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By José Murilo Mourão

A pelotização de minério de ferro hematítico demanda grande quantidade de calor para a produção de pelotas de boa qualidade. Avalia-se, neste trabalho, a quantidade teórica de calor, necessária para a queima de três tipos característicos de pelotas, e destacam-se pontos importantes do processamento de queima nos fornos de pelotização, no sentido de otimizar o consumo de calor..

Oct 30, 2017

By Lucas Gonçalves Generoso

O sopro de ar quente representa uma parcela significativa da energia do processo de um alto-forno. Os regeneradores são os equipamentos responsáveis pela elevação da temperatura do ar soprado via ventaneiras. O presente trabalho aborda uma diagnose de eficiência energética realizada nos regeneradores do Alto-Forno 3 da Usiminas. Contempla uma avaliação detalhada nos parâmetros de combustão envolvidos, sendo identificados diversos pontos para melhoria da eficiência energética do processo. Assim, foi proposto um plano de trabalho objetivando explorar estas oportunidades. Os resultados obtidos garantiram uma maior estabilidade nos controles operacionais, refletindo numa melhora significativa do consumo de combustíveis e possibilitando uma redução média de 44,1 Mcal/tgusa.

Oct 30, 2017

By Lívia Maria Sant’Ana do Prado

Neste trabalho foi avaliado um método alternativo de redução dos óxidos de cobre, a técnica de redução assistida por plasma de hidrogênio em reator de plasma pulsado de corrente continua (cc). O plasma de hidrogênio apresenta como possibilidade a produção de espécies de alto poder redutor, derivadas da molécula de H2 [1], além de produzir majoritariamente, como produto da reação, o vapor de água que não é prejudicial ao meio ambiente [2]. A pesquisa se limita ao estudo da influência da pressão do processo de redução a plasma sobre a redução de pós de óxido de cobre (I) (Cu2O). Os experimentos de redução foram realizados em um reator a plasma pulsado DC, sob fluxos de hidrogênio de 300cm3/min, temperatura de 300°C, tempo de 60 minutos e pressões variáveis de 267, 534, 800 e 1068 Pa. Determinou-se a eficiência da redução através de um balanço de massa e foram feitas as seguintes análises nos produtos da redução: difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e EDS. Os maiores valores de frações de redução foram obtidos a 800Pa, o que pode estar associado à formação de uma bainha catódica que envolve por completo e de maneira uniforme a superfície das camadas de pó.

Aug 8, 2018

By Lucas Breder Teixeira

Esse trabalho discute a modelagem termo-mecânica fisicamente não linear de materiais refratários considerando os efeitos de danificação utilizando o Método dos Elementos Finitos. Inicialmente é feita uma descrição geral dos materiais refratários com foco em suas características termo-mecânicas, destacando principalmente suas propriedades elásticas e comportamento de amolecimento, e demonstrando sua considerável dependência da temperatura. Algumas considerações são feitas com relação à evolução dos modelos de simulação numérica aplicados a refratários, iniciando-se com os modelos lineares elásticos até o uso de modelos constitutivos complexos. O modelo de fissuração distribuída utilizado para calcular a perda de rigidez elástica é então apresentado, juntamente com a fundamentação matemática pertinente e sua relação com os parâmetros físicos do material. Para ilustrar a aplicabilidade do modelo alguns exemplos são apresentados, discutindo-se suas principais capacidades com relação ao projeto de estruturas refratárias.

Oct 30, 2017

By Jayme Alex Marques da Silva

A utilização de carvão vegetal na fabricação do ferro-gusa tem ganhado destaque devido a suas vantagens ambientais em comparação ao coque. A necessidade de suprir a demanda de consumo de carvão vegetal pelas siderurgias faz com que os produtores busquem maior produtividade e qualidade através da busca constante na redução do tempo de produção do carvão. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático tri-dimensional transiente, para simulação da secagem, carbonização e resfriamento no interior de um forno retangular de alvenaria. Foi desenvolvido um modelo acoplado baseado na solução das equações de conservação da quantidade de movimento, energia e espécies químicas. As soluções das equações diferenciais que representam os fenômenos são obtidas através da técnica de volumes finitos. Ao longo do processo de carvoejamento, o modelo considera a transferência de massa e calor associada à cinética de reação de cada componente. O modelo é tridimensional e transiente, sendo capaz de prever detalhes dos fenômenos no interior do forno e sua evolução temporal o que possibilita o controle das fases de fabricação do carvão vegetal.

