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By René Lucio Rech

A injeção de carvão pulverizado (PCI) é uma técnica altamente utilizada nos altos-fornos pelas siderúrgicas brasileiras, buscando a redução do consumo específico de coque por tonelada de gusa. A combustão do carvão pulverizado ocorre em temperaturas elevadas (em torno de 2.000°C), altas taxas de aquecimento (104 a 105 °C/s), tempo de reação de poucos centésimos de segundos, seguida pela gaseificação na presença de CO2. Este trabalho visa apresentar o andamento da construção do simulador da zona de combustão do alto-forno desenvolvido pelo LASID-UFRGS e os estudos previstos nos projetos em andamento, que contemplam também a avaliação de carvões brasileiros que apresentem potencial de substituição de carvões atualmente importados para injeção em altos fornos brasileiros. A partir do levantamento do estado da arte e visitas técnicas a simuladores em operação, foi discutido um projeto moderno, automatizado, de configuração vertical e que possibilitasse a operação tanto em modo one shot como contínuo. Algumas inovações podem ser destacadas, como a possibilidade de alterar o tempo de residência da amostra carbonosa na zona de combustão do simulador, a medição da temperatura com termopares ultra-rápidos (ms), o controle e aquisição de diversos parâmetros termodinâmicos (P, T, t) e avaliação dos produtos sólidos e gasosos resultantes.

Aug 1, 2018

By Elena Kalinin Toss

Inúmeras indústrias necessitam de sistemas de tratamento de água que favoreçam o processo de descarte de seus efluentes, além do aproveitamento do reuso de água. A mineração e siderurgia podem apresentar rejeitos com metais, que necessitam de tratamentos econômicos e sustentáveis. A biossorção é um exemplo de técnica que vem ganhando interesse em diversas áreas da pesquisa. O objetivo do estudo foi avaliar a porcentagem de remoção de íons de níquel de uma solução monoelementar de cloreto de níquel II (NiCl2+) em pH 2, 4 e 6. Para isso, utilizou-se um sistema de batelada, e 1g de consórcio bacteriano liofilizado (sem ser autoclavado) isolado de amostra de terra. Os resultados indicaram que a eficiência da biossorção foi maior para o pH 6, e que o consórcio bacteriano foi eficiente na remoção de íons de Ni2+.

Oct 30, 2017

By Rosana Vilarim da Silva

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um compósito permeável formado por uma matriz de polipropileno reforçada com resíduos de construção e demolição (RCD). Inicialmente foi feita a limpeza, peneiramento e caracterização do RCD. O compósito foi conformado na forma de placas pelo processo de compressão a quente. O RCD foi misturado com os grânulos do polímero e a mistura disposta em um molde que foi fechado e comprimido com carga de 1 ton e mantido na temperatura de 210oC por 10 min. Foram conformadas placas permeáveis e impermeáveis variando-se o percentual dos constituintes e granulometria do RCD. Para a caracterização foram realizados ensaios de permeabilidade e flexão em três pontos. As placas permeáveis apresentaram elevado grau de permeabilidade, muito superior aos requisitos mínimos para concreto. Foi constatado que a distribuição granulométrica tem influência na resistência mecânica e permeabilidade do compósito. O aumento do teor de granulados finos promoveu aumento nas propriedades mecânicas em flexão sem perda da permeabilidade. Com a impermeabilização das placas e consequente redução de vazios as propriedades mecânicas em flexão praticamente triplicaram. Analisando os resultados de uma forma geral pode-se concluir que há margem para melhorar o desempenho mecânico do compósito sem perda da permeabilidade.

Oct 30, 2017

By Cameron Soltys, Hamid Ghorbani, Maher Al-Dojayli

Cooling staves in blast furnaces are used to minimize the process heat loads on steel shell and refractory system. Copper staves are exposed to significant fluctuating thermal loads which may lead to premature stave failures due to cracks, water leakage, bending, abrasion and resultant wear. In this paper, an assessment methodology is presented to evaluate the effect of thermal cycling on copper staves including bending, fatigue and thermal ratcheting. This approach incorporates temperature-dependent copper properties including creep and plasticity to more accurately capture inelastic deformations, damage and fatigue in staves under transient and cyclic thermal loading conditions. Root cause failure assessment and improvements to copper stave design can be assessed using the presented methodology.

