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By Guilherme Santos Garcia

Este trabalho tem por objetivo avaliar a sinterização a plasma do alumínio com a utilização da técnica Active Screen, em comparação com o processo em forno resistivo. Foi utilizado pó de alumínio atomizado, com granulometria entre 30 e 100µm, sendo misturado junto aos pós cerca de 1% em massa de estearato de zinco como agente lubrificante. Foram confeccionados corpos de prova com 13mm de diâmetro e 10mm de altura. A compressão dos pós se deu através de uma prensa hidráulica, de ação simples, utilizando pressão de compactação de 600MPa. O tempo te sinterização foi mantido em 60min a temperatura de 500ºC, utilizando atmosfera de nitrogênio. Foram realizadas medidas de densificação, antes e após a sinterização, medição de rugosidade e microdureza superficial, bem como análises em MEV da superfície das amostras. O processo a plasma se mostrou satisfatório, sendo capaz de produzir amostras com boa densificação. As medições de microdureza superficial evidenciaram valores semelhantes entre os processos, sendo a amostra sinterizada via plasma a apresentar menor variação de microdureza. Através da análise de EDS das imagens, foi identificada a presença de estearato de zinco em ambos os processos, evidenciado que a extração do lubrificante não foi totalmente eficaz. Ainda, houve uma leve redução da rugosidade no processo a plasma em relação ao convencional.

Aug 17, 2017

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 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

By Deisi Vieira

Nas aciarias que operam com forno elétrico a arco (FEA) existe o interesse de garantir uma maior estabilidade ao arco elétrico para almejar uma menor distorção no sistema elétrico, consequentemente, uma redução no consumo de energia elétrica. A prática da escória espumante no refino primário do aço líquido melhora consideravelmente a eficiência da transferência de energia do arco elétrico para a carga e promove um menor consumo do refratário, entre outras vantagens. Além disso, a espumação da escória aumenta a estabilidade do arco elétrico, por reduzir o total de distorção harmônica (THD) entre as fases do FEA. No presente trabalho foram coletadas informações de composição química da escória e parâmetros elétricos de 156 corridas de um FEA, de um padrão de carga específico. Com os dados de composição química pode ser determinado o teor de FeO e basicidade da escória espumante que propiciaram uma redução do THD e no consumo de energia elétrica do FEA. Calculou-se o índice de espumação das escórias. O aumento do índice de espumação proporcionou a queda do THD. A redução do THD mostrou uma redução da energia elétrica consumida na etapa de refino do FEA.

Aug 16, 2017

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 Ian James McDonald

Each year, approximately 400 million tons of blast furnace slag is produced worldwide with a tapping temperature of around 1,500°C. It is normally used as a substitute for cement clinker or as an aggregate material in road construction. Currently, the slag is granulated in wet-granulation plants using large volumes of water and to date, it has not been possible to utilise the remnant heat energy of the molten slag, which amounts to approximately 1.8 GJ of energy per ton. However, in an R&D project currently underway led by Primetals Technolgies and industrial partners, a new dry atomising technology is being investigated to use air to cool molten slag and recover the lost heat energy. The resultant pelletised slag fulfils the same criteria as wet-granulated slag for use in the cement industry. Phase 1 of the project has now been completed where a technical plant was set up at the University of Leoben in 2012. A series of dry-slag granulation campaigns were carried out using remelted blast furnace slag. The elevated offgas temperatures and the quality of the slag product as verified by the FEhS Building Material Institute have shown the process suitability as an industrial application and the decision was taken to escalate the project from large laboratory scale to a full size pilot plant. The phase 2 development of this plant is now underway and is scheduled for installation at the site of an industrial partner in early 2016 where full slag flow will be fed directly to the plant from Blast Furnace ‘slag runners. This paper will show the development path taken to date and the planned route to our goal in 2016 of being the first to industrialise the ‘game changing’ process of dry Slag Granulation with Heat Recovery from the slag.

Aug 16, 2017

By Bráulio Salumão de Oliveira

Este estudo avaliou os recentes desenvolvimentos em tecnologias para recobrimento de tubos metálicos utilizados na indústria petroquímica a partir de informações contidas em documentos de patentes depositadas entre os anos de 1996 e 2015. Destacaram-se novas composições para tintas e vernizes e processos de endurecimento e proteção à corrosão nos materiais metálicos. EUA, Japão e China figuram como os países que sediam o maior número de desenvolvimentos enquanto América do Norte, Europa e Ásia apontam como os principais mercados de interesse. No entanto, o estágio de desenvolvimento tecnológico sugere incerteza futura frente a novas soluções, sendo necessários estudos adicionais para confirmar as tendências observadas.