Aug 1, 2018

By Marcelo Marchesi Martinelli, Caio Henrique Vidigal

Gasômetros são equipamentos de grande valia para aumento da eficiência energética e ambiental de empresas siderúrgicas integradas, sendo estes equipamentos responsáveis pelo controle da pressão do gás resultante das transformações dos processos siderúrgicos, controle este realizado através das variações de volume abaixo dos pistões. Quando não há disponibilidade de operação dos gasômetros faz-se necessário o uso de torres de queima para controle das pressões das redes de gases. Em dezembro de dois mil e dezoito fora realizada a troca da selagem do gasômetro de gás de Coqueria da ArcelorMittal Tubarão, que utiliza a tecnologia M.A.N. (Selo a óleo). Utilizando técnicas da metodologia Lean, modificando o mindset e alterando antigos paradigmas foi possível realizar a manutenção, de forma eficaz, em 32 dias, 28 a menos que o último trabalho similar realizado e 13 dias a menos que a meta proposta para a parada, aumentando a recuperação de gás de Coqueria, maximizando ganhos de geração elétrica e minimizando a exposição a riscos ambientais associados a parada. As ideias apresentadas neste artigo são de grande valia para a evolução do pensamento crítico e sistêmico sobre a manutenção, não só em gasômetros, mas em todo o contexto de realização de atividades já consolidadas.

Aug 1, 2019

By Márcio Nascimento Cunha

A presença de inclusões não metálicas em aços inoxidáveis é uma das possíveis fontes de defeitos superficiais, especialmente em produtos laminados a frio. Uma das alternativas para evitar as inclusões de óxido de alumínio em aços inoxidáveis é o rígido controle dos níveis de alumínio presentes nas matérias primas adicionadas ao aço. O presente trabalho tem como objetivo apresentar melhorias de qualidade superficial obtidas no aço ferrítico 430 estabilizado ao nióbio (0,20%Nb a 0,40%Nb) produzido pela Aperam através do uso de ferro-nióbio contendo menores teores de alumínio em relação ao produto padrão, desenvolvido especialmente para essa aplicação pela empresa fornecedora do material. Através de resultados industriais constatou-se uma evolução da qualidade com a redução no índice de desvios por esfoliação de 29%, enfatizando não só a importância do controle do teor de alumínio incorporado aos aços inoxidáveis como também um controle rigoroso de processo especialmente em aplicações de alto apelo estético, caso do uso em equipamentos da linha branca.

Jul 30, 2018

By Altair Vieira de Souza

O tântalo é um dos metais mais versáteis na engenharia, podendo ser utilizado desde tecnologias espaciais até a biomedicina. Isso incentiva o estudo de novas tecnologias de obtenção do metal a partir do óxido de tântalo (Ta2O5). Neste trabalho é apresentada uma nova rota de obtenção de tântalo metálico a partir da reação magnesiotérmica do óxido de tântalo, usando como ignição o plasma de hidrogênio. Propõe-se um método alternativo ao processo Hunter, que apesar de ser o mais utilizado, é lento, pouco eficaz na produção de grandes quantidades e gera rejeitos degradantes ao meio ambiente. Foram misturados pós de magnésio (Mg) e Ta2O5 em recipiente projetado para permitir o efeito de catodo oco, e então aquecidos a plasma até a temperatura de ignição. Os experimentos foram realizados variando a pressão de trabalho buscando a redução completa do Ta2O5. Os produtos resultantes desses processos foram analisados por equipamentos de difração de raios X. Os resultados mostram que é possível a obtenção de tântalo metálico (Ta) a partir da redução metalotérmica do óxido de tântalo (Ta2O5) usando como agente redutor o magnésio e o plasma de hidrogênio como agente de ignição. A redução completa do Ta2O5 é obtida com o uso de pressões de 4,5 e 5,0 Torr.

