Search Documents

By Douglas Will Leite

O objetivo deste estudo é recuperar parte do alumínio empregado na fabricação das embalagens de medicamentos do tipo “blister”, por tratamento químico e térmico seguido de separação gravimétrica, resultando na obtenção de alumínio na forma de óxido (Al2O3). A caracterização do produto particulado metálico obtido constitui-se em um caminho para se chegar ao patamar de existência de coleta seletiva após seu descarte, diminuição deste tipo de embalagens nos aterros sanitários e/ou incineradores de lixo doméstico e posterior reaproveitamento com amplos benefícios ambientais. A caracterização morfológica do óxido de alumínio obtido foi realizada utilizando as técnicas instrumentais de ICP/AES e MEV/EDS.

Aug 7, 2018

By Diego Santana Torga

É comum encontrar sintonia de controladores PID que não levam em consideração o sinal de controle aplicado a variável manipulada. Portanto, variações rápidas e amplitudes elevadas podem ser geradas, que, na prática, pode ser inviáveis, devido à limitação física de atuadores e equipamentos industriais. Nesse artigo é desenvolvido um método de sintonia em que os parâmetros do PID são calculados por meio do Algoritmo Genético. A função de custo proposta penaliza tanto a amplitude do erro de controle quanto à variação da variável manipulada. A estabilidade é garantida com as restrições de robustez sobre o pico das funções sensibilidades. Exemplos simulados demonstram as vantagens da sintonia proposta.

Oct 30, 2017

By Steven George Jansto

The hot ductility behavior of different microalloyed steel chemical compositions was examined simulating the thermal and strain conditions through the straightening or unbending section of the continuous casting machine. All samples were obtained from industrial slab casters ranging from 200 to 300 mm in slab thickness from steel mills throughout the world including China, Brazil, North America and Europe. The slabs were crack-free and hot rolled into prime quality products. No laboratory heats were tested. Although these microalloyed steels exhibit inherently lower hot ductility behavior, as measured by percent reduction in area at elevated temperature, these steels still exhibit sufficient ductility to satisfactorily meet the unbending stress and strain gradients existing in the straightening section of most casters. The majority of the published hot ductility data, as measured by % reduction in area (%RA), were based on laboratory heats and hence, are inaccurate in accessing the propensity for slab cracking on an industrial caster. This situation then results in invalid conclusions for different chemistries. This research has determined the minimum required %RA for crack-free casting is significantly lower than results based upon previously published laboratory generated data. For example, the literature quotes 40% RA minimum for Nb-bearing steels when in fact as low as 10% minimum RA is more than sufficient to assure crack-free casting based upon the extensive testing and analysis performed in this study. Instead of %RA, the measurement of strain energy has been introduced to evaluate hot ductility behavior. It is concluded that strain energy is a better measure of hot ductility behaviour than %RA. There is considerable value in the evaluation of the hot stress and strain curves, process metallurgy parameters and their relationship to slab quality instead of just basing hot ductility decisions on simple %RA measurements.

Aug 16, 2017

By Rodrigo Alberto Moreira Gomes

Uma planta piloto de 600 kW térmicos implantada para avaliar e testar vários combustíveis líquidos e sólidos foi utilizada para avaliação do desempenho de queima de dois tipos de biocombustíveis líquidos em chama oxidante e redutora. Os testes contaram com a parceria entre a Votorantim Metais e a EMBRAPII. Foram avaliados nestas condições de queima quatro biocombustíveis líquidos derivados de óleo vegetal e de pirólise rápida de biomassa. Os resultados mostraram que os óleos avaliados apresentam excelente desempenho em chama oxidante permitindo o ajuste de ar e temperatura de entrada do combustível para otimizar a queima, podendo os mesmos serem utilizados em processos industriais.

Jul 31, 2018

Este trabalho teve como objetivo estudar as possíveis transformações microestruturais ocorridas em um aço de alta dureza submetido a altas taxas de deformação induzida por impacto balístico de um projetil 7,62x51 mm perfurante (Pf). Este aço, produzido por siderúrgicas nacionais, compõe o quadro de materiais nacionais usados como blindagens para proteção veicular. Após o ensaio balístico, a microestrutura do material “como recebido” e da região adjacente ao impacto, foi analisada por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados comprovaram o surgimento da microestrutura conhecida por banda de cisalhamento adiabático nos impactos que produziram perfuração, ou seja, penetração completa do projetil, de acordo com o critério da Marinha.