Oct 1, 2019

By Lucas Teixeira Costa

A crescente demanda por aços ultrabaixo enxofre em usinas integradas a carvão mineral tem levado a esforços para reduzir o teor de enxofre no gusa e no aço. Todavia, a falta de uma visão integrada dos processos acarreta em otimizações isolados que nem sempre contribuem para uma efetiva redução de custos e aumento de produtividade final. No presente trabalho, foi construído e validado um balanço de massa capaz de realizar uma previsão do teor de enxofre de final de sopro a partir das entradas iniciais de enxofre na carga metálica e nas adições de fundentes. Para isso, considera-se que ocorre transferência de enxofre entre as fases, segundo seus teores e o coeficiente de partição de enxofre. A raspagem de escória de tratamento de gusa deve ser feita com muito cuidado para promover a melhor remoção da camada sobrenadante e ao mesmo tempo evitar perdas no rendimento metálico no processamento do aço. Utiliza-se o teor de enxofre do gusa carregado no LD como o principal parâmetro de controle, e recomenda-se que seu teor seja superior a 20ppm, uma vez que o esforço necessário para reduzir para teores abaixo desse limite será totalmente perdido no LD, devido à reversão durante o sopro.

Aug 17, 2017

By Rafael Amboss Pinto

O objetivo do SHTPN (Solution Heat Treatment after Plasma Nitriding) é a adição de nitrogênio em solução sólida na superfície, formando austenita durante o tratamento térmico de solubilização, possibilitando a obtenção de martensita de nitrogênio após o resfriamento. Foram ensaiadas amostras nas condições: de fornecimento (microestrutura ferrítica); nitretada (com camada de compostos); após SHTPN (martensita não revenida); e SHTPN seguido de quatro temperaturas de revenimento (martensita revenida). Os ensaios tribológicos foram realizados em placa contra esfera de metal duro, movimento recíproco. Os mecanismos de desgaste foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as profundidades das pistas foram medidas em rugosímetro 3D. A condição de maior resistência ao desgaste foi a nitretada. Entretanto, a superfície desgastada destas amostras apresentou microtrincas. O comportamento tribológico da amostra revenida a 600°C foi similar ao observado para amostra no estado de fornecimento, pois apresentaram predominância do mecanismo de adesão, com grandes deformações plásticas na superfície. Todas as outras condições apresentaram menores profundidades de desgaste do que o estado de fornecimento, com mecanismos predominantes transitando de abrasão para adesão com o aumento da temperatura de revenimento. Na amostra após SHTPN, a baixa capacidade de deformação plástica da camada martensítica não revenida causou fratura do material nas laterais da pista, o que não ocorreu para as condições revenidas.

Aug 8, 2018

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 Matheus Jorge de Almeida

Este trabalho visa as análises metalograficas qualitativas da região de solda e a análises qualitativas e semi- quantitativa da corrosão em juntas soldadas pelo processo SMAW em tubos do aço API 5L X-70, em solução de NaCl; afim de simular um eventual ambiente de trabalho do aço em questão, conhecer seu comportamento para consequentemente prever e evitar danos corrosivos e diminuição de custos. Para realização do trabalho um tubo de Aço API 5L X70 foi cortado, soldado e dividido em corpos de prova e então imersos em solução de NaCl nas concentrações de 1,5% e 4,5%, os corpos de prova foram imersos em soluções estáticas e em agitação. As amostras foram devidamente preparadas de acordo com a norma ASTM G31 para o ensaio de imersão e ficaram imersos por 75 dias. Foi feito o cálculo de perda de massa, taxa de corrosão e micrografias. As amostras apresentaram corrosão do tipo generalizada e por pites, comprovando a teoria de que as amostras com maior concentração e agitadas tiveram uma maior taxa de corrosão, e um maior número de pites. Através das micrografias, foram observadas uma maior concentração de pites na zona termicamente afetada, e também na zona fundida nas amostras que tiveram uma maior concentração de pites. No metal de base houve a presença de pites em menor proporção. No geral pode-se dizer que a junta apresentou uma tolerância à corrosão razoável neste meio.

Oct 30, 2017

By Mariana Sizenando Lyrio, Fernanda Nascimento Moreira, Weslley Luiz da Silva Assis, Harison da Silva Ventura, Gabriella Maria Silveira de Sá, Ana Gabriella Conceição dos Santos

surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

Nov 17, 2019

By Renan da Silva Ramos, Caio da Silva Pontes, Leonardo Paraíba Cidrão, Alexandre Bestwina, Vilson Wenis dos Santos Belle, Gabriel Flintz Fraga Marques

A resposta a impacto balístico dos compósitos de alumina com polietileno de ultra alto peso molecular (PEAUPM) com diferentes concentrações relativas de alumina foi investigada. Os testes de impacto foram realizados em velocidade subsônica usando sistema de ar comprimido. As amostras de melhor desempenho foram as A00 e A90, sendo fraca a adesão interfacial entre a matriz de PEUAPM e as partículas de alumina. A profundidade de penetração (PP) em madeira MDF, protegido por um disco feito do compósito, diminuiu com o aumento da concentração de alumina no compósito.