Oct 30, 2017

By Dustin Vickress

The premature failure of copper staves in the lower stack and bosh is frequently the cause for an interim blast furnace repair at great cost to the blast furnace owner. Protective accretions may form on the stave hot face, but when these accretions are lost the staves can begin to deteriorate both due to abrasive wear from exposure to the descending burden materials and due to thermal cracking from exposure to hightemperature process excursions. These mechanisms can lead to failure of cooling passages, which forces blast furnace operators to shut off these channels, accelerating the rate of copper stave wear. Finger cooler technology was developed to extend blast furnace life by restoring cooling to damaged staves. Evidence for their effectiveness is presented herein in the form of experimental test work and conjugate heat transfer (CHT) analysis carried out using computational fluid dynamics (CFD) simulations. These tests demonstrate that under typical blast furnace excursion conditions, a stave fitted with finger coolers will undergo half the temperature rise of a stave fitted with conventional cigar coolers.

Aug 17, 2017

By Dong Maolin

A great amount of high temperature off-gas, whose maximum temperature is up to 2100?, is generated during the smelting process of electric arc furnace (EAF). The dust content, which is mainly iron oxide, of the off-gas is high and worthy of industrial recovery. The heat carried by the high temperature off-gas with dust is about 11% of the total energy input of EAF, and some even is as high as 20%. The high-temperature off-gas not only takes away a lot of heat but also places a huge burden to de-dusting system of EAF. It not only reduces the iron oxide dust recovery ratio, but also causes serious pollution problems. With the development of the iron and steel industry, the proportion of molten iron for EAF gradually increases, and even more than 30% in some cases. The increase of molten iron causes increases in the amount of EAF off-gas and heat waste. As a result the problem of dust removal is worsening [1-2]. How to sufficiently recover the sensible heat of the high temperature off-gas, create conditions for efficient dust removal, thus reduce operating costs of dust removal system and the production costs is a problem which EAF steel making companies must pay attention to.

Oct 30, 2017

By José Hamilton Resende Tavares, Késsius Bortolan Menezes, Mariana Vieira de Moura

Sampling and its representativeness is of significant importance in process control and decision making in the mineral sector. In this way, the present work seeks to compare different methodologies for the sampling of the iron ore from Anglo American. Through a sample of 120 kg, representing the industrial flotation circuit feed, samples obtained by the method of long pile, random sampling and rotary sample divider were analyzed, being the latter adopted by the company. In this case, after sampling, the material obtained through each method was subjected to the same sequence of characterization tests and the difference between the results statistically analyzed. Through such analysis it was observed that the random sampling method showed high values of variability and is therefore considered as unsatisfactory when compared to the other methods tested. In addition, rotary sample divider also showed parameters slightly superior to the long pile method. This study confirms the importance of appropriate sampling systems and procedures systems in the pursuit of reliable results.

Oct 3, 2019

By Modesto Pereira Júnior

A operação da moagem é de grande importância na mineração, uma vez que é a área da fragmentação que requer maiores investimentos, há maior gasto de energia e seu desempenho afeta diretamente a taxa de recuperação do mineral de interesse. O controle do circuito de moagem é desafiador por se tratar de um sistema multivariável, não-linear e por se caracterizar pela existência de forte acoplamento entre variáveis e diferentes atrasos de tempo. Na indústria, grande parte desses circuitos é controlada apenas por PIDs. Nesses casos, quando há perturbações no sistema, tais como variação do tamanho das partículas na alimentação ou variação na dureza do minério, a interferência de operadores alterando setpoints é exigida para manter a estabilidade do sistema. Neste trabalho é desenvolvido um controlador fuzzy multivariável aplicado a um simulador de moagem. A camada de controle proposta encontra-se acima da camada regulatória. O objetivo é o de variar dinamicamente os setpoints dos PIDs para maximizar a taxa de produção dentro de uma faixa granulométrica.