Oct 30, 2017

By Otaviano Donizeti Valadão de Freitas

Ruídos elétricos afetam os circuitos lógicos e conseqüentemente podem comprometer a confiabilidade nos controles de processos, e para minimizar as influências desses ruídos, algumas medidas básicas foram tomadas, com instalações adequadas de todo o sistema, como padronização do aterramento, encaminhamento de cabos, etc. Depois que as medidas foram implementadas, o resultado foi um sistema mais confiável. Se apenas um fio for encaminhado de forma incorreta ou se o aterramento estiver inadequado, pode ser suficiente para causar problemas. A experiência mostra que é muito difícil que todas as medidas sejam aplicadas integralmente, mas se não forem tomadas pelo menos as medidas básicas, o sistema ficará suscetível.

Sep 25, 2017

By Jan Krull

A high productive coke making process in connection with stringent emission control has clearly become a demand of plant operators and stakeholders. Further to this, availability, quality and coal costs are key concerns for the iron and steel industry in its efforts to optimize raw material cost. Today, the optimization of raw material cost in integrated steel works has further gained priority. Coking coal reflects up to 20% of the cost of steel. In top charged batteries coal preparation and blending is one of the concerns to lower coal cost by maximizing the percentage of non-coking coals in the blend. Stamp charging technology is technologically and economically an effective solution in the process of pre-carbonisation. Paul Wurth’s jumbo top charged oven as well as proven stamp charging technology have recently set new benchmarks in Europe, India and Brazil in terms of productivity, stability and emission control.

Aug 1, 2018

By Leandro Mendes Pinto

Este artigo apresenta um estudo de analise da viabilidade da substituição de 1 motor padrão utilizado em uma torre de resfriamento por 1 motor de alto rendimento Premium acionado por um Inversor de frequência interligado ao controlador de temperatura. Nas Torres de Resfriamento, ao implantar uma solução que pode a variar a velocidade dos ventiladores de acordo com a temperatura ambiente e a exigência de resfriamento do processo, pode-se obter grandes ganhos em economia de energia. Neste cenário, os motores elétricos têm papel determinante pelo amplo uso na indústria devido a sua versatilidade e eficácia. Por isso, melhorias e inovações são sempre necessárias para otimizar processos e aumentar a lucratividade.

Sep 25, 2017

By João Luiz do Vale

In standard wear tests, such as pin on disk (ASTM-G99) or block on ring (ASTM-G77), the apparatus simulates conditions that are often different from a machine element real application. Therefore, for an accurate investigation of a tribological application, it is essential to test the real condition in which there are similarities as: geometry, contact details, force application mode, materials, among others. It emphasizes that for studies involving polymeric materials it becomes extremely relevant. Thus, the Laboratory of Surfaces and Contact (LASC) at UTFPR developed an apparatus for sliding bearing on shaft test. In that equipment, loads are applied by a dead-weight system and the frictional force is measured on a load cell. The apparatus operating ranges for load added to the dead weight system and rotation shaft are from 0.2 to 5.0 kgf and from 260 to 3500 rpm, respectively. This paper presents a detailed evaluation of such apparatus, which includes free-body diagrams analysis and a deduction to obtain an equation for the kinetic friction coefficient. Also, the standard measurement uncertainties of a caliper, an electronic scale, and a cell load were determined. It was verified that the kinetic friction coefficient equation is dependent on the apparatus geometry, the applied load, and the frictional force value. Additionally, through the statistical significance analysis it was concluded that some terms in the equation were not significant. Finally, through the application of the error propagation theory in the kinetic friction coefficient equation, the standard measurement uncertainty of the apparatus which showed a value nearby 0.002 along the operating range of the apparatus was obtained.

Jul 31, 2018

By Li Shanqing, Xu Jianghua, Li Hongmei, Huang Peijie

Cold rolled high strength steel are playing a very important role in reducing automobile weight for energy saving and environment protection. In recent year, more and more high strength steel were manufacturing in steel company. But there are some problems in the cold rolling process for high strength steel products. Periodic thickness deviation especially in strip head or tail is an important one in these problems. In this paper, the reason of periodic thickness deviation was analysed and a new AGC algorithm called Property FFC for high strength steel in tandem cold rolling was developed. The application of this new algorithm shows that it can reduce the thickness deviation.

