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By Luana De Lucca de Costa

Este trabalho é um estudo sobre os aspectos tecnológico de sinter forjamento, onde são realizadas alterações nos parâmetros temperatura e deformação. Experimentos foram realizados para o estudo das variações microestruturais, e propriedades, tais como, densificação e dureza, e, ainda, quais as variações na força empregada para obtenção das deformações estabelecidas. A relação entre a tensão de atrito na interface e outras variáveis do processo é discutida e uma análise feita para o cálculo da distribuição da pressão e carga a partir das equações de equilíbrio. Os resultados são discutidos e os parâmetros de processamento envolvidos durante o processo de sínter forjamento são analisados.

Aug 8, 2018

By Willy Ank de Morais

Este trabalho analisou o caso de emprego de um consumível constituído de aço carbono (ER 70S3) para realizar a soldagem de tubos ASTM A333, empregados em baixas temperaturas, ao invés de empregar consumíveis especiais especificados para emprego em baixas temperaturas, tal como o ER 80S Ni2. Os três pontos centrais considerados neste trabalho foram: (1) compatibilidade entre os materiais envolvidos; (2) análise das características específicas do aço, no grau empregado e do projeto da tubulação e; (3) longevidade da linha, que pode ser prejudicada a longo prazo pelas variações químicas dos metais envolvidos que poderiam induzir corrosão localizada.

Oct 30, 2017

By Tobias Krull

The characterisation of iron ore from a materials handling point of view is paramount in order to provide the best possible design for the desired application and maximise equipment uptime at the lowest possible capital and operational expenditure. Problematic issues in materials handling applications often arise in the iron ore industry due to the high density of the ore as well as the abrasive nature of the product. One of the key issues encountered during the handling of iron ore is excessive wear due to either impact or sliding abrasion. The applications and equipment typically affected by accelerated wear issues are mass flow hoppers, transfer chutes and conveyor belts. These wear issues often result in unplanned down times and loss in production which can lead to a considerable loss in revenue. This paper provides an overview of the best practises in the materials handling characterisation of iron ore and discusses available techniques for the modelling of iron ore in applications where accelerated wear is experienced. The application is illustrated through a number of industry relevant case studies for which engineering design work was undertaken to successfully reduce the wear rates of different materials handling equipment.

Aug 1, 2018

By Henrique Gobbi Soares

Peças fabricadas em aos inoxidáveis austeníticos permanecem íntegras em ambientes corrosivos severos, ambientes industriais, marítimos, na presença de ácidos e gases oxidantes. Entretanto, quando o sua a aplicação além de requerer resistência à corrosão relativamente alta, necessite de boas propriedades em termos de resistência ao desgaste sua utilização se torna restringida. Este trabalho teve como objetivo o estudo da melhoria dessas propriedades restritivas e o aprimoramento da técnica, através do aumento da dureza superficial dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 316, utilizando cementação a plasma frio. Para tanto foram propostos tratamentos na temperatura de 350°C, 5hrs, 340 Pa, variando a composição do gás de tratamento. As análises dos produtos de cementação foram feitas utilizando técnicas de caracterização estrutural, difração de raios-X, medidas de perfis de dureza e ensaios microabrasivos. Todas as condições apresentaram melhorias na resistência ao desgaste e na dureza, entretanto o aumento da concentração de metano na atmosfera de trabalho promoveu a formação de fuligem, promovendo regressão das propriedades conforme se elevava a concentração de metano nos processos.

Oct 30, 2017

By Edson José Costa Santos

Uma fonte promissora de pós-descarga é a obtida por cátodo oco, isso devido a sua operação, baixo custo, elevada densidade de espécies ativas e design. Neste trabalho empregou-se a espectroscopia de emissão para diagnosticar as espécies ativas produzidas descarga em catodo oco. Variou-se a corrente elétrica na descarga de Ar entre 150 e 600 mA para verificar a influência da corrente na descarga. Posteriormente, fixou-se a corrente elétrica e variou-se o fluxo de N2 na pós-descarga de 1 a 6 cm3/min. Observou-se que a corrente elétrica influenciou na intensidade de emissão das espécies produzidas pelo sistema de descarga cátodo oco. Além disso, não foi observada a emissão ótica da espécie de ? 2 N na pós-descarga Ar-N2.