Oct 30, 2017

By Ricardo Filipe Teixeira Moreira

O trabalho mostra um estudo de caso da ArcelorMittal Tubarão onde, com o objetivo de incrementar a reciclagem de escórias de dessulfuração, foram analisadas as influências do processo de beneficiamento por separação magnética de forma a obter um coproduto com menor presença de S e maior concentração de Fe e assim permitir sua maior reutilização na Sinterização. O projeto se desenvolveu em etapas de amostragem, caracterização, testes experimentais de laboratório, processamento em escala industrial e, por fim, com a adição do coproduto na Sinterização e compilação de resultados. O trabalho conclui a viabilidade de alteração das configurações de processamento com resultados positivos permitindo incremento de consumo de escórias de dessulfuração na Sinterização com ganhos financeiros e ambientais.

Aug 16, 2017

By Shian Jia

Ultrasonic Stirring Technology (UST) is used in this study to manufacture Al-based nano-composites. Ultrasonic cavitation plays an important role in refining the microstructure, dispersing the nanoparticles and breaking up clusters of nanoparticles. In this paper, 6061/A356 alloys and Al2O3/SiC nanoparticles are used as the matrix alloys and the reinforcements, respectively. The nanoparticles were inserted into the molten alloy and dispersed by ultrasonic cavitation and acoustic streaming. A previously developed multiphase Computational Fluid Dynamics (CFD) model was used to study the cavitation and the nanodispersion phenomena during ultrasonic processing of these alloys. A comparison between the mechanical properties of the as-cast 6061 and 356 alloys and nano-composites has been performed.

Aug 16, 2017

By Rafaela Pereira Batista

Aliar baixo custo à qualidade do aço é um desafio vital na siderurgia. Neste cenário, o conhecimento do efeito das variáveis de processo sobre o produto é uma ferramenta essencial. O vazamento do aço dos conversores LD é tradicionalmente dividido em vazamento acalmado e efervescente. Neste estudo avaliou-se o efeito de algumas das variáveis das práticas de vazamento de aços ABNT 1006 sobre composição química, rendimento de adições e limpeza interna. Esta classe de aço representou cerca de 35% da produção da CSN em 2012. Através da comparação dos resultados industriais e avaliações teóricas, o estudo busca orientar os aciaristas sobre o efeito da escolha da pratica de vazamento e desoxidação na qualidade final e no custo de produção do aço em questão.

Jul 30, 2018

By Flávio Parreiras Marques

A microabrasão é uma técnica para produzir desgaste abrasivo em escala micrométrica. Neste trabalho estudamos uma liga fundida de cobalto com composição química próxima à da superliga comercial Stellite 6com composição eutética sendo a matriz constituída por uma solução sólida de cobalto, cromo e molibdênio que embebe uma grande quantidade carbonetos eutéticos de cromo. O objetivo deste estudo é avaliar a resistência ao desgaste bem como os micromecanismos dominantes através de ensaios de microabrasão. Foram usados três diferentes tipos de lama abrasiva, sílica, alumina e carbeto de silício com uma concentração de 0,1 g/cm3, carga de 0,3 N e uma distância deslizada de 48 metros. O menor coeficiente de desgaste foi obtido com sílica e o maior com carbeto de silício. O micromecanismo dominante foi o riscamento com riscos em toda superfície da amostra e presença de indentações apenas na matriz.

Aug 16, 2017

By Wellington Ribeiro Moreirar, Anderson Willian Henrique Santini, Lívia Mara Cândido, Adriano Raimundo Totour

Rejects generated in mining projects usually do not have associated economic value. Most of the ore beneficiation processes occur by wet process with a higher fraction of water and ultrafine granulometry, which makes it difficult to dispose of these wastes. In 2013, studies with new tailings treatment and filtering technologies were initiated with the objective of eliminating the disposal of the residue generated in the industrial process to wet in dams. In this context, we tried to evaluate an alternative for the dewatering of the sludge and the tailings, aiming at their disposal in piles. Essentially, we sought to consolidate the application of the high-pressure filtration technology for the effluent dewatering, in order to allow its transport and its disposal in a sustainable way. The studies performed in a pilot filter showed good performance and allowed the industrial implantation. The studies and geotechnical indications of composite tailings (flotation and sludge) make it possible to dispose of the tailings in piles due to their better values of humidity, which allows them to be safely stacked.