Oct 30, 2017

By Carolina Machado de Castro Amaral

A necessidade de treinamento é uma realidade nas indústrias. A qualificação de operadores é importante para garantir segurança e prevenir perdas econômicas. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é desenvolver e avaliar um simulador de treinamento de operador. O estudo de caso é um moinho vertical, comumente utilizado na indústria de cimento. Nessa direção, passou-se pela construção de um supervisório, pela modelagem e simulação dinâmica de um moinho vertical e, por fim, pela elaboração e execução de um treinamento. Para tal, foram construídos três cenários de situações anormais, além da consideração da operação normal. Ainda em relação à metodologia, treinaram-se dois grupos de alunos com métodos distintos de ensino: o primeiro recebeu apenas um treinamento teórico, através de uma apresentação multimídia; e o segundo, após esse treinamento teórico, recebeu um treinamento prático, ou seja, do tipo aprender fazendo, a partir do contato direto com o simulador de processos. De modo geral, percebeu-se que o contato com a prática possibilitou um maior entendimento da operação do moinho vertical, do grau de dependência entre as variáveis de entrada e de saída, e das variáveis utilizadas para a recuperação do processo à operação normal, contribuindo ainda para uma maior fixação do conhecimento teórico. Esse trabalho é resultado de uma parceria UniversidadeEmpresa, cujas atividades foram desenvolvidas por um grupo de alunos de graduação em Engenharia Química.

Aug 17, 2017

By Márcia M. S. M. Pereira, Hervé Tavernier, Gérson T. Ferreira, Caio Nogueira Araujo Diniz, Fabio Luiz Lourenço, Wagner C. Moreira, Vinicius Cunha Aranda

Pós fluxantes desempenham um papel significativo na qualidade do aço durante o processo de lingotamento contínuo. Os pós fluxantes são escórias sintéticas usadas para lubrificar o molde durante o lingotamento contínuo do aço. Para que isso ocorra, o fluxante deve apresentar as seguintes funções: isolamento químico e térmico do aço, absorção de inclusões não metálicas do aço, lubrificação do molde e controle da transferência de calor entre o aço e o molde. O desempenho de cada função está relacionado às propriedades químicas e físicas do pó fluxante, que são dependentes de sua composição química e sua composição mineral, devido a sua relação com a taxa de fusão do material. A fim de garantir uma produção eficiente e de alta qualidade durante o lingotamento de um aço ultra baixo carbono, os pós fluxantes A e B foram investigados de acordo com diferentes propriedades físico-químicas. Diversos experimentos laboratoriais foram realizados para comparar o desempenho dos materiais A e B, visando à diminuição de captura da escória pelo aço no molde: avaliação do comportamento de fusão e fluidez, composição química e viscosidade. As temperaturas de processo foram avaliadas através de testes estatísticos, visando caracterizar o fluxo de calor e o trabalho de fricção durante lingotamento. Os testes industriais preliminares, realizados na Ternium Brasil, foram conduzidos com o objetivo de analisar o comportamento do pó fluxante durante a operação de lingotamento contínuo em relação a alguns aspectos operacionais e fornecer informações sobre sua influência na qualidade superficial do aço. Os resultados mostraram que, aumentando a viscosidade do fluxante, o consumo de pó tornou-se menor, levando a um maior trabalho de fricção e menor fluxo de calor no molde. No entanto, o comportamento da camada de escória mostrou que, apesar do aumento da força de atrito no molde, a espessura da escória foi adequada e não houve relatos de defeitos superficiais durante o uso do material fluxante de maior viscosidade.