Aug 7, 2018

By Paolo Demetlika

In this paper it is shown how the “Zero Operator” concept on the casting floor has been reached by adoption of a standard 6 axis industrial anthropomorphic robot coupled with the most innovative machine vision technology. This has been achieved by automating all the operations related to the ladle and tundish activities, including shroud manipulation, powder addition, ladle nozzle identification, nozzle opening by lancing, temperature measurement and chemical sampling. Q–Robot CAST family products are the result of the successful alliance between industrial robotics and the most advanced technology in process automation. This led, for each production area, to the introduction of flexible automation in dangerous places, even where some degree of human intervention is still necessary. By using anthropomorphic robots, human operators can be reassigned to safer environments. Furthermore, robots are suited to deal with repetitive and labor intensive tasks thus guaranteeing a high process quality.

Oct 30, 2017

By Bruno Pinheiro Silva, João José dos Santos Carvalho, Flávio Túlio Busatto, Leonardo Passos Perdigão

Sinter has high participation in the blast furnaces ferrous burden in ArcelorMittal Tubarão, being therefore of paramount importance the constant control of its physical, chemical and metallurgical qualities, aiming at the fulfillment of the client required quality. With the great challenges faced by market conditions, steelmaking companies seek operational sustainability, aiming at stability and reducing costs. One of the main steps to obtain these results in the Blast Furnaces is the raw materials quality stabilization, in order to guarantee the perfect burden distribution control and a better use of the reductant gas inside the reactor, aiming a lower fuels consumption. It is known that the smaller a ferrous particle is, better its reducibility, since a larger surface area provides greater contact with the reductant agent. Based on this concept, the objective of this work is to quantify the effect of the sinter size produced in ArcelorMittal Tubarão Sinter Plant in its reducibility, and in this way enable the definition of a better sinter particle size distribution aiming at a balance between the permeability effects and gaseous yield in the Blast Furnaces. In addition, the reducibility effects on sinter size reduction were evaluated, where the 5 to 10 mm fraction was analyzed in two sinter samples, the first obtained from the conventional route and the second after crushing of the fraction over 50 mm, in order to simulate the effect of the use of a Secondary Crusher in Sintering.

Oct 1, 2019

By Wagner Viana Bielefeldt, Vinicius Cardoso da Rocha, Augusto Lachini Pereira, Antônio Cezar Faria Vilela

A minor change in the chemical composition and temperature affects the slag viscosity, which has a great extent of the physical properties in regarding refining slags. Optimizing those parameters may affect the steel cleanliness. The viscosity measurement process is considered expensive, so the cost-effectiveness does not favor the measures at high-temperatures. Alternatively, it is possible to apply mathematical models or thermodynamic softwares to obtain viscosities for a given range of chemical composition and temperature of slags. The present work contemplates a validation of the experimental data, collected in the literature, with a calculated data and proposes an accurate representation of iso-viscosity curves applied for secondary steelmaking slags, covering the composition ranges: 0–100 wt.% CaO, 0–80 wt.% SiO2, 0–77 wt.% Al2O3 and 0–15 wt.% MgO (CSAM) system at 1500ºC. The viscosity representation fields include fully liquid and a partially liquid slags in the CSAM system and the viscosities were calculated using the FactSage 7.2 (for Liquid Phase) and the Roscoe-Einstein equation (for Phase mixture) for a total of 5976 slags. The preliminary results indicated that there is a great convergence between the calculated and experimental viscosities data, promoting an efficient approximation of the iso-viscosity curves for the CSAM slag system in the high-temperatures.

