais têm-se destacado, sendo utilizadas como reforço em compósitos estruturais, a fim de incrementar suas propriedades mecânicas. Nesse contexto, o objetivo principal deste trabalho é analisar as mudanças superficiais das fibras de bambu após terem passado por tratamentos químicos de mercerização e de acetilação. Estes foram realizados com o intuito de retirar ceras, hemicelulose e parte da lignina, que se encontram na superfície de fibras lignocelulósicas, a fim de incrementar a adesão das fibras com as matrizes poliméricas. Para analisar se os tratamentos propostos foram bem sucedidos na retirada desses compostos, as fibras foram avaliadas através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) antes e após os tratamentos. Os resultados apresentaram que os tratamentos, quando realizados de forma adequada, mostraram-se eficazes sem proporcionar prejuízos estruturais às fibras.

Oct 30, 2017

By Enrique Roy Dionisio Calderon

Neste trabalho é apresentada a concepção de um modelo com objetivo de gerar a superfície de mínimo consumo de redutor (carbono) para a produção de ferro primário. No seu desenvolvimento foram consideradas as condições de equilíbrio das reações de redução e os balanços de massa e de energia. Sua aplicação à redução em Altos Fornos é exemplificada para situações reais, baseada no banco de dados operacionais de uma usina siderúrgica. Foi possível, a partir de planos de corte nestas superfícies, gerar diagramas binários do tipo CR-RD (Consumo de Redutor-Redução Direta), passíveis de serem obtidos “on-line” com o processo. Dentre os resultados obtidos, foi possível identificar, confirmar e prever, através da análise de casos reais, algumas inviabilidades termodinâmicas importantes do forno, conferindo desta forma maior segurança operacional ao processo.

Aug 1, 2018

By Verônica Scarpini Candido

A utilização de fibras de naturais como agente de reforço tem sido amplamente estudada, pois é uma alternativa para o desenvolvimento de materiais sustentáveis. Assim esse trabalho tem por objetivo estudar o comportamento em flexão de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras de bagaço de cana de açúcar. Foram produzidos compósitos com adição de 0, 10, 20 e 30% em volume de fibra e, depois, testados em flexão em 3 pontos. Os resultados mostraram que adição das fibras reduziu a resistência à flexão, porém, mesmo com uma queda dessa propriedade, os resultados são similares aos encontrados na literatura.

Oct 30, 2017