Oct 1, 2019

By Gustavo Henrique Bolognesi Donato

Frente ao crescente número de falhas por fadiga, o projeto considerando cargas cíclicas passou a ser uma fase natural da concepção e otimização de componentes, em especial de setores de responsabilidade, como aeronáutico, automobilístico e de óleo e gás. Em geral, as avaliações se baseiam em resultados de ensaios uniaxiais que empregam máquinas universais servo-controladas de tração-compressão ou tração-tração. Entretanto, embora precisos, tais equipamentos custam centenas de milhares de dólares, apresentam elevado custo operacional e de manutenção e exigem expressivo tempo para a realização dos ensaios. Como alternativas simples e baratas existem as máquinas do tipo flexão alternada (biela-manivela), as quais podem apresentar curvas de vida à fadiga comparáveis ao caso uniaxial se os campos de deformações e tensões nas amostras forem bem conhecidos. Dessa forma, buscando avançar nesse tópico e fazendo uso de refinados modelos não lineares de elementos finitos, este artigo apresenta uma metodologia de ensaios de flexão alternada controlada por deformação (curvas e-N), assim como uma análise crítica dos resultados experimentais. Foram ensaiados um aço SAE 1008 e um alumínio 1200 H14 e, além da geometria recomendada pela ASTM B593, uma nova geometria é proposta para menor dispersão dos resultados experimentais. A metodologia desenvolvida obteve sucesso na condução dos ensaios e a geometria proposta reduziu a dispersão dos resultados para o aço SAE 1008 que apresenta elevado encruamento. As curvas e-N obtidas, além de diretamente úteis para projetos mecânicos, apoiarão comparações futuras com resultados de fadiga uniaxial dos mesmos materiais.

Aug 17, 2017

By Douglas Glenn Stalheim

Production of structural hot strip coils in yield strengths up to 700 MPa and higher is increasing worldwide. In addition to requiring higher strengths, structural designs require good formability, toughness and weldability. Toughness and formability come from optimization of ductility properties while weldability comes from lower carbon equivalent alloy designs. The key to the production of optimized cost effective hot strip produced structural coils is to create the correct balance of a proper alloy/processing design to create as fine and uniformly distributed cross sectional grain size as possible. In addition to the creation of the fine/uniformly distributed cross sectional grain size, the correct microstructure needs to be created. In the higher yield strength grades, not only does the grain size/distribution play a role but a proper understanding and control of microalloying precipitation kinetics is required. This paper will present various examples of hot strip alloy designs to produce cost effective hot strip structural coil in yield strengths up to 700 MPa with good ductility and weldability. In addition, steelmaking/casting parameters will be discussed to assure successful production. Optimized reheating, rolling and cooling parameters of these alloy designs will be introduced in an accompanying paper.

Aug 17, 2017

By Norbert Asamer

At various stages during the hot rolling process, the different rolled products – blooms, billets, bars, respectively sections, but also slabs or plates – need to be cut. While the cross sections of these products are being reduced during each rolling pass, the lengths are being increased accordingly. Thus, it becomes necessary to cut the products to shorter lengths suitable for the next steps of production by state-of-the-art designed dry abrasive cut-off machines.

Jul 30, 2018

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 Klaus-Peter Kinzel

Staves Coolers de cobre proporcionaram uma excelente proteção da carcaça do alto-forno em áreas de alta temperatura. Isso resultou para que os operadores de alto-forno alcançassem alto desempenho em termos de produtividade e taxa de combustível, além de campanhas de mais de 15 anos. No entanto, nos últimos anos, alguns altos-fornos experimentaram um desgaste prematuro nos staves de cobre. Algumas dessas empresas se alinharam com Paul Wurth para investigar a causa fundamental desse fenômeno com base em todos os fatores de influência e, em seguida, propor ações corretivas. Estes resultados são discutidos e apresentados a seguir no trabalho técnico.

Oct 30, 2017

By Martin Chabicovsky, Milan Hnizdil

Emulsions are frequently used for the cooling and lubrication of working rolls during the cold rolling. The fact that the lubrication and cooling are not separable makes the optimization of both functionalities difficult. The higher emulsion temperature decreases the cooling efficiency compared to cold water. Heat transfer and fluid flow laboratory (Czech Republic), CRM (Belgium), Tata steel (Netherlands) and Henkel (Germany) cooperated on the increasing of a cooling efficiency during cold rolling. Part of this research was focused on an influence of the emulsion composition on a cooling intensity. The cooling efficiency was laboratory investigated. The stainless steel sample with thermocouple was heated and then it was cooled by a nozzle. Tests were performed with various emulsions and pure water. The heat transfer coefficient was computed from measured temperatures. The cooling intensity (heat transfer coefficient) of all tested emulsions was similar but an increase of the cooling intensity was found with water. Further various emulsions concentrations were tested. Results showed decreasing cooling intensity with increasing oil concentration. Adding additives therefore is thought to cause a noticeable decrease of the cooling intensity.