Nov 1, 2019

By Guilherme Vitor de Araujo, Igor Cuzzuol dos Santos, Loyslene Rabelo Fernandes, Gustavo Henrique Sousa, Athos Fernandes Araujo

O desenvolvimento de nanopartículas magnéticas vem recebendo bastante atenção de pesquisadores devido a sua potencial aplicação em diferentes campos tecnológicos, principalmente em microeletrônica e medicina. A magnetita nanoparticulada é particularmente atraente para estas finalidades, pois apresenta comportamento superparamagnético, biocompatibilidade e resistencia à oxidação. Neste estudo foi avaliado a síntese das nanopartículas pela coprecipitação. Para isso foi observado a influência da razão molar de Fe+2/Fe+3 e da variação de concentração de NaOH na nucleação e precipitação das partículas. Sendo possível, determinar os melhores parâmetros para obtenção das mesmas e garantindo as suas propriedades. Para a constatação estrutural, a caracterização das amostras foi realizada por difração de raios X (DRX). A razão molar de Fe+2/Fe+3 se mostrou uma variável importante, em razões muito pequenas o resultado obtido foi goetita, enquanto a síntese a partir da razão 0,5 observou-se apenas a magnetita. E a variação da concentração de OH- teve influência no tamanho das partículas nucleadas, no qual menores partículas foram obtidas em meios mais básicos.

Oct 6, 2019

By Clara Lana Bispo Fidelis

Nos últimos anos, um grande destaque na área dos biomateriais tem sido dado aos compósitos produzidos a partir de fosfatos de cálcio e biomateriais poliméricos, uma vez que podem ser empregados eficazmente em substituições do sistema ósseo e cartilaginoso. Este trabalho teve por objetivo desenvolver filmes poliméricos a partir de blendas entre dois polímeros biodegradáveis: o PLGA e o PHB, associadas ao BCP na forma de material particulado. Foram produzidas e caracterizadas duas formulações, 50/50 e 70/30 de PLGA e PHB, respectivamente. Em cada formulação dessas blendas foram introduzidas 10% e 25% de BCP, em relação à massa da matriz polimérica. Os compósitos foram processados pelo método Casting, sendo obtidos os compósitos pela evaporação do solvente utilizado - clorofórmio. É possível observar pela microscopia eletrônica (MEV) que as partículas de BCP formam uma fase dispersa em torno da matriz polimérica. A combinação destes materiais promoveu uma melhoria na performance mecânica dos compósitos. A conjugação de polímeros e biocerâmicas garantem elasticidade associada ao material polimérico, enquanto o BCP promove o aumento da rigidez e resistência à tração. Análises físico-químicas (DSC e DRX) demonstram a possibilidade de existir uma interface difusa entre os polímeros e a biocerâmica. Estes filmes parecem apresentar grande potencial para obtenção de biomateriais para substituições osteocondreais e/ou como membranas reabsorvíveis do periósteo.

Aug 8, 2018

By Artur Frederico Fonseca da Cruz, Jael Moutinho dos Santos

The problem of iron ore sticking and premature wear on screening rolls on balling systems is recurrent. The importance of the "screening" function of the roller classifier is fundamental, since in perfect conservation state and operation it is possible to ensure the performance improvement of the most expensive phase in the pelletizing production chain, the thermal processing. The present works target is the identification of possible causes of iron ore adhesion in classifier rollers and develop a methodology to evaluate and quantify the iron ore sticking mechanism on the classifier surface. For this purpose, iron ore and additives were collected at four different pelletizing plants in terms of iron ore origins and process flows, three different rollers were chosen for testing around the adhesive energy at the iron ore mixture/rolls surface interface. As results, it was possible to construct methodologies to evaluate the aggregability, it was observed the importance of "specific moisture" definition and knowledge on the adhesive energy increase, besides presenting the better performance of rolls with tungsten carbide coating than other evaluated.