Oct 1, 2019

By Haruki Inami, Takashi Ishida, Kazuhiro Ohara, Hiroyuki Imanari

The highly competitive business environment of the international metals industry is driving demand for more cost-effective operation of steel making facilities, rolling mills, and strip processing lines. Achieving stable operation is vital if the steel industry is to produce high-quality products constantly and productively. In recent years, advances in computer processing speeds, data acquisition rates, and data storage capacity have rapidly led to greater use of the new technologies of big data, analytics, the IoT, and AI by control system designers and process engineers, and the introduction of industrial applications. The “Smart Rolling Mill” solutions for hot strip mills have been developed by our group with the goal of achieving sophisticated, state of the art, and automated operation in steel rolling mills. The various solution engines improve process stability, increase the performance of mill equipment, and provide improved process control. These solution engines are based on extensive knowledge of the rolling process and the associated control systems. Two solution engines in particular are the diagnosis systems for rolling condition and for product quality that contribute to cost-effective operation and lower yield loss. This paper focuses on the diagnosis systems for rolling condition and for product quality in hot strip mills. Advanced information technologies using big data analytics and machine learning are applied to real-time data collected from the automation system that controls operation and the rolling process. We have developed diagnosis solutions for rolling condition and product quality utilizing predictive and clustering diagnosis. Predictive diagnosis prevents serious problems by detecting changes in the state of the plant or in the rolling condition. Clustering diagnosis classifies patterns of fluctuation in product quality trend charts, providing effective tuning guidance for improving product quality. This paper describes these applications with several examples.

Oct 1, 2019

By Gilberto Álvares da Silva

New elements have been inserted in NiTi lately, resulting in ternary alloys with specific characteristics beyond Shape Memory Effect and Superelasticity. Among all others alloying elements, the Ag additions itself gives potential antibacterial activity to that smart material. So on, the elaboration procedures of ternary NiTiAg alloys was studied in order to obtain a melting procedure to ensure further studies on this alloy. Microstructural and thermal analyses were used to evaluate the VAR-remelting production of NiTiAg with 4.0% wt silver content. The microstructure is composed by a NiTi matrix, pure Ag precipitates, and, scarcely, TiC inclusions. Heat treatments at high temperature could not dilute those Ag particles, but could lead to the precipitation of new ones. The silver element reduces the temperature of the martensitic transformation, yielding a material with superelastic behavior, beyond induces the R-phase on cooling stage of this alloy.

Aug 8, 2018

By Patrícia Mundim Campos Faria

The process of particle size reduction by grinding is inherently inefficient and involves high capital and operating costs. In particular, ball milling is one of the important unit operations in the iron ore pelletizing process. The mill product, due to its physical properties, determines the efficiency of subsequent stages of classification, filtration and pelletizing, thus impacting the quality of iron ore pellets. The work demonstrates the application of the population balance model in the optimization of a full-scale ball mil circuit grinding pellet fines with the aim to evaluate the optimal solids concentration to improve iron ore pellet quality. Initially, detailed experimentation was carried out in a 25.4 cm diameter batch mill and a relationship for mill scale-up using a linear population balance model in wet grinding systems was established. The selection and breakage parameters and the specific selection functions were determined for pellet feed iron ore. It was possible to identify the non-normalizable nature of the breakage functions of the ore studied, which were modeled properly. Afterwards, as a result of incorporating the specific selection functions and breakage functions into the linear population balance model, it was possible to predict product size distributions in the pilot and plant scale mills (0.416 and 5.18 m diameter, respectively) from data obtained in the 25.4 cm diameter mill. Finally, with this scale-up procedure it was possible to appraise the plant scale optimization via laboratory scale grinding mill tests. The effects of changing percent solids were assessed in order to improve the industrial mill performance and the optimal value should be in the range from 76 to 80%.

Aug 1, 2018

By André de Albuquerque Vicente

Observou-se porosidade de Kirkendall em juntas soldadas dissimilares de liga Fe-Cr-Al do tipo 23Cr-7Al, e aço inoxidável austenítico AISI 310 (25Cr-20Ni). Utilizou-se como consumível de soldagem a própria liga Fe-Cr-Al. O processo de soldagem utilizado foi o GTAW. Caracterizaram-se 3 conjuntos de corpos de prova soldados com diferentes energias de soldagem, antes e após o tratamento isotérmico a 1150oC por 936 horas ao ar. Nos corpos de prova tratados termicamente, observou-se a formação de poros bem como significativas variações dos teores de Al nos metais depositados e formação de camada protetora de alumina nas superfícies oxidadas.