Mar 1, 2019

By Taciana Rezende Pereira

O aço 10B06 é utilizado na produção de fio máquina para trefilação. Por ser produzido em aciaria elétrica, o teor de nitrogênio desse aço tende a ser elevado, o que pode causar o fenômeno de envelhecimento, resultando em aumento de resistência e queda de ductilidade. Os dois principais fatores que influenciam na microestrutura e propriedades mecânicas do material são a composição química e o processo produtivo. A análise metalográfica realizada com Nital revelou microestrutura composta de 88% de ferrita e 12% de perlita, enquanto o reagente Le Pera identificou ilhas de martensita e/ou austenita retida (MA). Através das análises de raio x foi possível identificar a presença das fases a e cementita e manganês em solução sólida. A análise fractográfica mostrou que o modo de fratura observado no material foi dúctil, entretanto pequenas regiões de ruptura frágil também foram identificadas. Com o objetivo de melhorar as características de trefilabilidade do material, sugere-se a redução do teor de nitrogênio e consequente queda do boro adicionado, e/ou aumento da temperatura inicial de resfriamento do material, dificultando o enriquecimento da austenita em carbono e a consequente formação do microconstituinte MA.

Oct 30, 2017

By Giancarlo Alfonso Lovón Canchumani

A indústria da mineração do ferro brasileira ocupa posição relevante no cenário mundial, exportando para os principais mercados consumidores os produtos beneficiados. Esta indústria de beneficiamento tem consumo elevado de recursos e de energia, o que consequentemente gera grandes quantidades de emissões gasosas, líquidas e sólidas, contaminantes do meio ambiente. Nesse contexto o presente artigo tem por objetivo avaliar o ciclo de vida da produção de pelotas de minério de ferro, através da identificação dos impactos ambientais gerados nas etapas de lavra, beneficiamento, transporte e pelotização, com o intuito de dar subsídios a medidas mitigadoras. Foi realizado um estudo de caso em uma empresa de produção de pelotas de minério de ferro e utilizando a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida, baseado na norma ISO 14040. De acordo com os resultados obtidos os impactos ambientais mais importantes em relação ao ciclo de vida da produção de pelota, são referentes à categoria de depleção dos recursos minerais com 64,4% do total ponderado e a emissão de particulados no processo de lavra, que monta a 28,6% do mesmo total. Enquanto a fase com maior contribuição para o impacto total para a produção da pelota é a de beneficiamento.

Aug 16, 2017

By Afonso Rangel Garcez de Azevedo

A produção de papel gera grande quantidade de resíduo em diferentes etapas da produção, constituído basicamente de celulose e caulim, que atualmente não tem um destino adequado e acaba gerando custos para indústria. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito de ciclos de molhagem e secagem na substituição deste resíduo em massa de cal (5, 10 e 15%) em argamassas a base de cimento e cal, traço 1:1:6 (cimento: cal: areia), para assentamento de blocos e revestimento de paredes e tetos onde serão analisadas propriedades como a perda de massa e resistência mecânica após a ocorrência de ciclos de imersão em água a temperatura ambiente e secagem em estufa em períodos de 15, 30 e 45 dias após o tempo de cura (28 dias). Os resultados encontrados mostraram que a perda de massa apresentada não é significativa, sendo maior em 15%, provavelmente devido à tendência de preenchimento dos poros na matriz cimentícia, quando correlacionados com resultados da argamassa no estado fresco. Quanto à resistência mecânica a compressão, as argamassas não apresentaram perdas significativas que impedisse seu uso em todos os ciclos analisados. Pode-se concluir que os traços estudados apresentam desempenho satisfatório em ensaios de ciclagem podendo com uso recomendado.