Oct 1, 2019

By Vinicius Cardoso Ottani

Os processos de estampagem de materiais de alta resistência requerem o uso de aços ferramenta de alto desempenho, uma vez que a aplicação de pressões elevadas produz o desgaste acelerado das ferramentas de conformação, e até mesmo a ocorrência de falhas catastróficas e prematuras. Frequentemente, o desgaste de ferramentas é superado pelo aumento da dureza dos punções e matrizes, o que implica na diminuição da tenacidade. Esta estratégia, entretanto, não pode ser aplicada em operações de conformação de alta solicitação em que os componentes devem ser tenazes o suficiente para suportar as cargas elevadas envolvidas. A maior dureza retarda o início das trincas, porém também diminui a tenacidade do material, facilitando sua propagação. Uma dureza mais baixa, por outro lado, propicia maior resistência do material à propagação de trincas pela maior tenacidade, porém facilita sua nucleação. Constata-se então, que a relação dureza e tenacidade em aços ferramenta deve ser aprimorada através de um design microestrutural preciso, no qual ambas as propriedades possam ser melhoradas. O presente estudo buscou avaliar a vida útil de punções e matrizes de aços ferramenta AISI D2 e VF800AT limitada por trincas e lascamentos em processos de estampagem. O VF800AT apresentou resultado satisfatório e contribuiu para um aumento de até cinco vezes da vida útil da ferramenta quando comparada com o aço AISI D2. Os ferramentais empregados nesse trabalho foram também caracterizados em laboratório por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. O superior desempenho das ferramentas produzidas em aço VF800AT é justificado pela sua superior tenacidade em relação ao AISI D2, devido a uma microestrutura composta de uma matriz de martensita revenida e carbonetos primários em menor fração volumétrica.

Jul 30, 2018

By Roberto Gomes da Silveira Junior, Marcos Cordeiro Fonseca, Geraldo da Conceição Morais, Manoel Gomes de Souza Neto

Sinter maximization in the blast furnaces charge has proven to be the most economically viable way to produce pig iron at Usiminas. This fact has led the company to develop projects aimed at increasing the production of sintering. In this context, the present work shows the recent experience of Sintering Machines 1 and 2 drum mixer exchanging contributing to the increase of operational productivity due to the optimization of the original design. For 13 days was the replacement of the original drum installed in 1974 by a new drum with improvements in the design of the internal and the sprinkling water system. The improvements contributed to the effective formation of micro-pellets and, as a result, increased productivity of Sinter Machines. Several aspects of the project are presented: engineering, planning, safety, manufacturing, technical quality, schedule and a comparison between the parameters of the equipment operation before and after the implantation

Oct 1, 2019

By André Alexandrino Lotto

A demanda global por energia renovável vem aumentando ao longo dos últimos anos. A energia solar é uma energia limpa e abundante, mas seu uso ainda é limitado por causa dos preços altos e baixa eficiência das células fotovoltaicas. O silício bruto, também chamado de silício de grau metalúrgico, tem sido alvo de muitos estudos visando sua purificação a um nível suficiente para aplicações de energia solar por processos mais baratos do que o processo convencional, chamado Processo Siemens. Neste trabalho, 3 kg de silício de grau metalúrgico foram fundidos por plasma térmico numa atmosfera de vapor de água, hidrogênio e argônio. O teor de boro foi reduzido de 10 ppm para 0,09 ppm em 18.000s (5 horas), mostrando que o processo poderia ser uma alternativa viável ao processo tradicional por via química

Aug 8, 2018

By Klaydison Silva, Maurício Curi Segato, Elves Matiolo, Neymayer Pereira Lima

Flotation is the main concentration process, has been applied with sucess for the removal of quartz on the iron ore industry aiming high quality concentrates. limiting the top size close to 0,300mm and the removal of slimes are fundamental for the efficiency of reverse flotation of quartz. The high consumption of reagents, leading to insufficient particle coverage, and increased foam stability, leading to the difficulty of removal of quartz particles, are the main deleterious effects of the presence of slimes. Recent characterization studies, together with the development of new collector of linear chain, allowed the obtaining of concentrate with SiO2 contents close to 3% with 94% of metallurgical recovery, based on pilot tests carried out on a sample flotation column of the Quadrilátero Ferrífero.