Oct 3, 2019

By Samanta Neves da Silva

Depósitos estratiformes são característicos por apresentarem irregularidades nos contatos entre minério e estéril, motivo que requer especial atenção no planejamento de lavra. No depósito de Bauxita em estudo, a definição da geometria da camada de minério é realizada por interpretação dos furos de sondagens com espaçamento médio de 200 metros. O modelo gerado dos contatos litológicos, comumente, não incorpora as oscilações em curtas distâncias das elevações (Z) entre furos, o que influencia na fase de modelamento geológico, logo, na previsão dos fatores de diluição e perdas de minério. Este trabalho propõe agregar dados de curta distância, aumentando as informações entre furos de sondagens e, a partir das medidas de cota no topo e base da camada de minério, melhor refletir a geometria do corpo de minério. Assim a metodologia se divide em: criar modelos de superfícies interpoladas irregulares de topo (SIT) e base (SIB), considerando as informações de curta distância; analisar elevações médias em cada superfície, a fim de pressupor superfícies planas de lavra no topo (SPT) e na base (SPB); verificar a amplitude entre essas superfícies - SITxSPT e SIBxSPB, mensurando os fatores de perdas e diluições de minério a partir da diferença entre as elevações. O produto final deste trabalho consistiu da quantificação dos fatores de diluição e perdas de minério, aplicadas ao planejamento de lavra de curto prazo, otimizando o aproveitamento dos recursos e, consequentemente, aumentando a vida útil da mina.

Aug 8, 2018

By Bianka Nani Venturelli

Estudou-se o efeito do tamanho de grão austenítico nas propriedades de tração do aço Hadfield refinado com Hf. Estas propriedades foram comparadas com as de um aço Hadfield sem refino, ambos com a composição química de acordo com a norma ASTM A128 – grau B2. Adicionalmente, foram usadas técnicas de caracterização macroestrutural, microestrutural e fractográfica. A caracterização macroestrutural mostrou que o aço Hadfield com adição de Hf apresentou tamanho do grão austenítico (600 ?m) aproximadamente cinco vezes menor do que o do aço Hadfield sem refino (3000 ?m). Os resultados do ensaio de tração mostraram um pequeno aumento (~6%) no valor do limite de escoamento com o refino do grão, em acordo com a Equação de Hall-Petch para materiais austeníticos. No entanto, os resultados dos ensaios de tração do aço Hadfield refinado mostraram aumentos que não foram previstos para as propriedades de resistência à tração (~37%), alongamento (~53%) e tenacidade (~88%). O exame fractográfico dos corpos de prova de tração indicou predominância do mecanismo de fratura dúctil para o aço Hadfield sem refino, enquanto que o aço Hadfield refinado apresentou predominância do mecanismo de fratura intergranular dúctil.

Oct 30, 2017

By Juliana Cecília Costa Ribeiro Vieira

Na Mina de Serra Azul da ArcelorMittal em Itatiaiuçu Minas Gerais há toda uma sistemática de controle dos processos produtivos desde a lavra, planta de concentração, estocagem, transporte ao pátio de carregamento, avaliação das características de qualidade no embarque em composições ferroviárias e assistência ao cliente no embarque do produto para a destinação final. As principais análises químicas (%) realizadas são: Fe, SiO2, Al2O3, P, Mn,TiO2, CaO, MgO e Perda Por Calcinação(PPC). Essas análises são padronizadas por normas técnicas ABNT ISO tanto para atender ao mercado interno quanto ao mercado externo. Não há como garantir a qualidade das análises se não houver uma certificação da qualidade dos padrões de referência de forma a calibrar equipamentos de análise, verificar e controlar metodologias e treinar e avaliar os analistas. A produção na Mina de Serra Azul é um processo dinâmico em constante evolução e requer uma gama grande de padrões de referência com características próprias que o mercado de material de referência não tem condições de suprir. A ArcelorMittal partiu então para desenvolver uma metodologia simplificada, mas eficiente com base em critérios estatísticos consagrados para produzir seus próprios materiais de referência secundários (ou internos) de forma a atender a sua própria demanda deste tipo de material.l

Oct 30, 2017