Oct 30, 2017

By Thiago Rangel Bittencourt

Com a tendência de aumento da complexidade geométrica dos painéis de cobertura dos automóveis, aumento de resistência mecânica e diminuição da espessura dos materiais, a estampagem dessas peças tem tornado cada vez mais difícil. Neste contexto, dois graus de aços que exibem elevada resistência mecânica e boa conformabilidade, têm sido ofertados pela siderurgia à indústria automotiva, o Bake Hardenable (BH) e o Interstitial Free High Strength Steel (IFHSS). O presente estudo teve como objetivo avaliar aços BH e IFHSS, em termos de propriedades mecânicas, de conformabilidade, de ganho de resistência em função da deformação, envelhecimento e de resistência à indentação, em escala laboratorial. Desse modo, visou-se avaliar sob quais condições de estampagem deve ser decidido o uso do BH ou do IFHSS em aplicações de painéis automotivos. Os aços avaliados, de um modo geral, apresentaram desempenho similar em termos de conformabilidade. O aço BH foi superior ao IFHSS em relação à resistência à indentação. Portanto, o aço BH aparece como uma solução técnica atrativa, comparativamente ao aço IFHSS, quando aplicado em painéis externos (capôs, portas e paralamas) que requerem maior exigência quanto à resistência à indentação.

Aug 7, 2018

By Camila Oliveira de Souza

O material em estudo consistiu em um aço inoxidável austenítico 201LN, na forma de chapa com aproximadamente 5,00 mm de espessura na condição laminada a quente. As etapas de processamento adotadas neste estudo consistiram em laminação a temperatura ambiente e pré-resfriamento em salmoura, com o objetivo de avaliar a formação de martensita e evolução da resistência mecânica do material. As técnicas de caracterização utilizadas foram macro Dureza Rockwell C (HRC), Ferritoscopia e Difração de Raios-X (DRX). Os resultados preliminares mostraram que tanto a fração volumétrica de martensita formada, como a dureza, foram maiores nas amostras submetidas a maiores percentuais de redução e pré-resfriamento em salmoura.

Oct 30, 2017

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 Janine Feitosa de Deus

Compósitos ambientalmente corretos, fabricados a partir de fibras naturais lignocelulósicas (FNL), estão entre os mais investigados e aplicados atualmente. Dentre as FNL, destacam-se as fibras de Rami (Boehmeria nivea), que surgem como alternativa em sistemas de blindagens multicamadas, para uso em coletes de proteção balística, por serem leves, de baixo custo, resistentes e ambientalmente corretos. No presente trabalho, investigou-se o comportamento mecânico de compósitos de matriz epóxi reforçados com tecido de rami, através de testes de flexão. Compósitos contendo separadamente 0, 10, 20 e 30% em volume de tecido de rami e resina epóxi, foram fabricados em um molde metálico, sob condições de vácuo. Os corpos de prova fraturados foram analisados em MEV e os resultados foram avaliados visando algumas propriedades de flexão com a incorporação do tecido de rami, visando sua posterior aplicação em blindagem balística.

Oct 30, 2017

By Saulo Morais de Andrade

Aços de alta resistência mecânica têm sido aplicados largamente no setor automotivo para redução do peso veicular e aumento da segurança. O aço de alta resistência e baixa liga (ARBL) é um dos exemplos de materiais utilizados em peças estruturais e de reforço dos automóveis. Nesse trabalho foi avaliado o efeito das temperaturas de bobinamento e encharque nas propriedades mecânicas do aço ARBL laminado a frio microligado ao nióbio, com limite de escoamento mínimo de 410 MPa, produzido em escala industrial. De uma forma geral, foram observados queda nos limites de escoamento e resistência, e aumento do alongamento total do aço com a elevação das temperaturas avaliadas. Foi observado que a temperatura de encharque apresentou uma maior influência, ocasionando uma maior queda na resistência mecânica. Como não foram verificadas alterações significativas no tamanho de grão ferrítico, as variações nos valores de propriedades mecânicas podem ser atribuídas ao coalescimento de precipitados.

Aug 16, 2017

By Alessandro Marques

Based on a short overview regarding steel defects in the final product, several refractory approaches to maintain or increase steel cleanliness are reviewed in this publication. By applying a ladle to mold approach, one potential to maintain cleanliness is to reduce the probability of air ingress by selection of a suitable slide gate system. Following this path, also the influence of a special configured impact pot is presented to maintain steel quality. Finally, higher productivity as well as cleanliness can be provided by selection of PROIL as a revolutionary product at the casting machine.

Oct 30, 2017

By Gusttavo Reis Leite Matos

Neste trabalho, a resistência à corrosão das ligas Ti-35Nb(0,0;0,5;1,0;1,5) Si e os metais puros, foram investigados em meio à saliva artificial fluoretada. Para tal, curvas de polarização, impedância eletroquímica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO) e difração de raios-X (DRX) foram realizadas. O MEV e MO indicam que as amostras que contém Si apresentam maior ataque comparado aos metais puros. Esse fato foi confirmado através dos ensaios eletroquímicos onde foi possível observar que as ligas com a presença do Si apresentam menor resistência de polarização (Rp) e não passivam a superfície do material.

Oct 30, 2017