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 Edilson Alves Maranhão, Willi Anton Buehler, Andrea Pezza

O processo de vácuo é a solução típica aplicada quando é hora de atualizar o nível de qualidade do aço de uma aciaria existente. A instalação do novo Tanque de Desgaseificação à Vácuo (VD) de 135t no Canadá e do novo RH de 150t na planta integrada no México para a produção de tubos de alta qualidade na América do Norte é um exemplo típico disso. A nova instalação inclui o mais recente conceito de design para este tipo de equipamento: operações totalmente automatizadas e menor impacto ambiental são os principais aspectos do projeto. A solução de bomba mecânica a seco continua sendo a melhor abordagem de investimento e custo operacional para a tecnologia de vácuo. Os principais aspectos do design da planta são descritos neste documento. O desgaseificador a vácuo VD é responsável pela melhoria das performances metalúrgicas, especialmente em termos de nitrogênio, remoção de hidrogênio e nível de pureza do aço. O processo a jusante e os resultados estão estritamente ligados aos desempenhos do desgaseificador a vácuo. O monitoramento de processos através da linha completa é uma prática padrão para obter uma melhoria efetiva da qualidade do produto. Os desempenhos metalúrgicos do desgaseificador a vácuo VD são analisados e comentados neste trabalho.

Oct 1, 2019

By Neiclésio Nunes Ibiapina

No forno elétrico a arco (FEA) é realizado a fusão da carga metálica composta de sucata, gusa sólido ou líquido, fundentes e o aquecimento do banho líquido utilizando energia elétrica e química. O balanço correto dessas energias e a escolha adequada das matérias primas são fatores que determinam a otimização da eficiência energética e demais ganhos advindos. Para melhoria desses fatores foi utilizada a metodologia Delineamento de Experimentos (DOE) que permite estudar as variáveis do processo e a complexidade de suas interações, buscando solucionar problemas e melhorar a desempenho através de análises estatísticas. Este trabalho mostra os experimentos realizados no FEA da Sinobras objetivando otimizar a energia química do FEA para diferentes condições de carga. O resultado alcançado foi a redução no consumo de energia elétrica, no consumo de oxigênio, no power on e aumento da produção.

Jul 30, 2018

By Douglas Leal Lemos

Na Aciaria-LD CSN obtém duas estações de gusa, chamadas de Estação Leste e Oeste. A logística de transporte do gusa produzido no Alto Forno até a Aciaria é feita através dos Carros Torpedos. Nas estações são feitos cambamentos dos carros para abastecer panelas de gusa, que levarão até os Conversores. Para efetuar este movimento de cambagem é necessário controlar dois motores de corrente continua e freios que obtém nos carros. Na UPV obtém vinte e sete carros torpedos em operação, assim o controle deve estar preparado para controlar todos. Antes da modernização o painel funcionava sem nenhuma tecnologia de controle e obtinha alto custo de manutenção. Em virtude destes aspectos novo sistema obtém conversores estáticos que controlam motores e controlador responsável para efetuar balanceamento de carga do gusa. Este projeto tem como objetivo garantir continuidade operacional do sistema além de gerar maior confiabilidade no equipamento e uma alta tecnologia para efetuar melhorias, analise de defeitos entre outros. O rendimento após a implantação é fantástica devido ao controle preciso obtido além da rastreabilidade de todas as variáveis do sistema e um custo de manutenção baixíssimo, tornando-se um equipamento no estado da arte.

Aug 16, 2017

By Thomas Germershausen

Worldwide BOF-based steel plants are faced with demanding environmental requests and rising energy costs. For cleaning of primary gases from the BOF the scrubbing technology is worldwide adapted. For wet-scrubbers there is a direct relation between pressure loss and achievable clean gas dust content. Subsequently main energy consumers within Gas Cleaning Plants are the driving fans. To evaluate actual performance and to identify optimization measures extensive field measurements at existing Gas Cleaning Plants were performed. The operational results from various BOF plants worldwide will be presented and benchmarked. As a conclusion, advanced control strategies for reduced energy consumption and lower environmental impact were developed and implemented.

Jul 30, 2018