Oct 30, 2017

By Felipe Fardin Grillo

A cal e a fluorita são os principais componentes das escórias dessulfurantes. Entretanto, a busca por tecnologias consideradas menos poluentes vem tomando espaço neste setor. Dessa maneira, a necessidade de desenvolvimento dos processos faz com que as usinas siderúrgicas busquem melhorias no processo. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo realizar um estudo de substituição da cal convencional por resíduo de mármore e também da fluorita por aluminato de cálcio. Os ensaios foram realizados a 1.600°C e as amostras foram retiradas periodicamente durante 25 minutos afim de se avaliar a dessulfuração ocorrida no metal. Os resultados indicam a viabilidade da utilização do resíduo e do aluminato de cálcio em escórias dessulfurantes para aço.

Aug 8, 2018

By Kyle T. Chomyn

Multi-disciplinary engineering analysis and advanced modeling techniques were used to identify and develop low cost design modifications to improve a blast furnace hot blast air distribution main that experienced frequent refractory failures. Piping flexibility analysis helped identify the root causes of refractory damage and determine the need for new expansion joints. Finite element analysis was used to optimize a custom-designed elbow-to-elbow tie-rod system, which ensures thermal expansion loads are not placed on connecting piping. Heat transfer coefficients through the elbows were estimated using computational fluid dynamics (CFD) flow modeling. The cast refractory design was changed to a more reliable brick refractory design. Excessive draft was occurring during furnace back-drafting, so the system was assessed using CFD, and a passive flow-reduction spool was designed. This firstprinciples engineering design approach allowed for optimization and verification, ensuring that the new design addressed the root cause of the previous deficiencies.

Aug 17, 2017

By Torben Ulisses da Silva Carvalho

A têmpera é um dos tratamentos térmicos mais utilizados nos aços, visando o aumento de sua dureza a partir de mudanças drásticas em sua microestrutura. A fim de aliviar as tensões provindas desse tratamento, realiza-se o revenido, fazendo com que o aço obtenha propriedades mecânicas viáveis ao uso. Este trabalho teve como objetivo realizar os tratamentos térmicos de têmpera em água, salmoura e óleo e, posteriormente, o revenido no aço SAE-4140 fornecido pela SINOBRAS, uma siderúrgica de Marabá-PA. Foi realizada a caracterização microscópica das amostras antes e depois dos tratamentos, sendo possível visualizar as mudanças na microestrutura do material, além da confirmação do aumento de resistência mecânica através do ensaio de dureza.

Aug 16, 2017

By André Emanoel Poroca Lins

O objetivo principal desse trabalho é produzir compósitos de matriz de alumínio AA1100, reforçado com um material cerâmico, o óxido de zinco (ZnO), utilizando o processo de metalurgia do pó e técnica de moagem de alta energia, compactação uniaxial a frio e sinterização em atmosfera de nitrogênio (N2). Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios X (DRX) e difração a laser foram usadas para avaliar as características dos pós processados e dos compósitos sinterizados. Os pós processados foram compactados e sinterizados visando obter pastilhas dos compósitos para a caracterização mecânica via ensaios de microdureza. Validou-se a técnica de Metalurgia do Pó (MP) como uma técnica bem sucedidada para a fabricação desses compósitos.

Aug 16, 2017

By João Vinícius de Souza Vares

O presente trabalho apresenta um estudo acerca da trefilabilidade de arames de aço semelhante ao SAE 1045, que são destinados ao atendimento da demanda do setor agropecuário. O trabalho envolveu a análise da produção dos arames a partir de matéria-prima advinda de aciaria elétrica, além das condições dos processos de conformação. O processo de trefilação foi mantido invariável, com as mesmas condições e parâmetros de reduções e lubrificação. Verificou-se a viabilidade de trefilação de ambos os materiais e a influência da maior fração volumétrica de perlita, através de análises conjugadas de propriedades mecânicas e condições microestruturais, resultando em valores mais elevados de resistência mecânica e menores valores de alongamento para os arames.

Oct 30, 2017

By Pedro Lucas Freitas

A elaboração de planos de mistura é feita em uma coqueria para uniformizar a qualidade das misturas. Um problema recorrente é a distribuição destes carvões nas dosadoras para serem misturados. A distribuição, no plano, destes carvões nas dosadoras é feita de forma manual, levando em consideração apenas o conhecimento do operador. A proposta é apresentar uma modelagem matemática de programação linear para resolver o problema da distribuição de carvões em dosadoras, segundo restrições de utilização das dosadoras dentro da faixa ótima, composição da mistura e uniformização das correias transportadoras, para reduzir sobrecarga nas linhas de dosadoras, com a finalidade de execução de um plano de mistura de carvões. Foram utilizados métodos de pesquisa operacional utilizando o algoritmo Simplex.

Aug 16, 2017