Oct 1, 2019

By Fábio Yamada, Ruano Araujo, Marcelo Fugihara, Matheus Sousa Reis

A evolução internacional do mercado de alumínio requer capacidade das empresas de atender uma demanda crescente e para isso se faz necessária uma gestão logística eficiente. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o fluxo de veículos em uma fábrica de processamento de alumínio através da simulação dinâmica de processos e tecnologia de modelagem. Com isto, propõe-se avaliar a gestão de recursos (equipamentos e operadores), capacidade de estoques, fluxos internos e movimentações de carga na fábrica; assim, pode-se avaliar a necessidade de novos investimentos nestes quesitos. A análise envolve o cenário atual bem como a demanda futura projetada com o acréscimo de um modal logístico anexo à fábrica, que aumentará o fluxo de produtos na empresa. Em síntese, este artigo relaciona-se com os temas: logística, modelagem matemática de processos e melhorias em produtividade.

Oct 1, 2019

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 Julio Cezar de Sousa Zorzi

Aços com teor de Mn entre 15% e 30% apresentam ductilidade excepcionalmente alta para sua elevada resistência mecânica, devido à ocorrência de transformação de fases (efeito TRIP) e/ou à formação de maclas de deformação (efeito TWIP) na microestrutura predominantemente austenítica. A adição de Mn ajuda a manter a austenita até a temperatura ambiente, evitando a sua decomposição após o recozimento aplicado depois da laminação a frio. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da temperatura de recozimento na microestrutura e nos valores de propriedades mecânicas de um aço com 17% de Mn, por meio de simulações piloto das etapas de processamento industrial utilizando dilatômetro e simulador termomecânico do Centro de Pesquisa da Usiminas. Observou-se que o aumento na temperatura de encharque durante o ciclo térmico de recozimento contínuo promoveu a reversão completa da martensita a’ para austenita. Além disso, a alteração desse parâmetro praticamente não afetou o limite de resistência e o alongamento total do aço, embora tenha reduzido significativamente o limite de escoamento.

Jul 30, 2018

By Carlos Henrique Silveira Aguiar

O tubo formador de espiras é uma guia que está localizada no Laying Head, especificado de acordo com a norma ASTM 335P22, e tem por função conformar o fio-máquina na forma de espiras sobre o transportador Stelmor. O Laying Head gira continuamente, durante a operação normal, sendo que a cada revolução do tubo, uma espira é produzida, cujo diâmetro é determinado pelo raio final do tubo e pela velocidade do Laying Head, em relação à velocidade do Laminador. Estes tubos, durante a laminação dos aços BEXX, sofrem um desgaste acentuado, que é provocado pela carepa formada durante a passagem do fio máquina pelas caixas d’água, durante o processo de resfriamento. Desta forma, torna-se necessário trocá-los a cada 200t laminadas do referido aço, com tempo estimado de 30 minutos de parada. Além disso, há um desgaste físico acentuado na atividade de troca dos tubos, que coloca em risco a segurança dos funcionários. Outro efeito indesejável relaciona-se com o risco de ocorrência de sucata de linha, provocada pelo rasgamento do tubo, quando são fornecidos tubos cuja composição química se apresenta no limite inferior de especificação. Há programa de laminação que exige até 6 trocas diárias de tubo. Com a proposta de se incrementar a tonelagem laminada por canal dos discos de laminação do Bloco No Twist, tornou-se necessário desenvolver um tubo com insertos de metal duro, com vistas a aumentar a vida útil dos mesmos, como também a produtividade do Laminador 2.

Jul 30, 2018

By Rogerio Martelli

Os mancais de rolamento dos rolos secadores da linha de estanhamento eletrolítico da CSN são expostos a severa contaminação por água e ácido sulfúrico. O tempo médio entre falhas (MTBF) de cada rolamento da linha é de apenas 30 dias. A CSN aceitou realização de teste com um par de rolamentos autocompensadores de rolos vedados que foram montados em um rolo, com a supervisão da SKF. Os rolamentos do teste operaram por mais de 150 dias, apresentando sobrevida superior a 400% até o momento, sendo que ainda continuam em operação. Há cerca de 60 rolamentos operando simultaneamente na linha, sendo que a solução poderá ser replicada para os demais pontos, aumentando a vida em serviço dos rolamentos e reduzindo custos de manutenção.

Oct 30, 2017